La risoluzione assiale della sonda ecografica

La risoluzione assiale di

una sonda ecografica

lambda -l- degli ultrasuoni determina il limite teorico della risoluzione assiale cosa significa ?

RISOLUZIONE ASSIALE

La (RA) di un ecografo è la capacità di rappresentare separatamente due oggetti disposti

Risoluzione Assiale

in serie, uno dopo l’altro, lungo l’asse del fascio.

Due oggetti sono riconosciuti come separati (sono risolti spazialmente, sono cioè riconosciuti come distinti

l’uno dall’altro) se la (=Lunghezza dell’Impulso) è inferiore al doppio della distanza che li separa.

LSI Spaziale

La è inversamente proporzionale alla frequenza più elevata è la frequenza del trasduttore, migliore sarà

f,

LSI

la risoluzione assiale.

Osserviamo la figura: d

d

A e B sono i due oggetti, l’impulso (in rosso) viaggia verso di essi. L’impulso ha una lunghezza L e i due oggetti

sono a distanza In verde è tratteggiato l’asse dell’impulso.

d.

Osserviamo la sequenza in tempi successivi relativa all’emissione e alla ricezione degli impulsi ultrasonori

riflessi dalle superfici di A e B.



a) d>L l’impulso ha una lunghezza inferiore alla distanza tra i due oggetti A e B, prima incontra A e



poi incontra B riconosce i due oggetti come distinti.



b) d<L l’impulso ha una lunghezza maggiore della distanza tra i due oggetti A e B, quando arriva su A



incontra contemporaneamente anche B non li distingue “pensa” che ci sia un solo oggetto

La Risoluzione assiale è maggiore nel caso a)

Che c’entra lambda ? l

La lunghezza d’onda è un parametro

dell’onda legata alla velocità e alla frequenza:

l lunghezza d’onda e frequenza sono

inversamente proporzionali !! l

 impulsi

f cresce diminuisce la lunghezza d’onda ad elevata frequenza hanno piccole lunghezze d’onda !!

l

Perche è il limite teorico? l

Per frequenze comprese tra 1 e 15 MHz, varia da 1.5 mm a 0.1 mm.

Assumendo sempre v= 1500 m/s /

6 l



Per f = 1MHz = 10 Hz 1.5

/

l



Per f = 15 MHz = 1.5 ∙ 10 0.1

. ∙

Ora se i due oggetti A e B sono distanti meno di 0.1 mm è possibile che non vengano rilevati come distinti ma se hanno

distanza maggiore tipo 0,25 mm (almeno il doppio del valore della LSI, in questo modo infatti, non si ha

sovrapposizione tra le onde riflesse dai due oggetti, che possono essere rilevate senza ambiguità) allora vengono

rilevati …

Un altro fattore limitante è ovviamente la durata dell’impulso !!

Nel caso b) l’impulso ha una durata elevata, se fosse più breve potrebbe distinguere A da B !!

Come è legata λ con la frequenza degli ultrasuoni e alfa (coefficiente di assorbimento sonoro)?

Vediamo !!

L’energia trasportata da un fascio di ultrasuoni viene assorbita in uno spessore x in mezzi materiali secondo una legge

di tipo esponenziale ∙

l’esponente è negativo quindi

1

∙

l’intensità I(x) risulta inversamente proporzionale al termine , in cui compare appunto α: coefficiente di

assorbimento che varia da materiale a materiale

Il problema è che α per i materiali biologici, nell’intervallo di frequenza compreso fra 0.5 e 15 MHz, risulta

proporzionale alla frequenza stessa !!

 

frequenza elevata elevato valore di α si riduce l’intensità