Principes van echocardiografie en kleuren doppler
Ultra geluid = Energie
- Uitrekking Verdunning = Rarefaction
- Samen drukking Compression
Cyclus Eén complete ultrageluidsgolf
- Een cyclus begint op een bepaald punt van de geluidsgolf en eindigt twee identieke punten
later
- Cyclus lengte = Golf lengte
Kenmerken geluidsgolf
- Frequentie
- Golf lengte
- Amplitude
Frequentie = Hz
- 1/T (1/aantal trillingen per seconde)
Golf lengte = λ = mm
- De golf lengte is gelijk aan de afstand tussen elke twee op een volgende identieke punten van
een golf gelijk aan de cyclus duur = in mm
Periode
- Steeds herhalende tijd waarin de golf 1 golf lengte aflegt
- Omgekeerde van de frequentie
Velocity propagation = Voortplantingssnelheid
- Λ = c/f
o c = Medium = m/sec
o f = Frequentie = f, Hz
De reissnelheid van ultrageluid door het hart is omstreeks 1540 m/sec.
Hiermee kan de golflengte λ voor elke transducerfrequentie
worden berekend uit:
- λ(mm) = (1540m/sec/f(Hz)/1000mm/sec
- λ(mm) = 1.54/f
- mHz naar Hz = *106
- 7mHz transducer
o λ(mm) =1540m/sec / 7000.000 Hz = 0.00022 meter = 0.22mm Golf lengte
- 1mHz transducer = 1.54mm Golf lengte
- 3mHz transducer = 0.51mm Golf lengte
- 5mHz transducer = 0.31mm Golf lengte
Amplitude
- Afstand tussen de golf kam en de nul lijn
- Afstand tussen de golf dal en de nul lijn
- Afstand tussen golf kam en dal = 2x de amplitude
- Energie ultra geluid Akoestische druk Power (milliWatt, mJoules/sec)
o Power verzwakt met de afstand die het geluid aflegt in het medium
Intensiteit
- Eenheid mW/cm2
- Intensiteit (I) = power2
o Als de power verdubbeld verviervoudigd de intensiteit
- Een ultrageluidsbundel is niet overal even krachtig
o Aan de rand en ver in diepte Intensiteit lager
o In het midden v/d focale zon Intensiteit hoger
- Piek intensiteit en gemiddelde intensiteit worden vaak beide vermeld
,Duty factor
- Fractie v/d tijd de transducer ultrageluid uitzendt
- Transducer produceert akoestische energie
- Continue uitzending Continuous wave (CW)
- Intermitterende uitzending Pulsed wave (PW)
- Akoestische energie lager bij PW dan bij CW
Exposure time bij PW doppler
- Pulsduur
- Puls repetitie frequentie (PRF) = Aantal pulsen per tijdseenheid
- Puls repetitie periode (PRP) = Tijd tussen op volgende pulsen
- PRP is het omgekeerde van PRF
o Dus PRF: 1000/sec PRP: 1/1000
Duty factor definitie
- De fractie van de totale tijd dat het instrument werkt (tijd dat het instrument aan staat)
- Is gerelateerd aan de pulsduur en de PRP
- Formule D = PD/PRP
- Duty factor neemt toe met toename van de pulsduur
- Varieert van 0.0005 tot 0.002
Toepassing in de echocardiografie
- TTE
o Mogelijke frequenties: 1-7mHz
o Volwassenen 2.5-5mHz
- Intracoronair onderzoek: 20mHz
- Hoe hoger het mHz getal hoe lager de penetratie
Ultrageluid maken
- Gebeurt met piëzo elektrisch kristal gestimuleerd
- De elektrische prikkel geeft een vorm verandering van het kristal waardoor het een vibratie
afgeeft die resulteert in een ultrageluidsgolf
- Andersom: Als het kristal door ultrageluid v/d bijpassende frequentie wordt geraakt zal het een
elektrische stroompje geven
- Kristallen worden afwisselend als zender en ontvanger gebruikt
- Omdat het piëzo elektrisch kristal één vorm van energie in een andere kan omzetten wordt het
een transducer genoemd
- Diepte Kristal heel kort activeren
Phased array stuur systeem
- Hiermee kan met een transducer die stil staat op de patiënt een sector van 90° worden
gemaakt door de kristallen in een bepaalde volgorde te activeren
o Golf front ontstaat dat naar links en rechts kan afbuigen
- Als het bovenstaande snel achter elkaar gebeurt 2D sector beeld wordt gemaakt
Akoestische impedantie
- Onderweg naar een object (transmissie) komt het geluidsblokje lagen tegen met verschillende
weefsel karakteristieken
o Dichtheid
o Voortgeleidingssnelheid
, Scattering Geen reflectie maar spat uit elkaar
- Structuren kleiner dan de golf lengte
o Erytrocyten in plasma
Sterkte echo signaal
- Lang in water
- Kort door bloed
- Nog korter door spier weefsel
- Niet makkelijke echo’s dus bij dikke emfymateuze patiënt
- Niet haaks treffen Zwakke echo
- Kleine oneffenheid = Hoek afhankelijk (Reflectie in alle richtingen)
- Acoustic shadowing
o Zwakke echo’s als gevolg van afzwakking van kracht van de ultrageluidsbundel achter
een grens laag met groot verschil in akoestische impedantie. Er is daarna van deze
kracht niet veel meer over Gebied achter de grens laag wordt zwak tot niet af
gebeeld
Weergave van echo’s
- 1540 m/sec bij bloed en spier weefsel
- Bot/metaal: Hogere snelheden dan 1540 m/sec
Verschillende modus
- A-mode
o Amplitude mode
o Hoe krachtiger de echo hoe groter de amplitude v/d deflectie
- B-mode
o Brightness mode
o Helderheid
o Hoe helderder het punt hoe krachtiger de echo
o Echo’s van verschillende lagen en diepten zal op één lijn een serie B-mode punten
zichtbaar zijn
- M-mode
o B-mode in tijd uitgeschreven
o De bewegingen van de punten als beweging op het scherm zichtbaar
o Voordeel
Oplossend vermogen beter dan bij sector beeld
Gain instellingen
- Overall Gain
o Intensiteit van een echo is van veel factoren afhankelijk
o Totale beeld diepte met Overall Gain
- Nadeel te hoge gain
o Zwakkere echo’s verdwijnen in de gain
- Kwaliteit wordt door gray scale bepaald
o Reject control Kleine irrelevante echo’s verwijderen
- Hoe beter de gray scale hoe beter de dynamic range
- Dynamic range
o In dB
Ultra geluid = Energie
- Uitrekking Verdunning = Rarefaction
- Samen drukking Compression
Cyclus Eén complete ultrageluidsgolf
- Een cyclus begint op een bepaald punt van de geluidsgolf en eindigt twee identieke punten
later
- Cyclus lengte = Golf lengte
Kenmerken geluidsgolf
- Frequentie
- Golf lengte
- Amplitude
Frequentie = Hz
- 1/T (1/aantal trillingen per seconde)
Golf lengte = λ = mm
- De golf lengte is gelijk aan de afstand tussen elke twee op een volgende identieke punten van
een golf gelijk aan de cyclus duur = in mm
Periode
- Steeds herhalende tijd waarin de golf 1 golf lengte aflegt
- Omgekeerde van de frequentie
Velocity propagation = Voortplantingssnelheid
- Λ = c/f
o c = Medium = m/sec
o f = Frequentie = f, Hz
De reissnelheid van ultrageluid door het hart is omstreeks 1540 m/sec.
Hiermee kan de golflengte λ voor elke transducerfrequentie
worden berekend uit:
- λ(mm) = (1540m/sec/f(Hz)/1000mm/sec
- λ(mm) = 1.54/f
- mHz naar Hz = *106
- 7mHz transducer
o λ(mm) =1540m/sec / 7000.000 Hz = 0.00022 meter = 0.22mm Golf lengte
- 1mHz transducer = 1.54mm Golf lengte
- 3mHz transducer = 0.51mm Golf lengte
- 5mHz transducer = 0.31mm Golf lengte
Amplitude
- Afstand tussen de golf kam en de nul lijn
- Afstand tussen de golf dal en de nul lijn
- Afstand tussen golf kam en dal = 2x de amplitude
- Energie ultra geluid Akoestische druk Power (milliWatt, mJoules/sec)
o Power verzwakt met de afstand die het geluid aflegt in het medium
Intensiteit
- Eenheid mW/cm2
- Intensiteit (I) = power2
o Als de power verdubbeld verviervoudigd de intensiteit
- Een ultrageluidsbundel is niet overal even krachtig
o Aan de rand en ver in diepte Intensiteit lager
o In het midden v/d focale zon Intensiteit hoger
- Piek intensiteit en gemiddelde intensiteit worden vaak beide vermeld
,Duty factor
- Fractie v/d tijd de transducer ultrageluid uitzendt
- Transducer produceert akoestische energie
- Continue uitzending Continuous wave (CW)
- Intermitterende uitzending Pulsed wave (PW)
- Akoestische energie lager bij PW dan bij CW
Exposure time bij PW doppler
- Pulsduur
- Puls repetitie frequentie (PRF) = Aantal pulsen per tijdseenheid
- Puls repetitie periode (PRP) = Tijd tussen op volgende pulsen
- PRP is het omgekeerde van PRF
o Dus PRF: 1000/sec PRP: 1/1000
Duty factor definitie
- De fractie van de totale tijd dat het instrument werkt (tijd dat het instrument aan staat)
- Is gerelateerd aan de pulsduur en de PRP
- Formule D = PD/PRP
- Duty factor neemt toe met toename van de pulsduur
- Varieert van 0.0005 tot 0.002
Toepassing in de echocardiografie
- TTE
o Mogelijke frequenties: 1-7mHz
o Volwassenen 2.5-5mHz
- Intracoronair onderzoek: 20mHz
- Hoe hoger het mHz getal hoe lager de penetratie
Ultrageluid maken
- Gebeurt met piëzo elektrisch kristal gestimuleerd
- De elektrische prikkel geeft een vorm verandering van het kristal waardoor het een vibratie
afgeeft die resulteert in een ultrageluidsgolf
- Andersom: Als het kristal door ultrageluid v/d bijpassende frequentie wordt geraakt zal het een
elektrische stroompje geven
- Kristallen worden afwisselend als zender en ontvanger gebruikt
- Omdat het piëzo elektrisch kristal één vorm van energie in een andere kan omzetten wordt het
een transducer genoemd
- Diepte Kristal heel kort activeren
Phased array stuur systeem
- Hiermee kan met een transducer die stil staat op de patiënt een sector van 90° worden
gemaakt door de kristallen in een bepaalde volgorde te activeren
o Golf front ontstaat dat naar links en rechts kan afbuigen
- Als het bovenstaande snel achter elkaar gebeurt 2D sector beeld wordt gemaakt
Akoestische impedantie
- Onderweg naar een object (transmissie) komt het geluidsblokje lagen tegen met verschillende
weefsel karakteristieken
o Dichtheid
o Voortgeleidingssnelheid
, Scattering Geen reflectie maar spat uit elkaar
- Structuren kleiner dan de golf lengte
o Erytrocyten in plasma
Sterkte echo signaal
- Lang in water
- Kort door bloed
- Nog korter door spier weefsel
- Niet makkelijke echo’s dus bij dikke emfymateuze patiënt
- Niet haaks treffen Zwakke echo
- Kleine oneffenheid = Hoek afhankelijk (Reflectie in alle richtingen)
- Acoustic shadowing
o Zwakke echo’s als gevolg van afzwakking van kracht van de ultrageluidsbundel achter
een grens laag met groot verschil in akoestische impedantie. Er is daarna van deze
kracht niet veel meer over Gebied achter de grens laag wordt zwak tot niet af
gebeeld
Weergave van echo’s
- 1540 m/sec bij bloed en spier weefsel
- Bot/metaal: Hogere snelheden dan 1540 m/sec
Verschillende modus
- A-mode
o Amplitude mode
o Hoe krachtiger de echo hoe groter de amplitude v/d deflectie
- B-mode
o Brightness mode
o Helderheid
o Hoe helderder het punt hoe krachtiger de echo
o Echo’s van verschillende lagen en diepten zal op één lijn een serie B-mode punten
zichtbaar zijn
- M-mode
o B-mode in tijd uitgeschreven
o De bewegingen van de punten als beweging op het scherm zichtbaar
o Voordeel
Oplossend vermogen beter dan bij sector beeld
Gain instellingen
- Overall Gain
o Intensiteit van een echo is van veel factoren afhankelijk
o Totale beeld diepte met Overall Gain
- Nadeel te hoge gain
o Zwakkere echo’s verdwijnen in de gain
- Kwaliteit wordt door gray scale bepaald
o Reject control Kleine irrelevante echo’s verwijderen
- Hoe beter de gray scale hoe beter de dynamic range
- Dynamic range
o In dB
