Quando a ultrassonografia doabdômenourinssão mencionados, calcificações ou pedras (como pedras nos rins e cálculos biliares na figura acima) são frequentemente associadas primeiro, mas pedras de tamanho comparável podem ter diferentes graus de som e sombra.Por exemplo, a composição diferente da pedra ou a influência da suavidade da superfície da pedra.Para saber se essas propriedades físicas determinam fundamentalmente o tamanho do som e da sombra, por enquanto, analisaremos o desempenho do som e da sombra na forma do próprio feixe ultrassônico.
Em primeiro lugar, o som e a sombra é popularmente falando, o feixe ultrassônico emitido é bloqueado na posição da pedra, resultando em nenhuma iluminação ultrassônica atrás da pedra e, naturalmente, os tecidos nessas posições não podem produzir ecos, produzindo som e sombra .Sabemos que o feixe de emissão ultrassônica é o mais fino no ponto focal da emissão, e o feixe na área fora do foco gradualmente se alarga e aparece em forma de sela.Como de costume, ainda usamos a analogia da ultrassonografia com câmeras.Assim como o valor da abertura da lente de uma câmera SLR é menor (a abertura real é maior), melhor a resolução da posição do ponto de foco e mais pronunciado o primeiro plano e o bokeh de fundo.Ao fotografar os animais dentro da jaula de ferro com uma câmera, você percebeu que a jaula de ferro ficou uma malha translúcida na foto?A imagem abaixo é um par de macacos e mães fotografados pelo autor em uma gaiola no Bangkok Wildlife Park, e se você não olhar de perto, você pode ignorar as grades fracas.Mas quando nos concentramos na gaiola de ferro, a gaiola de ferro preta realmente bloqueia as costas.Os interessados podem ir para casa e tentar vivenciar esse experimento em diferentes posições de foco, assim como o autor da foto abaixo atirando em um garfo uma boneca mendiga.
Vamos voltar a imagem de ultrassom, para estudar quantitativamente esse problema, usamos moldes corporais ultrassônicos (KS107BG) que medem penetração e resolução para demonstrar o fenômeno do som e da sombra, o alvo desse modelo de corpo é uma linha fina que não é transparente, que pode simular bem o efeito da sombra do som.Para demonstrar melhor o efeito da oclusão, usamos uma sonda de alta frequência com uma frequência central de8,5MHz, porque a sonda de alta frequência pode obter um feixe ultrassônico mais fino (por isso também é fácil obter alta resolução lateral).
Em primeiro lugar, ajustamos o foco de emissão para uma profundidade de 1 cm, podemos ver que o alvo na posição de 1 cm é o mais claro e a área ligeiramente escurecida pode ser vista levemente atrás do alvo de cerca de 5 mm, mas o alvo abaixo de 1 cm é arrastado por um longo canal negro, que é o chamado som e sombra.A área dentro de 1 cm é como o primeiro plano na fotografia, com a profundidade do foco em 1 cm e a área de fundo após 1 cm.Obviamente, o alvo de primeiro plano dentro de 1 cm é como a gaiola na foto do macaco agora, e quando focamos a uma profundidade de 1 cm, o ultrassom parece ser capaz de contorná-lo e continuar a transmitir energia para frente quase inalterado.No entanto, a área abaixo do foco não pode ser bloqueada ao redor do alvo, resultando em quase nenhum patrocínio de energia ultrassônica atrás do alvo, portanto, não há eco.Para melhor confirmar nossa hipótese, simulamos os feixes ultrassônicos focados neste momento, e as frentes de onda dos pulsos ultrassônicos em diferentes momentos são mostradas na figura a seguir.
Aparentemente, a uma profundidade de 1 cm, a energia do ponto focal de emissão é concentrada, resultando em um feixe fino, e a largura do feixe aumenta gradualmente à medida que se afasta da profundidade de foco.Quando a profundidade do alvo é inferior a 1 cm, o alvo obscurece parte da energia, mas o tamanho do alvo é relativamente pequeno e a energia que não é bloqueada lateralmente continuará a subir em direção ao ponto focal, de modo que o alvo o som e a sombra desses alvos serão muito fracos e, quanto mais próximo da superfície da sonda, menos óbvios serão o som e a sombra.Quando a posição do alvo está apenas na profundidade do foco, o próprio feixe ultrassônico é muito fino, então a energia que o alvo pode bloquear é relativamente grande, resultando em muito pouca energia capaz de continuar ao redor do alvo, o que também torna a área por trás dessa profundidade produzem uma área realmente escura.É como se você estivesse focando na gaiola e a área atrás da grade da gaiola estivesse completamente bloqueada.
O que acontece quando o alvo está atrás do ponto focal (área de fundo)?Algumas pessoas dirão que o feixe de som também é muito amplo e o alvo só pode cobrir parte dele, será o mesmo que a área do primeiro plano, a energia pode contornar o alvo para reduzir o som e a sombra?A resposta obviamente é não, assim como os alvos na linha oblíqua esquerda na figura acima estão todos após 1 cm de profundidade, e o som e a sombra gerados não são menores que os alvos na posição de 1 cm.Neste momento, observamos cuidadosamente a forma do feixe ultrassônico, e a frente de onda do feixe antes e depois do foco não é plana, mas se assemelha a uma forma de arco centrada no foco.O feixe próximo à superfície da sonda é convergido em direção ao ponto focal, enquanto a matriz de onda mais profunda que o ponto focal é espalhada para fora com o ponto focal.Ou seja, quando o alvo está na área de primeiro plano, quando a onda sonora não obscurecida pelo alvo continuará a se propagar na direção do foco, e a onda sonora não obscurecida pelo alvo na área de fundo continuará a se propagar na direção do desvio da linha de varredura, recebemos apenas o sinal de eco na linha de varredura, então a energia que se desvia da linha de varredura não pode ser recebida, então o som e a sombra são formados.
Quando ajustamos o foco de lançamento para uma profundidade de 1,5 cm, o som e a sombra atrás do alvo a uma profundidade de 1 cm também foram significativamente reduzidos, mas o alvo após 1,5 cm ainda arrastava uma longa cauda preta.Abaixo está um gráfico de feixe de emissões ultrassônicas. Vamos tentar analisar o fenômeno do som e da sombra em combinação com a morfologia do feixe.
Quando a profundidade de foco é aumentada para 2 cm, o som e a sombra atrás do alvo dentro de 2 cm são significativamente enfraquecidos.A figura abaixo é o gráfico do feixe de emissão ultrassônica correspondente.
A imagem do exemplo anterior é apenas a profundidade de foco ajustada, e as condições nas outras interfaces permanecem inalteradas, mas ao ajustar a profundidade de foco, o fundo também implica uma condição, ou seja, conforme a profundidade do foco de emissão se torna mais profunda, a abertura da emissão também aumentará (o número frontal no título do diagrama de feixe é a profundidade do foco e o número atrás é o número de elementos da matriz correspondentes à abertura de emissão) e observando a largura do feixe da sonda superfície, também podemos encontrar a alteração real da abertura de emissão.Em geral, a abertura do foco de emissão é proporcional à profundidade de foco, assim como uma lente zoom com abertura constante.
Então, qual é o efeito no som e na sombra quando a mesma profundidade de foco e tamanho de abertura são diferentes?Tomando como exemplo o mesmo foco de profundidade de 1,5 cm, ajustando os parâmetros internos da máquina, o tamanho da abertura de emissão é dobrado
Deveríamos ter aprendido a analisar o fenômeno do som alvo e da sombra por meio do mapeamento de feixe através do exemplo acima, para que possamos olhar diretamente para o feixegrama deste exemplo.À medida que a abertura se torna menor, o feixe de profundidade do foco é ampliado, mas a curvatura da sela torna-se menor.A deformação dos mesmos feixes de primeiro plano e de fundo torna-se imperceptível e, observando como a frente de onda do feixe se curva, pode-se ver que a energia ultrassônica é um pouco como um plano paralelo à superfície da sonda se propagando para frente.Portanto, a má consequência é que, embora a energia ultrassônica na área original do primeiro plano seja parcialmente bloqueada pelo alvo, ela ainda pode continuar a se propagar ao redor do alvo em direção à posição do foco, mas quando a pequena abertura é pequena, a largura do primeiro plano o feixe é reduzido primeiro, a proporção de energia bloqueada é aumentada e as ondas sonoras laterais não convergem para a posição do foco de lançamento; portanto, embora a energia ultrassônica que não é obscurecida continue a se propagar, ela quase não tem contribuição ao eco da posição da linha de varredura, o que também leva à redução da abertura.Até mesmo o som e a sombra do alvo na área de primeiro plano se tornarão cada vez mais óbvios.Assim como quando tiramos uma foto de um pássaro engaiolado com um telefone celular atravessado na gaiola, não importa quão grande seja a abertura do celular, isso deixará uma grade escura perceptível da gaiola na foto, porque a abertura real do a câmera do celular é muito pequena.
Anteriormente, apenas fizemos algumas análises experimentais sobre a posição do foco de emissão e o tamanho da abertura de emissão no som e na sombra, combinadas com a varredura ultrassônica real, para a varredura de pequenas pedras, a fim de obter melhor som e sombra efeitos, geralmente é impossível alterar o tamanho da abertura, mas pode ser possível considerar a posição do foco o mais próximo possível da frente da pedra.Ou quando o som e a sombra não são óbvios, não é necessariamente porque as pedras são muito pequenas, ou pode ser porque o foco não está na posição certa.Além disso, como mencionado no início, pode haver muitos fatores que influenciam a força do som e da sombra, como a natureza mais direta é o tamanho da pedra, além disso, o som fundamental e a sombra costumam ser muito mais fracos do que oharmônicosom e sombra, e assim por diante, então não pode ser generalizado.
Portanto, escolha produtos de ultrassom, sua qualidade de imagem é o mais importante, uma boa imagem harmônica elevará sua carreira médica a um nível superior, seja bem-vindo para consultá-lo sobre os produtos de ultrassom nos quais você está interessado e outros equipamentos médicos.
Joy yu
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Horário da postagem: 08 de setembro de 2022
