Come abbiamo visto nel paragrafo precedente, quando il fascio ultrasonoro incontra una interfaccia succedono due fenomeni:
- riflessione: una parte del fascio viene riflessa e ritorna al trasduttore sottoforma di eco
- trasmissione: una parte viene trasmessa e prosegue il suo percorso nei tessuti più profondi.
1. Fascio riflesso: generazione dell’eco
- Angolo di insonazione e specchi acustici. Il fascio riflesso ha un angolo di riflessione uguale all’angolo di incidenza. Questo significa che se il fascio colpisce perpendicolarmente (90°) l’interfaccia, il fascio riflesso torna dritto verso la sonda con la massima intensità. Le interfacce perpendicolari agiscono come specchi acustici.
La riflessione speculare si verifica quando l’interfaccia è ampia e liscia (es. pleura, pareti vascolari, parete vescicale distesa, rima endometriale).
- Intensità dell’eco: Impedance mismatch. Ogni tessuto ha un valore specifico di impedenza e l’eco dipende dalla differenza di impedenza tra due mezzi. Maggiore è la differenza di impedenza, maggiore è l’energia del fascio riflesso. Per esempio interfacce con differenza di impedenza estrema come Aria ( bassissimo) e osso: (molto alto) riflettono quasi tutto il fascio, impedendo la penetrazione. Gli effetti pratici sono:
- Liquidi omogenei → anecogenicità per assenza di interfacce (immagine nera).
- Tessuto-aria: fino al 99,9% del fascio viene riflesso. Il gel elimina lo strato d’aria tra sonda e cute.
- Meteorismo e coste: impediscono la visualizzazione delle strutture profonde.
- Interfacce sferiche o molto riflettenti come l’ osso o i calcoli generano un’ ombra acustica profonda (assenza di dati oltre la struttura).
- Interfacce ampie e perpendicolari (pleura, vescica, diaframma) generano artefatto da riverbero (linee ecogene parallele).
- I tessuti molli sono caratterizzati da impedenze simili, per questo possono essere studiati bene. essi permettono una buona penetrazione del fascio, generano echi utili alla diagnostica.
2. Fascio trasmesso: assorbimento, scattering e rifrazione
- Assorbimento. L’energia dell’onda ultrasonora non riflessa che prosegue il suo percorso viene convertita in calore, causato dall’attrito molecolare e dal movimento oscillatorio delle particelle. Il riscaldamento nei tessuti sebbene sia del tutto minimo ed irrilevante in ecografia diagnostica, diventa importante nelle terapie ultrasonore (onde d’urto) e nell’esposizioni prolungate ad alte intensità di ultrasuoni.
- Scattering. Quando il fascio incontra piccole interfacce (dimensioni < lunghezza d’onda), o che hanno orientamento casuale il fascio si disperde in tutte le direzioni (riflessione diffusa), generando echi deboli e multipli che si manifestano come “speckles”, cioè la classica macchiettatura ecografica. Lo scattering determina l’ecotessitura parenchimale.
Gli speckles non rappresentano la reale microarchitettura di un tessuto ma sono indicativi della sua omogeneità, permettono di identificare pattern parenchimali normali e diventano più grossolani in condizioni patologiche (es. cirrosi, fibrosi).
- Effetto della frequenza della sonda. Alta frequenza → più scattering.
Pro/contro: aumentando lo scattering, migliora il dettaglio parenchimale ma si riduce la penetrazione.
- Rifrazione. Avviene quando l’onda attraversa un’interfaccia obliqua. Il fascio trasmesso che ha attraversato l’interfaccia cambia direzione determinata dalla diversa velocità del suono nei due mezzi. Molto frequente perché la maggior parte delle interfacce è insonata con angoli obliqui. Può contribuire a artefatti e variazioni nell’intensità dell’immagine.
