Ultrasonografi Nedir ve Ultrasesin Teknik Özellikleri
Ses, iletken bir ortamda sıkışma ve gevşemeye neden olan sinüzoidal dalga formunda ilerleyen mekanik bir enerjidir (21). Diğer bir deyişle ses iletken ortamda mekanik titreşimlere neden olur. Sesin frekans birimi Hertz’dir (Hz). Hertz saniyedeki dalga sayısıdır; saniyede 1 dalga 1 Hz, 1000 dalga 1 kiloHertz (KHz), 1 milyon dalga ise 1 megaHertz’dir (MHz). Bir ortam içinde oluşan mekanik titreşimlerin birim zaman (sn) içindeki tekrarlama sayısı 16–20.000 arasında olduğu zaman insan kulağı bu titreşimleri algılayabilir ve buna “ses” adı verilir. Titreşimlerin tekrarlama sayısı saniyede 20’den az olduğunda infrases, 20.000’den fazla olduğunda ultrases adını alır. İnfra ve ultrases insan kulağı tarafından duyulamaz. Ultrasonografi (US); 2–15 MHz frekanslı ses dalgaları (ultrases) kullanılarak gerçekleştirilen, kullanımı kolay, radyasyon riski taşımayan bir görüntüleme yöntemidir. Tanısal US’de yüksek frekanslı ses dalgası elde edebilmek için Mekanik, Piezoelektrik ve magnetostriktif metodlar kullanılır. Piezo elektrik yöntemle 500 MHz, magnetostriktif yöntemle 300 Khz’e kadar frekansta ultrases elde etmek mümkündür. Mekanik yöntem, özel olarak hazırlamış membranların titreştirilmesidir. Günümüzde en çok, yüksek frekanslı ses elde etmek için Pierre Curie’nin 1880’de tanımladığı piezoelektrik olaydan yararlanılır (22,23).
Ultrases arka arkaya gelen kompresyonel longitüdinal bir dalga olup biyolojik dokularda dokunun elastisitesi ve dansitesi ile ilişkili bir hızla yayılır. Elastisite, hücre ve moleküller arasındaki ilişki ve bağlanma şekilleri ile belirlenen bir doku karakteristiğidir. Sesin yayılım hızı üzerinde oldukça etkili olup, doku elastisitesi arttıkça sesin yayılım hızı azalır. Örneğin yağ dokusu komprese edilebilen (elastik) bir doku olup yağlı dokularda sesin iletim hızı düşüktür. Dansite ise dokunun atom numarası ile ilişkilidir. Sesin yayılma hızı yüksek dansitede daha fazladır. Ancak dansite artımı empedans (direnç) artışına da neden olur [z = d x v; z:empedans, d:dansite, v:dokudaki ses hızı]. Biyolojik dokularda sesin yayılım hızı ortalama 1540 m/sn’dir. Ses ilerlerken farklı akustik yapıya (empedansa) sahip dokuyla karşılaştığında doku yüzeyinden yansır ve yansıyan sesin miktarı, iki doku arasındaki akustik empedans farklılığının derecesine bağlıdır. Hava ile yumuşak doku arasındaki akustik empedans farkı çok fazla olduğundan, ses tamamen yansımaktadır. Bu nedenle US incelemelerinde prob, cilde sürülen jel üzerine tatbik edilmektedir.
Sesin şiddeti cm2 başına düşen güç olarak tanımlanmaktadır. Birimi Watt/cm2/sn’dir. Diagnostik ultrasonografi cihazlarında sesin şiddeti 1- 40 miliWatt arasındadır.
Atenüasyon (tutulum), ultrases demetinin doku içindeki ilerleyişi sırasındaki abzorpsiyonuna bağlı zayıflamasıdır ve bu ilerleyiş sırasında çok az da olsa biyolojik dokuların absorbe ettiği enerji nedeniyle ısı artımı olur. Diagnostik incelemelerde bu değer 1˚ - 2˚ C olabilir. En çok yumuşak doku-kemik sınırındaki kemikte ısı artımı görülür.
US’de iki tip rezolüsyon (çözünürlük) vardır: uzaysal ve kontrast. Uzaysal rezolüsyonun üç komponenti vardır: (a) Aksiyal rezolüsyon, (b) ses demetine dik olan plandaki lateral rezolüsyon ve (c) kesit kalınlığı ile ifade edilen elevasyon (Şekil 2.1). Dokuya gönderilen ses dalgasına paralel düzlemdeki, yani farklı derinlikteki iki farklı yapının ayırdedilebildiği en küçük mesafe aksiyal rezolüsyon ile ifade edilir. Frekans artıp, dalga boyu azaldıkça aksiyal rezolüsyon artar. Lateral rezolüsyon dokuya gönderilen ses demetine dik doğrultuda, komşu iki obje arasındaki en küçük mesafedir ve efektif ses demeti genişliği ile doğru orantılıdır. Transdüser boyutu küçüldükçe ve sesin frekansı arttıkça efektif ses demeti daralacağından lateral rezolüsyon artacaktır. Yanısıra transdüser frekansı arttıkça aksiyal ve lateral rezolüsyon artar, ancak penetrasyon azalır. Elevasyonel rezolüsyon kesit kalınlığı yönündeki çözümlemeyi tanımlar. Bu boyut görüntüleme düzlemine diktir ve transdüser elementlerinin yüksekliğince belirlenir. Kullanıcı tarafından kontrol edilemez. Elevasyon mekanik lenslerle yapılan odaklama sayesinde iyileştirilir. Ayrıca elevasyon planında uzaysal rezolüsyonun arttırılması çok boyutlu dizimlilerle (1.5 veya 2 boyutlu) de mümkün olmaktadır.
Kontrast rezolüsyon, dokular arası akustik empedans farklılıklarını ayırdedebilme yeteneğidir. Ekonun amplitüdü ve dokunun atenüasyon değeri tarafından belirlenir. Yüksek kontrast çözümlemesi için, gürültü düşük olmalıdır. Sinyal-gürültü oranını artıran tüm teknikler uzaysal rezolüsyonu, penetrasyonu ve kontrast rezolüsyonunu artırırlar
