Us Doppler 2015

Ctedra: Tecnologa de las Imgenes III

Ultrasonidos: Doppler

Docente:

Bioing. Gustavo Bizai

2 Cuatrimestre de 2015

Temas a desarrollar

Fundamentos de US 2

OBJETIVOS:

Estudiar las caractersticas principales y mtodo de obtencin de imgenes por Doppler.

Conocer los modos de trabajo Doppler: continuo y pulsado

Conocer el equipamiento disponible.

Indicaciones, ventajas y desventajas de esta modalidad de imagen

AGENDA:

Efecto Doppler: bases fsicas del fenmeno

Antecedentes histricos

3 Fundamentos de US

En 1842, Johann Christian Doppler (1803-1853) llev a cabo un interesante experimento para probar una novedosa teora que plasm en su obra Acerca del Color de la Luz de Estrellas Dobles y Ciertas Otras Estrellas del Universo.

Trabaj con rad. EM (luz) y estudi el movimiento de las estrellas.

Gracias a este trabajo otros

investigadores pudieron demostrar

muchos aos mas tarde, entre otras

cosas, la teora de la expansin del

universo -Teora del Big-Bang

Usos del efecto Doppler

1. En Astronoma se utiliza para observar y medir los movimientos de estrellas. De su utilizacin result la teora de expansin del universo.

2. Utilizando ondas electromagnticas se construyen radares Doppler para uso en Servicios Meteorolgicos, para el seguimiento de tornados y huracanes.

3. La Polica de trnsito utiliza los Radares Doppler para detectar excesos de velocidad de automovilistas.

4. El uso de instrumentos Doppler en la industria para la medicin de fluidos.

5. En aplicaciones mdicas, como ya es conocido, se aplica en sistemas de diagnstico por ultrasonidos para la evaluacin de velocidades de flujos sanguneos.

Fundamentos de DO 4

El efecto Doppler: Bases Fsicas

5 Fundamentos de US

Hemos visto que en ecografa, la onda de ultrasonido: cambia la velocidad de propagacin c en funcin del medio donde se est transmitiendo; pierde amplitud (intensidad) por absorcin (friccin de las molculas del medio), difraccin (reflectores de dimetro < ); Refraccin (desvo del haz por ley de Snell), reflexin (segn Coeficiente de Atenuacin R); PERO EN ESCENARIOS ESTATICOS, NO CAMBIA la FRECUENCIA de la ONDA !!

Recordar: = c/f [mm]


6 Fundamentos de US

Si multiplicamos miembro a miembro por t, la ecuacin queda: = c/f = c . t / f . t = d / f . t donde d es la distancia recorrida en el tiempo t f . t es la cantidad de ciclos u oscilaciones en esa distancia d

d

TRES SITUACIONES:

(a) Fuente y superficie reflectora se mantienen estticas, por lo tanto, la distancia entre ellas no vara durante el tiempo t.

(b) durante el tiempo t, la distancia entre ambas disminuye(sea por movimiento de la fuente o de la superficie reflectora)

(c) durante t, la distancia entre ambas aumenta, tambin por movimiento de cualquiera de las dos.

Fundamentos de DO 7


8 Fundamentos de US

Caso a) d y d son iguales porque no se a producido variacin de distancia durante el tiempo t, resulta que ambas longitudes de onda son iguales, el nmero de oscilaciones emitidas durante el tiempo t ( fe . t) es igual al nmero de oscilaciones reflejadas( fr . t) durante ese mismo tiempo. REFLECTOR ESTATICO no cambia fr


9 Fundamentos de US

Caso b) durante el tiempo t, la SR se aproxima a la fuente y por lo tanto disminuye la distancia d y por lo tanto d > d, por lo que e > r y como la frecuencia de onda es inversamente proporcional a la longitud de onda (ecuacin 2), resulta que fe < fr. REFLECTOR ACERCANDOSE al Receptor: AUMENTA fr


10 Fundamentos de US

Caso c) durante el tiempo t, la SR se aleja de la fuente y por lo tanto aumenta la distancia d y por lo tanto d < d, por lo que e > r y como la frecuencia de onda es inversamente proporcional a la longitud de onda (ecuacin 2), resulta que fr < fe. REFLECTOR ALEJANDOSE al Receptor: DISMINUYE fr

Fundamentos de DO 11


Se entiende por Frecuencia Doppler a la diferencia entre la frecuencia de la onda recibida y la onda emitida y se expresa:

Efecto Doppler en ultrasonografa mdica

El movimiento relativo necesario para el efecto Doppler se da por el desplazamiento de las clulas sanguneas (CS).

Alrededor del 40% del volumen sanguneo son clulas y a dicho porcentaje se lo denomina Hematocrito. Los Eritrocitos constituyen el 99% del Hematocrito y son las clulas dominantes en la circulacin sangunea.


Doppler Continuo (CWD)

2 cristales; 1 EMITE CONTINUAMENTE + 1 RECIBE CONTINUAMENTE

Detector de latido fetal y doppler vascular: SALIDA AUDIBLE. Transductor tipo lpiz

Doppler ESPECTRAL

Steering CWD: phase array que muestra sobre modo B congelado, una lnea recta y la marca de la zona de solapamiento


Diagrama en Bloques Doppler Continuo


Doppler Continuo. Anlisis Espectral


Doppler Pulsado (PWD)


1 cristal; EMITE a una FRP y lee similar modo A

pinta en colores las velocidades de flujo, sobre modo B congelado

Diagrama en Bloques Doppler Pulsado


Comparacin Pulsado - Continuo


Modo Triplex


Modo B Modo CDI Modo PWD

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