EC samenvatting Periode 2
Wetmatigheden Echografie
Reflectie dan krijg je een echobeeld. Het grootste deel gaat door, een klein deel reflecteert
Refractie/breking
Wet van Snellius: hoek van inval = hoek van reflectie:
Bij niet loodrechte inval, zal het gereflecteerde geluid niet terugkeren naar de transducer. Hierdoor
kan een uitgezonden straal van het element terecht komen in een ander element waardoor er een
vertekend beeld ontstaat. Dus de straal moet loodrecht invallen.
Artefact: bij een schuin invallende straal vangt de transducer de straal niet goed op waardoor er een
zwart beeld ontstaat.
De ideale oppervlakte reflecteert optimaal volgens hoek van inval = hoek van reflectie.
Bij de meeste weefsels reflecteert het geluid niet optimaal waardoor een deel van de energie niet bij
de transducer aan komt.
Scattering/diffractie/verstrooiing: het geluid gaat verstrooien, het geluid wordt tegen kleine deeltjes
verstrooid en gaat totaal de verkeerde kant uit.
Verstrooiing krijg je als je hele kleine structuren hebt. Dus structuren kleiner dan de golflengte.
Hoe kleiner de golflengte van het geluid, hoe meer verstrooiing.
Bij reflectie tegen kleinere structuren dan de golflengte zal verstrooiing van het geluid plaatsvinden.
Vocht is zwart omdat er geen echo’s zijn. Bloeddeeltjes zijn zo klein dat ze niet gereflecteerd worden
maar juist worden verstrooid.
Je ziet de lever als grijze structuur omdat er verstrooiing ontstaat door de kleine ruimtes tussen de
lever die kleiner zijn dan de golflengte. Hierdoor krijg je verstrooiing van het geluid waardoor er
kleine echo’s binnen komen op de transducer waardoor er grijswaarden ontstaan.
Rayleighverstrooiing is de verstrooiing van licht door deeltjes die kleiner zijn dan de golflengte van
het licht.
De sterke golflengte-afhankelijkheid (1/λ4 ) zorgt ervoor dat blauw licht veel meer wordt verstrooid
dan rood licht: blauw licht heeft een golflengte die ongeveer 2 keer zo kort is als rood licht, en blauw
licht wordt daardoor 16 keer zo goed verstrooid! De atmosfeer verstrooit het licht naar alle kanten
en geeft de zachtblauwe kleur behalve waar men de zon direct ziet.
I ~ f en omgekeerd evenredig λ 4
Ofwel overgang van 2 MHz naar 4 MHz transducer maakt de verstrooiing 2 4 = 16 keer sterker
, Het doorgaande geluid kan breken terwijl die door gaat, dit komt doordat de geluidsgolf met een
hoek op een weefsel valt.
Dit is afhankelijk van de hoek van inval en het verschil in voortplantingssnelheid van geluid.
Hoek van refractie = hoek van inval
Objecten worden hierdoor afgebeeld op een plaats waar het niet hoort artefact
De breking is afhankelijk van de verhouding tussen de voortplantingssnelheden van media.
Reflectie:
- onafhankelijk van voortplantingssnelheden in twee media.
- hoek van inval = hoek van reflectie
Refractie:
-sterk afhankelijk van de verhouding v/d voortplantingssnelheden in twee media.
- C2 ·sin φi = C1 ·sin φti = C1 ·sin φi = C1 ·sin φtt
Piezo-elektrisch effect en transducer
Transducers
Je hebt de beeld vorm (lineair, sector, punt), en je hebt de vorm van de transducer t.b.v. toepassing.
Phased transducer: geeft divergerende bundel maar wel vanuit een scherp punt.
Transductie: het omzetten van elektrisch signaal naar geluid en omgekeerd.
Elektrisch effect: elektrische energie wordt omgezet in een mechanische druk golf. Het element in de
transducer beweegt echt. elektrische energie wordt omgezet in geluid.
Piezo-elektrisch effect: het verschijnsel dat kristallen van bepaalde materialen onder invloed van
druk, een elektrische spanning produceren en andersom ze vervormen als er een elektrische
spanning op aangelegd wordt. Vaak bestaat dit uit keramisch materiaal.
Elektrische energie wordt omgezet in trillingen.
Werking transducer:
De kop van de transducer bestaat uit een natuurlijke of kunstmatig keramisch materiaal (PZT = lood,
zirconaat en titanaat). Het is een materiaal met elektrische eigenschappen die ervoor zorgt dat het
gaat bewegen als er een elektrische spanning over komt te staan. Dit komt doordat dit materiaal uit
dipolen bestaat die onder invloed van stroom, allemaal dezelfde kant op gaan wijzen.
De PZT wordt onder hoge temperatuur gepolariseerd waarna het op de transducer kop geplaatst
wordt.
Er wordt zo’n 100V op de transducer gezet; door dit grote spanningsverschil gaat een element trillen.
Dit veroorzaakt een akoestische drukgolf. Door een invallende drukgolf door een echo gaat het
element trillen, dit veroorzaakt een meetbaar spanningsverschil.
Opbouw transducer:
Backing materiaal: dempt de trilling aan de achterkant en zorgt dat alle
trillingen er aan de voorkant uit gaan.
Kwart lambda laagje (rood): is bedoeld als een vaste afstand zodat de
golven er altijd constructief uit gaan. Hierdoor kunnen inkomende golven
de uitkomende golven nooit uitdoven. Het wordt ook wel de matching
layer genoemd. Het bevat ook een lens dat de overgang van akoestische
impedantie van het element naar het lichaam versoepelt. Ook versterkt de lens de amplitude van de
golf. Het ¼ λ (matching layer) is niet hetzelfde als de lens. De lens zorgt ervoor dat de energie
gebundeld wordt tot één punt.
Focusseren: scherp stellen je wilt met je transducer lijnen maken die zo dun mogelijk zijn. Dit om
zo de beste laterale, axiale resolutie in de echografie te verkrijgen. Dit kan met een akoestische lens.
Het groene laagje.
Wetmatigheden Echografie
Reflectie dan krijg je een echobeeld. Het grootste deel gaat door, een klein deel reflecteert
Refractie/breking
Wet van Snellius: hoek van inval = hoek van reflectie:
Bij niet loodrechte inval, zal het gereflecteerde geluid niet terugkeren naar de transducer. Hierdoor
kan een uitgezonden straal van het element terecht komen in een ander element waardoor er een
vertekend beeld ontstaat. Dus de straal moet loodrecht invallen.
Artefact: bij een schuin invallende straal vangt de transducer de straal niet goed op waardoor er een
zwart beeld ontstaat.
De ideale oppervlakte reflecteert optimaal volgens hoek van inval = hoek van reflectie.
Bij de meeste weefsels reflecteert het geluid niet optimaal waardoor een deel van de energie niet bij
de transducer aan komt.
Scattering/diffractie/verstrooiing: het geluid gaat verstrooien, het geluid wordt tegen kleine deeltjes
verstrooid en gaat totaal de verkeerde kant uit.
Verstrooiing krijg je als je hele kleine structuren hebt. Dus structuren kleiner dan de golflengte.
Hoe kleiner de golflengte van het geluid, hoe meer verstrooiing.
Bij reflectie tegen kleinere structuren dan de golflengte zal verstrooiing van het geluid plaatsvinden.
Vocht is zwart omdat er geen echo’s zijn. Bloeddeeltjes zijn zo klein dat ze niet gereflecteerd worden
maar juist worden verstrooid.
Je ziet de lever als grijze structuur omdat er verstrooiing ontstaat door de kleine ruimtes tussen de
lever die kleiner zijn dan de golflengte. Hierdoor krijg je verstrooiing van het geluid waardoor er
kleine echo’s binnen komen op de transducer waardoor er grijswaarden ontstaan.
Rayleighverstrooiing is de verstrooiing van licht door deeltjes die kleiner zijn dan de golflengte van
het licht.
De sterke golflengte-afhankelijkheid (1/λ4 ) zorgt ervoor dat blauw licht veel meer wordt verstrooid
dan rood licht: blauw licht heeft een golflengte die ongeveer 2 keer zo kort is als rood licht, en blauw
licht wordt daardoor 16 keer zo goed verstrooid! De atmosfeer verstrooit het licht naar alle kanten
en geeft de zachtblauwe kleur behalve waar men de zon direct ziet.
I ~ f en omgekeerd evenredig λ 4
Ofwel overgang van 2 MHz naar 4 MHz transducer maakt de verstrooiing 2 4 = 16 keer sterker
, Het doorgaande geluid kan breken terwijl die door gaat, dit komt doordat de geluidsgolf met een
hoek op een weefsel valt.
Dit is afhankelijk van de hoek van inval en het verschil in voortplantingssnelheid van geluid.
Hoek van refractie = hoek van inval
Objecten worden hierdoor afgebeeld op een plaats waar het niet hoort artefact
De breking is afhankelijk van de verhouding tussen de voortplantingssnelheden van media.
Reflectie:
- onafhankelijk van voortplantingssnelheden in twee media.
- hoek van inval = hoek van reflectie
Refractie:
-sterk afhankelijk van de verhouding v/d voortplantingssnelheden in twee media.
- C2 ·sin φi = C1 ·sin φti = C1 ·sin φi = C1 ·sin φtt
Piezo-elektrisch effect en transducer
Transducers
Je hebt de beeld vorm (lineair, sector, punt), en je hebt de vorm van de transducer t.b.v. toepassing.
Phased transducer: geeft divergerende bundel maar wel vanuit een scherp punt.
Transductie: het omzetten van elektrisch signaal naar geluid en omgekeerd.
Elektrisch effect: elektrische energie wordt omgezet in een mechanische druk golf. Het element in de
transducer beweegt echt. elektrische energie wordt omgezet in geluid.
Piezo-elektrisch effect: het verschijnsel dat kristallen van bepaalde materialen onder invloed van
druk, een elektrische spanning produceren en andersom ze vervormen als er een elektrische
spanning op aangelegd wordt. Vaak bestaat dit uit keramisch materiaal.
Elektrische energie wordt omgezet in trillingen.
Werking transducer:
De kop van de transducer bestaat uit een natuurlijke of kunstmatig keramisch materiaal (PZT = lood,
zirconaat en titanaat). Het is een materiaal met elektrische eigenschappen die ervoor zorgt dat het
gaat bewegen als er een elektrische spanning over komt te staan. Dit komt doordat dit materiaal uit
dipolen bestaat die onder invloed van stroom, allemaal dezelfde kant op gaan wijzen.
De PZT wordt onder hoge temperatuur gepolariseerd waarna het op de transducer kop geplaatst
wordt.
Er wordt zo’n 100V op de transducer gezet; door dit grote spanningsverschil gaat een element trillen.
Dit veroorzaakt een akoestische drukgolf. Door een invallende drukgolf door een echo gaat het
element trillen, dit veroorzaakt een meetbaar spanningsverschil.
Opbouw transducer:
Backing materiaal: dempt de trilling aan de achterkant en zorgt dat alle
trillingen er aan de voorkant uit gaan.
Kwart lambda laagje (rood): is bedoeld als een vaste afstand zodat de
golven er altijd constructief uit gaan. Hierdoor kunnen inkomende golven
de uitkomende golven nooit uitdoven. Het wordt ook wel de matching
layer genoemd. Het bevat ook een lens dat de overgang van akoestische
impedantie van het element naar het lichaam versoepelt. Ook versterkt de lens de amplitude van de
golf. Het ¼ λ (matching layer) is niet hetzelfde als de lens. De lens zorgt ervoor dat de energie
gebundeld wordt tot één punt.
Focusseren: scherp stellen je wilt met je transducer lijnen maken die zo dun mogelijk zijn. Dit om
zo de beste laterale, axiale resolutie in de echografie te verkrijgen. Dit kan met een akoestische lens.
Het groene laagje.
