Đang tải... (xem toàn văn)
cách siêu âm hiệu quả nhất dành cho những người mới học.hy vọng các bạn sẽ có được bài học bổ ích cho bản thân.giúp nâng cao nghề nghiệp chuyên môn
NGUYÊN LÝ SIÊU ÂM Ths – Bs Nguyễn Thị Minh Huệ NGUYÊN LÝ SIÊU ÂM • Định nghĩa: sóng âm nghe 16-20.000HZ, siêu âm > 20.000HZ (20KHz-1GHz) • >1GHz bội âm • SÂ chẩn đoán 1-10 MHz Sóng âm truyền chuỗi sóng áp lực lặp lặp lại với tượng nén giãn biểu dạng hình sin T: chu kỳ; f tần số, bước sóngở khoảng cách hai điểm tương ứng đường cong áp lực thời gian I.PHÁT XẠ ÂM • • • • • • Phát xạ âm -Hiệu ứng áp điện P.Curie 1900 -Nguồn phát Tấm tinh thể thạch anh nhỏ Hai điện cực nối dòng xoay chiều điện cao: rung Hiện tượng áp điện chiều: đầu dò vừa thu vứa phát • Hiện dùng gốm áp điện hệ số áp điện cao thạch anh nhiều lần HIỆU ỨNG ÁP ĐIỆN Hình 2.1 Hiệu ứng áp điện a Tinh thể tư nghỉ, khác điện b.ép học, xuất dòng điện c,d,e Tinh thể nối với nguồn điện c mạch chưa đóng: tượng d Đóng dòng điện: thay đổi chiều dày tinh thể e đóng dòng xoay chiều: tinh thể thay đổi chiều dày hình sin phát sóng âm (tinh thể rung lên) I.PHÁT XẠ ÂM • Tần số phát xạ thay đổi theo yêu cầu - Chẩn đoán: 1-10 MHz, cường độ 5-10 miliwat/cm2 - Điều trị: 0,5 – 1MHz , cường độ 0,5-4W/cm2 I.PHÁT XẠ ÂM • Cách phát xạ • -Phát liên tục: chẩn đoán ĐT, Dop liên tục • -Phát gián đoạn: kiểu A, TM, Dop xung II.DẪN TRUYỀN SIÊU ÂM • • • • • • • • Tốc độ truyền -Trong mụi trường định thỡ tốc độ truyền súng õm định, nú liờn quan tới tần số bước súng v= f x ƒẫ Trong mụi trường thiờn nhiờn: Khụng khớ: 350m/s kộm, mụi trường trung gian Parafin: 1400m/s Nước: 1500m/s Thộp 5000m/s II.DẪN TRUYỀN SIÊU ÂM • • • • • -Trong môi trường sinh học Phần mềm mỡ: 1400m/s Cơ 1600m/s Xương : 3600-4000m/s Tạng rỗng : khó truyền qua khí II.DẪN TRUYỀN SIÊU ÂM -Có hai yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ truyền sóng âm : Mật độ môi trường (ρ) g/cm2;mức độ gần phần tử môi trường, tăng dần từ: Không khí->nước->mỡ->tổ chức đặc-> xương Tính đàn hồi môi trường (E):biểu thị khả trở lại vị trí hình dạng ban đầu sau nén hay kéo II.DẪN TRUYỀN SIÊU ÂM -Mặt phân cách: gianh giới hai môi trường có trở kháng âm khác -Hệ số phản xạ R: R= P1V1-P2V2 P1V1+P2V2 P1 Và P2 : tỷ trọng môi trường V1 V2: tốc độ truyền âm R lớn trở kháng âm hai môi trường khác 10 kiÓu A KiÓu B SA hai b×nh diÖn 22 Các kiểu siêu âm 23 III KỸ THUẬT SIÊU ÂM • Hình tĩnh hình động • -Trên sở kiểu B, đầu dò gắn với trục khuỷ quét tay cho hình cắt lớp tĩnh • -Hình động( reel time): có số ảnh 30/giây cho tim 4/giây cho bụng( đầu dò quét điện tử hay học) 24 IV MÁY SIÊU ÂM Đầu dò Điều khiển xử lý ảnh Màn hình hiển thị Lưu trữ Sơ đồ cấu tạo máy siêu âm 25 IV MÁY SIÊU ÂM 1.Đầu dò: *Cấu tạo: -Gốm áp điện: Cắt thành nhiều tinh thể xếp loại đầu dò Chịu rung lớn, không chịu nhiệt ẩm Mặt bọc lớp kim loại mỏng để kết nối dẫn điện -Bộ phận giảm âm: Lớp bột tungsten-chì phía sau lớp gốm Giữ cố định lớp gốm Làm gỉam rung kéo dài gốm sau phát xung siêu âm Hấp thụ sóng âm sau -Lớp bọc dẫn âm phía trước: bảo vệ dẫn truyền âm 26 IV MÁY SIÊU ÂM • -Chiều dày tinh thể gốm định tần số đầu dò • L=mλ/2( m= 1;2 thường 1) • L= /2 tới /4 • tinh thể mỏng f lớn • tinh thể 1mm FR2MHz • 0,5mmFr 4MHz 27 IV MÁY SIÊU ÂM Hình đầu dò a:lớp bọc dẫn âm phía trước,b:thấu kính hội tụ âm;c: Gốm áp điện d:Bộ phận hấp thụ âm phía sau; e:vỏ; f: dây cáp điện 28 IV MÁY SIÊU ÂM • Các vùng chùm sóng âm • -Vùng gần đầu dò( vùng Fresnel) sóng âm song song • Chiều dài L= D2/4 λ( D kích thước đầu dò) • -Vùng loe xa đầu dò có tác dụng thăm khám • giảm loe thấu kính âm học lõm hay đầu dò lõm • ỏ = 0,69ở / D hay sinỏ = 1,22ở /D 29 IV MÁY SIÊU ÂM *Hoạt động đầu dò: -Phát liên tục: có hai tinh thể để phát để thu -Phát không liên tục ( pulsé): phát xung ngắn, tinh thể vừa phát vừa thu,thời gian hai lần phát để thu -Tần số nhắc lại xung(PRF): Số lần phát xung/giây -Hệ số làm việc(DF): tỷ lệ chiều dài xungvới PRF thường 0,002-0,0005 -Công suất âm đầu dò:tỷ lệ với chiều dài xung P moyen = Pmax x DF ( max=10W, DF= 0,0005, Pm=5mW) 30 IV m¸y siªu ©m *Tần số cộng hưởng băng tần số -Tần số phát phụ thuộc vào chất tinh thể chiều dày -Giữa tần số cao có dải tần số thấp đến cao có cường độ thấp(dải tần số) từ 0,25-3 lần tần số trung tâm A fc f1 f2 F BP f1 f2 hai bên tần số trung tâm fc 31 IV m¸y siªu ©m Độ phân giải đầu dò -Định nghĩa: khoảng cách nhỏ hai điểm phân biệt Tính chênh tín hiệu từ sườn hai xung đến đỉnh xung phản hồi hai điểm gần 32 IV MÁY SIÊU ÂM • • • Phân giải dọc trục(résolution axiale) -Là khoảng cách ngắn hai vật theo trục sóng âm phân biệt -Phụ thuộc độ rộng xung(bước sóng), ngắn phân giải cao, thường λ( tần số cao phân giải cao) • -Cũng phụ thuộc thời gian phát xung; xung ngắn phân giải cao a: xung ngắn phân giải tốt b: xung dài phân giải 33 IV MÁY SIÊU ÂM • • • Phân giải ngang -Khả phân biệt hai điểm gần đứng vuông gốc chùm sóng âm -Phụ thuộc vào chiều rộng chùm sóng âm,độ rộng phụ thuộc tần số, hình thể đầu dò, chất liệu gốm, hội tụ, khoảng cách từ đầu dò đến vật 1.chùm rộng không hội tụ 2-3: chùm có hội tụ 4.Số lượng đường phát khác 34 Các loại đầu dò • Đầu dò thẳng( Linear Array): to, phân giải cao, khám nông • Đầu dò cong( curved array): làm bụng, sản • Đầu dò quét dẻ quạt (Phased Array): nhỏ, làm tim • Đầu dò học 35 Xử lý hình ảnh • Khuếch đại gain Gain=20Log (U2/U1)=[dB]( U biên độ trước sau khuếch đại) • Khuếch đại sâu:( DGC hay TGC-Depth Gain Compression, Time Gain Compression) • Khuếch đại bờ (EE-Edge Enhancement ) Tăng phân giải theo trục Tăng nét bờ vuông góc sóng âm nét hình mịn • Dải động ( DR-Dynamic Range) DR thấp rõ bờ ( khám tim) DR cao rõ cấu trúc ( khám tạng) • Độ tương quan ( CL-Correlation):Thông tin cũ hòa hợp cho ảnh tốt Tạng động ( tim) dùng CL=); bụng CL=1-2-3 36 [...]... ÂM Sự suy giảm siêu âm -Nguyên nhân: Tán xạ Nhiễu xạ Hấp thụ: một phần năng lượng thành nhiệt năng 16 II.DẪN TRUYỀN SIÊU ÂM • Suy giảm âm -Độ suy giảm D[dB] = f[MHz] d [cm] ( f là tần số, d là khoảng cách giữa hai vị trí; là hệ số hấp thụ) -Như vậy suy giảm tỷ lệ thuận với tần số và độ sâu ( TGC-bù năng lượng vào sâu) 17 III KỸ THUẬT SIÊU ÂM 1 .Siêu âm kiểu A(Amplitude mode) -Nguyên lý: Dùng đầu dò... mặt của vật cần khám( siêu âm hai bình diện) 20 III KỸ THUẬT SIÊU ÂM • 3 .Siêu âm kiểu TM( Time Motion Mode) • -Thể hiện hình ảnh kiểu B theo thời gian • -Nếu mặt phản hồi đứng yên sẽ biểu hiện đường thẳng, nếu di động sẽ vẽ đường cong biểu hiện chuyển động • -Siêu âm kiểu TM được ứng dụng trong thăm khám tim 21 kiÓu A KiÓu B SA hai b×nh diÖn 22 Các kiểu siêu âm 23 III KỸ THUẬT SIÊU ÂM • 4 Hình tĩnh và... trên màn Biên độ xung tỷ lệ cường độ âm vang Vị trí xung: vị trí các bộ phận có âm phản xạ về 18 III KỸ THUẬT SIÊU ÂM -Áp dụng: Ngày nay hầu như không còn được ứng dụng Sản: đo đường kính lưỡng đỉnh khung chậu Mắt: Đo đường kính nhãn cầu Thần kinh: âm vang não đồ chủ yếu đánh giá di lệch đường giữa 19 III KỸ THUẬT SIÊU ÂM 2 .Siêu âm kiểu B.( Brightness mode) -Nguyên lý: Tín hiệu phản hồi biểu hiện chấm...II.DẪN TRUYỀN SIÊU ÂM • Trở kháng âm: độ dội,sức cản của môi trường đối với sự truyền âm, nó cao ở những tổ chức đặc và thấp đối với nước và phần mềm, không khí -Trở kháng âm của một số tổ chức: Khí có Z= 0,0004 Nước có Z= 1,48 Tổ chức mềm có Z= 1,63 Xương có Z= 3,65 đến 7,09 11 II.DẪN TRUYỀN SIÊU ÂM • Phản xạ siêu âm Chùm SÂ truyền trong môi trường gặp môi trường có trở kháng âm khác,gặp mặt phân... III KỸ THUẬT SIÊU ÂM • 4 Hình tĩnh và hình động • -Trên cơ sở kiểu B, đầu dò gắn với trục khuỷ và quét bằng tay cho hình cắt lớp tĩnh • -Hình động( reel time): có số ảnh 30/giây cho tim và 4/giây cho bụng( đầu dò quét điện tử hay cơ học) 24 IV MÁY SIÊU ÂM Đầu dò Điều khiển xử lý ảnh Màn hình hiển thị Lưu trữ Sơ đồ cấu tạo máy siêu âm 25 IV MÁY SIÊU ÂM 1.Đầu dò: *Cấu tạo: -Gốm áp điện: Cắt thành nhiều... giảm âm: Lớp bột tungsten-chì phía sau lớp gốm Giữ và cố định lớp gốm Làm gỉam rung kéo dài của gốm sau phát xung siêu âm Hấp thụ sóng âm ra sau -Lớp bọc dẫn âm phía trước: bảo vệ và dẫn truyền âm 26 IV MÁY SIÊU ÂM • -Chiều dày tinh thể gốm quyết định tần số đầu dò • L=mλ/2( m= 1;2 thường 1) • L= /2 nay có thể tới /4 • tinh thể càng mỏng f càng lớn • tinh thể 1mm FR2MHz • 0,5mmFr 4MHz 27 IV MÁY SIÊU... 0,5mmFr 4MHz 27 IV MÁY SIÊU ÂM Hình đầu dò a:lớp bọc dẫn âm phía trước,b:thấu kính hội tụ âm; c: Gốm áp điện d:Bộ phận hấp thụ âm phía sau; e:vỏ; f: dây cáp điện 28 IV MÁY SIÊU ÂM • Các vùng của chùm sóng âm • -Vùng gần đầu dò( vùng Fresnel) sóng âm song song • Chiều dài L= D2/4 λ( D là kích thước đầu dò) • -Vùng loe ở xa đầu dò ít có tác dụng thăm khám • giảm loe bằng thấu kính âm học lõm hay đầu dò lõm... Chïm S¢ 12 II.DẪN TRUYỀN SIÊU ÂM Hệ số truyền qua Một phần SÂ truyền qua theo hướng chính T= 1-R ( T hệ số truyền qua, R hệ số phản xạ) Sóng khuêch tán: phần sóng SÂ thay đổi hướng -Trong SÂ CĐ: thu phản xạ (âm vang, echo) -Trong XQ dùng chùm còn lại sau khi xuyên qua cơ thể 13 Hiện tượng tán xạ Hình 1.2 Hiện tượng tán xạ của sóng âm a) Kích thước của vật nhỏ hơn bước sóng âm, tán xạ đi mọi hướng b)... sóng âm phản hồi về thu được vì sóng phản hồi này phát ra theo mọi hướng do hiện tượng tán xạ • Tán xạ tăng lên khi tăng tần số của sóng siêu âm, nên các đầu dò tần số cao sẽ phát hiện được các cấu trúc nhỏ trong tổ chức • Tán xạ đặc thù với cấu trúc của các tổ chức nên cho phép nghiên cứu cấu trúc các tôt chức khác nhau Như nghiên cứu sự đồng đều của nhu mô các tạng gan, lách 15 II.DẪN TRUYỀN SIÊU ÂM. .. nhau 32 IV MÁY SIÊU ÂM • • • Phân giải dọc trục(résolution axiale) -Là khoảng cách ngắn nhất giữa hai vật theo trục sóng âm có thể phân biệt được -Phụ thuộc độ rộng xung(bước sóng), càng ngắn phân giải càng cao, thường bằng 2 λ( tần số càng cao phân giải cao) • -Cũng phụ thuộc thời gian phát xung; xung ngắn phân giải cao a: xung ngắn phân giải tốt b: xung dài phân giải kém 33 IV MÁY SIÊU ÂM • • • Phân ...NGUYÊN LÝ SIÊU ÂM • Định nghĩa: sóng âm nghe 16-20.000HZ, siêu âm > 20.000HZ (20KHz-1GHz) • >1GHz bội âm • SÂ chẩn đoán 1-10 MHz Sóng âm truyền chuỗi sóng áp lực lặp... tạng gan, lách 15 II.DẪN TRUYỀN SIÊU ÂM Sự suy giảm siêu âm -Nguyên nhân: Tán xạ Nhiễu xạ Hấp thụ: phần lượng thành nhiệt 16 II.DẪN TRUYỀN SIÊU ÂM • Suy giảm âm -Độ suy giảm D[dB] = f[MHz] d... III KỸ THUẬT SIÊU ÂM 1 .Siêu âm kiểu A(Amplitude mode) -Nguyên lý: Dùng đầu dò thu-phát gián đoạn Thu tín hiệu chuyển thành tín hiệu điện,khuếch đại sóng Biên độ xung tỷ lệ cường độ âm vang Vị trí