Generalità ecografia

Ecografiasonde ed effetto piezoelettrico

Negli ultimi due decenni la tecnologia digitale e le crescenti potenzialità di calcolo informatico hanno permesso uno sviluppo qualitativo tumultuoso ed incessante delle tecniche di imaging. L'ecografia ha sostituito, in prima istanza, le tecniche radiologiche convenzionali e, sempre più spesso, gli operatori sono chiamati a confrontarsi con queste tecniche di cui dovrebbero conoscere indicazioni e limiti.

Apparecchiature ecografiche real-time

Le apparecchiature ecografiche real-time sono costituite da tre elementi fondamentali: la sonda, che serve a trasmettere e ricevere il segnale, detta per questo anche trasduttore; il sistema centrale, il quale genera l’impulso di trasmissione, riceve l’eco di ritorno alla sonda e tratta il segnale ricevuto convertendolo in segnale digitale; ed il monitor, struttura di visualizzazione.

All’interno, le sonde sono costituite da cristalli ceramici sintetici, che sono alla base della generazione del fenomeno piezoelettrico, il quale permette di convertire l’energia elettrica in energia meccanica. Così, attraverso la sonda, la corrente elettrica viene convertita in ultrasuoni e viceversa, per effetto piezoelettrico inverso e diretto.

I cristalli possono essere sollecitati con corrente elettrica continua o discontinua (alternata), con conseguente emissione continua o pulsata di ultrasuoni. Le funzioni di emissione e rilevazione non possono essere svolte dalla solita lamina, e quindi vengono identificate due fasi: una di trasmissione, della durata di circa un millesimo di secondo, dove la lamina eccitata elettricamente emette un brevissimo “treno d’onde ultrasonore”; e la fase di ricezione, più lunga, della durata di circa un millisecondo, in cui la lamina resta in “ascolto” degli echi di ritorno dalle varie profondità tissutali.

Frequenza e PRF

Parametro fondamentale per il funzionamento e l’immagine ecografica è la frequenza con cui vibra una lamina piezoelettrica. La frequenza utilizzata è importante perché da essa, e da alcune caratteristiche del trasduttore, dipende la risoluzione spaziale e quindi la qualità dell’immagine. Incrementando la frequenza si riduce progressivamente l’intensità del fascio con perdita della capacità di penetrazione in profondità.

La PRF (pulse repetition frequency) indica quanti impulsi vengono generati dalla sonda in un secondo e viene espressa in KHz (200-2000 emissioni/sec). È indispensabile che la PRF sia tale da permettere, nella fase di ascolto, anche l’arrivo dei segnali più lontani.

Piano di scansione e immagine digitale

Il piano di scansione di ciascun trasduttore si compone di un certo numero di linee di vista (120 - 150), ciascuna delle quali viene usata per formare l’immagine bidimensionale. Dopo l’emissione (simultanea o sequenziale) dell’impulso US la sonda resta in “ascolto” degli echi di ritorno che originano da ciascuna linea del campo sonoro. Il segnale raccolto viene memorizzato in una matrice digitale di 512x512 pixel. Nel monitor l’immagine viene riprodotta lungo linee orizzontali progressive dall’alto verso il basso in funzione del tempo d’arrivo.

Questo processo è così rapido da ripetersi più volte in un secondo, formando un numero d’immagini complete, da 5 a 40 al secondo, sufficiente perché l’occhio umano le recepisca in movimento (real-time).

Metodi per eseguire un esame ecografico

Esistono vari metodi per eseguire un esame ecografico:

• Ecografia B-Mode = Brightness-Mode, statica o in real-time. Rappresenta il segnale sotto forma di punti (pixel) con luminosità proporzionale all’intensità del segnale di eco di ritorno alla sonda, posizionati sul monitor in funzione del tempo, formando un’immagine bidimensionale in scala di grigi;
• Ecografia A-Mode = Amplitude-Mode (modulazione di ampiezza) è la più semplice modalità di rappresentazione del segnale, utilizza una sonda fissa e fornisce un’immagine monodimensionale. Ha applicazioni molto marginali;

Ecografiasonde ed effetto piezoelettrico

Negli ultimi due decenni la tecnologia digitale e le crescenti potenzialità di calcolo informatico hanno permesso uno sviluppo qualitativo tumultuoso ed incessante delle tecniche di imaging. L'ecografia ha sostituito, in prima istanza, le tecniche radiologiche convenzionali e, sempre più spesso, gli operatori sono chiamati a confrontarsi con queste tecniche di cui dovrebbero conoscere indicazioni e limiti.

Apparecchiature ecografiche real-time

Le apparecchiature ecografiche real-time sono costituite da tre elementi fondamentali: la sonda, che serve a trasmettere e ricevere il segnale, detta per questo anche trasduttore; il sistema centrale, il quale genera l’impulso di trasmissione, riceve l’eco di ritorno alla sonda e tratta il segnale ricevuto convertendolo in segnale digitale; ed il monitor, struttura di visualizzazione.

All’interno, le sonde sono costituite da cristalli ceramici sintetici, che sono alla base della generazione del fenomeno piezoelettrico, il quale permette di convertire l’energia elettrica in energia meccanica. Così, attraverso la sonda, la corrente elettrica viene convertita in ultrasuoni e viceversa, per effetto piezoelettrico inverso e diretto.

I cristalli possono essere sollecitati con corrente elettrica continua o discontinua (alternata), con conseguente emissione continua o pulsata di ultrasuoni. Le funzioni di emissione e rilevazione non possono essere svolte dalla solita lamina, e quindi vengono identificate due fasi: una di trasmissione, della durata di circa un milionesimo di secondo, dove la lamina eccitata elettricamente emette un brevissimo treno di onde ultrasonore; e la fase di ricezione, più lunga, della durata di circa un millisecondo, in cui la lamina resta in “ascolto” degli echi di ritorno dalle varie profondità tissutali.

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