A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

Avanços Tecnológicos no Ultra- som Antonio Adilton O. Carneiro Universidade de São Paulo Ribeirão Preto.

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "Avanços Tecnológicos no Ultra- som Antonio Adilton O. Carneiro Universidade de São Paulo Ribeirão Preto."— Transcrição da apresentação:

1 Avanços Tecnológicos no Ultra- som Antonio Adilton O. Carneiro Universidade de São Paulo Ribeirão Preto

2 O Ultra-Som Moderno O Transdutor Princípio Físico Aquisição e processamento dos ecos

3 O transdutor

4 1.5 D

5 Energia Elétrica dilataçãocompressão Cristal PZT Material Amortecedor Camada de interposição Transdutor Montagem dos PZTs

6 Pulso longo Pulso Curto Pulso elétrico Cristal Amortecedor O Pulso Echo

7 1 2 CIR = IR/II={(Z2-Z1)/(Z2+Z1)} CIT = 1 - CIR IR = Intensidade Refletida II = Intensidade Insidente CIR = Coeficiente de Intensidade Refletida CIT = Coeficiente de Intensidade Transmitida Z =  V Impedância acústica (Z a )

8 Varredura

9 Modo B Computador Amplitude Profundidade Ganho =+

10 Resolução Frequência Profundidade da imagem Largura do feixe Resolução Lateral Comp. Espacial do pulsoResolução axialCiclos por pulsoResolução axial FrequênciaResolução axial

11 RA=comprimento do pulso/2  x = v.  t  x = m/s s = 1,54 mm objetos separados por uma distância menor que 0,77 mm não podem ser distinguidos. Resolução Axial (RA)

12 A resolução não pode ser maior que o comprimento de onda ( ) das ondas de ultra- som Freqüência (MHz) Comprimento de onda (mm) 1,60,96 2,00,77 2,250,68 3,50,44 5,00,31 Resolução Axial (RA)

13 RA=comprimento do pulso/2 d d

14 RA=comprimento do pulso/2 d d>CP/2 Resolução Axial (RA)

15 Linha de cristias PZT imagem alvo Resolução Lateral (RA)

16 Interface Perda por reflexão (dB) Tecido-ar -0,01 Osso tecido -3,8 Gordura-músculo -20 Tecido-água -26 Músculo sangue -30 Interfaces biológicas

17 Meio DMP (cm) Água 380 Sangue 15 Tecido mole (exceto músculo) Músculo 0,6 - 1 Osso 0,2 - 0,7 Ar 0,08 Pulmão 0,05 DMP - Distância de meia potência Atenuação dos ultra-sons

18 Aquisição e Processamento dos dados Componentes eletrônicos Microcontroladores DSPs

19 Aquisição e processamento MicrocontroladorDSP Computador Fonte de energia

20 Agente de contraste (Microbolhas) Bolhas de gás (ar ou perfluorocarbono) revistida por uma camada polimérica.

21 Interação do feixe de ultra-som com a Microbolha A microbolha é mais compressível do que o tecido mole Ocorre contração e expansão quando submetido á uma excitação oscilante Em potencia acústica baixa (<100 Kpa), a oscilação é igual e simétrica (comportamento linear). Em potência acústica alta (> 100 Kpa), as interações são complexas e não lineares porque as microbolhas resistem a compressão mais do que a expansão.

22 Ressonancia das microbolhas Ressonância (1 – 20 MHz) Emite sinais harmônicos em múltiplos (ou frações) da freqüência fundamental Os sinais harmônicos são informações específicas dos agentes de contrastes.

23 Imagem Harmônica A imagem é formada com o segundo harmônico do eco. fo 2fo 3fo FFT do Sinal Freq. do eco (Hz)

24 Imagem Harmônica Permite gerar imagens de microcirculações (~100  m), permitindo a caracterização de vascularização tumoral Permite gerar imagens de sinais transientes produzido pela ruptura de microbolhas por acústica de alta potencia.

25 Novas Aplicações usando Microbolhas Quantificação e estudo funcional –Passiva - passagem do contraste é registrada com mínima destruição das microbolhas –Ativa - As microbolhs são rompidas e métodos não-lineares são usados para registrar informações como “taxa de fluxo em microcirculação”, ou seja, medida de perfusão do tecido.

26 Imagens Elastográficas São imagens formada pela deformação axial dos tecidos, estimada a partir de variações no sinal do ultra-som. Esta variação é causada por uma força, pequena e quase estática, aplicada sobre os tecidos com a própria sonda. Imagem=Deformação/Força

27 Aplicação Patologias que alteram a dureza dos tecidos –Por exemplo: Tumores em mama, em próstata, etc.

28 Princípio Físico Mola Uniforme AntesDepois Deformação Profundidade

29 Princípio Físico Mola Não-Uniforme AntesDepois Deformação Profundidade

30 Modelo do princípio de elastografia Pré-compressão Pós-compressão

31 Sinal de RF: Antes e após a compressão (2% de deformação)

32 Estimativa da deformação Sinal RF após a compressão Sinal RF antes da compressão

33 Teste em “Phantom” Phantom SonografiaElastografia

34 Trabalho da literatura Fotografia Ultrasonografia Elastografia Filtrado

35 Elastografia Transdutor Força

36 Imagem “in vitro” SonografiaElastografiaFototografia

37 Próstata “In vitro” MRI ElastografiaSonografia

38 Método vibro-acústico Campo Acústico emitido pela Vibração de um objeto

39 Geração do campo acústico v Hidrofone F=d r S Elemento de volume

40 Força de radiação dinâmica

41 Força aplicada usando campo acústico modulado r z 0 z0z0 11 22 PZT1 PZT2

42 O campo acústico modulado Fazendo  1 =  o =  2 +  P 1 =P 2 =P o  1 =  2 = 0 tem-se Nessa aplicação  <<  

43 Densidade de energia acústica Sendo  <<   pode-se considerar a densidade média de enrgia em um perído T mais curto que o período de oscilação lenta e mais longo que o período de oscilação rápida. Neste caso, a densidade de enrgia acústica média será variável no tempo.

44 Força de radiação Pegando apenas a componente variável da densidade de energia, a força de radiação fica sendo igual a Observa-se que a amplitude da força de pressão modulada é proporcional ao quadrado da pressão do feixe incidente, ou seja, o objeto alvo irá oscilar em baixa freqüência com energia mecânica correspondente a energia acústica do campo de alta freqüência

45 Emissão acústica pelo alvo vibrante A força de radiação F(  ) vibra o objeto alvo em frequências  A vibração do objeto resulta em um campo acústico; Este campo acústico é dependente das propriedades visco-elásticas do objeto;

46 Radiação acústica Z  – Impedância mecância do meio de propagação U  – A amplitude de velocidade do pistão J 1 – é a função de Bessel de primeira ordem e do primeiro tipo

47 Pressão acústica

48 Dados da literatura Em cada ponto, a diferença de freqüência foi varrida de 250 a 2250Hz Freqüências de ressonância dos diapasões na água : Esquerda:1709Hz; Meio: 809Hz; Direita: 407Hz Fatemi M and Greenleaf JF (1999)

49 Resultados da Literatura Fatemi M and Greenleaf JF (1999)

50 Resultados da Literatura Fatemi M and Greenleaf JF (1999)


Carregar ppt "Avanços Tecnológicos no Ultra- som Antonio Adilton O. Carneiro Universidade de São Paulo Ribeirão Preto."

Apresentações semelhantes


Anúncios Google