background image

Ultrasound 

 

BIOLOGY &SAFETY 

 


background image

Ultrasound ;longitudinal waves transmitted through 
matter 

 

When ultrasound transmitted through tissue it 
undergo ;

 

1-attenuation

 

2-divergence

 

3-absorption 

 

4-reflection

 

N.B; attenuation is reflection of the beam intensity 
with depth of tissue pass through as 

 

1-absorption

 

2-scattering 

 

3-beam divergence 

 


background image

Speed of sound in (m/sec)

 

 

• Air                                  330-348m/sec 
• Water                             1480-1495 m/sec 
• Lung                               600 
• Fat                                   1460  
• Soft tissue                      1540   (mean value) 
• Liver                               1550-1555 
• Muscle                            1580 
• Skull bone                      4080  


background image

Absorption coefficient & half value layers of various 

tissue 

 

\

issue or material   absorption coefficient  (dB/MH/sec)    half value 
layers(cm )

 

  

0.25

                           

Air                                                                  12

 

Water                                                                 0.0022                    13.68

 

Blood                                                              0.18                         16.72

 

Fat                                                                  0.63                           4.78

 

Liver                                                                  0.94                       3.2

 

Kidney                                                             1.00                         3.01

 

Bone                                                                  20.00                     0.15

 
 

HVL-is that thickness of absorbing tissue that reduce the beam 
intensity to half its original value  

 

N.B soft tissue us is attenuated 1dB/cm   /MH                            

 


background image

Acousting impedance =( reflection of sound at interface)

 

=density of tissue x speed of sound tissue (density & tempreture)

 

Tissue                                        acousti  impedence(Rayl x 10 ^-5 )

 

                                            0.0004                                            

 

 Air

 

                                             1.38

 

 Fat

 

Water                                           1.48

 

Blood                                            1.61

 

Kidney                                          1.62

 

Soft tissue                                      1.63 

 

Liver                                               1.65 

 

Muscle                                            1.70

 

Bone                                                  7.80

 

 


background image

The Rayl o impedance usticunit  is equivalent to 
gram /cm^2/sec

 

The higher the density the greater is the acoustic 
impedence

 

The higher the velocity  of sound in the medium 
;the greater is acoustic impdence  

 
 


background image

• Human hearing is  of 20-20000HZ 
• US is any sound with higher than 20000 Hz 
• the higher ultrasound frequency 
1-beter spatial resolution  
2-less penetration 
3- its dispersion from the source become less( the 

beam become more collimated & directional ) 


background image

• SONAR ; means  sound ;(so) navigation (N)& 

ranging ( R) 

• US frequency vs ray KV 
• Velocity (speed)=   frequency  x wave length 
• The higher density the higher velocity of 

sound  

• The velocity of US doesn’t depend on 

frequency ; its determined  by the medium 

•   


background image

Operational diagnostic us mode 

 

A-static imaging mode 
1-Amode ( amplitude mode ) 
2-B-mode brightness mode  
B-dynamic imaging modes  
1-M mode (motion mode ) 
2- real time (=compound B scan ) 
C-doppler mode  
To measure doppler shift frequency for depth & 

flow measurment  


background image

Sound intensites employed in 

medicine 

 

• Surgical  intensity more than 10 W/sequare 

cm 

• Therapeutic  intensity 1-3  
• Diagnostic  0.001-0.1 
 


background image

Artifact in us 

 

• 1-acoustic enhancemnet  
• 2-acoustic shadowing  
• 3-reverbration  
• 4-electronic  noise 
• 5-partial volume ( beam with artifact ) 
• 6-mirror image  
• 7-slide lobe  
• 8-velocity 
• 9-refraction 
• 10-aliasing   
• 11- paralysis 
• 12-coma tail artifact……….etc  


background image

Us biological effect 

 

• 1- heating 
• 2- cavitation 
• 3- direct mechanical effect 
• 4-effect on living tissue  
US  intensity over considerable period of time leads 

to A- chemical band can be disrupted 

B- macro molecules can be degraded 
C-chromosomes aberration can be produce  


background image

• At sufficient high intensity + long exposure time us 

is capable of producing measurable effect on 
tissue  

• No human effect have been observed  
• No evidence of us induced latent malignant 

disease exist with diagnostic range of us  

• But if US intensity is sufficiently high many of the 

effect produce  by ionizing radiation cant be 
produce  


background image

Facts 

 

• The absolute minimum dose level reported for 

observable effect in experimental specimen is 100 
mwave /cm2  & only for many hours of 
contineous radiation  

• Its known ;no manifest injury or late effect has 

ever occurred in humans exposed to diagnostic 
levels of medical us but higher levels can produce 
measurable effect 


background image

The rational approach

   

 lowest possible acoustic exposure to be with us 

examination by the following points  

• 1-  US used with valid medical reasons  
• 2-user familiar with their equipment setting ( 

intensity ; power ….) 

• 3-general rules ;user always used high gain setting 

&low power setting;  

• 4-reduce exposure time  
A-avoid repeat scan 
B- avoid holding transducer stationary 


background image

US PROBE

 


background image

background image

background image

background image

background image



رفعت المحاضرة من قبل: Ahmed monther Aljial
المشاهدات: لقد قام 4 أعضاء و 91 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل