Articles

Andrzej Nowicki - Ultradźwięki w medycynie

Książka jest adresowana do lekarzy zajmujących się diagnostyką USG,

inżynierów i fizyków zajmujących się projektowaniem i badaniem urządzeń ultrasonograficznych

oraz studentów specjalizujących się w ultradźwiękach i inżynierii biomedycznej

Książka zawiera osiem rozdziałów. Rozdział 1 obejmuje materiał wykładów dotyczących podstaw USG prowadzonych przeze mnie w ramach kursów ultrasonograficznych organizowanych przez Polskie Towarzystwo Ultrasonograficzne, m.in. w Roztoczańskiej Szkole Ultrasonografii.

W drugim rozdziale omówiono zagadnienia związane z rozchodzeniem się fal ultradźwiękowych, równanie falowe i zjawisko odbicia fali. Rozdział 3 poświęcony jest polom promieniowanym przez przetworniki okrągłe i prostokątne. W rozdziale 4 omówiono zagadnienia promieniowania głowic wieloelementowych. W kolejnym, piątym rozdziale omówiono podstawy formowania wiązek ultradźwiękowych w systemach apertur syntetycznych o aperturach liniowych.

Nowej tematyce, zwanej ultrasonografia kodowaną, poświęcony jest rozdział szósty.

Zagadnienia związane z absorpcją i rozproszeniem ultradźwięków w tkankach miękkich omówiono w rozdziale siódmym.

Ostatni, 8 rozdział poświęcony jest zagadnieniom bezpieczeństwa badań ultradźwiękowych, dopuszczalnych dawek i pojęć związanych z pomiarami natężeń fal ultradźwiękowych.

Spis treści

Wstęp

Rozdział 1. Podstawy instrumentacji USG

    1.1. Wprowadzenie
    1.2. Prędkość fal ultradźwiękowych
    1.3. Impedancja akustyczna
    1.4. Odbicie i załamanie fali
    1.5. Taumienie
    1.6. Pole ultradźwiękowe
     1.7. Zasada obrazowania ultrasonograficznego
        1.7.1. Prezentacja A
        1.7.2. Prezentacja B
        1.7.3. Skala szarości
        1.7.4. Prezentacja typu M
        1.7.5. Dwuwymiarowa prezentacja B
        1.7.6. Rozdzielczośc obrazowania ultrasonograficznego
        1.7.7. Głowice ultradźwiękowe
        1.7.8. Obrazowanie trójwymiarowe 3D
        1.7.9. Pomiary w ultrasonografii
        1.7.10. Obrazowanie z użyciem środków kontrastujących
        1.7.11. Elastografia
    1.8. Ultradźwięki w badaniu przepaywu krwi
        1.8.1. Podstawy badania dopplerowskiego
    1.9. Sposoby obliczania indeksów krzywych prędkości przepaywu krwi
        1.9.1. Indeks pulsacji PI
        1.9.2. Indeks oporowy RI
    1.10. Kolorowe obrazowanie przepływu krwi

Rozdział 2. Rozchodzenie się fal
    2.1. Wprowadzenie
    2.2. Oscylator mechaniczny
    2.3. Energia drgań
    2.4. Odkształcenie ciała stałego
    2.5. Równanie falowe
    2.6. Fale w ośrodkach jednorodnych
        2.6.1. Równanie stanu dla cieczy
        2.6.2. Równanie sia Eulera
        2.6.3. Równanie ciągaości
        2.6.4. Potencjał prędkości akustycznej
    2.7. Impedancja akustyczna
    2.8. Odbicie i załamanie fali
    2.9. Energia, natężenie i moc fali akustycznej
    2.10. Ciśnienie promieniowania i streaming

Rozdział 3. Promieniowanie źródeł ultradźwiękowych
    3.1. Wprowadzenie
    3.2. Promieniowanie pulsującej kuli
    3.3. Promieniowanie przetwornika pałskiego
        3.3.1. Funkcja Greena
        3.3.2. Pole dalekie
        3.3.3. Pole bliskie
    3.4. Promieniowanie przetworników prostokątnych
    3.5. Ogniskowanie wiązki ultradźwiękowej
        3.5.1. Przetworniki sferyczne
        3.5.2. Soczewki ultradźwiękowe
        3.5.3. Ogniskowanie elektroniczne
    3.6. Odpowiedź impulsowa

Rozdział 4. Głowice wieloelementowe o szyku liniowym
    4.1. Wprowadzenie
    4.2. Pole promieniowania źródła liniowego
        4.2.1. Pole bliskie
        4.2.2. Przejście między polem bliskim i dalekim
    4.3. Wyznaczanie pól promieniowania za pomocą transformaty Fouriera
    4.4. Podstawy szyków liniowych
        4.4.1. Dodawanie apertur
    4.5. Formowanie wiązek ultradźwiękowych
        4.5.1. Odchylenie wiązki
        4.5.2. Ogniskowanie i odchylanie wiązki
    4.6. Rozdzielczośc w azymucie
    4.7. Głębokość ogniska szyku liniowego ogniskowanego

Rozdział 5. Apertury syntetyczne
    5.1. Wprowadzenie
    5.2. Apertura efektywna w syntezie wiązek skanujących
    5.3. Syntetyczna Apertura Ogniskująca SAF
    5.4. Wieloelementowa Syntetyczna Apertura Ogniskująca
    5.5. Syntetyczna Apertura Odbiorcza SRA
    5.6. Syntetyczna Apertura Nadawcza
    5.7. Podsumowanie

Rozdział 6. Ultrasonografia kodowana
    6.1. Wprowadzenie
    6.2. Liniowa modulacja częstotliwości - chirp
    6.3. Kody Barkera
    6.4. Kody Golaya
    6.5. Synteza kodów Golaya
    6.6. Wpływ pasma przetworników na kompresję kodów Golaya

Rozdział 7. Tłumienie fal akustycznych
    7.1. Wprowadzenie
    7.2. Mechanizm absorpcji ultradźwięków w tkankach
    7.3. Rozproszenie ultradźwięków
    7.4. Wybór optymalnej częstotliwości ultradźwiękowej
    7.5. Dyspersja fali ultradźwiękowej
    7.6. Ziarno w sygnale ultrasonograficznym

Rozdział 8. Bezpieczeństwo badań ultrasonograficznych
    8.1. Wprowadzenie
    8.2. Pomiar natężenia ultradźwięków
    8.3. Fizyczny mechanizm oddziaływania ultradźwięków na tkankę biologiczną
        8.3.1. Mechanizm termiczny
        8.3.2. Mechanizm kawitacyjny
    8.4. Wskaźniki - termiczny i mechaniczny
        8.4.1. Wskaźnik termiczny TI
        8.4.2. Wskaźnik mechaniczny MI
    8.5. Wnioski

Skorowidz