Medisin for ikkemedisinere



Like dokumenter
Ultralyd i medisin. Page 1. Medisin for ikkemedisinere. Ultrasonic M-Mode (Motion Mode) Ultralyd i medisin

Ultralyd teknisk bakgrunn. Ultralyd egenskaper: Lydhastighet: Refleksjon (Ekko) Pulsbølge generering i pizo-elektriske krystaller

Ultralyd, fysiske prinsipper

Diagnostisk Ultralyd. Basiskunnskap DIAGNOSTISK ULTRALYD

Ekkokardiografiske teknikker

Ultralyd, fysiske prinsipper

Klinisk ultralydforsking i Trondheim - Milepælar. Terje Skjærpe

Ultralydteknikker. 1.0 Hovedprinsipper. Sverre Holm, Institutt for informatikk, Universitetet i Oslo

TFE4115 Ultralyd avbildning. Forelesning

Fysikk & ultralyd Side 1

Dopplerundersøkelser. Ekkokurs UiO Oslo universitetssykehus, Ullevål 2. mars 2009

bildediagnostikk Sverre Holm

Medisinsk ultralydavbildning

Gir ny ultralydmetode bedre avbilding av lungeveneblodstrøm hos nyfødte?

Refleksjon. Refleksjoner, direktivitet, Dopplerskift, diffraksjon og refraksjon. Sverre Holm INF3460

Medisinsk ultralydavbildning

TTK4160 Medisinsk Billeddannelse Forelesningsplan høst 2003(FORELØPIG)

TTE Alle teknikker og normal undersøkelse. Hva har vi til rådighet. The fine art of Echo. üm-mode. üfargedoppler üvevsdoppler.

Ukonvensjonell bruk av NDT

1 Kolossal vannomsetning

Prosjekt i digital signalbehandling og akustikk Inf3460 Shabnam Pirnia våren 2009 Prosjekt : Ultralyd dopplermåling av strømningshastighet

Biologiske og hygieniske aspekter ved bruk av ultralyd. Tor Skatvedt Egge Bilde- og intervensjonsklinikken Oslo universitetssykehus, Rikshospitalet

Vurdering av systolisk venstre ventrikkelfunksjon

Ultralyd symposium april Registrering Åpning Bente Simensen Odd Helge Gilja

NFUD Symposium i Bergen, april 2016

Håndholdt ultralyd i medisinsk avdeling

Arne Skretting 1, Kjersti Johnsrud 2, Mona- Elisabeth Revheim 2, Bjørn Alfsen 3, Jan Fjeld 2, David Russell 4,5

Aorta og mitralinsuffisiens

Hvordan jobbe med offentlig finansiering -Erfaringer fra et medtechselskap

NFUD Symposium i Bergen, april 2016

INF 1040 høsten 2009: Oppgavesett 8 Introduksjon til lyd (kapittel 9 og 10)

Fjernstyrt ultralyd. Kim Mathiassen 1,2, Ole Jakob Elle 1,2. Ins=tu> for informa=kk University i Oslo. Intervensjonssenteret Oslo universitetssykehus

Perikards blader: Viscerale blad Parietale blad

SENSORVEILEDNING. Oppgave 1 eller 2 besvares

NFUD Symposium Sandefjord, april 2013

Ultralyd. Teori og Apparatlære. Tor Skatvedt Egge Bilde- og intervensjonsklinikken Oslo universitetssykehus, Rikshospitalet

Kalibrering. Hvordan sikrer Norsonic sporbarhet av måleresultatene. Ole-Herman Bjor

EFFEKTIV BRUK AV VIDEO I TRENING OG FORSKNING

Hvordan vurdere AI. 1. Doppler 1. The severity 2. Mechanism/etiology. Morfologi 2. Chronic or acute. Aortic leaflets PISA. LV size.

TTE: Integrert bruk av alle teknikker

Kriterier for tilstandsbasert monitorering av ultralyd gassmålere Løypemelding fra OD-prosjekt

Kontrastekkokardiografi. Mai Tone Lønnebakken Professor, overlege, PhD, FESC Hjerteavd. HUS og K2 UiB

HT NYHA I II synkope

FYSMEK1110 Eksamensverksted 23. Mai :15-18:00 Oppgave 1 (maks. 45 minutt)

NY BESLUTNINGSSTØTTE FOR DE PREHOSPITALE AKUTTMEDISINSKE TJENESTENE FOR DIAGNOSTISERING VED HJELP AV SMART TEKNOLOGI

muligheter Eric Dorenberg Intervensjonsradiologisk seksjon Oslo universitetssykehus - Rikshospitalet

Eksempel på kontrollpanelets berøringsskjerm: SonoSite X-PORTE ultralydsystem. SonoSite X-PORTE ultralydsystem. Side 2 av 10.

Sirkulasjonssystemet. v/ Stig A. Slørdahl ISB, Medisinsk Teknisk Forskningssenter NTNU. Anestesi-simulator - virkelighetsnær ferdighetstrening

Bedømmelse av trykket i det lille kretsløp

«Changingplaces and spaces in the kindergarden»

Eksamen FY0001 Brukerkurs i fysikk Torsdag 3. juni 2010

Sirkulasjonsfysiologisk utredning av den karsyke pasient. Symptomgivende PAS. PAS - Overlevelse. PAS Overlappende sykdom.

Vurdering av aortainsuffisiens med ekkokardiografi. Johannes Soma Overlege dr. med. Klinikk for Hjertemedisin St Olavs Hospital

Tradisjonelle akseptkriterier versus ny teknologi

INNLANDSKONGRESSEN FOR HELSEFORSKNING. Hva kan behandles kirurgisk Overlege, Dr. med. Sven Ross Mathisen Karkirurgisk seksjon, kir avd.

Arteria umbilicalis Doppler. Svein Magne Skulstad Kurs 31357

Program 26.april. Sesjon 2:B Revmatologisk UL. Hilde Berner Hammer Inflammatoriske og degenerative forandringer

10 LCD DIGITALT FISKERIEKKOLODD. DF612 Brukermanual

Medisinsk ultralydavbildning

Intrauterin veksthemming. Synnøve Lian Johnsen Seksjonsoverlege, dr.med. Seksjon for fostermedisin og ultralyd

SENSORS. HAIN An Integrated Acoustic Positioning and Inertial Navigation System

Protokoll for kontroller av digitale mammografisystemer

Diagnose av koronarsykdom uten bruk av kateter med 3D ultralyd, CT og matematiske strømningsmodeller

ALPIN SVING TEKNIKK: ET MEKANISK PERSPEKTIV

Qi-Wu-Zhang model. 2D Chern insulator. León Martin. 19. November 2015

Vurdering av systolisk venstre ventrikkelfunksjon

Bilde- og signalbehandling ved Vingmed Sound AS

Levertransplantasjon. Aksel Foss Seksjonsoverlege/Professor Transplantasjonskirurgi Oslo Universitetssykehus Rikshospitalet

Software applications developed for the maritime service at the Danish Meteorological Institute

Generelt om bildedannende metoder

Pensum og undervisningsplan FYS MRl Introduksjon Atle Bjørnerud, Rikshospitalet Målsetting og motivasjon

Noninvasiv måling av minuttvolum

Essayoppgaver for konteeksamen høst i IAB Oppgave 1, 10 poeng Cellens oppbygning - hovedstrukturer og cytoskjelett (4 poeng) (3 poeng) c) (3 poeng)

Antepartum CTG - klassifisering og korttidsvariabilitet

A nationwide needs assessment. to identify procedures for simulation-based training

Forelesning for VTA 01, 13. februar Oversikt. Sammenlikning mellom måling og beregning av utendørs trafikkstøy

PARABOLSPEIL. Still deg bak krysset

Institutt for biovitenskap

Løsningsforslag til ukeoppgave 12

Veileder 100: Anbefalte retningslinjer for vurdering av fjernmålingstiltak HJELMSTAD AS

Måling av trafikkstøy Sigmund Olafsen Senior rådgiver, Brekke & Strand akustikk, Oslo Ph.D. student, LTH sigmund.olafsen@brekkestrand.

Kontroll av luft I væskefylte Systemer

Hvordan gjennomføre store seismiske innsamlinger. Gunhild Myhr, PGS Fisk og Seismikk 5-6 April Tromsø 2017

HJARTEAVDELINGA MEDIKAMENTELL STRESS-EKKOKARDIOGRAFI

Demonstrasjon av trådløst sensornettverk

FUKUDA DENSHI UF-750XT. Bærbart ultralydapparat med doppler og fargeskjerm. svalland as tlf fax

Vurdering av global VV-funksjon etter hjerteinfarkt

ECMO e'er hjertestans Ekstrakorporeal CPR (ECPR) Jan Frederik Bugge, Avd for Anestesiologi, Rikshospitalet, OUS

Bestille trykk av doktoravhandling Ordering printing of PhD Thesis

Trygve Husebye Ekkolaboratoriet OUS, Ullevål. Diagnostikk og monitorering

-systolisk venstre ventrikkelfunksjon -høyrebelastning/lungeemboli -perikardvæske/tamponade

Data Sheet for Joysticks

Symposium. Lillehammer, april 2010

Etiske aspekter ved tidlig ultralyd. Trond Markestad Leder, Rådet for legeetikk Professor i barnesykdommer, UiB

Data Sheet for Joysticks

Uninterruptible Power Supply On-line Double Conversion 7.5KVA - 600KVA

Løsningsforslag for øvningsoppgaver: Kapittel 9

TDT4105/TDT4110 Informasjonsteknologi grunnkurs:

Tor Haakon Bakken. SINTEF Energi og NTNU

Transkript:

Medisin for ikkemedisinere Ultralyd i medisin Hans Torp Institutt for sirkulasjon og medisinsk billeddiagnostikk NTNU Hans Torp NTNU, Norway

Ultralyd i medisin Diagnostisk ultralyd har en rekke fordeler Ingen skade/ubehag for pasienten Transportabelt utstyr, som kan brukes under varierende forhold Sanntid avbildning Måling av hastighet i blod og muskelvev

Ultralyd i medisin Litt ultralydfysikk Ultralyd avbildning fra grums til sylskarpe bilder Er ultralyd skadelig for pasienten? Ultralyd Doppler - fartskontroll i blodårene Nye teknikker under utvikling Hans Torp NTNU, Norway

Hva er ultralyd? Lydbølger Forplantningshastighet c Bølgelengde Frekvens f L Sammenheng:: L = c / f Hørbar lyd f = 20-20.000 Hz Ultralyd f > 20.000 Hz Diagnostisk ultralyd f f > 2.000.000 Hz L c f Mannsstemme: ~ 1-2 meter 330 m/s (luft) 165-330 Hz Damestemme: ~ 0.5-1 meter 330 m/s (luft) 330-660 Hz Medisinsk Ultralyd: 0.1-1 mm 1540 m/s (bløtt vev) 1.5-15 MHz

Utsendt lydfelt påvirkes av lydkildens størrelse og bølgelengden 50 50 50 100 100 400 L c f 400 Mannsstemme: ~ 1-2 meter 330 450 m/s (luft) 165-330 Hz Damestemme: ~ 0.5-1 meter 330 450 m/s (luft) 330-660 Hz Medisinsk Ultralyd: 0.1-1 mm 150 150 100 200 200 150 250 250 300 300 200 350 350 250 250 300 300 500 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 500 1540 m/s 10 (bløtt 20 30 vev) 40 50 1.5 60 70-80 15 90MHz 100

Ekko 1001, 1002,. Hoi! Hoi! Hoi! Hoi! Ekko er reflekterte lydbølger Vi kan regne ut avstanden til fjellet ved å måle tidsforsinkelsen

Ultrasonic M-Mode Mode (Motion Mode) Ultrasonic wave propagation Hans Torp NTNU, Norway Echoes from tissue structures are received and displayed First Cardiac trials by Edler and Hertz in 1953

32-128 elementer (bare noen få vist her) Stråleforming i hovedplanet for styring og fokusering av strålen Akustisk linse for fokusering i den andre dimensjonen Probe

Åge Grønningsæter Elektronisk strålefokusering Fokusering Styring og fokusering Fokus Fokus

Digital Beam Former A / D A / D A / D A / D #Channels: 100 A / D A / D A / D # digits per echo signal: 30.000 Data per scanline: 3 M bytes Data per image: 150 M bytes Data per second: 1200 M bytes

Real-time 2D B-modeB Wall motion assessment ))) )))

Ultrasound Probes Hans Torp NTNU, Norwa Linear array High resolution Limited width Curve-linear array Large image width Large near field Phased array Small footprint 90 deg. sector format

Lever

Nyre

Ultralyd avbildning kan gjøres overalt - untatt der det er bein eller luft mellom organet og proben - for eksempel hjernen Hjernen 18 mndr gammelt foster Hans Torp NTNU, Norway

Ultrasound guided neuro surgery Hans Torp NTNU, Norway

Bioeffekter av ultralyd Termisk effekt: Oppvarming av vev Fysioterapi: Varme opp muskler/sener Termisk indeks TI = antall grader oppvarming. Anbefalt TI < 3 Mekanisk effekt: Sterke vibrasjonar kan gi kavitasjon og vevsskade Medisin: Knuse nyre-/ / gallestein Mekanisk indeks MI. Anbefalt MI < 1.9 Innenfor anbefalte grenser er det ikke påvist at diagnostisk ultralyd er skadelig Hans Torp NTNU, Norway

Hvorfor øke akustisk effekt i diagnostisk ultralyd? - Bedret følsomhet for Doppler blodstrømsmåling - Generering av sjokkbølger, som kan gi bedre bildekvalitet (harmonisk avbildning) Hans Torp NTNU, Norway

Inhomogen kroppsvegg defokuserer lydstrålen

Cardiac ultrasound imaging Acoustical noise due to - reverberations - aberrations

Non-linear acoustics in Ultrasound Imaging Transducer Nonlinear propagation nonlinear scattering object Body wall Hans Torp NTNU, Norway

Nonlinear propagation 0.02 0.12 0.015 0.1 0.01 0.005 0.08 0.06 0.04 0-0.005 0.02 0-0.01-0.02-0.015 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 x 10-6 -0.04 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 x 10-6 20 20 10 10 0 0-10 -10-20 -20-30 -30-40 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 x 10 6-40 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 x 10 6 Transmitted pulse Pulse after 6cm propagation

Fundamental and second harmonic signal separated by filter 50 100 150 200 250 300 350 250 80 200 60 40 150 20 1000 250 200 150 100 400 450 20 40 60 80 100-20 0 1 2 3 4 5 50 50 x 10 6 Fundamental Hans Torp NTNU, Norway 0-500 0 500 Signal from 0 septum Noise from LV cavity -10 0 10 2. harmonic

Oppløsning (skarphet) Probe-diameter D D Blenderåpning F: Fokaldybde F-tall f# = F/D Bølgelengde: L Oppløsning: f# L L F: Fokaldybde Eksempel Foto: L = 0.9 e-3 mm f# = 5.6 Oppløsning: 0.005 mm ~ 50000 dpi Større probe -> Bedre oppløsning Høyere frekvens -> Bedre oppløsning Eksempel Ultralyd: L = 0.5 mm (3 MHz) f# = 8cm/2cm= 4 Oppløsning: 2 mm ~ 125 dpi

Embryo 7 uker. Ca 13 mm langt Simulert ultralydbilde Høyere frekvens gir bedre oppløsning

3D Transvaginal ultrasound The Lancet: In-vivo three-dimensional ultrasound reconstructions in the embryonic and early fetal period Harm-Gerd Blaas 1, Sturla H. Eik-Nes 1, Sevald Berg 2, Hans Torp 2 ;

3D Fetus Trans-adomen adomen Surface rendering

Ultrasound Contrast Agent to visualize capillary bloodflow in the myocardium Encapsulated gas bubbles Typical diameter 2-5um Intra-veneous injection Adaped Imaging Technique based on harmonic distortion of the ultrasonic wave Optison Released in US, England, Germany

Ultralyd Doppler Ultralyd probe

Lyden forandrer frekvens ved bevegelse j o o k b k Bilens hastighet: 70 km/time ~ 6% av lyd-hastighet 1/12 Ét halvtone-trinn i 12-toneskalaen: 2 = 5.94 % Hans Torp NTNU, Norway Endring i frekvens (turtall): 6% + 6% = 12 %

Ultralyd Doppler Ultralyd probe Dopplerskift fd = fo v/c + fo v/c = 2 fo v/c

CW/PW Doppler blood flow meter Blood velocity Mitral inflow Velocity Normal relaxation time Hans Torp NTNU, Norway PEDOF developed in Trondheim 1976 Delayed relaxation

Color Doppler velocity imaging PW Doppler: Velocity from one point Color flow imaging: Velocities in the whole imag Color M-mode: Velocities along a line Hans Torp NTNU, Norway

Dynamisk 3D avbildning av hjertet Mitral valve with lupus (vegetation) and insufficiency Sett fra venstre ventrikkel Sett fra siden Hans Torp NTNU, Norway

Real-time 3D imaging 2D matrix array 32-192 elements in a 1D array 32*32... 96*96 elements in a 2D array 1000-10000 elements Cable Electronics 50 x 1 elements Beamformer 50 x 50 =2500 elements

Tissue movement:

Tissue Velocity Imaging Curved M-mode Hans Torp NTNU, Norway Moving upward Moving downward Systole Early relax. Atrial systole

Wall motion quantification Tissue velocity Strain rate Strain rate Curved M-mode L v 1 v 2 SR v v SR = 2 1 L Shortening No change Elongation Systole Early relax. Atrial systole Adapted from J-U. Voigt and A. Heimdal

GS Doppler Myocardial Imaging Normal subject Acute inferior MI Chronic inferior MI

Strain Rate clinical potential (2): Detect hard objects Normal breast Malignant tumor Green: SR = 0 (Not compressed) Red SR > 0 Blue SR <0

Work in progress Velocity Strain Rate Hans Torp NTNU, Norway High framerate/time resolution Simultaneous velocity and strain Tissue Doppler Sound Time

Nye metoder for blodstrøms- avbildning Arteria bracialis Konvensjonell farge-doppler Arteria bracialis Ny metode Carotis communis Ny metode Hans Torp NTNU, Norway

Off-pump bypass surgery(beating heart) bypass Coronary artery Quality control occlusion Vis film! Rune Haaverstad Stein Samstad Hans Torp

Ultralyd i svangerskapet Etiske aspekter ved tidlig oppdagelse av abnormaliteter Hans Torp NTNU, Norway