Ultraljud del 1

Question 1

Vad ÄR ultraljud och HUR propagerar UL i ett medium?

Answer 1

Mekanisk longitudinell våg som svänger i riktningen som den utbreder sig i och kräver ett medium (t.ex luft, vatten, vävnad) att utbreda sig i.

Question 2

Vad menas med amplitud (A) inom ultraljud?

Answer 2

✅ Beskriver ljudvågens energiinnehåll och bestämmer intensiteten i vågen
✅ Mäter variationen i tryck eller partikelrörelse i mediet.
✅ En hög amplitud innebär starkare ultraljudssignal och starkare ekon i bilden.
✅ Amplituden minskar ju längre vågen färdas på grund av attenuation i vävnaden.

Question 3

Beskriv ultraljudets frekvens (f).

Answer 3

✅ f≥ 20 kHz (högre än vad mänskliga örat kan uppfatta)
✅ Ultraljudsundersökningar ofta frekvenser mellan 2–15 MHz)
✅ f=c/λ

Question 4

Beskriv våglängden inom ultraljud

Answer 4

🔹 λ= c/f
🔹 Definieras som avståndet mellan två toppar i en ljudvåg.
🔹 Längre våglängd → Långsammare upplösning men bättre penetration.
🔹 Kortare våglängd → Högre upplösning men sämre penetration.

Question 5

Beskriv ljudhastigheten (c) inom ultraljud.

Answer 5

❗️c= λ*f
❗️c beror på materialets egenskaper (främst densitet och elasticitet)
❗️Mjukvävnad (t.ex. muskel, njure): c=1540 m/s (standardvärde för ultraljudsbildsystem)
❗️Luft: ~ 330 m/s
❗️Fett: ~ 1450 m/s
❗️Ben: ~ 3500 m/s

Question 6

Beskriv principen för hur ultraljudet genereras.

Answer 6

1) En spänning skickas från UL-maskin till transducerns pizoelektriska kristall /material
2) Kristallen deformeras då och börjar vibrera i en frekvens som matchar den elektriska spänningspulsen
3) Vibrationerna genererar mekaniska ljudvågor som sprids ut i kroppen via transducerns kontaktyta
4) Ultraljudsvågorna träffar gränsytor mellan vävnader med olika akustiska impedanser, det sker reflektion, transmission och ibland spridning.

​

Question 7

Beskriv principen för hur ultraljudet detekteras.

Answer 7

1) Ekon som reflekteras detekteras av transducern
2) Ekon som träffar transducern skapar deformation av piezoelektriska kristallen och omvandlas till en elektrisk spänning
3) De elektriska signalerna förstärks och bearbetas.
4) Systemet mäter tiden det tar för ekot att återvända och använder formeln: d= (c*t) /2
5) Bildvisning: Det skapars en gråskalebild B-mode, M-mode eller Doppler-bild

Question 8

Transmission

Answer 8

Ljudet fortplantar sig i ett medium (vävnad).

Question 9

Refraktion

Answer 9

Ljudvågen byter riktning vid övergången mellan 2 medier vävnader)

Question 10

Reflektion (Spegling)

Answer 10

Ljudet studsar mot en gränsyta mellan olika vävnader och studsar tillbaka till transducern pga skillnader i akustisk impedans (Z).

Question 11

Diffus reflektion

Answer 11

Ljudet studsar mot en yta och börjar propagera i flera olika riktningar.

Question 12

Destruktiv interferens

Answer 12

Överlagring av 2 eller fler vågor där resultatet blir utsläckning

Question 13

Konstruktiv interferens

Answer 13

Överlagring av 2 eller flera vågor där resultatet blir förstärkning

Question 14

Spridning - scattering

Answer 14

Ljudet sprid mer eller mindre lika mycket i alla riktningar

Question 15

Diffraktion

Answer 15

Ljudet sprids när den propagerar från en källa

Question 16

Absorption

Answer 16

Energin i en ljudvåg minskar då vågen propagerar i ett medium pga värmeförluster

Question 17

Förklarar hur pulsekotekniken fungerar

Answer 17

1) Utsändning av ljudpuls
En ultraljudsgivare skickar ut en kort ljudpuls in i kroppen. Ljudvågen rör sig genom olika typer av vävnader (hud, muskler, blod, ben etc) och reflekteras när den träffar gränser mellan vävnader med olika densitet.
2) Reflektion
När ljudvågen träffar en gränsyta reflekteras en del av vågen tillbaka till givaren, medan resten fortsätter breda ut sig djupare in i kroppen och kan reflekteras igen vid nästa gränsyta.
3) Mottagning och tidsmätning
Transducern registrerar ekot och mäter tiden det tar för ljudet att återvända. Avståndet till gränsyta kan beräknas: Avstånd= (t*c) /2
4) Bildskapande
UL-maskinen använder informationen för att skapa en 2-dim. bild av kroppen inre (eller de strukturerna man vill avbilda). Varje eko-tidpunkt omvandlas till en ljusstyrka på skärmen. Starkare ekon visas som ljusare punkter.

Question 18

A-mode (Amplitud)

Answer 18

visar på vilket djup gränsskikten finns med en amplitudkurva hur starkt ekot är

Question 19

B-mode (Brightness)

Answer 19

visar på vilket djup gränsskiktet finns och med en fläck/prick hur starkt ekot är

Question 20

M-mode (motion mode)

Answer 20

Visar över tiden hur gränsskikten längs en stråle rör sig över tiden.

Question 21

Varför används gel vid avbildning av ultraljud?

Answer 21

-minskar skillnad i akustisk impedans
-Luftfickor mellan huden och transducern skapar stor skilland i akustisk impedans
-akustisk impedans för luft mkt låg jämfört med hudens & vävnadens impedans
-utan gel nästan fullständig reflektion ljudvågorna vid hudytan -> ingen eller dålig bildkvalitet
-fungerar som ett kopplingsmedium mellan huden & transducer

Question 22

Vad är speckle och hur uppkommer det?

Answer 22

-speckle är en form av UL artefakt (bildartefakt)
-gråskålemöstret i bilden
-kornighet i UL-bilden som inte ör direkt kopplat till reflektorer i vävnaden
-ett mönster som uppstår genom interferens
–>Representerar alltså inte ekon från verkliga källor