Ultrasound Physics & Instrumentation
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CHAPTER 16 - Elastography
1. Palpation and Tissue Stiffness. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459
2. History of Elastography. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459
3. Elastography Method Categorizations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459
4. Static Elastography. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459
5. Elastogram Presentation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460
6. Elastogram Quality. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461
7. Static Elastograms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462
7.1 Focal Abnormalities. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462
7.2 Calibration of Static Elastograms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463
8. Dynamic Elastography Methods. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464
8.1 Early Approaches. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464
8.2 Shear Waves. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464
8.3 Acoustic Radiation Force Impulse Imaging (ARFI). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465
8.4 Magnetic Resonance Elastography (MRE). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465
8.5 Poroelastography. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465
8.6 Axial Shear Strain Elastgram (ASSE). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466
9. Potential Clinical Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466
CHAPTER 17 - IMT Ultrasound Imaging
1. Carotid Artery Anatomy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469
2. Acquiring The Images. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470
3. System Settings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472
3.1 Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472
3.2 Receiver Gain. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472
3.3 Dynamic Range (Grayscale, Compression, Post Processing Maps). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473
3.4 Harmonics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474
3.5 Compound Imaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474
3.6 Making the IMT Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474
CHAPTER 18 - Speckle Tracking and Cardiac Strain
1. Introduction and Definition of Strain and Strain Rate. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479
1.1 The Need for Cardiac Deformation Imaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479
1.2 Cardiac Mechanics: Translation, Rotation, and Torsion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479
1.3 Strain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479
1.4 The Strain Equation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 480
1.5 The Strain Rate Equation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 480
1.6 Using Strain to Assess Ventricular Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481
2. Measuring Strain: Cardiac Deformation Imaging Techniques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481
2.1 General. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481
2.2 M-mode and Velocity Determination. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481
2.3 PW Tissue Doppler and Velocity Determination. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481
2.4 Color Tissue Doppler and Velocity Determination. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481
2.5 Tissue Doppler Tracking and Limitations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482
3. Speckle and Speckle Tracking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482
3.1 Speckle and Reflection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482
3.2 How Speckle Tracking Works. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483
3.3 How Frame Rate Affects Speckle Tracking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485
3.4 Causes of Error in Speckle Tracking. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485
CHAPTER 19 - Patient Care and Sonographer Safety
1. Safety Aspects of Patient Care . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487
1.1 Equipment Performance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487
1.2 Patient Safety . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487
