تبلیغات
The Medical Radiation Engineering - ساختار واصول کار دستگاه اکوکاردیوگرافی
 
The Medical Radiation Engineering
Nuclear for peace...
درباره وبلاگ



مدیر وبلاگ : مهدی
مطالب اخیر
آرشیو وبلاگ

ساختار واصول کار دستگاه اکوکاردیوگرافی

نویسنده: سید مسعود زرگری، کارشناس مهندسی پزشکی و کارشناس ارشد مهندسی برق s.masoud.zargari@gmail.com

ساختار واصول کار دستگاه اکوکاردیوگرافیدریافت فایل - 317KB

اکوکاردیوگرافی یکی از انواع دستگاه های تصویربرداری است، که مختص تصویربرداری از سیستم قلبی عروقی است.
اساس کار این دستگاه بر مبنای تصویربرداری توسط امواج اولتراسوند است. در حقیقت میتوان گفت: اکوکاردیوگرافی یک تصویر صوتی از قلب است.
در این روش با استفاده از امواج اولتراسوند تصاویری تک بعدی، دوبعدی، سه بعدی و همزمان از دیواره ها و دریچه های قلبی به دست میآید. که در تشخیص نارسائی های قلبی و عروقی از آن استفاده میشود.
شکل1: اکوکاردیوگراف

تشخیص ها و اندازه گیری های تست اکوکاردیوگرافی
1-بیماری های دریچه های قلب(مثل حضور لخته، رشد باکتری ها روی دریچه ها و...) (VHD)
2- اندازه قلب
3- جریان خون در قلب
4- حرکت دیوارهی قلب
5- فشار داخل قلب
6- ضخامت دیواره ی قلب
7- ناحیه هایی که جریان خون درآنها ضعیف است.
8- ناحیه هایی که ماهیچه به خوبی منقبض نمیشود.
9- مشکلات قلبی مادرزادی در جنین

روش انجام اکوکاردیوگرافی
انجام این آزمون هیچگونه آمادگی قبلی نمیخواهد و به گونه ای است که بیمار روی تخت به پهلوی چپ بخوابد و پزشک پروب مخصوص دستگاه را که به ژل روان کننده آغشته شده برای مدت چند دقیقه روی سینه وی حرکت دهد و از نماهای مورد نظر تصویربرداری کند. با این حال انجام این آزمون نباید بیش از اندازه ساده انگاشته شود و انجام آن باید صرفا توسط متخصصان با تجربه کافی در این زمینه صورت پذیرد.

امواج فراصوت  (Ultrasound Waves)
امواج صوتی صرفاً ارتعاشات سازمان یافته ی مولکول ها یا اتم های یک محیطی هستند که قادر به منتشر کردن این امواج است. معمولاً ارتعاشات به صورت سینوسی ایجاد میشوند.

شکل2: امواج فراصوت

امواج فراصوت، امواجی هستند که دارای فرکانسی بالاتر از فرکانس شنوایی انسان اند.
محدودهی این امواج در کاربردهای تصویربرداری پزشکی در حد چند مگا هرتز است.
ازاولتراسوند در پزشکی جهت کاربردهای تشخیصی و درمانی مانند: فیزیوتراپی برای گرم کردن اعضا داخلی بدن به صورت عمقی( دیاترمی) و یا سونوگرافی استفاده میشود.
حداقل چهار مزیت برای امواج فراصوت در تصویربرداری پزشکی وجود دارد:
 امواج فراصوت میتوانند در قالب یک باریکه پرتو(beam) هدایت شوند.
امواج فراصوت از قانون های بازتاب و انکسار تبعیت میکنند.
 امواج فراصوت به خارج اجسام کوچک بازتابیده میشود.
 امواج فراصوت هیچ تاثیر شناخته شدهی زیان آور بهداشتی ندارند.
دو اشکال عمده برای امواج فراصوت وجود دارد:
انرژی آن در محیط های گازی به طور ضعیفی منتشر میشود. در واقع گذشتن فراصوت از هوا غیر ممکن است. بنابراین مبدل باید تماس بدون وجود هوا با بدن داشته باشد. علاوه بر این آزمایش قسمت هایی از بدن که حاوی هوا هستند نیز مشکل است.
تصاویر فراصوت، نسبتاً حاوی نویز هستند و کیفیت و کنتراست کمتری نسبت به X-ray و MRI دارند.

تولید امواج فراصوت
امواج فراصوت به دو روش تولید میشوند:
الف) روش مگنتو استریکسیون (Magneto striation)
این خاصیت در مواد فرومغناطیس (مواد دارای دو قطبیهای مغناطیسی کوچک بطور خود به خود با دو قطبیهای مجاور خود هم خط شوند) تحت تاثیر میدان مغناطیسی بوجود میآید. مواد مزبور در این میدانها تغییر طول میدهند و بسته به فرکانس جریان متناوب به نوسان در میآیند و میتوانند امواج فراصوت تولید کنند. این مواد در پزشکی کاربرد ندارند و شدت امواج تولید شده به این روش کم است و بیشتر کاربرد آزمایشگاهی دارد.

ب)روش پیزو الکتریسیته (Piezo electric)
تاثیر متقابل فشار مکانیکی و نیروی الکتریکی را در یک محیط اثر پیزو الکتریسیته میگویند. به طور مثال بلورهایی وجود دارند که در اثر فشار مکانیکی، نیروی الکتریکی تولید میکنند و برعکس ایجاد اختلاف پتانسیل در دو سوی همین بلور و در همین راستا باعث فشردگی و انبساط آنها میشود که ادامه دادن به این فشردگی و انبساط باعث نوسان و تولید امواج میشود. مواد (بلورهای) دارای این ویژگی را مواد پیزوالکتریک میگویند. اثر پیزوالکتریسیته فقط در بلورهایی که دارای تقارن مرکزی نیستند، وجود دارد. بلور کوارتز از این دسته مواد است و اولین ماده ای بود که برای ایجاد امواج فراصوت از آن استفاده میشد.
اگر چه مواد متبلور طبیعی که دارای خاصیت پیزو الکتریسیته باشند، فراوان هستند ولی در کاربرد امواج فراصوت در پزشکی از کریستالهایی استفاده میشود که سرامیکی بوده و بطور مصنوعی تهیه میشوند. از نمونه این نوع کریستالها، مخلوطی از زیرکونیت و تیتانیت سرب (Lead zirconat & Lead titanat) است که به شدت دارای خاصیت پیزوالکتریسیته اند. به این مواد که واسطهای برای تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی و بالعکس هستند، مبدل یا ترانسدیوسر (transducer) میگویند. یک ترانسدیوسر اولتراسونیک بکار میرود که انرژی الکتریکی را به انرژی فراصوت تبدیل کند که به داخل بافت بدن نفوذ و انرژی فراصوت انعکاس یافته را به انرژی الکتریکی تبدیل کند.

پرتو فراصوت
یک مبدل میتواند امواج تخت موازی با سطح کریستال تابش کند. میتوان سطح تابش کریستال را به صورت ترکیبی از تعداد زیادی چشمه نقطه ای تصور کرد. به طوریکه جمع موجهای حاصل از آنها جبهه های موج یا سطوحی را بوجود آورد. در اثر تداخل این امواج، موجی ایجاد میشود که تا یک ناحیه به طور مستقیم پیش میرود و از یک نقطه مشخص به بعد واگرا میشود. دسته پرتو نزدیک مبدل دارای رویه های موازی است.
ناحیهای که پرتوها در آن واگرا میشوند(N)، ناحیهی فرانهوفر یا میدان دور نام دارد: (R شعاع کریستال و λ طول موج تابشی از کریستال است). هرچه قطر کریستال و فرکانس کریستال بیشتر باشد، طول ناحیهی فرنل بیشتر است.
زاویه واگرایی در ناحیه ی دور را میتوان از رابطه (1) محاسبه کرد:        
(1)                                                                                                                                                                 
D قطر کریستال است.

خطرات امواج فراصوت
الف) سوختگی
اگر امواج پیوسته و در یک مکان بدون چرخش بکار روند، در بافت باعث سوختگی میشود و باید امواج حرکت داده شوند.
ب) پارگی کروموزومی
استفاده دراز مدت از امواج اولتراسوند با شدت خیلی بالا پارگی در رشته دی ان ای (DNA) را نشان میدهد.
پ) ایجاد حفره یا کاویتاسیون
یکی از عوامل کاهش انرژی امواج اولتراسوند هنگام گذشتن از بافتهای بدن ایجاد حفره یا کاویتاسیون است. همه محلولها شامل مقدار قابل ملاحظهای حبابهای گاز غیر قابل دیدن هستند و دامنه بزرگ نوسانهای امواج اولتراسوند در داخل محلول ها میتواند بر روی بافتها تغییرات بیولوژیکی ایجاد کند (پارگی در دیواره سلولها و از هم گسستن مولکول های بزرگ).

مراحلی که در طی ارسال فراصوت در بدن اتفاق میافتد
1- دستگاه اولتراسوند بوسیله پروب پالسهای صوتی فرکانس بالا (1تا5 مگاهرتز) به داخل بدن میفرستد.
2- امواج صوتی وارد بدن میشوند و به مرز بین اعضا برخورد میکنند (برای مثال بین مایع و بافت نرم، بافت نرم و استخوان).
3- قسمتی از امواج صوتی به سمت پروب بازتابیده میشود، قسمتی جذب بافت میشود و قسمتی از آن عبور میکند تا به مرز بعدی میرسد و بازتابیده میشود.
4- امواج برگشتی جمع آوری میشوند و برای دستگاه تقویت میشوند.
5- دستگاه فاصله بین پروب تا (مرزهای) بافت یا عضو را با در نظرگرفتن سرعت صوت در بافت و زمان برگشت هر اکو
(معمولاً در حد میلیونیم ثانیه)، محاسبه میکند.
6- دستگاه فاصله ها و شدتهای اکوهای دریافتی را بر روی صفحه نمایش به صورت یک تصویر دو بعدی نشان میدهد.

ساختمان مبدل (Transducer)
ساختار عمومی مبدلهای فراصوت به صورت روبرو است.
بخش نوسانی مبدل کریستال است که انرژی فراصوتی را برای انتقال به محیط ایجاد میکند. ضخامت این کریستالها میتواند به هر اندازهای اختیار شود، ولی هر چه کریستال نازکتر باشد فرکانس بالاتری خواهد داشت.
بخش پشتی کریستال با یک ماده میراکننده (Damping material) برای جلوگیری از تابش انرژی کریستال پر شده است. همچنین پوشش تمام پلاستیک پروب را در بر میگیرد تا ارتعاشات پروب به محیط منتقل نشود، پودری که عایق صوتی است داخل مبدل ریخته میشود. کریستال در جلوی پروب و در دو طرف آن جوشنهای خازن قرار میگیرد. برای جلوگیری از تماس مستقیم جوشن با بدن بیمار، لایهای وجود دارد که علاوه بر عایق کردن جوشن، عمل تطبیق امپدانس را نیز انجام میدهد.
ضخامت کریستال را باید طوری انتخاب کرد که فرکانس تشدید بلور حاصل شود. این ضخامت باید نصف طول موج باشد. نکتهی دیگر اینکه کریستال یک پروب فرستنده در عین حال گیرنده است. همچنین یک ترانسدیوسر میتواند چند کریستالی باشد.
نحوه ی تاثیر اثر پیزوالکتریک بر روی کریستال در شکل (3) نشان داده شده است.

شکل(3): ساختمان مبدل

انواع مبدل فراصوت
نحوه شكل دادن به سیگنال اولتراسوند حاصله، نوع اسکن، محل تمركز (focus ) امواج و سایرمشخصاتی كه كیفیت تصویر را می سازند به نوع ترنسدیوسر و نحوه تحریك الكترونیكی آن بستگی داردكه در زیر با چند نوع متداول آن آشنا می شویم:
1- پروب های آرایه خطی: در این نوع ترانسدیوسر كلیه كریستال ها روی یك سطح مسطح كنار هم قرار گرفته و می توانیم با تاخیر ایجاد شده در تحریك المانهای پرتو را در یك محدوده متمركز نموده یا با تاخیر تحریك در المانهای بالا یا پایین آرایه پرتو را به طرف بالا یا پایین منحرف کرد.
مزیت عمده این نوع پروب ها داشتن پنجره پهن در نزدیک میدان است و می توان بافتهای سطحی را با دید بهتر بررسی نمود.
2- پروبهای محدب: از نظر اصول كار الكترونیك مانند پروبهای خطی هستند با این تفاوت كه جهت دستیابی به میدان وسیع دهانه در دور از میدان آرایه كریستالها روی یك سطح محدب چیده شده اند تا سطح اسکن افزایش یابد.
شکل4: پروب محدب

3- پروب های آرایه فازی حلقوی: این پروب ها دارای آرایه كریستال خطی بوده و اما تحریك كریستالها بصورت فازی و با تاخیر زمانی انجام می گیرد در نتیجه بر حسب اینكه ابتدا تحریك الكترونیكی از كدام كریستال آغاز شود می توان پرتو را به سمت بالا، پایین یا ناحیه خاص در وسط منحرف کرد.
4- پروب های سکتور آرایه فازی حلقوی (APAS): در اینگونه از پروبها علیرغم آنكه تحریك بصورت فازی انجام میگیرد اما اسكن بصورت مكانیكی است و در واقع آرایه كریستال با حركت یك موتور، مسیر را اسكن مینماید. این نوع پروب دارای آرایه كریستالهای حلقوی شكل است و به همین دلیل یك پرتو مخروطی شكل ایجاد نموده و امكان تمرکز دو بعدی را فراهم می نماید، موجب افزایش رزولوشن تصویر در رشته میانه میگردد.

شکل5: پروب های سکتور آرایه فازی حلقوی

انواعی از پروب ها در شکل (6)دیده می شود.
شکل6: انواع پروب


منابع:
1- مهدی مرکباتی،پیدا کردن مرزهای قلب انسان در تصاویر اکوکاردیوگرافی با استفاده از تبدیل ویولت،
( کارشناسی ارشد، برق، گرایش الکترونیک، 1385 )
2- رمضان بخشیان استرس اکوکاردیوگرافی، تهران، نشر شورا، 1379
3- زهرا حقیقی، اصول کاردیوگرافی، تهران، نشر ماهتاب، 1383
4- دکتر حجت اله خواجه پور، آشنایی با روشهای مختلف تصویربرداری، فصل نامه آموزشی دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی بقیه ا... (عج)، سال چهاردهم، شماره 84.





نوع مطلب :
برچسب ها :
لینک های مرتبط :
سه شنبه 23 مرداد 1397 05:02

You said it very well..
where can u buy viagra online cheap viagra viagra online pharmacy uk buy viagra online cheap uk buy cheapest viagra online buying viagra ireland where buy viagra uk where can i buy a viagra buy viagra pfizer where to buy viagra over the counter
دوشنبه 22 مرداد 1397 20:47

You have made your position extremely well!.
cialis therapie cialis super acti cialis generic tadalafil buy fast cialis online cialis daily cialis 20 mg cialis 50 mg soft tab generic cialis with dapoxetine when can i take another cialis prix de cialis
دوشنبه 7 خرداد 1397 07:04

Awesome data. Kudos!
tarif cialis france cialis prices in england click now buy cialis brand cialis 20 mg effectiveness price cialis best cialis generico in farmacia precios de cialis generico cialis kaufen we use it cialis online store try it no rx cialis
پنجشنبه 20 اردیبهشت 1397 07:41

Amazing many of awesome advice.
cialis coupons printable the best choice cialis woman india cialis 100mg cost are there generic cialis look here cialis cheap canada cialis 200 dollar savings card canadian cialis cialis canadian drugs low cost cialis 20mg buy cialis cheap 10 mg
جمعه 7 اردیبهشت 1397 22:06

You actually reported it fantastically!
cialis coupons printable side effects for cialis online cialis achat cialis en europe buying cialis in colombia tadalafil generic deutschland cialis online cialis sans ordonnance we like it cialis soft gel cialis italia gratis
سه شنبه 4 اردیبهشت 1397 12:53

Helpful material. Regards.
cheap online viagra where can you buy viagra without a prescription buy a viagra online buy viagra online nz how get viagra canadian pharmacy viagra online viagra no prescription how do i get viagra online buy viagra super active where to buy viagra in store
شنبه 18 فروردین 1397 04:43

Thank you, Ample facts!

cialis price in bangalore low dose cialis blood pressure buy name brand cialis on line price cialis wal mart pharmacy cialis tablets cialis cost cialis generika cialis cipla best buy we like it safe cheap cialis only now cialis 20 mg
دوشنبه 28 اسفند 1396 08:43

You said this effectively.
online prescriptions cialis effetti del cialis cialis generico in farmacia look here cialis order on line how do cialis pills work cialis for sale south africa low cost cialis 20mg cialis 5 mg para diabeticos cialis patent expiration cialis billig
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر


پیوندها
آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :