MEDT8002 Ultralyd bildediagnostikk
Øvingsoppgaver høsten 07
Oppdatert 28.8.2007 Brage H. Amundsen

Øving 1
Ultralyd avbildning Lab
Dataøvinger, in vitro og in vivo ultralyd avbildning med veiledning.
Dere kan gjerne slå dere sammen i grupper på 2-3.  Det skal leveres rapport med bilder, målinger og kommentarer på word eller pdf format.

Oppgaveteksten finner du her (word-fil).

Beskrivelse av fantom (pdf)





Øving 2
Ultralyd Doppler blodstrømsmåling
 Dere kan gjerne slå dere sammen i grupper på 2-3.  Det skal leveres rapport med bilder, målinger og kommentarer på word eller pdf format.

1. Doppler-ligningen:  Sett opp et uttrykk for Dopplerskiftet uttrykt ved ultralydfrekvens, lydhastighet, blodstrømshastighet og vinkel

2. Mål blodstrøm i carotis-arterien på en medstudent med Vivid 7 / M12L probe. 
    A.  Identifiser A. carotis communis, interna og externa. Hvordan kan du skille externa og interna ut fra flow-mønsteret? Forklar forskjellen. 

    B.    Mål diameter og hastighet og finn minuttvolum for communis, interna og eksterna.
            Kontroller om kontinuitets-ligningen stemmer.  Lagre bilder for bruk i rapport.  
    
    C.   Prøv å følg forløpet til en av carotis-arteriene videre oppover halsen. Bruk farge-Doppler for å følge åra, og pulset (PW) Doppler for å forsøke å måle hastigheten. Undersøk hvordan det å vinkle Doppler-strålene (både i farge- og PW) slår ut på styrken             til signalet, og kommenter om dere ser noen forskjell (trenger ikke legge ved bilder).

3. Se etter tricuspidal-insuffisiens (TI) hos noen på gruppa. Mål hastigheten og beregn peak systolisk lungearterie-trykk ut fra dette. Hvilke feilkilder og forutsetninger har denne målingen/estimeringen?
    Hvis ingen av dere har TI kan dere bruke en maks systolisk hastighet på 2.5 m/s som eksempel.

4.  Mål blodstrøm like under aortaklaffen (venstre ventrikkel utløpstrakt) med pulset og kontinuerlig Doppler.  Bruk M3S proben.

    A. Finn høyeste målbare hastighet ved å justere "scale" ved
    a) kontinuerlig Doppler
    b) pulset Doppler uten multiple sample-volum
    Gjenta dette ved laveste og høyeste ultralyd-frekvens for proben.

    B. Hvordan ser hastighets-profilen ut på dette nivået (ved aortaklaffen)? Hvordan ser profilen ut i en perifer arterie? Studer signalet fra aorta og en perifer arterie (f.eks A. brachialis) (begge målt med PW Doppler) og se om det stemmer med teorien. Hva vil     flowprofilen ha å si for hvor i spekteret vi bør legge hastighetslinja når vi skal kalkulere flow? Vil profilen ha betydning for hvordan vi bør plassere og justere størrelsen på sample volumet?

5. Se på nytt på hastighetsmålingene fra A. brachialis.
    A.    Hvorfor får man en svingende kurve (rundt null-linjen) på slutten av systolen/starten av diastolen?
   
    B.    Ved claudicatio intermittens (røykebein) har pasientene stenoser i arteriene til beina. En hastighetsprofil fra en slik arterie (ovenfor en betydelig stenose) vil ha et annet utseende, med en rundere hastighets-profil i systole, og ingen flow i diastole. Forklar         hvorfor.

6. Flow-fantom oppgave.
    Bruk fantomet som ble demonstrert på forelesning. Fantomet består av en styringsboks, en motor og en tråd som går i vann. Man kan måle hastigheten til denne tråden med ultralyd.
     A.      Bruk M3S proben og M12L proben. Still inn fantomet på konstant fart (30 cm/s og 150 m/s), og se hvilke hastigheter dere måler med pulset Doppler. Hold proben på frihånd og bruk vinkel-korreksjon. Gjør begge målingene både med liten (<40                   grader) og stor (>70 grader) vinkel mellom tråden og ultralyd-strålen. Trenger ikke legge ved bilder.
   
    B.       Bruk M3S proben. Forsøk å scanne i duplex-mode med "physiologic"-"common carotid" innstillinger på systemet. Duplex vil si at dere har levende bilde både i B-mode og PW. Sammenlign spekteret dere får med spekteret dere får når dere fryser                   B-mode bildet (2D-knappen ved siden av frys-knappen), kommenter.

7.  Doppler ved aorta-stenose
En pasient er innkalt til ultralyd-undersøkelse på grunn av mistanke om aorta-stenose ut fra funn av bilyd.
Ultralyd avbildning viser en aorta-klaff med nedsatt bevegelse, og redusert åpningsareal.

Fallet i blodtrykk over aorteklaffen på grunn av lite åpningsareal brukes som en indikator for å vurdere kirurgisk inngrep; et trykkfall (trykkgradient) på over 80 mmHg regnes som alvorlig. 
På ultralyd-scanneren er det mulig å regne om fra blodstrøms-hastighet  v [m/s], målt med Doppler spektralanalyse, til trykk-gradient P ved formelen  P = 4*v2. 

a)       Forklar fysikken bak denne formelen, og hvilke betingelser som må være oppfylt for at formelen skal gi tilnærmet riktig svar . 

Aorta-klaffen sees på ultralydbildet i avstand 8 cm fra proben.  Kardiologen som foretar undersøkelsen bruker kontinuerlig Doppler med frekvens 2 MHz.

Kardiologen gjør et opptak, og måler den høyeste (negative) hastigheten til 5.2 m/s, se figur. 
b)  Regn ut tilsvarende høyeste frekvens i Dopplersignalet.  Ligger det innenfor det hørbare området?
På spørsmål fra en interessert student om hvorfor han ikke bruker pulset Doppler, svarer han at bare kontinuerlig Doppler er brukbar til dette formålet.  

c)    Hva er grunnen til det? Begrunn svaret utfra beregnet begrensning ved pulset Doppler teknikk.

Han gjør tre opptak til fra litt forskjellig posisjoner (tilsammen 4 opptak), og får max. hastighets verdier på hhv. 3.1 m/s,  4.2 m/s og 4.8 m/s.  Hjerterytmen hos pasienten er helt stabil, så man kan anta at de store variasjonene skyldes måle-teknikken, og ikke representerer reelle variasjoner i trykkgradienten. 

d)         Diskuter mulige feilkilder i hastighets-målingene, og gjør overslag over hvor store de kan være.  Forslag: Variasjon i lydhastighet, frekvensavhengig dempning i vev, ulineær bølgeforplantning, frekvensoppløsning i spektralanalysator, høypass-filter , blodstrøms-retning, termisk støy.

e)          Hvilken av følgende metoder vil du anbefale for å anslå  trykk-gradienten utfra de fire målingene:

1) beregne midlere hastighet, og anvende formelen over for beregning av trykkgradient

2) beregne trykkgradient for hver av målingene, og midle resultatene

3) bruke den laveste av de fire hastighets-målingene

4) bruke den høyeste av de fire hastighets-målingene

f)         Gjør ditt eget anslag av trykkgradienten evt. korrigert utfra kjennskap til feilkildene ovenfor.  Vil du anbefale pasienten å ta operasjon?


Diverse spørsmål fra pensum