Slayt 1 - E-Sağlık Online

F.Ü. SHMYO
Tıbbi Görüntüleme Teknikleri
2014
Radyolojik Teknikler - I
Ultrasonografi
Selami SERHATLIOĞLU
İkinci Dünya Savaşı sırasında deniz altıların yerinin
belirlenmesi amacıyla kullanılmış
Daha sonra demiryolu raylarındaki çatlakları belirlemek
maksadıyla kullanılmış
Ultrasonografinin hızla gelişimi 1970’li
yıllardan sonra olmuş, günümüzde ise
bilgisayar donanımı, yazılımı, elektronik ve
elektromekanik teknolojideki gelişmelere
paralel olarak ultrason cihazları günümüzde;
Tıpta çok geniş bir uygulama alanı bularak
vazgeçilmez bir yöntem olmuştur.
Tıpta US Kullanım alanları
•
•
•
•
Fizik tedavi maksadıyla düşük frekanslı ses
dalgalarıyla dokunun ısıtılması,
Özellikle üst solunum yolu rahatsızlıklarında ihtiyaç
duyulan soğuk buhar üretimi (nebülizatör),
Cerrahide suyu titreştirmek suretiyle tıbbi
cihazların mikro seviyede temizliğinde,
En önemlisi; Tanı amaçlı diagnostik
görüntülemelerde kullanımı.
Ultrason (Ultrasound) Nedir?
• İnsan kulağı 20 Hz ile 20 kHz arasındaki sesleri
duyabilir. İnsan kulağının işitebileceği ses frekansının
üzerindeki akustik dalgalara ultrasonik dalgalar denir.
Bir çok kaynakta ultrasonik dalgalar, 20 kHz – 100
kHz arasında sınırlanmış olmasına rağmen, tıp
elektroniğinde üst sınır 30 MHz’e kadar uzanır. Ancak
tanı amacıyla kullanılan ultrason dalgaları 2 ile 20
MHz arasındadır.
Ultrasonun temeli = pulse-echo prensibi
• Ultrasonun temelini darbe-yansıma (pulseecho) prensibi oluşturur. Yani bir ultrason
darbesi gönderilir ve hedeften yansıyarak
gelen eko geri alınır. Geri alınan ekodan, gözle
görülmeyen hedefle ilgili istenen bilgiler
çıkarılabilir.
Ses Dalgasının Genliği, Dalga Boyu, Periyot
Genlik,(Basınç),dB
T=1/f
t,(zaman),s
v=.f
Bütün ses ve elektromanyetik dalgalar v = λƒ eşitliğine uygun olarak yayılırlar.
Burada;
v : Dalganın ortamdaki yayılım hızı (m/s)
ƒ : Frekans (Hz)
λ : Dalga boyu (m) dir.
ULTRASONOGRAFİ CİHAZININ BÖLÜMLERİ
• Transducer = Prob : Elektrik enerjisini sese ve
yankılanan sesi de elektrik enerjisine çeviren
ve elektrik enerjisine çevrilen ekoları görüntü
haline dönüştüren alıcı
• Kumanda masası – Bilgisayar ünitesi
• Enerji kaynağı : Şehir şebekesinden gelen 220
volt alternatif akım puls jeneratürüne ulaşır.
• Görüntünün oluşturulduğu monitör (katot ışın
tüpü)
US : Ultrasound : Ultrason
• İnsan kulağının işitebileceği sesler; 16 –
20.000 Hz.
• US’de kullanılan ultrasesin frekansı ; 2 – 20
MHz.
• Sesin şiddeti 1 – 40 miliwat
• Quartz doğal bir Piazoelektrik kristalidir.
Quartz çok pahalı olduğundan yapay
piazoelektrik kristalleri (kurşun zikronat
titanat) kullanılır
ULTRASESİN ELDE EDİLMESİ
• Yüksek frekanslı ses elde etmek için “Piezoelektrik olay”
dan yararlanılmaktadır.
• Piezo elektrik olayı quartz gibi kristallerin mekanik ve
elektrik enerjilerinin birbirine çevrilmesi olayına dayanır.
• Enerjiyi birbirine çevirmek amacıyla transduserler
kullanılır.
• Transduserlerin ön yüzüne yakın yerleştirilen kristale
voltaj uygulanması, elektrik enerjinin kristalde genişleme
ve daralma şeklinde mekanik enerjiye dönüşmesine
neden olur. Bunun sonucunda ultrases dalgaları oluşur.
Bu etki piezoelektrik (basınç elektrik) etkidir.
• Piazoelektrik olayı: Elektriksel uyarımın özel olarak yapılmış
kristalde meydana gelen mekanik kompresyon ultrases
olarak çevreye yayılırken, kristale dışarıdan gelen ultrasesin
mekanik basıncı kristali kompresyona uğrattığında elektriksel
sinyaller ortaya çıkar.
Piazo - elektrik olayı
• Quartz gibi kristallerin mekanik ve elektrik
enerjilerini birbirine çevirebilmeleridir.
• Frame = Birim zamanda elde dilen görüntü
elementi sayısını ifade eder. US cihazlarında
saniyede en az 16 frame görüntü elde edilir.
Rutin uygulamalarda transducerler; real time
= gerçek zamanlı kabul edilir.
Enerji çevirici = Trabsducer = Prob
• Yapay seramik disklerin yapısı kurşun zikronat
titanat Quartz gibi kristallerin mekanik ve
elektrik enerjilerini birbirine
çevirebilmeleridir.
• Seramik disklerin kalınlığı ürettikleri ses
frekansı ile ters orantılıdır. Ultrasesin frekansı
artıkça dalga boyu kısalır. Ultrasesin frekansı
görüntü rezolusyonu ile doğru orantılıdır.
Transducer = Problar
USG aygıtlarında transduseri taşıyan başlığa “prob” adı verilir.
Transduserlerde tiplerine göre üretilen ses demeti şekli değişmekte ve
ekran üzerindeki görüntünün şekli böyle belirlenmektedir. Problar
lineer, sektör ve konveks olarak adlandırılırlar. Her birinde kullanılan
elemanların dizilimi farklılık gösterir.
1.Lineer Problar: Bu tip problarda elemanlar bir doğru boyunca
dizilmişlerdir.Ekranda oluşturduğu görüntü dikdörtgen şeklindedir.
2.Sektör Problar: Bu tip probların ekrandaki görüntüleri tepesi yukarıda,
konik şeklindedir. Vücuda temas yüzeyleri küçük, görüntü alanı geniş
olduğundan küçük alanlardan kolaylıkla görüntüleme avantajı
sağlarlar.Bu problar mekanik sektör,anüler ve faz ateşlemeli olmak
üzere üç farklı şekilde imal edilirler.
3.Konveks Problar: Bu tip problarda transduser elemanları geniş bir yay
çizecek şekilde dizilirlier ve görüntü tepesi kesik konik bir form
oluşturur.Konveks problar diğer tuüm probların avantajlarını
kapsamaktadır.
Ultrasesin frekansı arttıkça
rezolusyon artar, penetrasyon azalır.
• Ultrasonda kompresyonel longutidunal dalga söz
konusudur.
• Ultrasesin dokuda yayılması dokunun elastisitesi ve
dansitesi ile ilgilidir.
• Dokunun elastisitesi arttıkça sesin yayılım hızı artar.
• Yumuşak dokuda sesin yayılım hızı 1540 m/sn dir.
• Akustik Empedans: Sesin doku içerisindeki hızı ile doku
dansitesi arasındaki bağıntılı ilişki,
• Atanüasyon: Ultrases dalgasının dokuda ilerleyişi
sırasında absorbsiyona bağlı zayıflaması,
Sesin frekansı arttıkça dokuya penetrasyon yeteneği azalır
Bunun yanında frekans arttıkça ses demeti kolime olur
Ultrasonografik Rezolüsyon
• - Aksiyal Rezolüsyon dokuya gönderilen ses demetine
paralel iki objenin ayırt edilebilmesidir.
• - Lateral Rezolüsyon ses demetine dik durumda iki
objenin ayırt edilebilmesidir.
• Sesin madde ile etkileşimi:
– 1.Absorbsiyon,
– 2.Kırılma,
– 3.Yansıma.
• Yansıma; akustik impedans, insidans açısı, yansıtıcı
yüzey ile ilgili,
Transducerler Mekanik ve Elektronik
olmak üzere iki çeşittir.
• Mekanik Transducerler: iki çeşittir:
– a= dönen diskli,
– b= osilasyon gösteren kristalli olanlar
• Osilasyon gösteren kristalli Transducerler de iki çeşittir,
– birincisinde; tek bir kristal belli açıda osilasyon yapar,
– İkincisinde; içi castor adı verilen bir yağ ile dolu kapta yer alan
tek bir kristal bulunur.
• Elektronik Transducerler:
– Lineer dizilimli Elektronik Transducerler; bir çizgi gibi çok
sayıda(64 – 200) lineer dizilmiş,
– Faz dizilimli Elektronik Transducerler; sektör şeklindedir
(maksimum sektör açısı 900 ), lineer gibi dizilmekle beraber,
minimal zaman aralıkları ile uyarılmakta görüntüleme alanı
süpürülür tarzda taranmaktadır.
Ultrasnografik Gösterim (MODE)
• A (Amplitüde) Mode
• B (Brightness) Mode – parlaklık , gri skala
• M (Montion) Mode– hareketli yapılardan
yansıyan ekolar, zaman/pozisyon grafiği
• Ultrasonografi (US) : Gri Skala
• Doppler Ultrasonografi : Akım hızını ölçer
(cm/sn)
• Color Doppler Ultrasonografi : Akım yönünü
gösterir.
• Power Doppler Ultrasonografi : Akıma çok
duyarlıdır. (akım yönünü ve hızını göstermez)
ELASTOGRAFİ
• Komprese ve non-komprese dokunun elastik
özelliklerini (moleküler kompozisyonu: yağ,
kollajen vs ve strüktürel organizasyonu)
kullanarak görüntü sağlar.
• Genel Prensip: Konvansiyonel görüntüleme
özelliklerini kullanarak eksternal uygulanan
kompresyona dokunun cevabını saptamak.
US KONTRAST AJANLAR
• 1968 yılında Gramiak ve Shah tarafından ortaya
atılmıştır.
• Günümüze kadar gerçekleştirilen çalışmalarla,
zararsız, uniform, küçük ölçekli hava kabarcığı
oluşturabilen ve yüksek ekojeniteye sahip ideal
bir kontrast madde yaratılmaya çalışılmıştır.
• Bugün üzerinde çalışılan kontrast maddeler nontranspulmoner ve transpulmoner olmak üzere iki
grup altında toplanmıştır.
NON-TRANSPULMONER AJANLAR
• Kapillerleri geçemeyecek ölçekli hava
kabarcıklarından oluşmuş preparatlardır.
• Hava kabarcıkları galaktozdaki şeker matriksi
içine hapsolmuş durumdadır.
• En yenisi SHU-454 olup, Echovist adıyla piyasada
bulunmaktadır.
• Kabarcık boyutu 3-7 mikromilim, etki süresi 5
dakikadır.
• Kardiak çalışmalarda, jinekolojide, VUR
saptanmasında, antegrad pyelosonografi
uygulamalarında başarı ile kullanılmaktadır.
TRANSPULMONER AJANLAR
• Kapillerleri geçerek, dolaşımda en az bir kez
sirküle olabilen, üniform, küçük ölçekli hava
kabarcıklarıdır.
• İlk kullanılanı albümindir.
• Albunex, içerik olarak aynı, partikül çapı daha
küçüktür. 1-8 mikromilim boyutunda, yarılanma
ömrü 1 dakikadan azdır.
• SH508-A(Levovist) pulmoner dolaşımdan
etkilenmeden geçebilen galaktozdaki şeker
partikülleini içeren bir preparattır.
Ultrasonografi Artefaktları
•
•
•
•
•
•
•
•
Reverberasyon Artefaktı
Ayna (Mirror Image) Artefaktı
Kuyruklu Yıldız (Comet Tail) Artefaktı
Akustik Gölge (Acustic Shadow) Artefaktı
Akustik Yankı Artımı (Birikimi) Artefaktı
Kırılma (refraksiyon) Artefaktı
Duplikasyon Artefaktı
Kesit Kalınlığı Artefaktı
DOPPLER ULTRASONOGRAFİ
• Ses frekansının harekete bağlı olarak yaklaştıkça tiz (yüksek frekanslı), uzaklaştıkça
pes (düşük frekanslı) – gösterdiği değişikliğe
Doppler kayması(şifti) denir.
• Bu temele dayanarak damarlarda akan kanın
içindeki şekilli elemanlardan yansıyan sesin
frekans değişiklikleri saptanarak akımın yönü
ve hızı incelenebilmektedir.
Doppler kayması(şifti)
• Doppler kayması(şifti) = 2 x Fo x V x CosQ / c
– Fo = Transducerin frekansı,
– V = damar içindeki akım hızı,
– CosQ = Doppler açısı,
– C = Sesin dokudaki hızı (1540m/sn)
Doppler US de Gösterim Yöntemleri
•
* Sürekli dalga(Continuous Wave)
• * Spektral dalga(Duplex Doppler)
• * Renkli Doppler
• * Power Doppler
ULTRASONOGRAFİ (US)
o Başlangıçta anolog iken şu anda tamamen
dijitaldir.
o Görüntüler bilgisayar ortamında
saklanabilir
o Kesitsel görüntü elde edilir.
o 3B ve 4B görüntüler elde edilebilir.
US Terimleri
o Prob: US görüntüsü elde etmek için
o kullanılan ses dalgasını gönderen ve alan alet,
o Ekojenite: Sesi yansıtabilme derecesi, siyah-beyaz arasında görülür
o İzoekojen: Sesi aynı derecede yansıtan oluşımlar çevre ile aynı gri tonda
görülür
o Hiperekojen: Karşılaştırılan dokuya göre daha çok yansıtan ve daha
ekojen yani daha parlak veya beyaz
o Hipoekojen: Karşılaştırılan dokuya göre daha az yansıtan ve daha az
ekojen, yani daha koyu veye siyah
o Doppler US: Kan akım hızı ve akım karakteristiklerini araştırmada
kullanılan bir inceleme yöntemidir
o Color Doppler US: Kan akım yönünü gösterir. Akım hızınıgöstermez.
o PowerDoppler US: Küçük kan akımlarının varlığını en iyi gösterir. Akım
hızını ve akım yönünü göstermez.
ULTRASONOGRAFİ (US) Yüksek frekanslı
ses dalgası (2-10Mhz) kullanılır
o Avantajları
o Ucuz
o Kolay uygulanır
o Noniyonizan
o Multiplanar görüntü
o Portatif olması
o Dezavantajları
o Hava, kemik,yara,
skatris vs. doğal
bariyer (Akc,
barsaklar)
o Hekime ve cihaza
bağımlı
RENKLİ DOPPLER
ULTRASONOGRAFİ (RDUS)
o Doppler frekans kayması: Ses dalgası hareketli
bir yapı (eritrositler) ile karşılaştığında frekansı
değişir
o Kanın akım hızı ve yönü belirlenir
o Bu bilgiler bir spektrum olarak, B-mod görüntü
ile birlikte akımın yönüne göre renklendirilerek
verilir (RDUS).
o Noninvaziv vasküler tanı yöntemi
o Dezavantajları: US ile aynı ve anatomik detay
vermez
ULTRASONOGRAFİNİN AVANTAJLARI
• Düşük maliyet,
• Aygıtın taşınabilirliği,
• Hastayı sedyesinde ve yatağında inceleme
imkanı,
• Yöntemin uygulamadaki kolaylığı,
• İncelemenin herhangi bir riski ve zararının
olmayışı. (non-invaziv oluşu)
• Yöntemin dezavantajı ise uygulayan kişinin bilgi
ve becerisi ile cihazın kaliteli olup olmaması ile
ilgilidir.