ZOBRAZOVAC

1
ZOBRAZOVACÍ METODY V MEDICINE
2
RTG metody
Wilhelm Conrad Roentgen (1895) - porídil první
rentgenový snímek cásti lidského tela (ruky jeho
manželky)? RTG zárení o vlnové délce okolo
0,1nm. V posledních desetiletích jsou nekterá
RTG vyšetrení nahrazena vyšetreními
ultrazvukovými nebo radioizotopovými.
Výhodou rentgenových obrazu je jejich relativne
nízká cena, snadnost získávání i jejich
presnost. Nevýhodou je vždy jistá zátež
vyšetrovaných ionizujícím zárením
3
Princip metody vychází z rozdílné absorpce a
rozptylu RTG zárení v jednotlivých tkáních
lidského tela. Každý RTG diagnostický prístroj
se skládá z nekolika základních cástí

• zdroj vysokého napetí
• rentgenka
• ovládání
• zesilovac RTG
• mechanické cásti (umožnují menit polohu
  vyšetrovaného pacienta vuci rentgence a poskytují
  mechanickou oporu celému systému).

4
Rentgenka vakuová elektronka zapojená v obvodu
s vysokým napetím. Katoda žhavená Anoda
vyrobena z težkého kovu s vysokou elektronovou
hustotou (napr. W, Mo)?
Žhavená katoda emituje elektrony, které jsou
pritahovány k anode a urychlovány silným
elektrickým polem. Po odpadu na anodu se
elektrony prudce zabrzdí a cást jejich kinetické
energie se premení na RTG zárení, které vylétá z
trubice ven.
5
(No Transcript)
6
Primární clona (hliníkový plech) clona pohlcuje
nízkoenergetické fotony, které by nemohly prispet
k tvorbe obrazu a pritom by mohly poškozovat
vyšetrovaného (zvyšovaly by absorbovanou dávku v
kuži a v podkoží)?
Rentgenové paprsky pak procházejí telem, kde
dochází k absorpci nebo rozptylu. Sekundární
neboli Bucklyho clona, která je již v blízkosti
stínítka nebo filmu. Clona pohlcuje rozptýlené
zárení, jehož fotony se nepohybují ve smeru
puvodního svetelného svazku.
7
Skiaskopie
Skiaskopie (fluroskopie) prímé pozorování
obrazu na fluorescencní štíte nebo pres zesilovac
obrazu a CCD kameru v pocítaci. Obraz vytvárí
samotné RTG zárení. Vyšetrení v zatemnelé
místnosti.
Nevýhody vyšší dávka RTG zárení (dlouhá
expozice zárení), menší rozlišovací schopnost
štítu než pri skiagrafii Sledování dynamických
deju v organismu peristaltika strev, žaludku,
pohyb bránice, pulsování srdce a velkých cév.
8
Radokontrastní látky
Radiokontrastní látky Používají se pro zvýšení
kontrastu sledované tkáne. Látky obsahují prvky s
vysokým atomovým císlem (Ba, I), které pohlcují
ve zvýšené míre RTG zárení.

Síran barnatý Používá se jako kontrastní látka ke
sledování trávícího traktu jako Klystýr (s
teplou vodou a laxativy zlepšující pohyb
strev). Sledování zánetlivých onemocnení tlustého
streva, polypy a strevní obstrukce. Nápoj
sledování hltanu, žaludku a dvanáctníku.
9
Radiokontrastní látky
Kontrastní látky obsahující jód organické látky
obsahující molekuly jódu. Cím více jódu, tím
silneji pohlcuje RTG zárení. Jsou to látky
rozpustné ve vode a málo toxické pro cloveka.
Mají vysokou hustotu a zvyšují osmolaritu krve.
Napr. Iohexol, Ioxylan, Iodixonol (Visipaque),
diatrizoát (Hipaque)? Vedlejší úcinky
anafylaktická reakce, kontrastem indukovaná
nefropatie. Proto se podává co nejnižší možná
dávka kontrastní látky.

Hipaque
10
Skiagrafie
Skiagrafie (RTG snímkování) místo
fluorescencího štítu se využívá rtg filmu
(tlustší vrstvicka bromidu stríbrného než u
klasického filmu). Kazeta ve které je film
vyvoláván je opatrena kovovými znackami, z duvodu
identifikace a geometrické orientace filmu.
Protože fotografický film není moc senzitivní na
RTG zárení, pridává se mezi nej a zdroj zárení
fluorescencní clona. RTG naráží na fluorescencní
látku, díky cemuž dochází k emisi viditelného
svetla a k expozici filmu. PSP (Fotostimulacní
fluorescence) flurescencní zárení je polapeno v
barevných centrech krystalové mrížky. Po
stimulaci laserem dochází k emisi svetla, které
je sbíráno do fotoluminiscencní trubice a
prevádeno na digitální signál. Další detektory
Gaigruv cítac, Scintilátory, polovodicové
detektory
11
Skiagrafie využití
sledování patologie kostí, patologických procesu
v mekkých tkáních (mozek, svaly, streva,
pneumonie plic, edémy, nádorové onemocnení),
streva, vizualizace mocových a ledvinových
kamenu.
12
RTG metody specifická vyšetrení
Angiografie snímání cév, žil a srdecních komor.
Pro vizualizaci e využívá radiokontrastních
látek, které jsou do cév privádeny pomocí katedru
(do periférní arterie v tríslech, podpaží).
Sledování pruchodnosti cév a diagnostika
aterosklerosy. Cerebrální angiografie
sledování cév v mozku. Kontrastní látka je
vypouštena katedrem do krcní tepny. Pulmonární
angiografie sledování plic (embolie, cévních
malformace). Kontrastní látka je vypouštena
katedrem do pravé srdecní síne.
13
Pocítacová tomografie - CT
Computed tomography G.N. Housfield
(1967)? Klasickým RTG zobrazením lze získat
pouze planární obraz. Tkán je trojrozmerná - pri
klasickém RTG nelze najít ruzné struktury, které
se prekrývají nebo rozdílné pozice struktur
uložené v ruzných hloubkách ? je treba snímat 3D.
14
rentgenka
signál
pocítacová rekonstrukce
detektor
Vyšetrovaná oblast se prozaruje RTG zárením z
ruzných úhlu (v rozsahu 180 -360). Rentgenka a
naproti ní umístený detektor rtg zárení rotují
kolem pacienta. Intenzita svazku svetla je
prevedena na elektrický signál (výsledne se
vyhodnocuje zeslabení paprsku v dusledku absorbce
tkání). Z množství integrálních hodnot v ruzných
úhlech se metodou zpetné projekce rekonstruují
absorbcní mapy, ze který se vytvorí obraz
prícného rezu.
15
Postupným podélným posuvem pacienta se vytvárí
vetší množství obrazu prícného rezu (spolecne
vytvárejí 3D tomografický obraz )? Oproti
klasickému rentgenovému obrazu má CT vyšší
kontrast a je schopen zobrazit nepatrné rozdíly
(pacient je prozáren úzkým paprskem RTG,
nedochází k ovlivnení obrazu pruchodem RTG okolní
tkání). Navíc je obraz rekonstruován a filtrován
na pocítaci. RTG zárení je u CT detekován
scintilacními detektory se scintilacními
krystaly, svetlo vzniklé na detektoru zesilováno
a snímáno na fotonásobici nebo fototranzistorech.
Ojedinele se využívá ionizacní komory plnené
stlaceným xenonem.
16
Klasické CT je príliš zdlouhavé (rez/1min) a
pacient je vystaven vysoké dávce
ozárení. Mnohodetektorová CT Vyšší pocet
detektoru (cca 1000) usporádaných stacionárne do
kruhu (prstence) kolem pacienta, pricemž krouží
jen rentgenka. (rez/ méne než sekundu).
Spirální CT behem otácení rentgenky probíhá
pomalý posun pacienta --gt následná 3D
rekonstrukce. Zobrazení celého tela.
17
Multi-slice CT (MSCT)? Nekolik prstencu
detektoru, umístených vedle sebe v axiálním
smeru. To umožnuje snímání nekolika
transverzálních rezu vedle sebe. Vyšší rozlišení
a rychlost oproti klasickému CT
18
CT - vyšetrení
CT lebky Využití pro detekci krvácení do mozku,
nitrolebecního tlaku, tumoru (ale NMR je
citlivejší), fraktury lebky, zánetu a tumoru
nosní a ústní dutiny, oka. CT hrudníku Detekce
zánetu, pneumonie a nádoru plic. CT angiografie
Detekce embolie nebo protržení cév. CT pánve a
bricha Detekce nádoru a jejich stádia, zánety a
obstrukce strev, mocové a ledvinové kameny,
fraktura pánve atd.
19
CT - vyšetrení
CT srdce Sledování koronálních cév vyživující
srdecní sval. Pro sledování srdce se bežne
využívá Multi-slice CT (díky své rychlosti).
Pacient je vystaven relativne vysoké dávce
zárení, prokázána souvislost mezi tímto
vyšetrením a vznikem rakoviny prsu. Dual -
source CT Na kruhu jsou dva zdroje RTG zárení
(vzdáleny od sebe o 90) a naproti nim dva
detektory. Pro vytvorení snímku stací, aby se
kruh otocil o 180 ? polovicní doba snímání.
Snímek je vytvoren rychleji než je doba
srdecního tepu (cca 80 ms) ? celé srdce nasnímáno
za 10s. Nižší dávka zárení, nemusí se používat
léky na zpomalení tepu.
20
Densitometrie
Radiografické vyšetrení hustoty skeletu na
základe míry absorbce X zárení. Využívá se
rozdílného pomeru absorbce RTG zárení v mekké
tkáni a v kostech pri nízké a vysoké energii
zárení. Pak lze vypocítat absorbci v mekké tkáni
a v kostech. Lze také stanovit obsah svalové a
tukové tkáne, vody a minerálu v dané cásti
tela. BCM - obsah minerálu v kostech (g/cm)? BMD
- plošná hustota minerálu (g/cm2)? T-skóre -
srovnání BDM mladého zdravého jednice téhož
pohlaví Z-skóre - srovnání BDM s prumernými
normálovými hodnotami pro daný vek a pohlaví.
21
(No Transcript)
22
Scintigrafie (gammagrafie)?
Aplikujeme vhodnou chemickou látku s navázaným
radionuklidem (radioindikátor) do organismu.
Látka vstoupí do tkáne a jejího metabolismu.
Distribuce radioindikátoru tedy odráží konkrétní
fyziologický ci patologický stav nebo funkci
príslušných orgánu a tkání. Pro
komplexnejší diagnostiku radioindikátoru v tele
používáme scintigrafii.
Napr. aplikace radioaktivního jodidu sodného,
který se jako každý jód vychytává ve štítné
žláze. Byla vyvinuta rada druhu radiofarmak s
afinitou k ledvinám, játrum, kostem, myokardu,
nekterým nádorovým ci zánetlivým tkáním. Nebo se
radionuklid vstrikne do krevního obehu a sleduje
se dynamika jeho pruchodu srdcem, plícemi a
velkými cévami.
23
Statická scintigrafie Jeden ci nekolik
scintigrafických obrazu vyšetrované oblasti (bez
ohledu na cas). Dynamická scintigrafie
Série snímku vyšetrované oblasti, snímaných
postupne v ruzných casech. Mužeme nejen vizuálne
sledovat pohyb a casové zmeny distribuce
radioindikátoru v organismu. Planární
scintigrafie Tomografická scintigrafie SPECT a
PET
24
Scintilacní kamery
fotonásobice
obraz
scintilacní krystal
kolimátor
zárení??
Z každého místa obsahující radioindikátor se na
všechny strany emituje zárení ?. Aby mohlo
vzniknout zobrazení, je nutno nejdríve provést
jeho kolimacní projekci (vycházejícímu zárení ?
dáme do cesty olovenou desku, provrtanou velkým
množstvím drobných rovnobežných otvoru). Tímto
kolimátorem mohou projít pouze ty fotony ?, které
se pohybují presne ve smeru osy otvoru. Kolimátor
tak vytvorí rovinnou projekci distribuce
radioindikátoru. Každý foton zárení ? vyvolá v
scinitlacním krystalu záblesk viditelného svetla.
Záblesky jsou snímány a na elektrické impulsy
prevádeny soustavou fotonásobicu. Porovnáním
amplitud impulsu z jednotlivých fotonásobicu lze
vypocítat polohu záblesku v krystalu, a tím i
místo v tele pacienta, odkud byl foton ? vyzáren.
25
Scintigrafické kolimátory
Jejich úkolem je provést co nejdokonalejší
projekci distribuce radioaktivity do roviny
velkoplošného scintilacního krystalu. Na jeho
vlastnostech závisí konecná kvalita
scintigrafického obrazu. Kolimátory u
scintilacních kamer jsou výmenné. Kolimátory s
paralelními otvory (pro vysoké, strední a nízké
energie.)?
Nízkoenergetické kolimátory Kolimátory s vysokou
úcinností, s vysokým rozlišením, s vhodným
kompromisem mezi rozlišením a citlivostí,konvergen
tní a divergentní, s šikmými otvory, Pinhole atd.
26
(No Transcript)
27
SPECT
Série planárních scintigrafických obrazu se pak
pocítacove rekonstruuje obraz distribuce
radioaktivity v prícném rezu vedeném vyšetrovaným
objektem. Tímto trojrozmerným obrazem v pameti
pocítace pak metodami pocítacové grafiky mužeme
vést a zobrazovat na monitoru rezy v libovolných
smerech.
28
SPECT kardiologie Diagnostika ischemické nemoci
srdecní (prutok krve je v srdci s narušeným
srdecním svalem nižší než ve srdci zdravém). Jako
radioindikátor se využívá 99mTc tetrafosmin.
SPECT neurologie Sledování mozkové aktivity a
jejího metabolismu.
29
(No Transcript)
30
(No Transcript)
31
Rozdílem oproti SPECT je, že detektory nejsou
opatreny olovenými kolimátory, nebot kolimace je
realizována elektronicky a vyšší detekcní
úcinnosti. Novejší typy PET kamer sestávají z
nekolika souosých vedle sebe razených prstencu
detektoru, což umožnuje soucasné snímání nekolika
axiálních rezu. Pro lepší a názornejší
porovnávání charakteru, velikostí a lokalizace
zobrazovaných struktur se nekdy provádí
simultánní zobrazení obrazu CTPET, ci NMR popr.
SPECT, do jediného vhodne barevne modulovaného
obrazu - tzv. fúze obrazu.
32
PET
Pozitronový radioindikátor se vyrábí na míste
umele v cyklotronu. Vetšinou jsou to látky
obsahující radionuklidy 11C,13N, 15O, 18F.
Nejznámejší je fluorodeoxyglukosy (GFD)
používaná v onkologii (nádory mají zvýšený príjem
glukozy), kardiologii a neurologii. Neurologie
sledování aktivity mozku pomocí 15O (napr. u
alzhaimerovy nemoci), sledování radioaktivních
analogu prenašecu vzruchu (serotonin,
dopamin). Prumerná dávka ozárení pacienta je
okolo 7mS.
33
NMR jaderná magnetická rezonance
Jaderná - nejedná se o uvolnování obrovské
energie pri rozpadu atomového jádra, NMR pracuje
s energiemi, které jsou tak nepatrné, že je
mnohdy nedokážeme rozlišit od elektrického šumu
zpusobeného tepelným pohybem.
Isidor Isac Rabi využití jaderného spinu (NC za
fyziku, 1944)? Felix Bloch, Edvard Mills
Purcell nameren první NMR signál 1H (NC za
fyziku, 1949) Peter Mansfield, Paul Laurterbur
prínos pri zavedení techniky NMR do lékarské
praxe (NC za medicínu, 2003)
34
NMR teorie
Každý nukleon (proton i elektron) má vlastní
"mechanický" moment hybnosti - spin. Ten vytvárí
vlastní elementární magnetický moment. Atomová
jádra díky spinum svých nukleonu vytvárejí velmi
slabé magnetické pole (magnetický moment). Spin
a magnetický moment jádra vytvárí pouze jádra s
lichým nukleonovým císlem (spiny a magnetické
momenty spárovaných protonu a neutronu se
navzájem ruší). Pro NMR se využívá napr. 1H,
13C, 15N, 19F, 23Na, 31P.
35
(No Transcript)
36
(No Transcript)
37
(No Transcript)
38
(No Transcript)
39
MRI magnetic resonance imaging
Neinvazivní metoda pro získání obrazu vnitrních
struktur v živých objektech. Nejbežnejší metoda
je MRI vodíkového jádra (1H, protonu) MRI
nejcasteji využívá relaxacních vlastnosti
excitovaného protonu v ve vode a v tucích. Lze
tak sledovat množství vody ve zkoumané tkáni a
zpusob vazby vody v bunkách a extracelulárnímu
prostoru. Tyto vlastnosti se liší v závislosti na
fyziologickém nebo patologickém stavu tkáne.
40
MRI složení prístroje
vysílac
Gradient z
Vf cívka
prepínac
prijímac
Gradient x,y
pocítac
Gradient z
Supravodivý elektromagnet
Magnet (trvalý, elektromagnet, supravodivý
elektromagnet)? Bežná síla magnetickéo pole je od
0,3 do 3T (ale jsou i silnejší až do 20T,
magnetické pole zeme má 50 uT). Vysokovrekvecní
cívka (objemová, povrchová, shim
cívky)? Magnetické gradienty v ose x, y a z
41
(No Transcript)
42
Gradient z
Vf cívka
Gradient x,y
B
Gradient z
Supravodivý elektromagnet
Aby bylo možné detekovat NMR signály z
jednotlivých míst organismu (tkáne), je treba
zajistit prostorove geometrické kódování
souradnic. Toho lze dosáhnout tím, že na hlavní
konstantní magnetické pole ridáme další
gradientní magnetické pole ve smeru osy x,y,z.
Pole jsou tvorena príslušnou dvojicí gradientních
cívek.
43
MRI tvorba 3D obrazu
Díky pridanému gradientní magnetickému poli je
hodnota magnetického pole B závislá na ose z. Po
vyslání vf signálu, který splnuje rezonancní
podmínky pro danou vrstvu v ose z, je signál
magnetické rezonance vysílán jen z tenké vrstvy.
Zmenou frekvence (nebo intenzity podélného
gradientového pole) se poloha vrstvy mení.
Pusobením dalšího, prícného, gradientního
magnetického pole získáme zobrazení prostorového
rozložení hustoty jader v malém objemu o daných
souradnicích. V nich se zjištuje závislost
intenzity NMR signálu na frekvenci a casu jejího
odeznení. NMR spektrometry jsou rízeny
pocítacem, pricemž indukovaný NMR signál je
analyzován s použitím Fourierovy
transformace. Elektronickou analýzou
relaxacních casu NMR signálu se zároven vytvárejí
i obrazy prícných rezu v relaxacních casech T1 a
T2. Množina obrazu prícných rezu vytvárí 3D
tomografický obraz vyšetrované oblasti v
protonové hustote a relaxacních casech.
44
(No Transcript)
45
(No Transcript)
46
Rozlišení jednotlivých tkání - T1, T2, PD a T2
vážení
Když vyšleme do lidského tela, které se skladá z
mnoha tkánových typu, vf pulz v 90, dojde k
preklopení protonu ve smeru vnejšího
magnetického pole. Pokud budeme cekat dostatecne
dlouhý cas (T1), orientace protonu se postupne
úplne obnoví ve všech tkáních. Pokud po tomto
case vyšleme další 90 pulz, signál, který
prijmeme, bude ze ve všech tkání stejne silný.
Cas mezi dvema vf pulzy oznacujeme zkratkou TR
(time to repeat). Je-li TR mezi vf pulzy
kratší než T1, orientace protonu se ve všech
tkáních nestihne úplne obnovit. Po druhém 90
pulzu bude signál techto tkání slabší - a bude
možné tímto zpusobem rozlišit tkáne podle jejich
odlišností v T1. Použití dvou a více RF pulzu
oznacujeme termínem sekvence pulzu. Typ sekvencí
pulzu urcuje, jaký signál dostaneme z tkáne.
Obraz, který znázorní rozlišení tkání podle T1,
nazýváme T1 vážený obraz. Cím je rozdíl vetší,
tím vetší kontrast bude mezi príslušnými typy
tkání. Jednotlivé sekvence si vybírá lékar pri
vyšetrení podle toho, co je potrebné zobrazit a o
jakou predpokládanou chorobu se jedná. PD
vážený obraz proton densitní, merí se hustota
protonu v tkáni
47
(No Transcript)
48
T2 zobrazení Sekvenci pulzu složená jen z
jednoho 90 a jednoho 180 pulzu - a tedy jen s
jedním echem - a budeme vést krivku jen po
vrcholech sinusoidy signálu nad osou x
(vyjadrující cas) dostaneme tzv. T2-krivku. Tato
vyjadruje pokles transverzální magnetizace
podmínené samotnými vlastnostmi lokálních
magnetických polí tkáne. Má velký význam v
rychlém zobrazování magnetickou rezonancí.
Cas od ukoncení 90 pulzu až po snímaní echa se
oznacuje jako cas TE (z angl. time to echo) a
je složený z dvou stejných casových úseku TE/2.
TE cas si je možné zvolit podle toho, jak má být
výsledný obraz vážený. Cím je tento cas kratší,
tím vyšší je intenzita echa.
T2
T1
49
kontrastní látky
Voda perorálne, vyšetrení žaludku a tenkého
streva Paramagnetické kontrastní látky napr.
NO2, NO,kationty ruzných kovu (Ni2, Gd3, Fe3,
Mn2) v komplexech (napr. EDTA,
DTPA). Nejznámejší je Gd-DTPA (míchá se s
plazmou, po indikaci vstupuje do extracelulární
tekutiny, je vylucován mocí pro lidi s poruchou
vylucování toxické). Výrazne svítí v T1 obrazech,
dobrá citlivost pro nádory. Supermagnetické
kontrastní cástice Nanocástice oxidu železa
játra, žaludek, streva, slinivka. V T2 obrazu je
výrazne tmavý.
50
Funkcní MRI
S její pomocí lze zmapovat funkcní oblasti mozku
aktivované pri provádení urcitého úkolu ci
stimulace. Mapování se provádí bud na základe
zmeny prokrvení dané oblasti nebo na základe
zmeny oxygenace krve (tzv. BOLD efektu).
Metabolické zmeny v neuronech pro svou cinnosti
potrebují energii (tedy i kyslík) a proto se pri
zvýšení synaptické aktivity zvyšují požadavky na
dodávku kyslíku. K uspokojení techto požadavku
dochází zvýšeným prutokem okyslicené krve.
Navíc je prísun okyslicené krve do místa
neuronální aktivity vetší než spotreba kyslíku a
v dané lokalite zacne prevažovat množství
okyslicené krve nad neokyslicenou.
51
Funkcní MRI
Hemoglobin samotný má odlišné magnetické
vlastnosti než s navázaným kyslíkem
(oxyhemoglobin). Pokud se v konkrétním míste
nahromadí vetší množství oxyhemoglobinu, pak v
nem získáme silnejší MR signál než kdyby v této
lokalite prevažoval deoxyhemoglobin. Mozek je
snímán s nízkým rozlišením, ale zato velmi rychle
(1 obrázek za 2-3 minuty).
52
MRI Angiografie Získání obrazu cév pomocí
sledování toku krve nebo kontrastní látky. MRI
srdce Používají speciálne upravené merící
sekvence spinového echa (SE), které jsou
synchronizovány se signálem EKG a navíc vybaveny
technikou potlacení signálu proudící krve.
Výsledkem by mely být obrazy s nulovým signálem
krve v srdecních dutinách (metoda "tmavé krve).
MRI artrografie Kontrastní látka do
kloubních jamek Difuzní MRI Sleduje míru
difuze molekul vody v tkáních napr. molekul vody
uvnitr neuronu. Lze vytvorit mapy mozku a
sledovat oblastí neuronální degenerace v nemocech
jako je roztroušená skleroza.

53
MRI - vyšetrení
Na vyšetrení MRI se doporucuje prijít cca 3
hodiny po jídle. Duležitý je dostatecný príjem
tekutin. Nevhodné jsou lícidla, zvlášt u
vyšetrení hlavy - mužou obsahovat kovové
cástecky, které snižují kvalitu vyšetrení. Je
vhodné se obléct co najjednodušeji. V každém
prípade nesmí do místnosti s prístrojem vstoupit
s nicím kovovým, pro kontrolu se nekdy používá i
detektor kovu.
Samotné vyšetrení trvá prumerne 30 minut, které
je potrebné vydržet úplne bez pohybu. Pred
vsunutím do prístroje by sa mel pacient položit
co nejpohodlneji. Behem vyšetrení vydává prístroj
dost hlasité zvuky a klepání, proto má pacient na
uších sluchadla když má nejakou Behem celého
vyšetrení je sledovaný kamerou a má možnost
kdykoliv privolat pomoc.
54
Ultrazvuk (sonografie)?
Zobrazovací metoda se širokým využítím v
medicíne. Pomocí ultrazvukové diagnostiky lze
zobrazit svaly a vnitrní orgány, jejich velikost,
strukturu a jejich poškození. Pro vysílání
ultrazvuku se využívá typická rucní sonda
(vysílac), se kterým lze prímo posouvat po tele
pacienta. Gel na vodní bázi se používá k
usnadnení prenosu zvuku mezi vysílacem a
pacientem.
Pro diagnostické úcely se používají frekvence od
1-15MHz. Nižší frekvence produkuje obrázky s
nižším rozlišením, ale na druhou stranu proniká
zvuk hloubeji do tela. Povrchové struktury jako
svaly, šlachy nebo mozek novorozencu se sleduje
pri vyšších frekvencích (7-15 MHz). Naopak
játra nebo ledviny jsou zobrazovány pri 1-6 Mhz.
55
Zvukové vlny se cástecne odráží z vrstev mezi
ruzným prostredím (tkánemi) a vytvárí tzv. echo.
Podud nedopadá vlnení na rozhraní kolmo, na
rozhraní dvou prostredí dojde k jeho lomu.
Rychlost zvuku v ruzných materiálech závisí na
zvukové impendanci materiálu. Pruchodem
hmotným prostredím ultrazvuk postupne ztrácí svou
energii a predává ji do okolí ve forme tepla
56
Tvorba obrazu probíhá ve trech krocích - produkce
zvukové vlny, príjem echa a jeho interpretace
pomocí pocítace. Ultrazvuk je vyráben
piezoelektrickým vysílacem, který je skrytý
uvnitr sondy. Ultrazvukový paprsek vycházející z
vysílace je zamerován pomocí soustavy cocek,
tvarem vysílace nebo pomocí ruzných druhu pulzu.
U nových prístroju se využívá k zamerování metoda
fázového pole. Vysílac pak odražené vlny prijímá
a prevádí je na elektrické impulsy. Ty jsou poté
pomocí pocítace prevádeny na digitální obraz.
57
Ultrazvuk zpusob zobrazení

• zpusob B (brightness)?
• odrazy jsou na monitoru zobrazovány jako body na
  casové ose X (stejne jako u zobrazování A) a
  intenzita odražených vln je interpretována v
  ruzných odstínech šedi

• zpusob A (amplitude)?
• jednotlivé odrazy jsou zobrazovány na monitoru
  osciloskopu jako samostatné impulsy na casové ose
  X

58
(No Transcript)
59
Sonografický scaner musí umet rozlišit 3 základní
parametry 1. Smer echa - urcuje lokalizaci
obrazu 2. Jak silné echo je - urcuje schopnost
vrstvy mezi dvema ruzne hustými tkánemi odrážet
ultrazvuk (na obraze je silné echo zobrazeno
bíle, slabé cerne) 3. Za jak dlouho došlo k
prijmu echa po vyslání vysokofrekvencního zvuku -
urcuje hloubku zobrazované tkáne
Pokus se ultrazvukové pulzy setkají s plynem nebo
pevnou struktutou, vetšina ultrazvuku se odráží
zpet a nelze sledovat další struktury.
60
Dopplerova sonografie

• Vetšina sonografu umí vytváret barevné obrazy.
  Barva je casto používána k popsání pohybu, napr.
  ve studiu svalového stahu, prutoku krve v cévách
  nebo v srdci.
• Pro sledování smeru a rychlosti pohybu objektu se
  využívá Dopplerova sonografie. Ta pomocí merení
  dopplerova efektu urcuje, zdali se sledované
  struktury pohybují smerem k nebo od sondy.
• Dopleruv efekt
• Fyzikální jev, který se projevuje zmenou vlnové
  délky vlnení v závislosti na vzájemném pohybu
  prijímace a vysílace vlnení.
• Intenzita zvuku prijíždející sanitky je
  pozorovatelem slyšena jako vyšší, po minutí
  pozorovatele je zvuk naopak slyšen s nižší
  vlnovou délkou a frekvencí jeví se jako nižší.

61
Dopplerova sonografie

• Používá se ke zjištování smeru a rychlosti
  proudení krve.
• Ultrazvukový menic vysílá pod úhlem jiným než
  kolmým ultrazvukové kmity smerem k céve. Krvinky
  v proudící krvi pusobí jako odrazná plocha a
  stávají se tak vlastne pohyblivými zdroji
  signálu.
• Kmitocet prijímaného signálu je pak porovnáván s
  kmitoctem signálu vysílaného a ze zjišteného
  Dopplerovského posunu je pak vypocítávána
  rychlost pohybu krve a její smer.

62
Kontrastní látky
Pro sonografii existují kontrastní látky. Jsou to
tzv."mikrobublinky", které zvyšují zpetný rozptyl
ultrazvuku. Mikrobublinky jsou pripraveny ze
vzduchu, perflourokarbonu ci dusíku. Také se
vyrábí mikrobublinky z albuminu, galaktosy,
lipidu nebo polymeru. Zatím se nejvíce
používají v echokardiografii, ale v budoucnosti
se s nimi pocítá pro zobrazování molekul a nebo
léku prímo v tele.
63
Výhody Rychlá diagnostika, lze sledovat rozhraní
mezi mekkými tkánemi, ukazuje strukturu orgánu,
nejsou známy dlouhotrvající vedlejší úcinky této
metody, levné a prenostitelné príslušenství Nevýh
ody Rozlišení obrazu záleží na vzdálenosti
sondy a sledovaného objektu. Velký problém u
obezních lidí. Ultrazvuk velmi špatne prochází
pres kosti (napr. u sonografie mozku)? Problém
pri sledování oblastí vyplnených plynem (plíce,
streva). Není to metoda natolik presná jako MRI
nebo CT. Rizika Ultazvuk muže zpusobit tvorbu
mikroskopických kapes s vakuem. Ty se rozpadají
za velké produkce tepla a mohou tak poškodit
okolní tkán.
64
Echokardiografie (Dopplerova sonografie srdce)?
Pomocí echokardiografu lze sledovat rychlosti
proudení krve a stahu srdecní tkáne. Pro zlepšení
signálu se používají kontarstní
látky. Neinvazivní metoda sledování srdce
(sonda se pohybuje po hrudníku). Kardiologové ji
používají pri rychlý prístup k informacím o stavu
srdecních chlopní a kontarkci srdecního svalu.
Ale dobrému zobrazení muže bránit - obezita,
deformace hrudníku, tekutina na plicích. Proto
existuje další zpusob. Pomocí endoskopu se sonda
zavede do jícnu. Pacient je pod slabými sedativy
a v jícnu je anestetický lubrikant. Ultazvuk tak
není ovlivnen odrazem zvuku od žeber a vzduchu v
plicích.
65
Tehotenský ultrazvuk
Metoda která neohrožuje zdraví plodu. Je to
standardní soucást prenatálního vyšetrení.
Používá se k zobrazení a zjištení zdravotního
stavu embrya (plodu) v matcine deloze. Pohlaví
dítete se urcuje okolo 16 týdne tehotenství.
66
Ultrazvuk príklady dalšího použití
A-scan ultarzvuk Pomocí nej lze získat informace
o délce oka, které je hlavní urcovatel bežných
ocních vad. Používá se pro výpocet dioptrií.
Intravaskulární ultrazvuk Sonda je pripevnena
na speciálním katedru. Používá se pro sledování
cév a jejich sten (studium atherosklerozy).
Pánevní sonogram Zobrazuje orgány uložené v
pánevní oblasti. Orgány lze sledovat externe ci
interne. Pro vnitrní zobrazování se využívá
endorektální (muži) nebo endovaginální (ženy)
sonda. Brišní sonogram Zobrazuje orgány jako
slinivku, aortu, játra, žlucník, ledviny,
slezinu. Streva zobrazit nelze.