اکوژنیسیته و امپدانس صوتی در سونوگرافی
سونوگرافی تصاویر را از طریق پژواکها (اکوها) تشکیل میدهد: پالسهای صوتی به بدن فرستاده میشوند و دستگاه محل و شدت بازتاب آنها را نقشهبرداری میکند. قدرت این پژواکها — اکوژنیسیته یک ساختار — عمدتاً به تفاوتها در امپدانس صوتی در مرزهای بین بافتها بستگی دارد، بنابراین رابطهای بین بافتهای بسیار متفاوت روشن به نظر میرسند، در حالی که بافت یکنواخت یا مایع خالص تیره است.
Definition
اکوژنیسیته، قدرت نسبی پژواکهای فراصوت بازگشتی از یک بافت است؛ امپدانس صوتی، حاصلضرب چگالی یک بافت در سرعت صوت در آن است، و پژواکها در رابطهایی که این امپدانس تغییر میکند، تولید میشوند، به طوری که عدم تطابقهای بزرگتر بازتابهای روشنتری ایجاد میکنند.
Scope
این موضوع توضیح میدهد که چگونه امپدانس صوتی و عدم تطابقهای آن کنتراست سونوگرافی را ایجاد میکنند: چرا بافتها به عنوان هایپر اکو، هایپو اکو یا آن اکو توصیف میشوند و چگونه عوامل میکروحباب پر از گاز بازتابکنندههای قوی اضافه میکنند. این یک گزارش مرجع از مبنای فیزیکی تصویر سونوگرافی است، نه راهنمایی در مورد تکنیک اسکن یا تجویز کنتراست.
Core questions
- کدام ویژگی فیزیکی بافت تعیین میکند که چقدر روشن در سونوگرافی ظاهر میشود؟
- چرا رابطهای بین بافتهای مختلف پژواک تولید میکنند؟
- هایپر اکو، هایپو اکو و آن اکو به چه معنا هستند؟
- چرا استخوان و هوا پرتو سونوگرافی را مسدود میکنند؟
- چگونه عوامل کنتراست میکروحباب سیگنال اکو را افزایش میدهند؟
Key concepts
- امپدانس صوتی (چگالی ضربدر سرعت صوت)
- عدم تطابق امپدانس و بازتاب در رابطها
- اکوژنیسیته (هایپر اکو، هایپو اکو، آن اکو)
- سایهاندازی و تقویت صوتی
- عوامل کنتراست میکروحباب
- تضعیف پرتو سونوگرافی
Mechanisms
مبدل سونوگرافی پالسهای کوتاه منتشر میکند و به پژواکهای بازگشتی گوش میدهد. در هر مرز بافتی، کسری از صوت بازتابشده توسط تفاوت در امپدانس صوتی بین دو بافت تعیین میشود: عدم تطابقهای کوچک (مانند داخل بافت نرم) پژواکهای ضعیفی تولید میکنند که به اندامها بافت مشخصه خود را میدهند، در حالی که عدم تطابقهای بزرگ (بافت نرم به استخوان یا به گاز) تقریباً تمام صوت را بازتاب میدهند و رابطهای روشن و سایهاندازی ساختارهای فراتر را ایجاد میکنند. مایع خالص حاوی هیچ رابط بازتابکنندهای نیست و آن اکو به نظر میرسد. عوامل کنتراست میکروحباب پر از گاز، عدم تطابق امپدانس بسیار بزرگی را در خون ایجاد میکنند و به شدت در میدان صوتی نوسان میکنند و سیگنال بازگشتی از بافت پرفیوژن شده را به شدت افزایش میدهند، همانطور که توسط کازگرو بررسی شده است.
Clinical relevance
الگوهای اکوژنیسیته به سونوگرافی اجازه میدهند تا مایع، بافت جامد، کلسیفیکاسیون و گاز را تشخیص دهد، که اساس تفسیر آناتومی سونوگرافیک است. این مدخل منشأ فیزیکی تصویر سونوگرافی را توصیف میکند و مبنایی برای معیارهای تشخیصی یا تجویز کنتراست در بیماران منفرد نیست.
Evidence & guidelines
اصول امپدانس، بازتاب و اکوژنیسیته فیزیک استاندارد تصویربرداری هستند که در متونی مانند بوشبرگ و همکاران و کرمکو ارائه شدهاند. رفتار و استفاده از عوامل کنتراست میکروحباب در بررسیهایی مانند کازگرو خلاصه شده است.
History
سونوگرافی تشخیصی در اواسط قرن بیستم از تکنیکهای پالس-اکو توسعه یافت، با روشنایی تصویر که از ابتدا به بازتاب صوت در مرزهای امپدانس گره خورده بود. عوامل کنتراست میکروحباب پر از گاز، که از عدم تطابق امپدانس بزرگ در جریان خون بهره میبرند، بعدها توسعه یافتند و در بررسیهای اختصاصی مانند کازگرو (2006) توصیف شدهاند.
Related topics
Seminal works
- cosgrove-2006
Frequently asked questions
- چرا مایع در سونوگرافی سیاه (آن اکو) ظاهر میشود؟
- مایع یکنواخت حاوی هیچ رابط داخلی با امپدانس صوتی متفاوت نیست، بنابراین تقریباً هیچ صدایی بازتاب نمیشود و منطقه پژواک کمی یا هیچ پژواکی باز نمیگرداند.
- چرا سونوگرافی نمیتواند به خوبی از طریق استخوان یا گاز ببیند؟
- عدم تطابق امپدانس بین بافت نرم و استخوان یا گاز آنقدر زیاد است که تقریباً تمام صدا در رابط بازتاب میشود و انرژی کمی برای تصویربرداری از ساختارهای فراتر باقی میماند و سایه صوتی ایجاد میکند.
- چگونه عوامل کنتراست میکروحباب خون را قابل مشاهدهتر میکنند؟
- گاز موجود در میکروحبابها امپدانس صوتی بسیار متفاوتی با خون دارد و حبابها به شدت در میدان فراصوت رزونانس میکنند، بنابراین پژواکهای بسیار قویتری از جریان خون نسبت به خود خون باز میگردانند.