Ultralydavbildning

Ultralyd er lyd med frekvens langt over det hørbare området (f.eks 3,25 MHz). Lyden har evne til å trenge inn i kroppen.

Et bilde fremkommer ved at lydpulser sendes fra en kilde, reflekteres fra strukturene i kroppen og måles av en mottaker. Signalet blir så behandlet og tolket med hensyn på dybde og retning, og vist som et bilde på en skjerm. Bildet representerer et snitt gjennom kroppen.

Fig. 1: Snitt gjennom venstre hjertekammer

Avbildning av hjerte

Medisinsk ultralydavbildning brukes også for å avbilde fostere under svangerskap, for å se på indre organer som lever og nyrer, og for å se på blodårer og evt. innsnevringer og forkalkninger.

Figur 1 viser bildet av et snitt gjennom venstre hjertekammer, dvs. det kammeret som utfører hovedparten av arbeidet med å sende blodet rundt i kroppen. For hjertet er det viktig at bildet oppdateres hurtig fordi hjertet forandrer seg hele tiden i takt med hjerteslaget. Derfor er det vanlig å oppdatere disse bildene 20-50 ganger i sekundet. Sammen med bildet vises også det elektriske signalet i hjertet, EKG. Det er vist som en lyseblå kurve nederst. For hver topp i dette signalet slår hjertet. Legen sammenholder informasjonen i ultralydbildet med EKG- signalet og kan fra dette stille diagnoser om lekkasjer eller innsnevringer i hjerteklaffer, manglende bevegelighet i hjerteveggen (infarkt) osv.

Last ned mediefil

Fig. 2: Hjerte gjennom ett hjerteslag.

Den hvite prikkede sløyfen i figur 1 er resultatet av en automatisk bildebehandlingsmetode for å måle arealet av det snittet en har tatt av venstre hjertekammer. (Algoritme laget av Bjørn Olstad, NTNU). Det oppdaterer seg automatisk etterhvert som kammeret pumper ut og inn, og resultatet av det er vist som den røde kurven. Siden venstre hjertekammer er ganske rundt, kan en ut fra dette også finne volumet. Det er angitt til høyre i bildet. Det er også funnet ejeksjonsfraksjon (EF), dvs. forholdet mellom minste og største volum i hjertekammeret. Slike tall bruker legene i sin diagnose.

Enda mer informasjon får en hvis en ser på ultralydbilder i rask rekkefølge, som en video. Videoen bak figur 2 viser et hjerteslag med venstre hjertekammer øverst til høyre og venstre forkammer under. Mellom dem kan en se mitralklaffen, den som ligger mellom venstre forkammer og hjertekammer, som åpner og lukker. Deler av høyre forkammer og hjertekammer sees på venstre side.

 

Last ned mediefil

Fig. 3: 3D-video

Vi arbeider med å forbedre ultralydavbildning slik at en kan få tre dimensjoner. Dette skjer i samarbeid med norsk industri, der vår hovedsamarbeidspartner er GE Vingmed Ultrasound i Horten. Videoen bak figur 3 viser et tre-dimensjonalt ultralydbilde. Bildet øverst til høyre viser kjeglevolumet med data som er tatt opp og brukes for å orientere de tre andre bildene. De to bildene til venstre er to forskjellige snitt vinkelrett på hverandre gjennom datavolumet. Det nederste av dem er fra det grønne planet i den første figuren. Begge de to venstre bildene kunne ha vært tatt opp som standard to-dimensjonale bilder. Det siste bildet, nederst til høyre, er det blå snittet fra figuren over. Det er et bilde som er laget på tvers av ultralydstrålene og kunne ikke ha vært vist uten å ta opp volumdataene.

Vi har også jobbet i mange år med simulering av ultralydfelter i kroppen og særlig hvordan forskjellige probekonstruksjoner påvirker lydfeltet. En illustrasjon over forskjellen mellom fast fokuserte og dynamisk fokuserte prober finnes på siden om feltsimulering for ultralyd.


Emneord: medisinsk ultralyd, ultralydavbildning, signalbehandling
Publisert 4. feb. 2011 16:37 - Sist endret 30. mars 2011 15:00