Samenvatting Echofysica
Reader basisprincipes echografi e
Basisprincipes echografie: ultrageluid wordt uitgezonden door de huid heen. Door
variatie in dichtheden van verschillende structuren wordt een deel van het
uitgezonden geluid teruggekaatst, het overige deel gaat door en wordt door
ander weefsel weer teruggekaatst.
Geluidssnelheid van het menselijk lichaam bevindt zich rond de 1540 m/s.
Geluid beweegt zich in een golfbeweging. Dit komt doordat hetgeen dat het
geluid maakt gaat trillen en dit zorgt voor een verplaatsing van lucht in de
beweging van een golf.
Longitudinale golf: opeenvolgende verdichtingen en verdunningen van een
geluidsgolf. (rechte golf)
Frequentie van een trilling = trillingen per seconde = Hz
Duur van een trilling= trillingstijd
Als de trilling wordt overgedragen op een ander medium (bv water) ontstaat er
een golfbeweging.
In een medium hebben we te maken met:
- Frequentie
- Trillingstijd
- Snelheid waarmee een golf beweegt (voortplantingssnelheid)
- Lengte van de golf
Hieruit blijkt:
- Hoe hoger de frequentie van de trilling, hoe korter de golflengte van
golfbeweging
- Hoe hoger de voortplantingssnelheid van het medium, hoe langer de
golflengte van de golfbeweging
Niet elk materiaal laat zich even makkelijk samendrukken door een
trilling/geluidsgolf. Dit is de compressibiliteit. De compressibiliteit heeft effect
op de voortplantingssnelheid
Hoe minder de compressibiliteit, hoe sneller het materiaal zich hier in
voortbeweegt
Gassen hebben bijvoorbeeld een lage voortplantingssnelheid omdat het
makkelijk samendrukbaar is
Ook de dichtheid is bepalen voor de snelheid van de geluidsgolf. Stoffen met
een grote dichtheid zijn doorgaans traag. Ze zijn moeilijk in beweging te krijgen
en moeilijk te stoppen geluidssnelheid is lager in stoffen met een grote
dichtheid
Hoogte van de geluidssnelheid is afhankelijk van de samendrukbaarheid en de
dichtheid.
,Dichtheid is afhankelijk van de temperatuur van het materiaal.
Hoeveel geluid er wordt teruggekaatst hangt af van de akoestische
impedantie (Z). Eenheid Rayl. = de dichtheid van het materiaal x de
geluidssnelheid.
Wanneer de verschillen qua akoestische impedantie binnen een structuur gering
zijn, zal de echogeniteit van de structuur ook beperkt zijn. zodra de verschillen
groter worden, zal de intensiteit van het echosignaal toenemen.
De echogeniteit zegt iets over de samenstelling van het weefsel. homogene
samenstelling levert een minder intens echosignaal.
Geluid kan ook in een niet loodrechte hoek invallen. Hierbij geldt de Wet van
Snellius: de hoek van inval is gelijk aan de hoek van reflectie. in dit geval zal
het gereflecteerde echosignaal de transducer niet bereiken.
Het gedeelte dat dan verder gaat in het tweede medium, buigt een beetje
af. Dit is refractie.
We hebben in de echografie dus constant te maken met reflectie en refractie.
je moet dus eigenlijk de structuren die je wilt zien loodrecht raken met de
geluidsgolf.
Attentuatie: verzwakking van geluidsgolf door afstaan van energie (warmte)
aan de omgeving.
Verzwakking treeft ook nog op door:
- Akoestische impedantie
- Verstrooiing: in weefsel met lage dichtheid is er weinig verstrooiing en dus
een kleine afname van het signaal
- Intensiteit: hoeveelheid energie die per seconde door een oppervlakte-
eenheid gaat. hoe dieper hoe meer de intensiteit afneemt.
Time Gain Compensation (TGC): bedoeld om verzwakking in diepere lagen
tegen te gaan
Overall Gain: beeld qua helderheid aanpassen.
Beeldkwaliteit en resolutie
Spatiële resolutie (detailwaarneembaarheid) is op te delen in:
- Axiale resolutie
- Laterale resolutie
Naast spatiële resolutie hebben beeldfrequentie en intensiteit van de
geregistreerde geluidsgolven invloed op de beeldkwaliteit. Bij een te lage
beeldfrequentie kunnen bewegingsartefacten ontstaan en wanneer de intensiteit
van het signaal te laag is, zal deze niet correct worden weergegeven.
Axiale resolutie: lengte van de geluidspuls heeft hier impact op.
Wanneer twee achter elkaar gelegen reflectoren zich meer dan de helft
van de lengte van de geluidspuls uit elkaar bevinden, kunnen deze
reflectoren van elkaar onderscheiden worden.
, Als het eerste echosignaal eindigt waar het tweede echosignaal zich
bevindt, kan het apparaat geen onderscheid meer maken.
Wanneer de trillingsfrequentie wordt verhoogd neemt de axiale resolutie
toe
Als echoscopist hebben wij geen invloed op: geluidssnelheid van weefsel, en het
aantal perioden waarin de geluidspuls ontstaat (dit is afhankelijk van het piëzo-
elektrisch materiaal en de backing van de transducer)
Bij een verhoging van de trillingsfrequentie neemt ook de absorptie van het
geluid toe, waardoor de intensiteit van de echosignalen afneemt. Maar hierdoor
zijn bijvoorbeeld wel kleinere details zichtbaar.
Laterale resolutie: afhankelijk van vele factoren
- Bundelbreedte: door overgangsgebieden van weefsel treedt er divergentie
op van de geluidsgolf laterale resolutie is in nabije veld beter dan het
verre veld\
Aantal conclusies over de laterale diameter:
- Laterale resolutie neemt in het nabije veld af bij een toenemende diameter
- De lengte van het nabije veld of de diepte van het overgangsgebied is
afhankelijk van de diameter
- Hoe groter de diameter van het zendelement hoe langer het nabije veld
- De spreidingshoek van het verre veld neemt af bij een grotere diameter
- De lengte van het nabije veld of de diepte van de overgangszone is
afhankelijk van de frequentie
- Hoe hoger de frequentie, hoe korter de golflengte, hoe langer het nabije
veld
- De spreidingshoek van het verre veld neemt af bij een hogere frequentie
De geluidsbundel heeft een drie dimensionale vorm. Het is lastig om in twee
richtingen de bundel te focussen. Daarom wordt er in de lengte van de
transducer elektronische focussering (wel aanpasbaar) toegepast en de in de
breedte mechanische focussering (niet aanpasbaar)
Temporele resolutie: heeft te maken met het weergeven van bewegingen.
Per beeldlijn wordt elke keer één geluidspuls uitgezonden.
Temporele resolutie wordt bepaald door:
- Maximale diepte
- Aantal beeldlijnen dat per beeld wordt weergegeven.
Temporele resolutie neemt af naar mate de diepte van het scanveld toeneemt.
Ook een toename van het aantal beeldlijnen zorgt voor een afname van de
temporele resolutie. Ook bij meerdere focuspunten neemt de temporele resolutie
af.
De intensiteit van het echosignaal wordt doormiddel van een grijswaarde
weergegeven= dit is de brightness-mode (B-mode).
Beeldruis:
Reader basisprincipes echografi e
Basisprincipes echografie: ultrageluid wordt uitgezonden door de huid heen. Door
variatie in dichtheden van verschillende structuren wordt een deel van het
uitgezonden geluid teruggekaatst, het overige deel gaat door en wordt door
ander weefsel weer teruggekaatst.
Geluidssnelheid van het menselijk lichaam bevindt zich rond de 1540 m/s.
Geluid beweegt zich in een golfbeweging. Dit komt doordat hetgeen dat het
geluid maakt gaat trillen en dit zorgt voor een verplaatsing van lucht in de
beweging van een golf.
Longitudinale golf: opeenvolgende verdichtingen en verdunningen van een
geluidsgolf. (rechte golf)
Frequentie van een trilling = trillingen per seconde = Hz
Duur van een trilling= trillingstijd
Als de trilling wordt overgedragen op een ander medium (bv water) ontstaat er
een golfbeweging.
In een medium hebben we te maken met:
- Frequentie
- Trillingstijd
- Snelheid waarmee een golf beweegt (voortplantingssnelheid)
- Lengte van de golf
Hieruit blijkt:
- Hoe hoger de frequentie van de trilling, hoe korter de golflengte van
golfbeweging
- Hoe hoger de voortplantingssnelheid van het medium, hoe langer de
golflengte van de golfbeweging
Niet elk materiaal laat zich even makkelijk samendrukken door een
trilling/geluidsgolf. Dit is de compressibiliteit. De compressibiliteit heeft effect
op de voortplantingssnelheid
Hoe minder de compressibiliteit, hoe sneller het materiaal zich hier in
voortbeweegt
Gassen hebben bijvoorbeeld een lage voortplantingssnelheid omdat het
makkelijk samendrukbaar is
Ook de dichtheid is bepalen voor de snelheid van de geluidsgolf. Stoffen met
een grote dichtheid zijn doorgaans traag. Ze zijn moeilijk in beweging te krijgen
en moeilijk te stoppen geluidssnelheid is lager in stoffen met een grote
dichtheid
Hoogte van de geluidssnelheid is afhankelijk van de samendrukbaarheid en de
dichtheid.
,Dichtheid is afhankelijk van de temperatuur van het materiaal.
Hoeveel geluid er wordt teruggekaatst hangt af van de akoestische
impedantie (Z). Eenheid Rayl. = de dichtheid van het materiaal x de
geluidssnelheid.
Wanneer de verschillen qua akoestische impedantie binnen een structuur gering
zijn, zal de echogeniteit van de structuur ook beperkt zijn. zodra de verschillen
groter worden, zal de intensiteit van het echosignaal toenemen.
De echogeniteit zegt iets over de samenstelling van het weefsel. homogene
samenstelling levert een minder intens echosignaal.
Geluid kan ook in een niet loodrechte hoek invallen. Hierbij geldt de Wet van
Snellius: de hoek van inval is gelijk aan de hoek van reflectie. in dit geval zal
het gereflecteerde echosignaal de transducer niet bereiken.
Het gedeelte dat dan verder gaat in het tweede medium, buigt een beetje
af. Dit is refractie.
We hebben in de echografie dus constant te maken met reflectie en refractie.
je moet dus eigenlijk de structuren die je wilt zien loodrecht raken met de
geluidsgolf.
Attentuatie: verzwakking van geluidsgolf door afstaan van energie (warmte)
aan de omgeving.
Verzwakking treeft ook nog op door:
- Akoestische impedantie
- Verstrooiing: in weefsel met lage dichtheid is er weinig verstrooiing en dus
een kleine afname van het signaal
- Intensiteit: hoeveelheid energie die per seconde door een oppervlakte-
eenheid gaat. hoe dieper hoe meer de intensiteit afneemt.
Time Gain Compensation (TGC): bedoeld om verzwakking in diepere lagen
tegen te gaan
Overall Gain: beeld qua helderheid aanpassen.
Beeldkwaliteit en resolutie
Spatiële resolutie (detailwaarneembaarheid) is op te delen in:
- Axiale resolutie
- Laterale resolutie
Naast spatiële resolutie hebben beeldfrequentie en intensiteit van de
geregistreerde geluidsgolven invloed op de beeldkwaliteit. Bij een te lage
beeldfrequentie kunnen bewegingsartefacten ontstaan en wanneer de intensiteit
van het signaal te laag is, zal deze niet correct worden weergegeven.
Axiale resolutie: lengte van de geluidspuls heeft hier impact op.
Wanneer twee achter elkaar gelegen reflectoren zich meer dan de helft
van de lengte van de geluidspuls uit elkaar bevinden, kunnen deze
reflectoren van elkaar onderscheiden worden.
, Als het eerste echosignaal eindigt waar het tweede echosignaal zich
bevindt, kan het apparaat geen onderscheid meer maken.
Wanneer de trillingsfrequentie wordt verhoogd neemt de axiale resolutie
toe
Als echoscopist hebben wij geen invloed op: geluidssnelheid van weefsel, en het
aantal perioden waarin de geluidspuls ontstaat (dit is afhankelijk van het piëzo-
elektrisch materiaal en de backing van de transducer)
Bij een verhoging van de trillingsfrequentie neemt ook de absorptie van het
geluid toe, waardoor de intensiteit van de echosignalen afneemt. Maar hierdoor
zijn bijvoorbeeld wel kleinere details zichtbaar.
Laterale resolutie: afhankelijk van vele factoren
- Bundelbreedte: door overgangsgebieden van weefsel treedt er divergentie
op van de geluidsgolf laterale resolutie is in nabije veld beter dan het
verre veld\
Aantal conclusies over de laterale diameter:
- Laterale resolutie neemt in het nabije veld af bij een toenemende diameter
- De lengte van het nabije veld of de diepte van het overgangsgebied is
afhankelijk van de diameter
- Hoe groter de diameter van het zendelement hoe langer het nabije veld
- De spreidingshoek van het verre veld neemt af bij een grotere diameter
- De lengte van het nabije veld of de diepte van de overgangszone is
afhankelijk van de frequentie
- Hoe hoger de frequentie, hoe korter de golflengte, hoe langer het nabije
veld
- De spreidingshoek van het verre veld neemt af bij een hogere frequentie
De geluidsbundel heeft een drie dimensionale vorm. Het is lastig om in twee
richtingen de bundel te focussen. Daarom wordt er in de lengte van de
transducer elektronische focussering (wel aanpasbaar) toegepast en de in de
breedte mechanische focussering (niet aanpasbaar)
Temporele resolutie: heeft te maken met het weergeven van bewegingen.
Per beeldlijn wordt elke keer één geluidspuls uitgezonden.
Temporele resolutie wordt bepaald door:
- Maximale diepte
- Aantal beeldlijnen dat per beeld wordt weergegeven.
Temporele resolutie neemt af naar mate de diepte van het scanveld toeneemt.
Ook een toename van het aantal beeldlijnen zorgt voor een afname van de
temporele resolutie. Ook bij meerdere focuspunten neemt de temporele resolutie
af.
De intensiteit van het echosignaal wordt doormiddel van een grijswaarde
weergegeven= dit is de brightness-mode (B-mode).
Beeldruis:
