Doppler Ultrasonografisi DOPPLERİN FİZİKSEL PRENSİPLERİ D O P P L E R E T K I D O P P L E R F R E K A N S ı D O P P L E R D E N K L E M I D O P P L E R A Ç ı S ı Ultrasonografi nin Tanımı Doppler Çeşitleri Devamlı Dalga Doppler Renkli Doppler Ultrasonografi ve renkli Doppler Ultrasonografinin tıpta kullanım alanları 1
Doppler etkisi Doppler Etkisi (veya Doppler olayı), adını ünlü bilim insanı ve matematikçi Christian Andreas Doppler'den almakta dır. Dalga özelliği gösteren herhangi bir fiziksel varlığın frekans ve dalga boyu'nun hareketli (yakınlaşan veya uzaklaşan) bir gözlemci tarafından farklı zaman ve konumlarda farklı algılanması olayıdır. 2
Herhangi bir A konumundan B konumuna gitmek için fiziksel bir dalga ortamı'na ihtiyaç duyan dalgalar (örneğin ses dalgaları veya su dalgaları)için Doppler Etkisi hesaplamaları yapılırken, dalga kaynağı ve gözlemcinin birbirine göre konum,yön ve hızlarının yanında dalganın içinde veya üzerinde hareket ettiği dalga orta yapısı(yoğunluk, hacim, iletkenlik katsayısı, vb) dikkate alınmak zorundadır. 3
Doppler olayında iki farklı durum söz konusudur. a. Kaynak Hareketli İken: Kaynağın hareketi dışa gönderdiği dalgaların dalga boylarının, farklı doğrultuda farklı olmasına neden olur.! Kaynağın hareketi dalganın hızını etkilemez. Şekilde kaynak sağa doğru hareket etmektedir. Kaynak A noktasında iken A işaretli tepe gönderir. B noktasında olduğu zaman B tepesi gönderir. 4
Kaynak hareketli iken olan durumun nicel açıklaması şöyledir: Kaynağın dinleyici yönünde hareket etmesi sonucu tepeler arası uzaklık, iki dalga tepesinin yayılması arasındaki periyot süresince, kaynağın kat ettiği yol kadar azalır. Bu süre tam olarak dalgaların periyodudur. Ölçülen etkin dalga boyu ı ı = v s olur. Kaynağın dinleyiciden uzaklaştığı yönde ise tepeler arasındaki uzaklık ı = + v s olur. ı = v s ı = + v s Bu formüllerde = v / f ve = 1 / f ifadeleri yerine yazılırsa f ı f v v v s (kaynak hareketli olduğunda.) bu formüle ulaşılır. 5
b) Dinleyici Hareketli İken Şekilde görüldüğü gibi dinleyici hareketli iken farklı bir durum meydana gelir. Kaynağa doğru hareket ederken f den yüksek bir frekans; Dalga yaklaşmakta olan dinleyiciye v+v 1 kaynaktan uzaklaşan dinleyiciye ise v-v 1 bağıl hızı ile çarpar 6
Dinleyici hareketli iken olan durumun nicel açıklaması şöyledir: Dinleyicinin kaynağa doğru v 1 hızı ile hareket etmesi halinde aralarındaki bağıl hızın v+v 1 uzaklaştığında ise v- v 1 olduğunu görürüz. Dalgalar arasındaki yeni periyot /v olmadığından ı 1 ı f v v 1 v / f v v 1 ifadesi bulunur. ı v v1 f f v Formülün sade şekli ise: 7
Örnek: Soğuk bir kış gününde (T=0 0 C) bir araba, düz bir yol boyunca, 500 Hz frekanslı sesle korna çalarak 20 m/s hızla hareket halindedir. Yolun kenarında durmaktasınız. a.araba size yaklaşıyorken duyacağınız frekans ne olur? b.sizden uzaklaşıyorken duyacağınız frekans ne olur? Çözüm: Kaynak hareketli olduğundan; a. f ı 331m / s 500Hz 331m / s 20,0m / s f ı f ı f 532Hz b. v v v 331m / s 500Hz 331m / s 20,m / s s 472Hz 8
Bunun sonucu olarak her dalga kendisinden bir önce yayınlamış dalgadan daha kısa mesafe kat edecektir. Böylece dalgalar gitgide azalan zaman(t) farkları ile duyucuya ulaşırlar. 9
Doppler etkisini şöyle açıklayabiliriz. Gözlemciye yaklaşan otomobilin kornasının sesi duran bir otomobilinkinden daha yüksek frekansta, yani daha tizdir. Çünkü ses dalgalarının gözlemcinin kulağına ulaşıncaya kadar aldığı yol otomobil yaklaştıkça kısalır. Böylece ses dalgaları daha kısa aralıklarla gelmeye başlar ve o noktadaki dalga tepeleri giderek sıklaşır. Kısacası sesin frekansı, dolayısıyla yüksekliği arttığı için ses tizleşir, yani incelir. Otomobil uzaklaşırken bütün bu süreç tersine döner; dalga tepeleri giderek seyrekleşir,frekans azalır ve ses kalınlaşır. Doppler frekansı, fd ile gösterilir. fd = 2. v / λ fd = Doppler frekansı λ = Gönderilen sin. dalga boyu v = Hedefin hızı Bu formül eğer hedefin hızı, hedefin radyal hızına (merkezden çevreye doğru yada tersi yöndeki hız) eşit ise geçerlidir. 10
Ultrasonoğrafi - Ultrasonografi, ultrason kullanılarak elde edilen görüntüler. Birçok hastalığın ön teşhisinde kullanılan, ancak daha çok karın organları gibi ses dalgalarının kolayca geçebileceği konumdaki organların tetkikinde etkili bir inceleme yöntemidir. -Bu inceleme yönteminde X ışını yoktur. Ultrason, insan kulağının işitemeyeceği kadar yüksek frekanslı ses dalgalarını kullanarak iç organları görüntüleyen bir tanı yöntemidir. Ultrasonda radyasyon kullanılmaz. 11
Bu nedenle gebelerde ve bebeklerde rahatlıkla kullanılabilir. Cihazdan gönderilen ses dalgaları, hasta vücudundan yansıdıktan sonra gene aynı cihaz tarafından algılanır. Yansıma farklılıkları organdan organa değişir. Bu nedenle farklı yansımaların olduğu yapılar, farklı görüntüler verir. Normal yapılar içindeki bir tümör ya da kist, ses demetlerini farklı yansıttığı için farklı yapıda gözlenir ve tanı konulur. Görüntü oluşturulması sırasında "prob (Sinyal veren uç) hasta vüdudunda gezdirilirken, altında kalan bölümün kesit görüntüleri, hareketli organlar gibi ekranda kayar. Bu esnada radyolog tanı koyar. Elde edilen görüntülerin tanıda çok fazla bir katkısı yoktur. US işlemi, ihtisasları süresinde US eğitimini alan radyologlar tarafından yapılır. 12
Doppler frekansı Proba doğru hareket eden reflektörün frekansı, sabit duran reflektörünkinden biraz daha yüksektir. 13
14
15
16
Prob Açılandırmasının Sonuçları 17
Doppler Çeşitleri Devamlı Dalga Doppler Renkli Doppler 18
Devamlı Dalga Doppler; Kan damarlarındaki akım hakkında bilgi sağlamak için ses dalgalarının değişim farkını inceleme tek.kullanır. Tetkiki yapan hekim daralmış bir bölgeden geçen kan akımını değerlendirmek için sesleri dinler. Ses farklılıklarına göre tanıyı koyar. 19
Renkli Doppler; Klasik ultrasonografiye ek olarak damarların renkle kodlanarak görüntülenmesini sağlar. Bu teknik, damar tıkanıklıkları ve damar daralmaları gibi hastalıkları gösterebildiği gibi damar içinde akan kana ait bir takım hemodinamik(kan hareketi) ölçümler yapılmasını sağlayarak bazı hastalıklar hakkında bilgi verir. 20
Ultrasonografi ve renkli Doppler Ultrasonografinin tıpta kullanım alanları; Ultrasonografi kılavuzluğunda kitlelerden ince iğne biyopsisi gerçekleştirilmekte ve kitlenin patolojik tanısı konulabilmektedir. Karaciğer, safra kesesi, dalak, böbrekler, pankreas, mesane ve kadınlarda rahim (uterus), yumurtalıklar (overler) ilgili bir çok hastalık ve yakınmada ultrasonografi incelemesi gerçekleştirilebilmektedir. Renkli Doppler ultrasonografi yöntemi vücuttaki birçok damarın her hangi bir enjeksiyon ya da ilaç kullanımına gerek kalmaksızın, ses dalgaları ile görüntülenmesine olanak tanır. 21
* Hamilelik boyunca çoçuğun gelişimi ve sağlık takibi * Boyun incelemesi(özellikle tiroid bezi hastalıkları) * Karaciğer hastalıkları * Safra kesesi taşı ve hastalıkları * Böbrek taşı ve hastalıkları * İdrar torbası hastalıklarında * Kadın üreme sistemi hastalıklarında * Erkek üreme sistemi hastalıklarında * Bazı kanser türleri taraması * Kalp incelemesi. 22
Teşekkürler... Mutlu Özkızılkaya 23