AUS: OBRAZOWANIE HARMONICZNE. Głowice szerokopasmowe. Rosnące zniekształcenie fali. Obrazowanie harmoniczne

Transkrypt

1 AUS: OBRAZOWANIE HARMONICZNE Głowice szerokopasmowe Fizyczne podstawy zjawiska Poprawa jakości obrazowania folia piezoelektryczna PVDF fluorek poliwinylidenu (PVF 2 ) szerokie pasmo krótsze impulsy poprawa rozdzielczości osiowej mniejsze interferencje w polu bliskim większa sprawność głowicy moŝliwość pracy z harmonicznymi Obrazowanie harmoniczne Rosnące zniekształcenie fali Zagęszczenie => Ściskana tkanka => Większa prędkość fala emitowana C+ C C~1.5 km/s wzrost harmonicznych C- C Rozrzedzenie => Rozciągana tkanka => Mniejsza prędkość kierunek propagacji widmo z harmonicznymi

2 Koncepcja poprawy jakości obrazu Rewerberacje Obrazowanie harmoniczne Koncepcja z kodowaniem Aberracja wiązki Wzrost płatp atów bocznych wiązki f o 2fo Obrazowanie konwencjonalne: rewerberacje na częstotliwości podstawowej f 0 : Obrazowanie harmoniczne: odbiornik rejestruje tylko 2f 0 bez zniekształceń rewerberacji Mniejsze rozmycie, zredukowane artefakty Pobudzanie z kodowaniem Efekty kodowania pobudzenie typowe pobudzenie kodowane M. O Donnell, Y. Wang, Coded Excitation for Synthetic Aperture Ultrasound Imaging. IEEE Trans Ultras, Ferro and Freq Contr, 52(2), 2005 bez kodowania z kodowaniem GE MEDICAL SYSTEMS

3 Redukcja płatów bocznych Przykłady 1/2 Przykłady 2/2 AUS: OBRAZOWANIE Z KONTRASTEM środki kontrastujące przykłady

4 Środki kontrastujące Przykład uŝycia kontrastu Ultrasonograficzne środki kontrastujące są zawiesiną µ-pęcherzyków gazu otoczoną osłonką stabilizującą. Poszczególne preparaty róŝnią się wielkością pęcherzyków, rodzajem zastosowanego gazu i składem chemicznym osłonki. Przykładowo: SonoRx@, Braceo Diagnostics, Inc., Princeton, NJ pęcherzyki < 10 µm średnicy (zwykle 2 µm) wprowadzane naczyniowo czas uŝytecznej aktywności: 5-20 min nietoksyczne odpowiedź pęcherzyków zaleŝna od mocy Rozszerzenia 3 W USG Obrazowanie rozszerzonej objętości (extended volume imaging) fatom złoŝony z 4 kostek obrazowanie całej piersi

5 Sutek 20 objetości Sutek- kolejny przykład Sutek i obszar pachy Obrazowanie rozszerzone tarczycy

6 Obrazowanie złoŝone (compound) Obrazowanie złoŝone złoŝenie 5 skanów R. Entrekin, P. Jackson et al., Real Time Spatial Compound Imaging in breast ultrasound: technology and early clinical experience, Medica Mundi, 43(3),1999 CAD Konturowanie automatyczne Wykrywanie patologii Bazy referencyjne trzy warstwy patologii automatyczna diagnoza (CAIS)

7 CAD - referencja, indeksowanie Przeszukiwanie bazy mammogramy indeksowanie Podobieństwo struktur Cyfrowe USG (EchoLab) G.A. Rose, Understanding the Need for and Use of Digital Echocardiography, white paper, GE Medical Systems, 2003

8 Elastografia Próbkowanie prędkości dźwięku = [1.30:0.02:1.60] mm/µsec C opt = 1.48 mm/µsec Propagacja fal ultra-dźwiękowych Moduł Impedancja Ośrodek SpręŜystości Gęstość Prędkość akustyczna- [kg/m/s 2 x10-9 ] [kg/m 3 ] [m/s] [kg/m 2 /sx10-6 ] Powietrze 0, , ,0004 Woda (20 0 C) 2, ,48 Rtęć 28, ,0 Tkanki miękkie 2, ,63 Tkanka tłuszczowa 2, ,38 Wątroba 2, ,64 Mięśnie wzdłuŝnie 2, ,70 Mięśnie poprzecz. 2, ,74 Mózg 2, ,55 Śledziona 2, ,64 Krew 2, ,62 Kość 32, ,8 Płuca 0, ,26 Soczewka oka 3, ,85 Ciało szkliste 2, ,52 Ciało wodniste 2, ,50 Kwarc 88, ,2 Tytanian baru 107, ,0 Olej mineralny 2, ,43 Wpływ temperatury: dla wody wzrost od 20 0 C do 37 0 C powoduje wzrost prędkości propagacji z 1480 do 1570 m/s Dyspersja prędkości jest mniejsza od 1% w zakresie częstotliwości od 1MHz do 20MHz Powstawanie obrazu odbiciowego I 0 Przetwornik Z 1 Z2 I r 2-1 I r 3-2, t 2-1 I p I1 Ośrodek I t 1-2 I 2 I t 2-3 Z 3 Z 4 Granica ośrodków Tkanka miękka Powietrze Tkanka miękka Płuca Tkanka miękka Kość I r 3-2 I 3 I t 3-4 x I r 2-1 I r 3-2, t 2-1 I r 4-3, t3-2, t 2-1 t 1 =2x 1 /c 1 t 2 =t 1 +2x 2 /c 2 t 3 Ciało wodniste oka Soczewka oka Tkanka tłuszczowa Wątroba Tkanka miękka Tkanka tłuszczowa Tkanka miękka Mięśnie Olej mineralny Tkanka miękka Współczynnik odbicia na granicy ośrodków Powstawanie obrazu ultradźwiękowego granic obszarów o róŝnej impedancji. t R 0,9989 0,52 0,43 0,011 0,0079 0,0069 0,0004 0,0043

9 Obraz fantomu, C=1.54 mm/µsec Obraz fantomu, C=1.48 mm/µsec Obraz przeskalowany Obraz fantomu, C=1.54 mm/µsec Obraz fantomu, C=1.48 mm/µsec Obraz przeskalowany

10 Obraz fantomu, C=1.54 mm/µsec Obraz fantomu, C= 1.42 mm/msec Obraz przeskalowany Obraz sutka, sonda 8.5 MHz, C=1.54 mm/µsec Obraz sutka, sonda 8.5 MHz, C=1.44 mm/µsec Obraz przeskalowany

11 Obraz sutka, sonda 8.0 MHz+Harmoniczna, C=1.54 mm/µsec Obraz sutka, sonda 8.0 MHz+Harmoniczna, C= 1.44 mm/msec Obraz przeskalowany Obraz wątroby, sonda 4.5 MHz, C= 1.54 mm/µsec Obraz wątroby, sonda 4.5 MHz, C=1.47 mm/µsec Obraz przeskalowany

12 Obraz wątroby, sonda 4.0 MHz+Harmoniczna, C=1.54 mm/µsec Obraz wątroby, sonda 4.0 MHz+Harmoniczna, C=1.48 mm/µsec Obraz przeskalowany Obraz nerki, sonda 4.5 MHz, C=1.54 mm/µsec Obraz nerki, sonda 4.5 MHz, C=1.40 mm/µsec Obraz przeskalowany

13 Obraz nerki, sonda 3.5 MHz +Harmoniczna, C=1.54 mm/µsec Obraz nerki, sonda 3.5 MHz +Harmoniczna, C=1.45 mm/µsec Obraz przeskalowany Generacja spójnej wiązki Generacja spójnej wiązki Funkcja CTS : WYŁĄCZONA Wiązka jednorodna na całej długości > Najlepsza rozdzielczość w ognisku konwencjonalne ogniskowanie wiązki profil wiązki spójnej

14 Generacja spójnej wiązki Funkcja CTS : WŁĄCZONA Generacja spójnej wiązki Funkcja CTS : WYŁĄCZONA Generacja spójnej wiązki Funkcja CTS : WŁĄCZONA Generacja spójnej wiązki C=1.54 mm/usec Funkcja CTS : WYŁĄCZONA

15 Generacja spójnej wiązki C=1.54 mm/usec Funkcja CTS : WŁĄCZONA Generacja spójnej wiązki C=1.47 mm/usec Funkcja CTS : WŁĄCZONA Generacja spójnej wiązki Funkcja CTS : WYŁĄCZONA Generacja spójnej wiązki Funkcja CTS : WŁĄCZONA

16 Generacja spójnej wiązki Obrazowanie harmoniczne Funkcja CTS : WYŁĄCZONA Generacja spójnej wiązki Obrazowanie harmoniczne Funkcja CTS : WŁĄCZONA Redukcja szumów speklowych Korekcja WYŁĄCZONA Redukcja szumów speklowych Korekcja WŁĄCZONA

17 Redukcja szumów speklowych Korekcja WYŁĄCZONA Redukcja szumów speklowych Korekcja WŁĄCZONA Redukcja szumów speklowych Korekcja WYŁĄCZONA Redukcja szumów speklowych Korekcja WŁĄCZONA

18 Redukcja szumów speklowych Korekcja WYŁĄCZONA Redukcja szumów speklowych Korekcja WŁĄCZONA Redukcja szumów speklowych Korekcja WYŁĄCZONA Redukcja szumów speklowych Korekcja WŁĄCZONA 62