How does ultrasound imaging work to create images of internal structures?

Ultrasound emits acoustic waves from a transducer and records echoes as waves reflect at tissue boundaries. The intensity of reflected waves and distance from the transducer create anatomical images. Acoustic impedance, which depends on tissue density and sound wave speed, determines how much sound reflects. Higher impedance differences produce stronger reflections, while lower differences result in partial reflections.

What are the main advantages of ultrasound compared to other imaging modalities?

Ultrasound is relatively inexpensive, portable, and versatile compared to CT, MRI, and NIRF imaging. It requires no contrast agents and is noninvasive. However, ultrasound has limitations in resolution and penetration depth. Abdominal gas and excess body weight can diminish image quality by limiting sound wave propagation or attenuating waves through overlying tissues.

What is the difference between B-mode, M-mode, and Doppler ultrasound imaging?

B-mode displays acoustic impedance of a two-dimensional tissue slice. M-mode captures rapid tissue movement, such as cardiac function. Doppler mode evaluates blood flow direction and velocity. Color Doppler provides qualitative assessment where red indicates flow toward the transducer and blue indicates flow away, with darker colors representing low velocity and lighter colors representing higher velocity.

How is circumferential cyclic strain measured using M-mode ultrasound?

M-mode imaging shows the anterior and posterior vessel walls as bright lines. Circumferential cyclic strain is calculated from inner aortic diameter values at peak systole, when the aorta is largest, and end diastole, when it is smallest. The anterior wall exhibits more motion than the posterior wall, allowing strain quantification from these diameter measurements.

What preparation steps are necessary before performing ultrasound imaging on a small animal?

The animal must be anesthetized using isoflurane and positioned on the imaging stage with secured paws and electrodes. Abdominal hair is removed with depilatory cream, and a rectal probe is inserted for body temperature measurement. Warmed ultrasonic transducing gel is applied to the abdomen. Physiological monitoring including heart rate, temperature, ECG, and respiration signals must be active during imaging.

How can pulsed wave Doppler mode quantify blood flow velocity in vessels?

Pulsed wave Doppler mode uses two yellow angled lines to align with vessel walls. The beam angle is adjusted so the dotted line runs parallel to anterior and posterior vessel walls. Once aligned, baseline, velocity, and Doppler gain controls center and brighten the waveforms, enabling quantitative measurement of blood flow velocity through the vessel.

What clinical applications does high-frequency ultrasound imaging support?

High-frequency ultrasound visualizes the umbilical vein and uterine artery to measure vessel diameter and maximum blood flow velocity in placental research. Cranial ultrasound is reliable for neonates with congenital anomalies or brain lesions, performed noninvasively at the bedside. Color Doppler visualizes intracerebral vessels and detects clots in transverse sinuses, supporting diagnosis of neonatal brain conditions.

Высокочастотная ультразвуковая визуализация брюшной аорты

0 просмотров14:20 мин

1. Настройка изображения

Включите ультразвуковую систему с помощью переключателя на задней панели. Включите монитор.
Подключите блок физиологического мониторинга и включите мониторинг сердечного ритма и температуры. Включите подогреватель геля и убедитесь, что свет горит.
Проверьте уровень изофлурана в анестетическом вапорайзере и при необходимости пополните дозу.
Включите бак O₂ или отфильтрованный источник воздуха и отрегулируйте расход воздуха на испарителе примерно до 1 л/мин.
Подсоедините мышь или крысиный стол, а затем подключите к нему кабель VGA. Закрепите соответствующий носовой обтекатель на месте и убедитесь, что изофлурановая (черная) и выхлопные газовые (синие) трубки правильно подключены к носовому обтекателю.
Выберите датчик для проведения процедуры и подключите его к «активному» порту под системой визуализации. Пропустите кабель датчика через пластиковые держатели над креплением датчика и закрепите датчик в зажиме. Обратите внимание, что с одной стороны каждого датчика есть небольшая выпуклая линия для определения ориентации изображения.
Обезболите животное в соответствии с рекомендациями AVMA и подготовьте его к визуализации. Нанесите в глаза офтальмологическую мазь, закрепите лапы на сценических электродах, и удалите шерсть в области интереса с помощью крема для депиляции. Покройте область, которую необходимо изобразить, подогретым гелем с ультразвуковым преобразователем.

2. Получение изображений

В системе начните новое исследование, выбрав New и Study, или найдите ранее начатое исследование и выберите New и Series. Оказавшись в новом ряду, выберите пользователя в меню и назовите свой ряд соответствующим образом.
После создания серии выберите B-mode (режим яркости) на клавиатуре. Все клавиши модальности изображения находятся в нижнем ряду черной клавиатуры.
Опустите датчик в нужное положение, обязательно глядя на сито, чтобы не оказывать слишком большого давления на животное. Проверьте частоту дыхания (RR), которая также отображается на экране, потому что слишком большое давление может привести к падению RR.
Глядя на изображение в B-режиме, отрегулируйте положение преобразователя, осторожно поворачивая ручки осей X и Y, расположенные на сцене, пока не найдете нужное местоположение.
Как только вы определитесь с нужным местоположением, подождите, пока заполнится белая полоса в нижней части изображения, прежде чем нажимать Image Label, чтобы сохранить изображение. При маркировке изображения тип модальности будет указан рядом с меткой изображения на экране управления исследованием, поэтому вам не нужно беспокоиться о включении его в метку изображения.
Для изображений в режиме M выберите M-mode (режим движения) на клавиатуре. Используйте SV gate, чтобы сузить или расширить желтые полосы, и курсор, чтобы выровнять полосы по нужному месту. После правильного размещения снова нажмите M-mode. Размещение стержней можно регулировать в режиме M.
Для создания образа EKV выберите B-mode и убедитесь, что вы находитесь в нужном месте. Затем выберите EKV, отрегулируйте настройки и нажмите Сканировать. Модальность EKV усредняет множество изображений B-режима за несколько сердечных циклов.
Чтобы использовать цветовой доплер, выберите B-mode, убедитесь, что вы находитесь в правильном месте, а затем выберите Color. Выберите Update и переместите курсор вверх, вниз, влево или вправо, чтобы достичь желаемого размера коробки, и выберите Update, чтобы заблокировать его. Затем вы можете использовать курсор для перемещения коробки в нужное место. Поворот ручки Velocity вверх увеличивает порог скорости и может уменьшить фоновый сигнал.
Чтобы использовать импульсно-волновой допплер для измерения скорости кровотока, полезно сначала перейти в режим цветного допплера, прежде чем нажимать PW. Появятся две желтые линии под углом. Пользователь должен выровнять более короткую пунктирную линию так, чтобы она была параллельна передней и задней стенкам сосуда, отрегулировав Beam Angle и повернув ручку PW Angle. Пунктирная желтая линия станет синей, если угол между двумя линиями слишком велик. Как только это будет выровнено, нажмите PW, а затем отрегулируйте элементы управления Baseline, Velocity, и Doppler Gain, чтобы центрировать и осветлить формы волн.
Чтобы использовать 3D-режим, начните с B-mode и выровняйте щуп по центру структуры, которую вы хотите изобразить. Используйте респираторное стробирование и триггер ЭКГ для сердечно-сосудистой системы. Нажмите 3D и установите желаемое расстояние сканирования и размер шага. После завершения сканирования нажмите Загрузить в 3D , чтобы визуализировать 3D-данные.
Вы можете просмотреть полученные изображения в любое время во время визуализации, нажав Управление исследованием в правом верхнем углу двух столбцов кнопок слева.
Когда вы закончите получение изображений в серии, выберите Закрыть серию на экране управления исследованием. Теперь вы можете открыть новую серию в своем учебном заведении, если это необходимо.

3. Передача и очистка данных

Чтобы передать данные для анализа, выберите исследования или отдельные серии, которые вы хотите скопировать, на экране управления исследованием.
Нажмите Скопировать в в правом верхнем углу экрана управления исследованием. Выберите нужное расположение файла и нажмите кнопку ОК.
Теперь вы можете удалить анмиал и вернуть его в помещение для восстановления.
Чтобы очистить ультразвуковую установку, сбрызните бумажное полотенце Т-образным спреем и сотрите нагретый предметный столик и ректальный зонд. Никогда не распыляйте дезинфицирующее средство непосредственно на сцену.
Датчик следует протереть 70% этанолом на бумажном полотенце, прежде чем поместить обратно в держатель.
Чтобы отключить воздух, выключите бак O2 или отфильтрованный источник воздуха. Вы должны увидеть, как шарик воздушного потока медленно опускается до 0 на испарителе.
После того, как вы закончите работу с системой, нажмите кнопку питания на экране управления исследованием в правом верхнем углу и дайте монитору полностью выключиться.
Выключайте кнопку питания на задней панели системы только после полного выключения монитора. Вы должны услышать, как вентилятор остановится, как только он будет должным образом выключен.

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Источник: Амелия Р. Адельспергер, Эван Х. Филлипс и Крейг Дж. Гёрген, Школа биомедицинской инженерии Уэлдона, Университет Пердью, Уэст-Лафайетт, Индиа…

Высокочастотная ультразвуковая визуализация брюшной аорты

Browse More Videos