Deteksjon og avbildning av kontrastbobler ved høye frekvenser

Abstract

Et hovedformål med denne oppgaven har vært å teste hvorvidt en ny kontrastdeteksjonsmetode fungerer ved høyfrekvent avbildning. Metoden utnytter de akustiske sprederegenskapene til kontrastboblene, slik at kontrastsignalet detekteres og vevssignal undertrykkes. Ved positive trykk vil en boble komprimeres, ved negative trykk vil den ekspanderes, og på grunn av de akustiske egenskapene vil boblen spre ulik energi i de to tilfellene. Metoden baserer seg på at to pulser sendes samtidig, der den ene pulsen er en lavfrekvent manipulasjonspuls som gjør at boblen resonerer, og den andre pulsen er en høyfrekvent avbildningspuls som avbilder boblen. Først sendes avbildningspulsen på en bølgetopp på manipulasjonspulsen og avbilder boblen under påvirkning av positivt trykk, deretter sendes avbildningspulsen i en bølgebunn og avbilder boblen under påvirkning av negativt trykk. De to avbildningene trekkes så fra hverandre, og man sitter igjen med et deteksjonssignal som bare skyldes kontrastboblene mens vevet rundt blir undertrykt. Det er gjort eksperimenter med metoden i et fantom, der eksterne prober er brukt for å sende de lavfrekvente manipulasjonspulsene (1 MHz, 3.5 MHz og 5 MHz), og en høyfrekvent smådyrskanner er brukt for å sende de høyfrekvente avbildningspulsene (20 MHz og 25 MHz). Røret i fantomet har vært av silikon med indre diameter på 2 mm, og SonoVue har blitt brukt som kontrastmiddel. For ulike manipulasjonstrykk har det blitt tatt bildeopptak av bobledestruksjon, kontrastmålinger i vanlig modus og i lyttemodus på skanneren, samt opptak av RF-data på oscilloskop. Resultatene viste at SURF Imaging fungerte for kontrastdeteksjon med de ulike frekvenskombinasjonene som ble brukt, men at metoden destruerte bobler ved høyere manipulasjonstrykk. I kontrastmålingene ble det observert et lavfrekvent signal som ble liggende oppå kontrastsignalet i alle målingene i M-mode. Dette signalet skyldtes antageligvis spekulær refleksjon fra rørveggen. I lyttemodus så det ut til at gjennomslaget var en kombinasjon av både ulineær spredning fra boblene og lineær spredning fra rørveggen, avhengig av hvilken manipulasjonsfrekvens som ble brukt. Det lavfrekvente gjennomslaget ble sterkere for både høyere manipulasjonsfrekvenser og manipulasjonstrykk. Dette indikerte at SURF Imaging ikke fungerte like godt for alle frekvenskombinasjoner. RF-opptakene bar preg av mye klipping, noe som gjorde prosessering vanskelig. Videre arbeid vil være å ta nye RF-opptak som ikke inneholder klipping, slik at prosessering og analyse av RF-data blir mulig. Det er også aktuelt å teste SURF Imaging med flere frekvenskombinasjoner, samt å prøve ut rør av ulikt materiale i fantomet.