Medical uses of ultrasound

فراصوت امواج از درمانی های استفاده

دامپزشکی ای حرفه دکترای دانشجویان اختصاصی ی ترجمهشوشتر – واحد آزاد دانشگاه

Bats!

ها خفاش

Bats navigate using ultrasound

میابند را خود مسیر فراصوت امواج ی وسیله به ها خفاش

Bats: Navigating with ultrasound• Bats make high-pitched chirps

which are too high for humans to hear. This is called ultrasound

• Like normal sound, ultrasound echoes off objects

• The bat hears the echoes and works out what caused them

• We can also use ultrasound to look inside the body…

• Dolphins also navigate with ultrasound

• Submarines use a similar method called sonar

فراصوت : با یابی مسیر ها خفاش

می در خود از بلندی صداهای ها خفاشاست زیاد آنقدر ها انسان برای که آورندفراصوت اینها که نیستند شنیدن قابل که

با هستند نیز فراصوت ، معمولی های صدا مانندمیابد انعکاس اشیاء به برخورد

بررسی و میشنود را انعکاس خفاششده آن ایجاد باعث چیزی چه که میکند

استمیکنند یابی راه فراصوت با نیز ها دلفین

به مشابه متد یک از نیز ها زیردریاییمیکنند استفاده سونار . نام

دیدن برای فراصوت از میتوانیم نیز ماکنیم استفاده بدن درون

Bats: Navigating with ultrasound• If a bat hears an echo 0.01 second

after it makes a chirp, how far away is the object?

• Clue 1: the speed of sound in air is 330 ms-1

• Clue 2: The speed of sound equals the distance travelled divided by the time taken

• Answer: distance = speed x time

• Put the numbers in:

distance = 330 x 0.01 = 3.3 m

• But this is the distance from the bat to the object and back again, so the distance to the object is 1.65 m.

فراصوت : با یابی مسیر ها خفاشرا انعکاس یک خفاش ثانیه 0.01اگر

) با ) ، بشنود صدا موج فرستادن از پس؟ دارد فاصله چقدر شیء آن

هوا : 1راهنمایی در صوت متر 330سرعتاست ثانیه بر

با : 2راهنمایی است برابر صوت سرعتزمان بر تقسیم رفته که مسافتی

زمان : = × سرعت فاصله پاسخ

کنید جایگذاری را ها : عددمتر 3.3 = 0.01 × 330فاصله =

و شده خارج خفاش از موج که ایست فاصله این امای فاصله پس ، برگشته و کرده برخورد جسم به

آمده بدست ی فاصله نصف برابر جسم تا خفاشاست 1.65 . متر

Ultrasound imaging

فراصوت با برداری تصویر

Ultrasound imaging: What does it look like?

فراصوت : با برداری ؟ تصویر میشود دیده چگونه

Ultrasound imaging: How does it work?

• An ultrasound element acts like a bat.

• Emit ultrasound and detect echoes

• Map out boundary of object

فراصوت : با برداری ؟ تصویر میکند کار چگونه

میکند عمل خفاش یک مانند فراصوت عنصر یکمیدهد تشخیص را انعکاس و میکند خارج فراصوت

میکشد تصویر به را اشیاء مرز

Ultrasound imaging: How does it work?

• Now put many elements together to make a probe and create an image

فراصوت : با برداری ؟ تصویر میکند کار چگونه

قرار یکدیگر کنار را عنصر زیادی تعداد حال ) و ) بسازیم دستگاه کاوشگر یک تا دهیم می

کنیم تهیه را . عکس

Ultrasound imaging: development of a pregnancy

هفته هشتمیندر ) بارداری ی

بارداری 40یک) ای هفته

هفته هجدهمین

24 weeks

فراصوت با برداری بارداری : تصویر یک ظهور و تکامل

Ultrasound imaging: foetus feet

This is a 2D ultrasound scanthrough the foot of a foetus. You can see some of the bones of the foot.

تصویر یک درون 2این از فراصوتی بعدیپای

از . برخی میتوانید است جنین یکهای استخوان

کنید مشاهده را . پا

We can process the image in a computer to find the outline of the foot. This is called surface rendering. Here, the foot has been surface rendered

کنیم پردازش رایانه یک در را عکس میتوانیمتا

تحلیل . کار این به بیابیم را پا کلی طرحتحلیل . پا تصویر این در میشود گفته سطح

است شده . سطح

فراصوت : با برداری جنین تصویر پای

Ultrasound imaging: more surface rendering

فراصوت : با برداری سطح تصویر تحلیل های نمونه

Ultrasound imaging: imaging the heart

heart valves

atrium

ventricle

فراصوت : با برداری قلب تصویر از برداری تصویر

که دهلیز از قسمتیآن به سیاهرگی خون

میریزد

قلب های دریچه

بطن

Ultrasound imaging: kissing!

فراصوت : با برداری بوسیدنتصویر !

Ultrasound imaging: kissing – an inside view!

فراصوت : با برداری داخلی – تصویر نمای بوسیدن !

Doppler ultrasound

دوپلر فراصوت

Doppler effect: change in wavelength with speed• Ultrasound, like normal sound, is a

wave.• If a source of sound moves towards

the listener, the waves begin to catch up with each other. The wavelength gets shorter and so the frequency gets higher – the sound has a higher pitch.

• We use this principle to work out how fast blood cells move. Ultrasound reflects off the blood cells and causes a Doppler shift

است موج یک معمولی صوت مانند نیز .فراصوت

کند حرکت شنونده سمت به صوت منبع یک ، اگرمیکنند دیگر یک بای ترکیب به شروع ها . موجفرکانس این بنابر و شده تر کوتاه ها موج طول

میشود – بیشتر صدا دانگ یابد می . افزایش

حرکت چگونگی به تا میکنیم استفاده اصل ازین مااز . فراصوت ببریم پی خونی های سلول سریع

تغییر باعث و یابد می انعکاس خونی های سلولمیشود . داپلر

داپلر : سرعت اثر با موج طول در تغییر

• The ultrasound probe emits an ultrasound wave

• A stationary blood cell reflects the incoming wave with the same wavelength: there is no Doppler shift

میکند خارج فراصوت موج . دستگاهورودی موج ساکن خونی سلول یک

میدهد انعکاس مشابه موج طول با :رانمیشود ایجاد داپلری تغییر . هیچ

• The ultrasound probe emits an ultrasound wave

• A blood cell moving away from the probe reflects the incoming wave with a longer wavelength

• In reality, there is actually two Doppler shifts. The first one occurs between the probe and the moving blood cell (not shown here) and the second one occurs as the red blood cell reflects the ultrasound.

. میکند ساطع فراصوت موج دستگاهدستگاه از شدن دور حال در که خونی سلول یک

انعکاس بلندتر موج طول با را دریافتی موج استمیدهد .

افتد . می اتفاق داپلر تغییر دو اینجا در ، واقع درکه ) افتد می اتفاق متحرک سلول و دستگاه بین اولی ) که هنگامی دومی و است نشده داده نشان اینجا در

اتفاق میدهد انعکاس را فراصوت قرمز خونی سلولافتد . می

• Now, the blood cell moves towards the probe. It reflects the incoming wave with a shorter wavelength

دستگاه سمت به خونی سلول ، حالکه . میشود باعث این میکند حرکت

کمتری موج طول با دریافتی موجکند پیدا .انعکاس

Doppler effect: blood flow in artery

داپلر : عروق اثر در خون جریان

Doppler imaging: combine imaging and Doppler

• Use BOTH normal ultrasound imaging and Doppler imaging

• Used to image blood flow

داپلر : برداری داپلر عکس و برداری عکس ترکیب میشود استفاده داپلر و فراصوت معمولی برداری عکس روش دو هر . از

میگیرد قرار استفاده مورد خون جریان از عکس تهیه . برای

Ultrasound imaging: carotid artery• Doppler

imaging looks at artery

• Get image and trace of blood flow

• This is a healthy artery. The flow is smooth and all in the same direction, like water in a large, slow river

فراصوت : شاهرگی عکسبرداری جریانداپلر عکسبرداری درمیشود توجه عروق .بهجریان طرح و عکسمیشود گرفته . خونیسالم جریان یک این

. استو صاف جریان این

جهت یک در و روانرود یک در آب مانند

میباشد بزرگ و .آرام

Ultrasound imaging: carotid artery• This is also a carotid

artery.• The flow is not all in

the same direction. It is turbulent, like rapids in a river.

• This is usually due to a build-up of fatty deposits in the artery

فراصوت : شاهرگی عکسبرداری جریان

است شاهرگی جریان یک نیز .اینجهت یک در کامل طور به جریان

ها . تندرو مانند آشفته جریانی نیستاست رود . در

بیش ی اندوخته خاطر به معموال اینایجاد خون جریان در چربی حد از

. میشود

Ultrasound imaging: 4D Doppler ultrasound

Ventricles

AtriaThis is a complicated image of the heart of a foetus. It shows the blood moving between the ventricles and the arteries.

ها بطندهلیزها

عکس . این در است جنین یک قلب از پیچیده عکس یک اینشده داده نمایش ها دهلیز و ها بطن بین حرکت حال در خون

است

فراصوت : داپلر عکسبرداری فراصوت بعدی4عکسبرداری

Ultrasound safety

فراصوت برابر در ایمنی

Ultrasound: safety

• Question: 2D ultrasound has been used to image the foetus for about 50 years. It is thought to be completely safe and does not cause significant heating

• 4D ultrasound is new, requires more energy and therefore generates more heating. We think it is safe.

• Ultrasound is energy and is absorbed by tissue, causing heating

• Should we use it to diagnose foetal illness?• Should we use it to make videos of healthy babies for

parents?

ایمنیفراصوت :

ایجاد و شده جذب ها بافت ی وسیله به و است انرژی فراصوتمیکند . گرما

عکسبرداری: حدود 2سوال فراصوت که 50بعدی است سال که . میرسد نظر به میشود استفاده جنین از عکس ی تهیه برای

نمیشود توجهی قابل گرمای ایجاد باعث و بوده خطر بی . کامالبیشتری 4عکسبرداری انرژی نیازمند و بوده جدید فراصوت بعدی

که . میکنیم فکر ما میکند بیشتری گرمای ایحاد نتیجه در و استاست . ایمن

؟ کنیم استفاده آن از جنین های بیماری تشخیص برای باید ما آیااز والدینشان برای سالم های بچه از فیلم ی تهیه برای باید ما آیا

؟ کنیم استفاده آن

Summary: • We can get images of the

body by recording echoes of ultrasound

• Ultrasound is good at imaging soft tissues

• The Doppler effect can be used to detect blood flow

خالصههای انعکاس ی ذخیره ی وسیله به میتوانیم ما

کنیم تهیه بدن از هایی عکس . فراصوت

نرم های بافت از برداری عکس برای فراصوتاست . خوب

مورد خون جریان تشخیص برای میتواند داپلر اثرگیرد قرار . استفاده

Bye! خداحافظ !

Acknowledgements:

• Thanks to GE Healthcare, Prof Jem Hebden and Prof Alf Linney for providing images.

• This lesson was developed by Adam Gibson, Jeff Jones, David Sang, Angela Newing, Nicola Hannam and Emily Cook

• We have attempted to obtain permission and acknowledge the contributor of every image. If we have inadvertently used images in error, please contact us.