Appunti VERIFICATO
Strumentazione2
86 visualizzazioni
Nessun voto ancora
Di cosa parla
Riassunto AI · si legge in un minuto
Il documento illustra i principi fondamentali delle macchine tomografiche, concentrandosi sull'ecografia. Vengono trattati in dettaglio il funzionamento delle sonde piezoelettriche (PZT), la generazione e propagazione degli ultrasuoni, e le tecniche di elaborazione del segnale come la risoluzione assiale e laterale, il TGC e la compressione logaritmica. Ampio spazio è dedicato alle strategie di scansione (A-Mode, M-Mode, B-Mode, sonde multielemento, steering, focalizzazione elettronica) e alle indagini Doppler (CW, Pulsato, Color Flow Imaging) per l'analisi del flusso sanguigno, inclusi i compromessi tra risoluzione e tempo di acquisizione.
Leggi il riassunto completo
- **Introduzione all'Imaging Tomografico:**
- Le macchine tomografiche (TAC, NMR, Ecografia) richiedono un'elaborazione del segnale complessa per generare immagini.
- La TAC utilizza radiazioni ionizzanti (raggi X), mentre l'Ecografia e la Risonanza Magnetica (NMR) utilizzano radiazioni non ionizzanti.
- L'Ecografia offre un contrasto basato sulle discontinuità meccaniche dei tessuti, a differenza dei raggi X che si basano sull'assorbimento.
- **Ecografia: Principi Fondamentali:**
- Si basa sulla propagazione di onde meccaniche ad alta frequenza (2-15 MHz) e sulla mappatura delle proprietà meccaniche dei tessuti, in particolare l'impedenza acustica.
- Il potere risolutivo assiale dipende dalla lunghezza d'onda del singolo impulso (mezze lunghezze d'onda). Il potere risolutivo laterale dipende dalla geometria della sonda e dalla focalizzazione del fascio.
- Si utilizzano impulsi brevi (pochi cicli sinusoidali) per migliorare la risoluzione e attenuare rapidamente le oscillazioni della sonda.
- **Sonde Piezoelettriche (PZT):**
- Il cuore della sonda è il cristallo piezoelettrico (solitamente PZT), che converte energia elettrica in meccanica (e viceversa).
- Per un'efficace generazione e ricezione degli ultrasuoni, la sonda deve risuonare alla frequenza di lavoro (thickness mode, t=λ/2).
- Il backing layer smorza le oscillazioni posteriori e un matching layer adatta l'impedenza tra PZT e tessuto per massimizzare la trasmissione di energia e ridurre le riflessioni indesiderate.
- L'attenuazione degli ultrasuoni aumenta con la frequenza e varia significativamente tra i tessuti, limitando la profondità di penetrazione.
- **Focalizzazione e Direttività:**
- Le lenti acustiche (oggi convesse) e la focalizzazione elettronica vengono utilizzate per stringere il fascio ultrasonoro e migliorare il potere risolutivo laterale nella zona focale.
- La direttività di una sonda (lobulo principale e lobi laterali) è un aspetto cruciale. Le sonde multi-elemento (array) permettono il beam steering (inclinazione elettronica) e la focalizzazione elettronica a diverse profondità.
- Il subdicing (suddivisione dei cristalli) migliora la direttività e riduce i lobi di replica indesiderati.
- **Elaborazione del Segnale Eco:**
- **A-Mode (Amplitude Mode):** rappresenta l'ampiezza dell'eco in funzione del tempo/profondità. Utile per misurare distanze.
- **M-Mode (Motion Mode):** visualizza il movimento di strutture nel tempo, con profondità sull'asse y e tempo sull'asse x. Utilizzato per esaminare il cuore.
- **TGC (Time Gain Control):** compensa l'attenuazione del segnale con la profondità, amplificando gli echi più deboli provenienti da maggiori profondità.
- **Compressione Logaritmica:** riduce la dinamica del segnale in ingresso per adattarlo ai livelli di grigio dello schermo, amplificando i segnali deboli più dei forti.
- **Raddrizzamento e Rejection:** rettifica il segnale (per estrarre l'inviluppo) e filtra il rumore o gli artefatti con soglie di ampiezza.
- **Indagine Doppler:**
- Utilizza l'effetto Doppler per misurare la velocità del flusso sanguigno. Il Doppler shift (variazione di frequenza) è proporzionale alla velocità.
- **Doppler Continuo (CW):** usa onde continue, due cristalli separati per trasmissione e ricezione. Non ha risoluzione assiale. Richiede demodulazione in quadratura per determinare la direzione del flusso.
- **Doppler Pulsato (PW):** utilizza impulsi (come l'imaging B-mode) per ottenere risoluzione in profondità (tramite una "gate" di osservazione). Limiti di PRF dovuti alla profondità massima.
- **Color Flow Imaging (CFI):** sovrappone una mappa di colori (velocità media e direzione del flusso) all'immagine B-mode. Stima la velocità media e la deviazione standard del flusso (per rilevare la turbolenza) tramite autocorrelazione del segnale ricevuto, senza la necessità di un'analisi FFT completa per ogni punto, che richiederebbe troppo tempo.
Riassunto generato con l'intelligenza artificiale a partire dagli appunti. Come lo facciamo
Stai vedendo l'anteprima delle prime pagine. Registrati per sbloccare le pagine restanti.
Studia questi appunti con l'AI
Riassunto e domande d'esame sono gratis: chiedili e ti mandiamo un'email quando sono pronti.
In preparazione: di solito è pronto in giornata.
Registrati e scarica gratis questo appunto.
Simula l'esame con domande costruite su questi appunti.
Di cosa parla l'insegnamento
STRUMENTAZIONE BIOMEDICA II · 2° anno · 1° semestre · 12 CFU · IBIO-01/A
In un primo modulo da 9 CFU, il Corso si propone di fornire gli elementi fondamentali relativi ai principi di funzionamento e di progettazione di TAC, NMR e tomografi ad ultrasuoni. Il corso fornisce anche una panoramica delle passate e presenti tecnologie utilizzate per la realizzazione delle apparecchiature trattate.…