Ekhogenisitas dan Impedansi Akustik Ultrasonografi

Ultrasonografi membentuk citra dari gema: denyutan suara dikirimkan ke dalam tubuh, dan mesin memetakan di mana dan seberapa kuat denyutan tersebut dipantulkan. Kekuatan gema tersebut — ekhogenisitas suatu struktur — terutama bergantung pada perbedaan impedansi akustik pada batas antarjaringan, sehingga antarmuka antara jaringan yang sangat berbeda akan tampak cerah, sedangkan jaringan yang seragam atau cairan murni akan tampak gelap.

Definition

Ekhogenisitas adalah kekuatan relatif gema ultrasonografi yang dipantulkan dari suatu jaringan; impedansi akustik adalah hasil kali densitas jaringan dan kecepatan suara di dalamnya, dan gema dihasilkan pada antarmuka di mana impedansi ini berubah, dengan ketidaksesuaian yang lebih besar menghasilkan pantulan yang lebih cerah.

Scope

Topik ini menjelaskan bagaimana impedansi akustik dan ketidaksesuaiannya menghasilkan kontras ultrasonografi: mengapa jaringan digambarkan sebagai hiperekoik, hipoekoik, atau anekoik, dan bagaimana agen mikrogelembung berisi gas menambahkan pemantul yang kuat. Ini adalah penjelasan referensi tentang dasar fisik citra ultrasonografi, bukan panduan tentang teknik pemindaian atau pemberian kontras.

Core questions

• Sifat fisik jaringan apa yang menentukan seberapa cerah tampilannya pada ultrasonografi?
• Mengapa antarmuka antara jaringan yang berbeda menghasilkan gema?
• Apa arti hiperekoik, hipoekoik, dan anekoik?
• Mengapa tulang dan udara menghalangi berkas ultrasonografi?
• Bagaimana agen kontras mikrogelembung meningkatkan sinyal gema?

Key concepts

• Impedansi akustik (densitas dikalikan kecepatan suara)
• Ketidaksesuaian impedansi dan pantulan pada antarmuka
• Ekhogenisitas (hiperekoik, hipoekoik, anekoik)
• Bayangan dan peningkatan akustik
• Agen kontras mikrogelembung
• Atenuasi berkas ultrasonografi

Mechanisms

Transduser ultrasonografi memancarkan denyutan pendek dan mendengarkan gema yang kembali. Pada setiap batas jaringan, fraksi suara yang dipantulkan ditentukan oleh perbedaan impedansi akustik antara kedua jaringan: ketidaksesuaian kecil (seperti di dalam jaringan lunak) menghasilkan gema lemah yang memberikan tekstur karakteristik pada organ, sedangkan ketidaksesuaian besar (jaringan lunak ke tulang atau ke gas) memantulkan hampir semua suara, menghasilkan antarmuka yang cerah dan bayangan pada struktur di baliknya. Cairan murni tidak mengandung antarmuka pemantul dan tampak anekoik. Agen kontras mikrogelembung berisi gas memperkenalkan ketidaksesuaian impedansi yang sangat besar di dalam darah dan berosilasi kuat dalam medan suara, sangat meningkatkan sinyal yang kembali dari jaringan yang terperfusi, seperti yang ditinjau oleh Cosgrove.

Clinical relevance

Pola ekhogenisitas memungkinkan ultrasonografi membedakan cairan, jaringan padat, kalsifikasi, dan gas, yang mendasari interpretasi anatomi sonografi. Entri ini menjelaskan asal fisik citra ultrasonografi dan bukan merupakan dasar untuk kriteria diagnostik atau pemberian kontras pada pasien individual.

Evidence & guidelines

Prinsip-prinsip impedansi, pantulan, dan ekhogenisitas adalah fisika pencitraan standar, yang disajikan dalam teks-teks seperti Bushberg dan rekan-rekan serta Kremkau. Perilaku dan penggunaan agen kontras mikrogelembung dirangkum dalam tinjauan seperti Cosgrove.

History

Ultrasonografi diagnostik berkembang sepanjang pertengahan abad kedua puluh dari teknik pulse-echo, dengan kecerahan citra yang sejak awal terkait dengan pantulan suara pada batas impedansi. Agen kontras mikrogelembung berisi gas, yang memanfaatkan ketidaksesuaian impedansi yang besar di dalam aliran darah, dikembangkan kemudian dan dijelaskan dalam tinjauan khusus seperti Cosgrove (2006).

Seminal works

• cosgrove-2006

Frequently asked questions

Mengapa cairan tampak hitam (anekoik) pada ultrasonografi?

Cairan yang seragam tidak mengandung antarmuka internal dengan impedansi akustik yang berbeda, sehingga hampir tidak ada suara yang dipantulkan kembali dan daerah tersebut menghasilkan sedikit atau tanpa gema.

Mengapa ultrasonografi tidak dapat melihat dengan baik melalui tulang atau gas?

Ketidaksesuaian impedansi antara jaringan lunak dan tulang atau gas sangat besar sehingga hampir semua suara dipantulkan pada antarmuka, menyisakan sedikit energi untuk mencitrakan struktur di baliknya dan menimbulkan bayangan akustik.

Bagaimana agen kontras mikrogelembung membuat darah lebih terlihat?

Gas dalam mikrogelembung memiliki impedansi akustik yang sangat berbeda dari darah dan gelembung beresonansi kuat dalam medan ultrasonografi, sehingga mereka mengembalikan gema yang jauh lebih kuat dari aliran darah dibandingkan darah saja.