Ekkokardiografiske teknikker

Transkript

1 Ekkokardiografiske teknikker Svend Aakhus Rikshospitalet

2 Ekkokardiografiske teknikker 1 M - mode 2D - ekkokardiografi Doppler CW kontinuerlig Doppler PW pulset Doppler FargeDoppler (vevsdoppler) 3D - ekkokardiografi

3 Ekkokardiografiske teknikker 2 Transthorakal ekkokkardiografi Transøsofageal ekkokardiografi Stress-ekkokardiografi Medikamentell Dobutamin, dipyridamol/adenosin Ergometri Kontrast-ekkokardiografi Agitert saltvann iv Ultralydkontrast iv

4 Hva må man vite om ultralydfysikk? Noe om transducer Noe om ultralydbølgenes egenskaper Noe om signalbehandling som er utgangspunktet for bildedannelsen Noe om innstillinger på ultralydapparatet Noe om feilkilder Noe om Doppler-ligningen Noe om sammenhengen mellom hastighet og trykk (Bernoulli) Noe om estimering av stenoseareal vha kontinuitetsligningen

5 Ultralyd egenskaper Ultralyd > Hz (svingninger/sekund) Lydhastighet (c) = frekvens (f). bølgelengde (λ) (m/s = Hz. m) Lydhastighet i blod: 1540 m/s Transducerfrekvenser: 2-12 MHz (millioner Hz) => bølgelengde (λ) = med mer Bølgeenergien svekkes med dybde Oppløsning Avhenger av transducerfrekvens Aksial bedre enn lateral Praktisk regel: ca 1 mm

6 Ultralydrefleksjon Reflektert ultralydenergi er en funksjon av vevskarakter og infallsvinkel

7 Fra transducer til signal Multikrystall transducer Transmit and receive function Received signal Displayed signal, lateral resolution Olsson, 2006

8 Ultralyd avbildning: strålesektor Ultralydsektor, vidde og tykkelse Ultralydstrålens spredning Viktigste feilkilde: sidelobes Skygger Olsson, 2006

9 Reverberasjoner rib reverb

10 M-mode: : Prinsipper

11 M-mode: : Venstre ventrikkel

12 M-mode venstre ventrikkel

13 Fra 1D til 2D avbildning Olsson, 2006

14 2D venstre ventrikkel

15 Litt om væskestrøm i rør Hastighetsprofil i store blodkar Turbulens etter stenoser Olsson, 2006

16 Fra ultralyd til blodstrømshastigheter: Doppler prinsippet Doppler principle Olsson, 2006

17 Doppler ligningen F s -F T = 2 f. T v. c cos Θ V = blodstrømshastighet C = lydens hastighet i blod Ft = utsendt lydbølge frekvens Fs = reflektert lydbølgefrekvens Fs - Ft = Doppler shift Θ = vinkel mellom lydstråle og blodstrøm

18 Doppler: fra kontinuerlig (CW) til pulset (PW) CW Ingen øvre grense for hastigheter Øvre grense for hastigheter aliasing PW PW; Høyere øvre grense for hastigheter ved HPRF Entydig målested ved LPRF Olsson, 2006

19 Bernoulli equation 1 2 P 1 -P 2 = 1 2 r (v dv 2 2 -v 12 ) + r ( dt )dx + R(v) Convective acceleration Flow acceleration Viscous friction P 1 -P 2 = 4 (v 2 2 -v 12 ) P 1 -P 2 = 4 v 2 Simplified Bernoulli

20 Hastigheter og gradient P1 - P2 = 4 v 2 Olsson, 2006

21 Fra 2D og Doppler (PW) til fargedoppler Olsson, 2006

22 FargeDoppler

23 Fra blodstrømshastigheter til vevshastigheter PW TVI Color TVI Olsson, 2006

24 Minuttvolum ved Doppler v A Laminær blodstrøm Flat hastighetsprofil Kjent blodstrømstverrsnitt, A

25 Minuttvolum ved Doppler LVOT areal LVOT målested aorta annulus - parasternal langakse - veldefinert diameter D - antas sirkulær - upåvirket av arbeid - leading to leading edge D A = π r 2 = π (D/2) 2 Fra Hatle & Angelsen, 1985

26 LVOT diameter

27 Minuttvolum ved Doppler VTI - velocity time integral v A r vel cm/s sample volume PW Doppler VTI = v (t) dt time s

28 Slagvolum ved Doppler LVOT SV LVOT (cm 3 ) = A LVOT (cm 2 ) x VTI LVOT (cm) D vel cm/s A = π (D/2) 2 time s VTI = v (t) dt

29 Minuttvolum ved Doppler vs Fick og TD Ihlen et al, 1984

30 Arealbestemmelse ved stenoser Q (cm3) = A vdt = A(cm2) x VTI (cm) Kontinuitetsligningen: Q 1 = Q 2 Q 1 Q 2 A = π r 2 D = π ( 2) 2 D A 1 x VTI 1 = A 2 x VTI 2 A 2 A 2 = A 1 x VTI 1 VTI 2 A 1

31 Feilkilder Maskinteknisk: Skygger (kalk/fibrøse strukturer, mekaniske ventiler) Sidelobes Reverberasjoner Gainsetting/TGC Opptaksteknisk: Bildeplan Doppler vinkelfeil Ustrukturert undersøkelse