ULTRASESİN BİYOFİZİKSEL ÖZELLİKLERİ VE ULTRASESLE GÖRÜNTÜLEME Prof. Dr. Mehmet Ali KÖRPINAR

ARİTMETİK BİLMECESİ: 1) 16 – 7 = 0 ??? 2) 72 x 70 = 630 ??? 1) 16 – 7 = 0 ??? 2) 72 x 70 = 630 ??? 3) 72 x 70 = 1540 ??? 4) 75 x 75 = ???

ULTRASES NEDİR? Ses kulağımızın duyabileceği frekans aralığına göre tanımlanır. 20 Hz den küçük frekanslı ses dalgalarına İNFRASES, 20.000 Hz den büyük frekanslı ses dalgalarına ise ULTRASES denir. Boyuna dalga özelliğindeki ses dalgalarının yayılabilmesi için muhakkak yoğun bir ortam gerekmektedir. Çünkü bir kaynak tarafından üretilen basınç değişiminin iletilebilmesi için yoğun bir ortam gerekir yani basınç değişimleri boşlukta iletilemez.

Yarasa: 2-110 kHz Köpek: 60 Hz-45 kHz Yunus: 0,2-150 kHz Balina: 10-75 kHz Fare: 200 Hz - 80 kHz Horoz: 125 Hz-2 kHz Kedi: 100 Hz-60 kHz

Ses dalgalarının yayılabilirliği ortamların sıkışabilirliği ile ters orantılıdır. Bu yüzden ses hızı, çok büyük sıkışabilirliği olan gazlarda en yavaştır. Sıvılarda, gazlara göre bir yoğunluk artışı ve bununla orantılı olarak sıkışabilirlikte bir azalma söz konusudur. Bu nedenle sıvılarda ve kemik hariç birçok dokuda sesin hızı yaklaşık olarak birbirinin aynısı olup, gazlara göre oldukça yüksektir (Havada: 331 m∕sn, Civada: 1450 m∕sn, Yağda: 1450 m∕sn, Suda (500 C ) : 1540 m∕sn, Beyinde: 1541 m∕sn, Kemikte: 4048 m∕sn). Katı ve sıvılarda ses hızı: V = K / ρ K: Katılarda Young Modülü, sıvılarda Bulk Modülüdür. ρ: Ortamın yoğunluğudur. Gazlarda ses hızı: cp . P V = cv . ρ P: gazın basıncı, ρ: gazın yoğunluğu, cp: sabit basınçtaki özgül ısı ve cv: sabit hacimdeki özgül ısıdır.

ULTRASES OLUŞUMU VE PİEZOELEKTRİK ETKİ Ultrases ilk olarak 1894 yılında Mary Curies ve eşi Pierre tarafından, Piezoelektrik (basınç elektriklenmesi) özelliği olan kristaller (Quartz, Tourmaline, Lityum Sülfat, Kadmiyum Sülfat ve Çinko Sülfat) yardımı ile üretildi. Ayrıca son yıllarda yapay seramik kristaller (Baryum Titanat, Kurşun Titanat) de kullanılmaktadır.

Piezoelektrik kristale uygulanan basınç ile oluşan kutuplaşma + + + + + + + + + a) Normal b) Kısalmış c) Uzamış

Piezoelektrik kuars kristalinde, basınç uygulaması sonucu oluşan molekülsel kutuplaşma

Sinüsoidal elektrik akımının veya manyetik alanın, kristaller tarafından basınç dalgalarına çevrilmesi ile ultrases dalgaları oluşur. Bu işlemi yapan aygıtlara da TRANSDÜSER denir. Yani transdüserler bir formdaki enerjiyi bir başka forma çevirebilen aygıtlardır. + + + + - - - - -

Ultrases üreten transduserlerin metaryellerinde aşağıdaki özellikler olmalıdır 1- Titreşim modları için piezoelektrik karakteristiklere sahip olmalı, 2- Homojen bir yapıya sahip olmalı, 3- Arzu edilen şekil ve büyüklükte çalışılmasına olanak vermelidir, 4- Sıcaklık nedeniyle özelliklerinde değişim çok az olmalı, 5- İç direnci mümkün olduğu kadar düşük olmalı, 6- Fiziksel ve Kimyasal özelliklerini uzun süre muhafaza etmeli,

Çeşitli tiplerde Ultrasonik Transduserler vardır. Bunlar: PİEZOELEKTRİK TRANSDUSERLER (10 kHz ile 20 GHz arası) MAGNETOSTRİKTİVE TRANSDUSERLER ( 100 kHz ) MEKANİKSEL TRANSDUSERLER ( 50 kHz de sirenler gibi) ELEKTROMAGNETİK TRANSDUSERLER ( 50 kHz için ) ELEKTROSTATİK TRANSDUSERLER ( 100 MHz üstünde )

Metabolik transduserler

TRANSDUSERLERDE REZONANS Kristalin içinde, geriye yansıyan enerjinin, yeni titreşimlerle oluşan girişimi sonucu transduser içinde STATİK BASINÇ dalgaları oluşturur. Bu bir rezonans olayıdır. Eğer kristal iki ucu kapalı bir boru gibi düşünülürse oluşacak rezonans için kristalin kalınlığı (l), yarım dalga boyunun tek sayılarla ifade edilen tam katlarına eşit olmalıdır. l = (2n-1) . λ / 2 ( n= 1,2,3...) olmalıdır. Bu ifadeye göre trandüserin temel rezonans frekansı (f), n= 1 ve (v) ultrasesin ortamdaki hızı olmak koşuluyla; f = v / 2 l dir.

Ultrasesin değişik ortamlardan yansımasını sağlayan yani ortamın yansıtıcı özelliğine AKUSTİK EMPEDANS denir. Ayrıca akustik empedans (Z) ortamların akustik momentidir şeklinde de tanımlanabilir. Z = v . d v: ortamdaki sesin hızı, d: ortamın yoğunluğu,

Ultrases kullanımı sırasında görüldüğü gibi oluşacak yansıma, yayılma, kırınma için ortamın akustik empedanslarını bilmek yeterlidir.

Yansıma düzlemine gelen ( Ii ), yansıyan ( Ir ) ve kırılmaya uğrayan ( It ) ses dalgalarıdır. Eğer iki ortamın akustik empedansları eşit ise yansıma olmayacaktır. Bu durumu geçekleştirmek için hedef dokuların ultrasesle ışınlaması sırasında deri ile prop arasına, akustik empedansı derinin akustik empedansına eşdeğer olan bir krem veya özel eriyikler sürülmektedir. Böylece deri ile prop arasında kalan eriyikler, ultrasesin tam yansımasına neden olan hava kabarcıklarını ortadan kaldırmış olacaklardır. Probun (transduserin) diğer yüzünün hava ile temasta olması, transdüser yüzeyinde hemen hemen bir tam yansıma oluşmasını sağlar.

UTRASES PROBU

Ultrases ışımasının, yayılma doğrultusuna dik olacak şekilde, birim alandan geçen miktarına ULTRASESİN ŞİDDETİ denir. Bu şiddet; birimi: watt/m2 A: ses dalgalarının genliği, P: basınç genliği, v: sesin hızı, d: ortamın yoğunluğu, f: frekans

Ultrases şiddetinin uzaklıkla değişimi r1 ve r2 yarıçaplı iki küresel ses dalgasının şiddetleri I1 ve I2 ve alanları A1 ve A2 ise her dalganın gücü: P1 = A1 . I1 = 4 ∏ r1². I1 ve P2 = A2 . I2 = 4 ∏ r2². I2 dir. Aynı kaynaklı iki küresel dalganın r1 ve r2 yarıçapları arasındaki enerji kaybı önemsiz olduğu için P1 ≈ P2 alınabilir ve I1 r2² = elde edilmiş olur. I2 r1²

Ultrases dalgasının şiddetinin değişim bölgeleri

a) Yakın bölge (FRESNEL BÖLGESİ): Ultrases ışın şiddeti bu bölgede uniform bir dağılım gösterir. Bu bölgenin uzunluğu, yani son maksimum ışın şiddetinin bulunduğu son nokta: formüiü ile belirlenir. Burada r: Transduserin çapı, λ = Ultrases ışınının dalga boyudur. b) Uzak Bölge (FRAUNHOFER BÖLGESİ): Frensel bölgesinin ötesinde olan bu bölgede ışınlar yatay dağılıma tabidir. Bu bölge dışında Ultrases ışınlar ıraksımaya ve saçılmaya başlar. Oluşan ıraksama: θ = dağılma açısıdır. formülü ile açıklanmaktadır. Sin θ = 0,61 λ r

Ultrasesin soğurulması Doku üzerine gönderilen ultrases ışınının belli bir kısmı ortamın viskozitesinin yenilmesi sırasında soğurularak harcanır. Soğurulan ultrases miktarı, dokunun derinliği (x) ve ışının frekansı ile doğru orantılıdır. Ultrases şiddet değişimi exponansiyeldir. Oluşan değişim förmülü: I2 = I1 . e – x.α α: cm’deki soğurma katsayısı, x: derinlik’dir. Soğurma katsayısı için: α = ( 0,1151 / v ) . I verilmektedir . Birimi de : (dB/sn)

Girginlik ve yarılanma kalınlığı Şiddet değişimi sırasında, α.x = 1 yapan derinliğe ortamın GİRGİNLİĞİ denir. Bu sırada Ultrasesin şiddeti, ilk şiddetinin e = 2,71’de birine düşmüş demektir. Ayrıca Nükleer Tıp ve Radyolojide kullanılan, ışının soğurulmasını tanımlayan ve gelen ışın şiddetini yarıya indiren soğurucu kalınlığına YARILANMA KALINLIĞI denir

Çeşitli dokularda ve kanda YARILANMA ve GİRGİNLİK

ULTRASESİN ETKİLERİ 1) Isı etkisi: Ultrasesle ışınlanmış bir dokuda oluşan sıcaklık artımı; a) Dokunun soğurma katsayısına, b) Dokuya giren ultrases enerji miktarına (kullanılan ışının devamlı veya aralıklı olmasına, ışın şiddetinin dağılımına), c) Ultrases dalgalarının frekansına, d) Hedef dokunun önünde ve arkasında bulunan kuvvetli yansıtıcı dokuların varlığına bağlıdır. Hedef doku içinde yayılan Ultrases dalgasının taşıdığı enerji, dokuda sıcaklık artımına neden olur. Birim hacımdaki dokuda ısı oluşum oranı (Q . V) : Q . V = 2 . α . I burada; α: soğurma katsayısı, I: ultrases şiddetidir.

2) Mekaniksel ve kavitasyon etkisi: Ultrasesin uygun koşullar altında oluşturacağı mekaniksel kuvvet, ultrases titreşimi nedeniyle makro moleküllerde ve membran yapılarında yırtılmalar ve kopmalar oluşturmaktadır. Ancak Ultrases dalgalarının ürettiği mekaniksel kuvvetlerin oluşturduğu en büyük hasar, içinde gaz veya buhar olan küçük kabarcıkların (KAVİTASYON) birleşmesi sonucu ortaya çıkan şok dalgaları ve kesikli dalgalardır.

İçinde gaz veya buhar olan küçük kabarcıklar (KAVİTASYON)

3) Biyolojik etkisi: a) İzole edilmiş makromoleküllerde, Yeteri kadar enerji yüklü ultrases ışını herhangi bir bir biyolojik yapıya yöneltilirse ya ısınma ya da kavitasyonla haraplanma ve ya her iki etki birlikte oluşabilir. MHz seviyesinde bir ultrases dalgasıyla ışınlanmış; a) İzole edilmiş makromoleküllerde, b) Enzimlerde, c) Membranlar ve hücre içi organellerde yaşama süresi, morfolojik değişimler, biyokimyasal, hareketsel ve genetik değişimler gözlenmiştir.

ULTRASESİN KULLANIMI 1- Endüstride kullanımı (20-60 kHz): a) Havada yayılabilirliği nedeniyle: Hırsıza karşı alarm yapımında, kemirici hayvanların uzaklaştırılmasında, b) Sıvıda yayılabilirliği nedeniyle: Kavitasyonsuz olarak derinlik ölçümlerinde, sonar ve radar olarak hedef tayinlerinde, c) Katılarda yayılabilirliği nedeniyle: Metal ve plastik kaynak yapımında, üretimde kalite kontrolünde,

2- Medikal alanda kullanımı (103-105 KHz) a) Diagnostik (tanısal) olarak: Ultrases diğer tanı sistemlerine göre yumuşak dokuları da görüntüleyebilmesi ve iyonize edici etkisinin olmayışı gibi özellikleri nedeniyle son 20 yılda çok geliştirildi. Bilgisayar teknolojisinin katkısı ile gelişen değişik modlar yardımıyla görüntüleme aygıtı olarak kullanmaktadır. b) Terapötik (tedavisel) olarak: Fizyoterapi uygulamalarında, cerrahide, hipertermi etkisi ile kanserli hücrelerin yok edilmesinde, kemiklerin kaynamasında, dişçilikte oyuk açımında, gözde katarakt tedavisinde, böbrek taşlarının parçalanmasında, kan akımının ölçülmesinde v.s. kullanılmaktadır.

ULTRASESİN HİPERTERMİ ETKİSİ

HIFU (High intensity focused ultrasound) sisteminin ana parametreleri, Tedavi için hedef dokuda ideal odaklanma boyutları: 1,1 mm X 5,6 mm Lokal bölgede Ultrases şiddet değişimi: 5.000 W/cm2 ile 25.000 W/cm2 Tedavi frekans aralığı: 0.8 MHz ile 2.4 MHz arasında, Hedef organda hareketle oluşan yoğunlaşma hatası: ± 1 mm dir. Sistemin gürültü düzeyi: ≤ 65 dB (A) dır. Parametrelerin kontrolu Real - time görüntüleme ile yapılıyor, 1 saniyede hedef dokudaki sıcaklık artımı 65-1000 C oluyor

HIFU UYGULAMASININ ŞEMATİK GÖSTERİMİ

Jinekoloji Kongresi’nde en büyük ilgiyi, ses dalgasıyla ameliyatsız miyom tedavisi gördü (07.04.2011)

Sol görüntüde böbrekte bulunan büyük tümorün, 12 gün HIFU uygulama sonrası durumu sağda

ÖRNEK PROBLEMLER 1- Duyulabilen frekans aralığındaki (20-20.000 Hz) ses dalgalarının dalga boylarını bulunuz. (Havada ses hızı: v= 343 m/sn) Kullanılacak formül: v = λ . f 2- Bir jet uçağının ses şiddeti 102W/m2 dir (30 m uzaklıkta iken). Bu uçaktan 5000 m uzaklıktaki ses şiddeti ve şiddet seviyesi (dB) nedir? Kullanılacak formüller: I2 = I1 . (r12 / r22 ) ve β = 10 . log I / I0 3- 2 m uzaklıktaki bir motorsikletin şiddet seviyesi 90 dB dir. Ne kadar uzakta olursa şiddet seviyesi 60 dB olur? ( 90 dB= 10-3 W/m2, 60 dB= 10-6 W/m2 )

(Havadaki ses hızı: v= 343 m/sn) 4- Bir yarasanın algıladığı ULTRASES dalgasının frekansı 105 Hz dir. Bu dalganın havadaki dalga boyunu bulunuz. (Havadaki ses hızı: v= 343 m/sn) 5- Şiddet seviyesi 80 dB olan bir ses dalgasının, alanı 0,6.10-4 m2 olan bir kulak zarına geldiğinde 3 dakika içinde ne kadarlık bir enerji absorbe edilebilir? (80 dB= 10-4 W/m2) Kullanılacak formül: E = I . A . t 6- Ultrases dalgası Tıp’ta ve teknolojide pekçok alanda kullanılmaktadır. Bunun avantajlarından bir tanesi de, insan kulağı için hiç bir zararı olmadan kullanılmasıdır. Şiddeti I=105 W/m2 olan bir ultrases dalgasının; a) Şiddet seviyesini, b) 1 cm2 lik alana 1 dakikada ne kadarlık bir enerji vereceğeini, c) Havada ve suda basınç amplitüdü(genliği)’nü bulunuz. (suda ses hızı: v= 1498 m/sn, suyun yoğ: d= 996 kg/m3) Kullanılacak formül: Basınç amplütüdü için: A = I . 2 . d . v

ULTRASESLE GÖRÜNTÜLENME

TRANSDUSER: Tranduser Ultrases dalgalarını üretip hem gönderici hem de alıcı olarak hareket eder. İçinde transduserinde bulunduğu proplar uygulama amacına uygun olarak çeşitli şekil ve büyüklükte yapılmışlardır (Lineer, Fazlı ve Konveks proplar, intraoperatif proplar, intrakorporal proplar, transözafegal proplar, puncturing proplar ). Transduserler iki amaçla kullanılır. 1)YAYINLAYICI (sender): Transduser tarafından yayınlanan Ultrases dalgalarının frekans ve süresini kontrol eder. 2) ALICI (Receiver): Transduser içinde tekrar elektrik impulslarına dönüştürülen geri dönüş ekoları alıcı tarafından toplanır.

SİNYAL AMPLİFİKATÖRÜ: Alıcı ile katot ışını tüpü arasına yerleştirilen sinyal amplifikatörü alıcıdan gelen sinyalin voltajını arttırır. KATOT IŞINI TÜPÜ (EKRAN): Geri dönen ve amplifiye edilmiş eko impulslarını alır. İşlem görmüş olan bu impulslar katot ışını tüpünde yada osiloskopta görüntü oluştururlar. BİLGİSAYARLA GELEN BİLGİLERİN DEĞERLENDİRİLMESİ: Hedef dokudan gelen yansımalar son yıllarda çok geliştirilen bilgisayarlar yardımı ile ekranda dondurulup aynı anda hem diğer kesitlerle kıyaslama olanağı veriyor hem de yapay renklendirme ile hedef dokunun daha kolay ayırt edilmesine olanak veriyor. Ayrıca ekranda hedef dokunun fiziksel özellikleri hakkında da bilgi vermektedir.

GÖRÜNTÜLEME TEKNİKLERİ A- MODU (AMPLITUDE MODULATION): Hem puls gönderici ve hemde puls alıcısı özelliğinde olan transduser hedef dokulardan gelen yansımaları algılar ve onları genlikler şeklinde ekranda belirtir. Oluşan genliklerin sayısı, şekli ve büyüklüğü araştırılan yapı hakkında bilgi verir.

B- MODU (BRIGHTNESS MODULATION): Hedef dokulardan alınan yansımalar, parlak noktaların lineer bir serisi olarak ekranda ifade edilir. Genliği büyük olan yansımalar daha parlaktır.

M- MODU (MOTION MODE) veya T-M (TIME-MOTION) MODU: B- Modunda alınan veriler, düşey eksen doku derinliği ve yatay eksen zaman olmak üzere ekranda iki boyutla gösterilmektedir. Genelde hareketli organların izlenmesinde kullanılır.

C-MODU TEKNİĞİ (CONSTANT DEPTH): Sabit derinlikteki hedef dokuların B- Modunda 90 lik açıyla izlenmesi tekniğidir.

GRİ-SKALA GÖRÜNTÜLEMESİ: B-Modunda yapılan taramaları fosfor yüzeyli osiloskop ekranına kaydetmek için EŞİK DEĞER deteksiyonu kullanılır. Yani belli bir genliğin üzerindeki yansımalar ekranda belli bir renkle ifade edilirken, daha az şiddetteki yansımalar ekranda hiç görülmezler. Ekran rengi grinin tonları halinde olup, yüksek şiddette olan yansımalar koyu gri, düşük şiddetteki yansımalar ise açık gri renkte görünürler.

REAL-TIME SCANNING: Gerçek zaman tarayıcıları genellikle ya bir dönen transduseri ya da transduserlerin LİNEER sıralanmış dizilerini kullanırlar.Gerçek-zaman tarama sistemleri: 1- Parabolik akustik ayna sistemi: Şekilde görüldüğü gibi parabolik aynanın odak noktasına yerleştirilen transduserlerin oluşturduğu ultrases ışınları aynadan asal eksene paralel olarak yansır ve istenilen hedefe doğru yönlendirilir.

2- a) Lineer Transduser dizili sistem: Paralel Ultrases ışınları oluşturmak için bir dizi transduser alt alta sıralanmıştır. Şekilde görüldüğü gibi dizilen transduserler yardımı ile yaklaşık 60 bilgi çizgisi oluşturulabilir.

b) Fazlı Lineer Tranduser sistemi: Herbir transduserden yayınlanan ultrases ışınları elektronik düzenleme ile fazlandırılabilir. Böylece oluşan ultrases dalgası değişik derinliklere odaklanabilir

ULTRASOUND’UN TARİHSEL GELİŞİMİ (1947, KARL DUSSIK)

ULTRASOUND’UN TARİHSEL GELİŞİMİ

1954-57

KLİNİK UYGULAMADA KULLANILAN ULTRASES AYGITI

ULTRASESLE GÖRÜNTÜLEMENİN TIPTA KULLANILMASI RADYOLOJİDE: KARINDA; arter ve venlerin incelenmesinde, karaciğer, safra kesesi, pankreas, dalak ve böbreğin lateral-medial-sagital-interkostal kesitlerdeki görünümlerinin elde edilmesinde, BAYANLARIN GÖĞÜSLERİNİN; anatomik incelenmesinde mamografi ile birlikte kesin teşhise yönelik olarak ULTRASES'le görüntüleme kullanılmaktadır. JİNEKOLOJİDE: VAGİNANIN; iltihaplanmasında, patolojisinin tesbitinde, konjenital anomolilerin belirlenmesinde, hematokolposun saptanmasında, tümörlerin tesbitinde, UTERUSUN; anotomik yapısının incelenmesinde, patolojisinin tesbitinde, konjenital anomolilerin belirlenmesinde, miyom ve tümörlerin belirlenmesinde, endometriyozisin saptanmasında, FALLOP TÜPÜNÜN; iltihaplanmasında, patolojisinin tesbitinde, tümörlerin belirlenmesinde, anormal gebeliklerin saptanmasında, normal gebeliğin takibinde, YUMURTALIKLARIN; patolojisinin tesbitinde, tümörlerin saptanmasında ve incelenmesinde ULTRASES'le görüntüleme kullanılır. Ancak uygulamalar sırasında özel proplar kullanılmalıdır.

ULTRASESİN cinsiyet tayininde kullanımı : 11 haftalık fetus (erkek) (1997), Uyluk kemikleri (T), Scrotum (S) ve penis

12 haftalık fetus(kız) da cinsiyet tayini 12 haftalık fetus(kız) da cinsiyet tayini. Uyluk kemikleri (T) ve okla gösterilen yerde iki ekojenik labia majora (1997)

ULTRASESLE fetal görüntüler (2007)

KARDİOLOJİDE: PULSLU DOPPLER SİSTEM'in son yıllarda gelişmesi ile intrakardiyak analizler kolayca yapılmaktadır. Ayrıca Mitral ve Triküspid kapakçıkların hızlarının belirlenmesinde, Aortik ve Pulmonik atım hızlarının tesbitinde, Duktus arteriustaki akış hızının tesbitinde, Kojenital kalp hastalıklarının değerlendirilmesinde ULTRASES'le görüntüleme kullanılmaktadır. DOPPLER DALGA ŞEKLİ ile fetal raspiresyon, kalp çarpıntısı, Bradikardinin saptanması da mümkün olmaktadır. c - va f = f0 . c + vk Ultrases probu, doppler uygulamasında mümkün olduğunca dar bir açıyla kullanılır. (c: ultrases dalgasının hızı, v: kan akış hızı)

Karotid arterde Doppler görüntüsü

Dizlerde apse,tümör ve hematomların tesbitinde, CERRAHİDE: AMELİYAT ÖNCESİ, AMELİYAT SIRASINDA VE AMELİYAT SONRASINDA yapılan uygulamalarda, BİOPSİ VE LEZYONLARIN; organlardan ve kistlerden aspirasyonu ve direnasyonu sırasında, teşhis ve tedaviye yönelik olarak ULTRASES kullanılmaktadır. ORTOPEDİDE: Omuz eklemleri yırtılmalarında ULTRASES'le görüntüleme, artografiden daha iyi sonuç vermektedir. Çocuklarda; nöromüsküler hastalıklarda kaslarda oluşan atrofi veya hipertrofik durumlarda kas ve doku kalınlığının tesbitinde, Aşil tendonlarda; tendon iltihabının tesbitinde, kiriş ve kiriş kılıfının iltihabında, akut tendon travmalarında ve postoperatif değişikliklerin belirlenmesinde, Dizlerde apse,tümör ve hematomların tesbitinde, Kalça ekleminde; çocuklarda doğuştan meydana gelen displazinin tesbitinde ULTRASES'le görüntüleme kullanılır. Ancak bu tesbit için oldukça uzman kişilere ve dökümantasyona ihtiyaç vardır. OFTALMOLOJİDE: GÖZDE; travma halinde, tümör tesbitinde, Miyopik ölçümlerde ve yabancı cisim belirlenmesinde ULTRASES'le görüntüleme kullanılır.

KAN AKIŞ HIZININ TESBİTİ Ultrasesin kan damarlarındaki zıt yönlerde geçiş zaman farkının ölçülmesi ile kanın akış hızının belirlenmesidir. Bu yöntemde kan akış hızı ölçülecek damarın iki tarafına aralarında (d) kadar uzaklık olan karşılıklı iki transduser yerleştirilir. Bu sırada tranduserlerin ekseni ile kan akış doğrultusu arasındaki açının (θ) mümkün oldukça küçük olması istenir. Bu uygulamada kan akış hızının, ultrases ışını doğrultusundaki bileşeni kullanılır İki transduser arasındaki uzaklık (d) bilindiği için ultrases dalgasının, üstteki tranduserden alttaki transdusere geçiş süresi: d t1 = c + v. Cos θ

Ultrases dalgası alttaki transduserden üstteki tarnsdusere geçerken, ses hızı ile kanın hız bileşni zıt yöndedir (- v. Cos θ). Bu nedenle ultrasesin net hızı (c - v. Cos θ) olur. Uzaklık yine aynıdır ve geçiş süresi de:   d t2 = olur. c - v. Cos θ Burada ultrasesin hızı, kanın akış hızından çok büyük c>>v olduğu için paydadaki v2. Cos2 θ terimi ihmal edilebilir. Sonuçta;   2 v d .Cos θ Δt ≈ elde edilir. c2   ÖRNEK PROBLEM: Kan akım hızını ölçüm uygulamasında Δt = 8 . 10 -9 sn bulunmuş ve d = 25 mm, θ = 150 alındığında kan akış hızı ne olur? (c= 1570 m/sn alınırsa)   15702 x 8 . 10 -9 V= = 40,82 cm/sn bulunur. 2x 25 x 10-3 x 0,966  

ÜROLOJİDE: ÜRETERLERİN; Patolojisinde, kronik infeksiyonlarında, neoplasmlarda, taşlanmalarda, nodül-tümör-hematom kıyaslamasında, travmalarda ULTRASES'le görüntüleme kullanılır. Ancak uygulamalarda üreterlerin sıvı ile dolu olması tercih edilmelidir. İDRAR KESESİNİN; Taşlanmasında, tümör tesbitinde, infeksiyonunda, travmatik değişikliklerinde, PROSTATIN; Hipertrofisinin saptanmasında, TESTİSLERİN; Tümör tesbitinde (€apı min.3 mm olanlar), kronik ve akut epididim iltihabında, varikosel oluşumunda, hidrosel halinde, normal yerlerinin tesbitinde, sperm kanallarında kist oluşumunda, apsenin tesbitinde ULTRASES'le görüntüleme tekniği kullanılır. ENDOKRINOLOJİDE: TİROİDİN; adenom ve sarkinom tümör tesbitinde, guatr oluşumunda, intratirodik kanamalarda, kist oluşumunda, PARATİROİDİN tesbitinde zor olmasına rağmen ULTRASES'le görüntüleme kullanılır. ANJİOLOJİDE: Arterial, venal ve kapiller damarların yapısının incelenmesinde (anevrizma, atherosikloris, glomus tümörleri, anormal bükülmeler, kolateral dallanmalar, anestomozlar, intrakranial stenozlarda ), kalınlıklarının tesbitinde, Dolaşım sisteminin hemodinamiğinin incelenmesinde, Damarların tıkanmalarında ULTRASES'le görüntüleme kullanılır. GASTROENTROLOJİDE: MİDENİN; mide içi ve doudenium ülserinin tesbitinde, gastrit oluşumunda ve tümör belirlenmesinde ULTRASES'le görüntüleme kullanılır.

Ultrases görüntüsünü değiştiren etkenler Her çalışmanın doğasında var olan bazı problem ve sınırlandırmalar Ultrasesle görüntüleme sırasında da ortaya çıkmaktadır. Şöyleki; 1- Solunum hareketinden kaynaklanan sorunlar, 2- Belirlenmiş dehidrasyon, 3- Bağırsakta gaz olması. Ultrasesin gazlı ortamda yayılması kötü olmasından dolayı derin abdominal bölgelerden alınan görüntüler kalitesizdir. Bu durumda hastaya ishal edici, temizleyici lağman verilerek çalışma tekrarlanır. 4- Gastrointestinal sistemde Baryum gibi radyografik kontrast maddenin varlığı nedeniyle ULTRASES'le görüntüleme zorlaşır. 5- Derin mediatistinal alan ve akciğer patolojisi ortamda hava olduğu için ULTRASES'le görüntülenemez. 6- Pelvis kemiği, pelvik boşlukta bulunan yapıların görüntülenmesine izin vermez. Bu yüzden intrakorporal proplu aygıtlar geliştirilmiştir.

X-RAY C.T. RI TERGRP US + - Çok Tehlikelilik + - Tekrar etme oldukça zor mümkün Fiziksel tehlike Teşhis bilgi Fazla Orta Görüntü alanı Tüm Yön kısıtlı İşleme tarzı Kolay Tesisi Zor Günlük kullanımı Az Normal Çok Donanım maliyeti Düşük Yüksek Bakımı Bakım maliyeti

KAYNAKLAR: Cromer A. H. Physics for the life science KAYNAKLAR:   Cromer A. H. Physics for the life science. Mc Graw Hill 1982   Donald,I.,Salvator,L.: "Present and Future of DIAGNOSTIC ULTRASOUND." John Wiley & Sons 1979.   Elpiner I. E. : ULTRASOUND- Physical, Chemical and Biological Effects. Consultant Brau-New york, 1964   Kobayashi,T.,Hayashi,M.: "Clinical sonographic atlas by electronic linear scanning" Toshiba Corporation. Tokyo. 1983.   Kossoff,G.,Garrett,W.J.,Radovanovich,G.: Grey scale echography in obstetrics and gynaecology. Austral. Radiol. 68: pp.62-111, 1974.   McCready,V.R.,Hill,C.R.: A costant depth ultrasonic scanner. Brit. J. Radiol. 44: pp.747-750, 1971.   McSherry,D.H.: Computer processing of diagnostic ultrasound data. IEEE Transactions on Sonics and Ultrasonics SU-21, 97: pp.37-45, 1976. Mielke G, Kiesel L, Backsch C, Erz W and Gonser M Fetal sex determination by high resolution ultrasound in early pregnancy. European Journal of Ultrasound Volume 7, Issue 2, April 1998, Pages 109-114 Reid,J.M.,Spencer,M.P.: Ultrasonic doppler technique for imaging blood vessels. Science 176: pp.1235-1236, 1972.   Somer,J.C.: Electronic sector scanning for ultrasonic daignosis. Ultrasonics, 6: pp.153-159, 1968.   Szabo T L: Medical Ultrasound Imaging: Systems-Part 1. 2000  

Thomas L S: Diagnostic ULTRASOUND imaging: Inside out Thomas L S: Diagnostic ULTRASOUND imaging: Inside out. Elsevier Academic Press, London, 2004   Thrush A, Hartshorne T: Peripheral Vascular Ultrasound HOW, WHY AND WHEN (Sec. Ed.). ELSEVIER CHURCHILL LIVINGSTONE - 2005   Waag,R.C. and Moshfeghi,M.: In vivo and in vitro ULTRASOUND beam distortion. Ultrasound In Med. and Bio. Vol.14, No.5 pp.415-428, 1988.   Wild,J.Reid,J.M.: Application of echo ranging techniques to the determination of structure of biological tissues. Science 115: pp.226-230, 1952.   Williams,R.A.: "Biological effects and potential hazards." Academic Press pp. 39-80, 1983.   http://www.nature.com/bjc/journal/v101/n1/full/6605116a.html http://www.biosono.com/