Come funziona l'ecografia L'ecografia viene eseguita in molte situazioni. Ad esempio in gravidanza, il ginecologo può richiederne una per controllare lo sviluppo del bambino o stabilire la data presunta del parto. Oppure si può fare un'eco in caso di pro
Come funziona l’ecografia
Vi sono molte situazioni in cui si esegue un’ecografia. Forse sei in gravidanza e il tuo ostetrico vuole che tu ne faccia una per controllare il bambino in crescita o per determinare la data presunta del parto. Oppure hai problemi di circolazione del sangue a un arto o al cuore e il tuo medico ha richiesto un’ecografia Doppler per esaminare il flusso sanguigno. L’ecografia è una tecnica di imaging medico molto diffusa da molti anni.
Che cos’è l’ecografia?
L’ecografia o ecografìa è una tecnica di imaging medico che utilizza onde sonore ad alta frequenza e i loro echi. La tecnica è simile all’ecolocalizzazione usata da pipistrelli, balene e delfini, così come al SONAR usato dai sottomarini. Nell’ecografia avvengono i seguenti eventi:
La macchina ecografa invia impulsi sonori ad alta frequenza (da 1 a 5 megahertz) nel tuo corpo tramite una sonda.
Le onde sonore penetrano nel corpo e incontrano un confine tra i tessuti (ad esempio tra liquido e tessuto molle, tessuto molle e osso).
Alcune onde sonore vengono riflesse indietro verso la sonda, mentre altre proseguono finché raggiungono un altro confine e vengono riflesse.
Le onde riflesse vengono captate dalla sonda e trasmesse alla macchina.
La macchina calcola la distanza dalla sonda al tessuto o all’organo (confini) utilizzando la velocità del suono nel tessuto (1.540 m/s) e il tempo di ritorno di ciascun eco (solitamente dell’ordine di milionesimi di secondo).
La macchina visualizza le distanze e le intensità degli echi sullo schermo, formando un’immagine bidimensionale come quella mostrata di seguito.
Immagine ecografica di un feto in crescita (di circa 12 settimane) all’interno dell’utero materno. Questa è una vista laterale del bambino, che mostra (da destra a sinistra) testa, collo, tronco e gambe.
In un’ecografia tipica, ogni secondo vengono inviati e ricevuti milioni di impulsi ed echi. La sonda può essere spostata sulla superficie del corpo e inclinata per ottenere varie vedute.
La macchina ecografa
Una macchina ecografa di base è composta dalle seguenti parti:
sonda trasduttore – sonda che invia e riceve le onde sonore
unità di elaborazione centrale (CPU) – computer che esegue tutti i calcoli e contiene gli alimentatori per sé e per la sonda trasduttore.
controlli degli impulsi del trasduttore – modificano l’ampiezza, la frequenza e la durata degli impulsi emessi dalla sonda trasduttore
display – visualizza l’immagine dei dati ecografici elaborati dalla CPU
tastiera/cursore – inserisce dati e prende misure dal display
dispositivo di memorizzazione su disco (disco rigido, floppy, CD) – archivia le immagini acquisite
stampante – stampa l’immagine dai dati visualizzati
Sonda trasduttore
La sonda trasduttore è la parte principale della macchina ecografa. La sonda trasduttore genera le onde sonore e riceve gli echi. È, per così dire, la bocca e le orecchie della macchina ecografa. La sonda trasduttore genera e riceve onde sonore utilizzando un principio chiamato effetto piezoelettrico (elettricità da pressione), scoperto da Pierre e Jacques Curie nel 1880. Nella sonda vi è uno o più cristalli di quarzo detti cristalli piezoelettrici. Quando viene applicata una corrente elettrica a questi cristalli, essi cambiano rapidamente forma. Le rapide variazioni di forma, o vibrazioni, dei cristalli producono onde sonore che si propagano verso l’esterno. Viceversa, quando onde sonore o di pressione colpiscono i cristalli, essi emettono correnti elettriche. Pertanto, gli stessi cristalli possono essere usati per inviare e ricevere onde sonore. La sonda contiene inoltre una sostanza assorbente il suono per eliminare le riflessioni dalla sonda stessa e una lente acustica per aiutare a focalizzare le onde sonore emesse.
Le sonde trasduttore esistono in molte forme e dimensioni, come mostrato nella foto sopra. La forma della sonda determina il suo campo visivo e la frequenza delle onde sonore emesse determina quanto in profondità penetrano le onde sonore e la risoluzione dell’immagine. Le sonde trasduttore possono contenere uno o più elementi a cristallo; nelle sonde a più elementi, ciascun cristallo ha il proprio circuito. Le sonde a più elementi hanno il vantaggio che il fascio ultrasonico può essere ‘sterzato’ modificando la tempistica con cui ciascun elemento emette l’impulso; lo sterzamento del fascio è particolarmente importante per l’ecografia cardiaca (vedi Principi di base dell’ecografia per i dettagli sui trasduttori). Oltre alle sonde che possono essere spostate sulla superficie del corpo, alcune sonde sono progettate per essere inserite attraverso varie aperture del corpo (vagina, retto, esofago) in modo da avvicinarsi all’organo esaminato (utero, prostata, stomaco); avvicinarsi all’organo consente vedute più dettagliate.
Le parti di una macchina ecografa
Unità di elaborazione centrale (CPU)
La CPU è il cervello della macchina ecografa. La CPU è essenzialmente un computer che contiene il microprocessore, la memoria, gli amplificatori e gli alimentatori per il microprocessore e la sonda trasduttore. La CPU invia correnti elettriche alla sonda trasduttore per emettere onde sonore e riceve inoltre gli impulsi elettrici dalle sonde creati dagli echi di ritorno. La CPU esegue tutti i calcoli necessari per l’elaborazione dei dati. Una volta elaborati i dati grezzi, la CPU forma l’immagine sul monitor. La CPU può inoltre archiviare i dati elaborati e/o l’immagine su disco.
Controlli degli impulsi del trasduttore
I controlli degli impulsi del trasduttore consentono all’operatore, detto ecografista, di impostare e modificare la frequenza e la durata degli impulsi ecografici, nonché la modalità di scansione della macchina. I comandi dell’operatore vengono tradotti in correnti elettriche variabili applicate ai cristalli piezoelettrici nella sonda trasduttore.
Display
Il display è un monitor di computer che mostra i dati elaborati dalla CPU. I display possono essere in bianco e nero o a colori, a seconda del modello della macchina ecografa.
Tastiera/Cursore
Le macchine ecografiche hanno una tastiera e un cursore, come una trackball, integrati. Questi dispositivi consentono all’operatore di aggiungere note e di prendere misure dai dati.
Memorizzazione su disco
I dati elaborati e/o le immagini possono essere archiviati su disco. I dischi possono essere dischi rigidi, dischetti, compact disc (CD) o dischi video digitali (DVD). Tipicamente, le scansioni ecografiche di un paziente vengono archiviate su dischetto e conservate con la cartella clinica del paziente.
Stampanti
Molte macchine ecografiche hanno stampanti termiche che possono essere usate per ottenere una copia cartacea dell’immagine dal display.
