PRINCIPI E FISICA ULTRASUONI ECOGRAFIA E un indagine

PRINCIPI E FISICA ULTRASUONI

ECOGRAFIA E’ un’ indagine diagnostica assolutamente innocua infatti l’esame ecografico non comporta l’impiego di raggi X

Che cos’è l’ecografia? L’ etimologia della parola, di origine greca, corrisponde letteralmente a scrittura dei suoni I suoni sono dotati di un moto oscillatorio periodico che si misura nell’ unità di tempo in Hertz (Hz)

ECOGRAFIA Si utilizzano un tipo particolare di suoni, gli ultrasuoni, così denominati perché indicano frequenze sonore poste al di sopra di quelle normalmente percepite dall’orecchio umano (16 -20. 000 Hz) In ecografia si utilizzano frequenze variabili da 2 a 20 MHz

ECOGRAFIA Principi fisici US Onde meccaniche con frequenza maggiore di 20. 000 Hz

ECOGRAFIA Principi fisici Ogni apparecchio utilizzato per eseguire un esame ecografico (ecografo o ecotomografo) è dotato di una sonda (trasduttore) che emette fasci di ultrasuoni

ECOGRAFIA Principi fisici I trasduttori sono cristalli ceramici sintetici Le onde US sono prodotte sfruttando l’effetto piezoelettrico di questi cristalli

ECOGRAFIA Principi fisici Effetto piezoelettrico Fenomeno fisico che consente la conversione dell’energia elettrica in energia meccanica e viceversa

ECOGRAFIA Principi fisici Tensione elettrica Cristalli ceramici sintetici Vibrazione Produzione ultrasuoni

ECOGRAFIA Principi fisici Gli ultrasuoni, attraversando i vari tessuti del corpo umano, generano fasci riflessi che ritornano al trasduttore (echi di ritorno)

ECOGRAFIA Principi fisici ECO Componente del fascio US riflesso o diffuso da una interfaccia che torna al trasduttore

ECOGRAFIA Principi fisici Echi di ritorno Cristalli ceramici sintetici Deformazione Produzione energia elettrica

ECOGRAFIA Principi fisici L’energia elettrica viene rielaborata dal computer e trasformata in immagine

ECOGRAFIA Principi fisici PARAMETRI FISICI US • Frequenza • Lunghezza d’onda • Velocità di propagazione

ECOGRAFIA Principi fisici Frequenza Numero di cicli nell’unità di tempo In diagnostica si utilizzano frequenze comprese tra 1 e 20 milioni di Hz

ECOGRAFIA Principi fisici Lunghezza d’onda Distanza tra due cicli successivi In diagnostica varia tra 0, 007 e 1, 5 mm

ECOGRAFIA Principi fisici Velocità di propagazione Prodotto tra frequenza e lunghezza d’onda che si pone in relazione alla densità del mezzo attraversato

ECOGRAFIA Principi fisici Fattori che regolano il potere risolutivo di un sistema ultrasonoro • Risoluzione assiale • Risoluzione laterale

ECOGRAFIA Principi fisici Risoluzione assiale Capacità di distinguere punti vicini tra loro, giacenti sull’asse di propagazione del fascio US e su piani diversi ma paralleli alla superficie emittente

ECOGRAFIA Principi fisici Risoluzione laterale Capacità di distinguere punti vicini tra loro e giacenti su di un piano perpendicolare all’asse di propagazione del fascio US

ECOGRAFIA Principi fisici Ottimizzazione del fascio ultrasonoro • Lunghezza d’onda • Diametro del trasduttore • Zona vicina o zona di Fresnel (zona di collimazione del fascio che mantiene un diametro simile a quello del trasduttore) • Zona lontana o zona di Fraunhofer (zona di divergenza del fascio)

ECOGRAFIA Principi fisici ZONA DI FRESNEL Buona immagine ecografica

ECOGRAFIA Principi fisici ZONA DI FRAUNHOFER Cattiva immagine ecografica

ECOGRAFIA Principi fisici Fattori che regolano la propagazione degli ultrasuoni nel mezzo: • • • Impedenza acustica Assorbimento Riflessione Rifrazione Attenuazione Interfaccia acustica

ECOGRAFIA Principi fisici Impedenza acustica Resistenza del mezzo alla propagazione degli ultrasuoni; è in relazione alla sua densità L’unità di misura è il Rayl (Kg/ ms)

ECOGRAFIA Principi fisici Assorbimento Fenomeno fisico che comporta il trasferimento di energia dal fascio US al mezzo attraversato

ECOGRAFIA Principi fisici Riflessione Fenomeno fisico che si determina quando gli US incontrano una “interfaccia acustica”: la quantità di energia riflessa è direttamente proporzionale alla differenza d’impedenza acustica dei due mezzi

Riflessione speculare di un fascio all’interfaccia tra due mezzi a differente impedenza acustica

ECOGRAFIA Principi fisici Rifrazione Fenomeno fisico che comporta la deviazione del fascio US quando questo attraversa una interfaccia acustica; è in relazione alla diversa velocità di propagazione degli US nei due mezzi

Fenomeno della rifrazione all’interfaccia tra due mezzi con diversa velocità di attraversamento

ECOGRAFIA Principi fisici Attenuazione Fenomeno fisico che comporta la riduzione dell’intensità del fascio US nell’attraversamento di un mezzo, per fenomeni di assorbimento, di rifrazione e di riflessione

Fenomeno della rifrazione all’interfaccia tra due mezzi con diversa velocità di attraversamento

ECOGRAFIA Principi fisici Principali componenti di un sistema ecografico • • • trasduttore amplificatore degli echi (TGC) convertitore analogico-digitale o scan-converter amplificatore video monitor sistema di stampa

ECOGRAFIA Principi fisici I cristalli possono essere combinati a realizzare sonde che differiscono per le caratteristiche geometriche del fascio

ECOGRAFIA Principi fisici • Sonda lineare • Sonda convex • Sonda sector

ECOGRAFIA Principi fisici Lineari • Pregi: ridotto campo di vista buona risoluzione anche sui piani superficiali • Difetti: scarsa maneggevolezza risoluzione dell’immagine leggermente inferiore specie in profondità

ECOGRAFIA Principi fisici Convex • Pregi: buon campo di vista buona risoluzione sui piani superficiali, medi e medio-profondi • Difetti: perdita di informazione nei piani più profondi

ECOGRAFIA Principi fisici Settoriali • Pregi: elevata maneggevolezza ottima risoluzione in profondità • Difetti: perdita di informazione sui piani più superficiali campo di vista ridotto

ECOGRAFIA Principi fisici Amplificatore degli echi (TGC) Amplifica in maniera differenziata gli echi di ritorno

ECOGRAFIA Principi fisici Scan converter Assegna il livello di grigio in base all’ampiezza degli echi riflessi

ECOGRAFIA Principi fisici Rappresentazione dell’immagine US • A-mode • B-mode • TM-mode

ECOGRAFIA Principi fisici A -mode L’eco di ritorno è rappresentato come un picco di altezza proporzionale all’intensità ed in relazione alla profondità rispetto alla superficie del trasduttore

ECOGRAFIA Principi fisici B -mode L’eco di ritorno è rappresentato come un punto luminoso proporzionale all’intensità

ECOGRAFIA Principi fisici TM -mode L’eco di ritorno è rappresentato come un punto luminoso soggetto ad uno spostamento orizzontale in funzione del tempo Rappresenta il movimento della componente corpuscolata nei fluidi

ECOGRAFIA La maggior parte delle moderne apparecchiature ecografiche è provvista di sistemi Doppler che permettono di studiare il flusso del sangue nei vasi evidenziando la presenza di eventuali ostacoli (es. trombosi, stenosi)

ECOGRAFIA Principi fisici Effetto Doppler Fenomeno fisico secondo il quale quando un’ onda sonora incidente incontra una struttura in movimento subisce una variazione della frequenza degli echi riflessi in relazione alla velocità e alla direzione dell’elemento riflettente

ECOGRAFIA Principi fisici Color-Doppler In presenza di particelle in movimento l’ecografo rileva l’effetto Doppler e produce una colorazione sullo schermo che convenzionalmente viene tarata con un codice cromatico rosso per i flussi in avvicinamento alla sonda e blu per quelli in allontanamento

ECOGRAFIA Principi fisici Flussimetria Doppler La variazione di frequenza del fascio US è proporzionale alla velocità della struttura in movimento

ECOGRAFIA Principi fisici Power Doppler Il colore e la luminosità dei segnali PD sono in relazione al numero delle emazie in movimento nell’interno del vaso in esame e al loro spostamento

ECOGRAFIA Principi fisici Power Doppler l. I vantaggio del PD è una maggiore sensibilità ai flussi lenti con migliore definizione dei piccoli vasi Il limite è l’incapacità di distinguere la direzione del flusso

APPARECCHIATURE • • • Apparecchi real time Sonde convex, settoriali, o lineari Generalmente sonde convex da 3, 5 -5, 0 MHz In casi particolari con sonde lineari da 7, 5 MHz Color-power doppler

PREPARAZIONE DEL PAZIENTE • Digiuno da almeno 6 ore (preferibilmente dalla sera precedente l’esame) • Somministrazione di farmaci adsorbenti o antiemetici • Dieta priva di scorie nei tre giorni precedenti l’esame

INTERAZIONE OPERATORE -PAZIENTE • • Apnea Inspirio profondo Compressione dosata Riempimento gastrico

POSIZIONE PAZIENTE • In clinostasi • Vari decubiti • Decubito laterale sinistro (aumenta la finestra acustica epatica ed ottimizza la visualizzazione della testa del pancreas) • A paziente seduto o in stazione eretta (determina ptosi delle anse intestinali)

SCELTA DELLA SONDA • Profondità di campo che si desidera studiare • PRF (frequenza di ripetizione dell’impulso) Sonde al alta frequenza per lo studio di strutture superficiali, a bassa frequenza per strutture profonde; pertanto lo studio di organi parenchimatosi, di notevole spessore o localizzati profondamente nell’addome, con sonde da 3, 5 -5 MHz Gli organi localizzati in superficie, quali parete addominale peritoneo parietale anteriore, esofago cervicale, fondo della colecisti, anse intestinali con sonde da 7, 5 MHz

SCELTA DELLA SONDA Studio con sonde da 3, 5 MHz integrato con sonde da 7, 5 MHz • Pazienti particolarmente magri • Studio della superficie anteriore di organi parenchimatosi quali fegato, milza e colecisti

ECOGRAFIA Piani di scansione • • Scansioni longitudinali Scansioni trasversali Scansioni oblique Scansioni coronali

Scansioni longitudinali

Longitudinale epigastrica

Longitudinali paramediane

SCANSIONI TRASVERSALI

Trasversale obliqua sottoxifoidea

Trasversale Epigastrica

Trasversale Ombelicale

Trasversale Sovrapubica

SCANSIONI OBLIQUE

Scansioni oblique sottocostali

Scansioni oblique paramediane

Scansioni oblique intercostali

Scansioni oblique in fossa iliaca

SCANSIONI CORONALI

Coronale destra Coronale sinistra

TECNICA DI ESECUZIONE Non esiste una tecnica migliore di un’altra E’ consigliabile, peraltro, che ogni operatore esegua sempre la medesima sequenza di visualizzazione degli organi addominali, per evitare errori di omissione in fase di esecuzione dell’US o in fase di refertazione

TECNICA DI ESECUZIONE Utile iniziare l’indagine ecografica con un adeguato settaggio della profondità del fascio US che consenta una visione panoramica di tutti gli organi addominali

TECNICA DI ESECUZIONE Successivamente, allo studio panoramico effettuato, l’indagine può essere completata con lo studio particolareggiato di un determinato organo, struttura anatomica o reperto patologico

DURATA DELL’ESAME Non superiore ai 30 minuti • < il livello di attenzione dell’operatore • < la collaborazione del paziente

L’operatore non deve essere disturbato o interrotto durante l’esecuzione dell’indagine ecografica

IMMAGINE • Adeguato contatto della sonda con la cute • Regolazione della scala dei grigi (guadagno) • Regolazione luminosità • Focalizzazione • Freeze • Stampante

REFERTO • Dati anagrafici del paziente • Informazioni utili al suo reperimento (indirizzo, numero telefonico, medico curante) • Motivo della richiesta di esecuzione dell’indagine

REFERTO Il referto deve descrivere in modo dettagliato e preciso i reperti più significativi rilevati durante l’indagine ecografica Il testo deve essere compilato con terminologia semeiologica ecografica appropriata Deve includere una descrizione conclusiva che riassuma sinteticamente i dati più salienti rilevati dall’indagine

Scansione longitudinale in soggetto sano Scansione longitudinale: aumento volumetrico del fegato

Scansione obliqua

Scansione sagittale Scansione assiale

Scansioni trasversali in pancreas normale