fizjologia stosowana1

Temat: 3

Echokardiografia

Waldemar Rogowski

Klinika Kardiologii Instytutu Medycyny Wewnętrznej

PODSTAWY FIZYCZNE BADAŃ ULTRADŹWIĘKOWYCH I APARATURA

Ultradźwiękami nazywamy drgania wysokiej częstotliwości rozchodzące się w postaci fal w materii. Ich źródłem są kryształy piezoelektryczne, ulegające odkształceniu pod wpływem prądu elektrycznego. W trakcie odkształceń generują one energię elektryczną, przekształcaną następnie w drgania mechaniczne. Kryształy umieszczone w przetworniku ultradźwiękowym powodują pod wpływem prądu zmiennego powstanie drgań. Rozchodzenie się fal ultradźwiękowych ułatwia żel akustyczny stanowiący połączenie pomiędzy głowicą ultradźwiękową a skórą klatki piersiowej.

Wiązka ultradźwięków początkowo w kształcie walca, na dalszym przebiegu rozszerza się wahlarzowato. Częstotliwość ultradźwięków zależy od wielkości kryształu, im mniejszy kryształ tym większa częstotliwość generowanych ultradźwięków. W kardiologii wykorzystuje się ultradźwięki: o wysokiej częstotliwości od 1 do 10 MHz; najczęściej 2,5-7 MHz. Rodzaj stosowanej częstotliwości ultradźwięków zależny jest od zjawiska tłumienia wiązki. Przy przejściu przez ośrodki o różnej gęstości wiązka ultradźwięków traci energię wskutek absorbcji i rozproszenia. Stopień wytłumienia zależny jest zarówno od rodzaju ośrodka jak i od głębokości na którą dociera fala. Dlatego też ultradźwięki o długiej fali i niskiej częstotliwości cechuje dobra rozdzielczość ale mniejszy zasięg - używane są głównie w kardiologii dziecięcej (3,5-7 MHz), u osób dorosłych gdzie struktury klatki piersiowej położone są głębiej stosujemy głównie częstotliwości 2,5-3,5 MHz.

Ważną sprawą jest znajomość prędkości rozchodzenia się ultradźwięków, na tej podstawie oblicza się bowiem odległość i skalę głębokości obrazu. Przyjmuje się, że dla tkanek miękkich jest ona w przybliżeniu równa prędkości rozchodzenia się w wodzie. Prędkość rozchodzenia się jest zależna od długości fali co wyraża się wzorem:

V = fxL - (f- częstotliwość nadanej fali; L - długość fali).

Na granicy ośrodków o różnych właściwościach fizycznych i związanej z tym różnej oporności akustycznej część wiązki ulega odbiciu, część zaś przenikając dalej ulega załamaniu. Odbita część wiązki powraca do przetwornika (kryształu), powodując jego odkształcenie i generując powstawa-