Trodimenzionalni ultrazvuk u procjeni moždanog krvožilja

Three-dimensional ultrasound has started developing in the fifth decade of the last century using numerous imaging innovations. For the exploration of extracranial circulation, three-dimensional ultrasound is used primarily on carotid arteries that are easy to access due to their anatomical position. In the evaluation of intracranial circulation, three-dimensionality can be achieved only partially due to the size of the bony window that prevents probe movement in all 360°. Three-dimensional ultrasound allows greater spatial resolution than conventional two-dimensional ultrasound. In comparison with magnetic resonance, three-dimensional ultrasound reaches transaxial resolution of 5 mm, longitudinal resolution of up to 10 mm and rotational resolution of up to 40º. Other advantages are noninvasiveness, volumetric tissue analysis instead of planimetric analysis, relatively low cost with high reproduction accuracy, high sensitivity and specificity (r=0.982). The principal shortcomings of three-dimensional ultrasound are the impossibility to distinctly differentiate between periarterial and intra-arterial tissue that will cause problems with tissue segmentation, cost of the ultrasound device that is somewhat more expensive, and the need for a skilled operator. Movement artifacts are most responsible for all artifacts but are easy to diminish with the use of the mechanical arm and ECG synchronization. Three-dimensional ultrasound is best used as a complimentary method of examination along with conventional ultrasound that enables mandatory hemodynamic evaluation. Recently, along with three-dimensional ultrasound, four-dimensional ultrasound is being developed that will allow real time tissue movement analysis and thus atherosclerotic plaque instability assessment.Trodimenzionalni ultrazvuk se razvija od sredine pedesetih godina prošloga stoljeća uporabom raznih inovacija u slikovnom prikazu. U ispitivanju ekstrakranijske cirkulacije rabi se prvenstveno trodimenzionalni ultrazvuk karotidnih arterija koje su lako dostupne pregledu zbog obilježja njihovog smještaja. U procjeni intrakranijske cirkulacije trodimenzionalnost je moguće samo djelomice postići, jer zbog veličine koštanoga prozora opseg pokreta sondom u svih 360° nije moguće napraviti. Trodimenzionalni ultrazvuk dopušta veću prostornu rezoluciju od konvencionalnog, dvodimenzionalnog ultrazvuka. U usporedbi s magnetnom rezonancijom trodimenzionalni ultrazvuk omogućuje transaksijalnu rezoluciju od 5 mm, longitudinalnu rezoluciju do 10 mm i rotacijsku rezoluciju do 40º. Ostale prednosti su neinvazivnost, volumetrijska analiza tkiva umjesto planimetrijske, relativno niska cijena uz veliku točnost reprodukcije, te visoka osjetljivost i specifičnost (r=0,982). Glavni nedostaci trodimenzionalnog ultrazvuka su nemogućnost jasnog razlikovanja periarterijskog i intraarterijskog tkiva, što uzrokuje probleme u segmentaciji tkiva, trošak nabave ultrazvučnog uređaja koji je nešto veći od troška nabave konvencionalnog uređaja, a uz to je potreban i vrsni operater. Pomaci tkiva također uzrokuju brojne artefakte, no uporabom mehaničke ruke i EKG sinhronizacije moguće je umanjiti navedene poteškoće. Trodimenzionalni ultrazvuk najbolje je rabiti kao dopunsku metodu pregleda uz konvencionalni ultrazvuk koji dopušta nužnu hemodinamsku procjenu. Uz trodimenzionalni ultrazvuk razvija se i četverodimenzionalni ultrazvuk koji omogućava prikaz pomaka tkiva u stvarnom vremenu, čime su dostupne informacije o nestabilnosti aterosklerotskog plaka

Upotreba ultrazvuka u kemijskoj sintezi

Zvučni val, ultrazvuk, pri prolasku kroz otopinu djeluje kao mehanička sila koja potiče proces kavitacije. Posljedično, ultrazvuk se koristi u kemijskoj sintezi, pročišćavanju otopina od plinova, degradiranju polimera itd. Izmjenom intenziteta i frekvencije ultrazvuka koji djeluje na otopinu nastaju kavitacijski mjehurići. Glavni procesi koji su uzrok mogućnosti primjene ultrazvuka u kemijskoj sintezi događaju se unutar mjehurića pri visokom tlaku i temperaturi. Također se prilikom pucanja kavitacijskih mjehurića oslobađa jaki udarni val (engl. „shock wave“) koji postupno može degradirati i metal. Prilikom istraživanja mogućnosti primjene ultrazvuka u kemiji od velike je važnosti odabir vrste uređaja pomoću kojeg se ultrazvukom djeluje na otopinu. Ultrazvučne kupelji su namijenjene za robustnije metode, dok se ultrazvučne sonde primijenjuju u sustavima u kojima je potrebno točnije definirati parametre ultrazvuka. Ultrazvukom je kemijsku reakciju moguće inicirati, ubrzati, ali i promijeniti reakcijski put. Te su primjene najzastupljenije u organskoj kemiji, gdje ultrazvuk često djeluje na anorganski katalizator, ako je prisutan, ili nastaju reaktivni radikalski produkti koji daljnjim reagiranjem daju produkt brže i uz veće iskorištenje u odnosu na klasičnu sintezu. Djelovanje ultrazvukom može potaknuti kristalizaciju, kao i nastanak većih čestica. Ta su dva svojstva najviše naglašena u okviru anorganske kemije pri sintezi materijala i nanočestica. Uvođenje alternativne metode u širu primjenu nije uvijek jednostavna, zbog nepoznavanja čimbenika koji utječu na mehanizam reakcijâ. Međutim, ultrazvukom potpomognuta sinteza daje dobre rezultate i posjeduje vrlo obećavajući potencijal uz rastuću kvalitetu mjerenih podataka i uređaja

Design of Portable Ultrasound Device

Cílem bakalářské práce je navrhnout design přenosného ultrazvukového zařízení, který by doplnil stávající řadu výrobků nově přidanou funkční hodnotu tak, aby byly splněny všechny technické aspekty a zachována určitá estetika. Jedná se o přístroj vhodný především pro potřeby lékařů, ale také například pro stručné informování těhotných žen o stavu plodu.The goal of bachelor thesis is proposing design of portable ultrasound device, which could be a complement of existing range of this type with respecting all technical and aesthetic requirements. This device should be convenient mainly for doctor’s necessities and for giving brief information about foetus of pregnant women

Synthesis of ceramic powder materials in the presence of the ultrasound field

Práce se zabývá syntézou oxidu ceričitého, oxidu samaritého a oxidu ceričitého dopovaného oxidem samaritým. Teoretická část je zaměřena na charakteristiku, aplikace a možnosti syntéz oxidu ceričitého. Experimentální část popisuje precipitační syntézu prášků oxidu ceričitého. Syntézy prášků probíhaly za normálních podmínek nebo v přítomnosti ultrazvukového pole. K popisu struktur připravených prášků byla využita rentgenová difrakce (XRD) a rastrovací elektronová mikroskopie (SEM). Z vybraných prášků byla připravena keramika, u které byla struktura popsána pomocí SEM, hustota určena Archimédovou metodou a velikost zrna průsečíkovou metodou. Precipitační syntézou byly připraveny čisté prášky oxidu ceričitého, oxidu samaritého a oxidu ceričitého dopovaného oxidem samaritým. Morfologie prášku byla silně ovlivněna pH a dobou stárnutí. Ultrazvuk urychloval dobu stárnutí. Při pH > 11 vznikaly částice tyčinkovitého tvaru. Doba stárnutí a ultrazvuk podporovaly vznik tyčinek. Z prášku s tyčinkovitou morfologií byly připraveny keramiky s hustotou až 97,14% teoretické hustoty.The thesis concerns the synthesis Ceric Oxide, Samarium Oxide and Samarium doped Cerium Oxide. The theoretical part is focused on the characteristics, applications and possibilities of the Cerium Oxide synthesis. The experimental part describes the precipitation of the Cerium Oxide powder. The synthesis of the powders were proceeded in the normal conditions or in the presence of ultrasonic field. For the purposes of description of the ready powders the x-ray diffraction (XRD) and the raster electron microscopy (SEM) were used. The ceramics were made of the selected powders where the structure was described by SEM, the density by Archimedes´Method and the grain size by grid-line intersect method. Using the precipitation synthesis, the pure powders of Ceric Oxide, Samarium Oxide and Samarium doped Cerium Oxide were prepared. The powder morphology was strongly involved by the pH level and by ageing time. The ultrasound was accelerating the ageing. At the values of pH > 11 the rodlike particles were created. The ageing time and the ultrasound supported the creation of the rodlike particles. The ceramics made of the powder with the presence of the rodlike morphology showed the density up to 97,14% of the theoretical density.

The thyroid diseases

Štitnjača je endokrina žlijezda tj. žlijezda s unutrašnjim lučenjem hormona. Hormoni štitnjače su tiroksin (T4) i trijodtironin (T3). Utječu na sva tkiva u organizmu i o njima ovisi pravilna funkcija svih organa u tijelu. Bolesna štitnjača može lučiti previše hormona T4 i T3, tada nastupa hipertireoza, tj. ubrzan rad štitnjače. Kad štitnjača luči premalo hormona T4 i T3 dolazi do hipotireoze, usporenog rada štitnjače. Najteža komplikacija hipotireoze je miksedemska koma. Tkiva mogu biti i rezistentna na hormone štitnjače, što uzrokuje hipotireozu. Hipertireoza se najčešće manifestira kao Gravesova bolest, toksična čvorasta guša ili sekundarna hipertireoza. Tireotoksična kriza je najteža, po život opasna, komplikacija hipertireoze koja se pojavljuje naglo. Guša (netoksična guša ili struma) podrazumijeva sve oblike povećanja štitnjače, bez obzira na uzrok i terapijske postupke koji su različiti u raznim oblicima strume. Guša nastaje kada jedan ili više čimbenika smanji sposobnost štitnjače da stvara i luči dovoljnu količinu hormona za zadovoljavanje potreba perifernih tkiva. Endemska gušavost je generalizirano ili lokalizirano povećanje štitnjače u više od 10% populacije, a uzrokuje je jedan ili više čimbenika karakterističnih za određeno zemljopisno područje. Nedostatak joda je najčešći uzrok ali ima i drugih čimbenika. Sporadična gušavost označava povećanje štitnjače u neendemskom području. Toksična multinodozna guša može biti posljedica dugotrajne jednostavne gušavosti u endemskim krajevima dok se u neendemskim može teško ustanoviti. Toksični adenom je sličan multinodularnoj toksičnoj strumi ali se radi samo o jednom čvoru koji je uzročnik hipertireoze. Akutna upala, subakutni i kronični Hashimotov tireoditis su najčešće upale štitnjače. Tumori štitnjače mogu biti dobroćudni i zloćudni.Thyroid is an endocrine gland with internal excretion of its hormones. Thyroid hormones are thyroxine (T4) i triiodothyronine (T3). They affect all body tissues and they have an important role in regular function of all organs in the body. Disfunctional thyroid can excrete too much hormones T4 i T3, so the hyperthyreoidism occurs (that is a state in which thyroid metabolism is enhanced). When the thyroid excretes less T4 i T3 hormones than normally, the hypothyreoidism occurs. The worst complication of hypothyreoidism is a myxedema coma. Body tissues can also be resistant to thyroid hormones and that causes the hypothyreoidism. The hyperthyreoidism is generally manifested as Graves' disease, toxic nodule goiter or secondary hyperthyreoidism. Thyreotoxic crisis is the hardest complication of hyperthyreoidism which occurs suddenly. Goiter (nontoxic one) includes all types of thyroid's growth, regardless of the cause of the growth or therapy procedures which are different for different types of goiter. Goiter occurs when one or more factors decrease the thyroid's ability to produce and excrete enough hormones. Endemic goiter is generalized or localized growth of the thyroid in more of the 10% of the population. It is caused by one or more factors typical for a certain geographic area. The common reason is iodine deficiency but there are also other factors. Sporadic goiter is the thyroid growth in non-endemic area. Toxic multinodular goiter can be a consequence of a long-term simple goiter in endemic areas, while in non-endemic areas it is hardly detected. Toxic adenoma is similar to multinodular toxic goiter, but in this case there is a single node that causes hyperthyreoidism. Acute abscess, subacute and chronic Hashimoto's thyreoiditis are the most common thyroid abscesses. Thyroid tumors can be malignant or benign tumors

Use of low-intensity ultrasound for foreign bodies determination in food systems

Ultrazvuk je kao i zvuk mehanička vibracija u krutom ili tekućem mediju, a obuhvaća frekvencije veće od 20 kHz. Djelovanje ultrazvuka koristi se u različitim industrijama, a značajno mjesto zauzima i u prehrambenoj tehnologiji, i to kao kao analitička metoda, a u zadnje vrijeme sve više i kao nova tehnika obrade koja u velikoj mjeri utječe na fizikalno-kemijska svojstva hrane. Ultrazvuk se može podijeliti na ultrazvuk niskog intenziteta ( 1 Wcm-2). Ultrazvuk visokog intenziteta se koristi za unaprjeđenje, poboljšanje ili mijenjanje fizikalno kemijskih svojstava hrane tijekom procesa proizvodnje. Primjena ultrazvuka niskog intenziteta se odnosi na nerazorno ispitivanje određenih svojstava sastojaka hrane, ali i gotovih prehrambenih proizvoda kao što su struktura, protok, debljina, kemijski sastav, veličina čestica ili prisustvo stranih tijela. Pod pojmom strana tijela podrazumijevaju se svi nepoželjni čvrsti komadići različitih materijala slučajno zaostali u hrani. To mogu biti komadi drveta, stakla, gume, kamena, metala, plastike, različita vlakna ambalažnog materijala, nokti ili vlasi kose. Određivanje stranih tijela u prehrambenim sustavima pomoću ultrazvuka zasniva se na različitoj zvučnoj impedanciji i brzini zvuka stranih tijela i hrane, odnosno njihovim različitim odzivima pri prolasku ultrazvučnih impulsa. Unutar ultrazvučnog frekvencijskog raspona strana tijela mogu biti otkrivena u smislu odbijanja, loma, raspršenja ili prigušenja zvučnih signala. U praktičnom određivanju prisutnosti nepoželjnih stranih tijela u hrani ta frekvencija je najčešće iznad 50 kHz. U ovom radu teoretski i praktično su prikazani osnovni principi ove tehnologije.Ultrasound waves are mechanical vibrations in a solid or fluid with frequencies above 20 kHz. Ultrasound has been used in a many different technologies for a various industry applications and more and more in food industry, as an analytical tool, or for the raw material modification before, during and after the manufacturing of food products. The use of ultrasound in food technology can be globally divided as low-intensity ( 1 Wcm-2). Hi-intensity ultrasound is used to enhance, promote or change physical or chemical properties of foods. Low-intensity ultrasound is non-destructive method that enables data about physicochemical properties of food components and products such as structure, flow rate, thickness, composition, particle size and attendance of foreign bodies. A “foreign body” is any unwanted piece of solid matter present in foodstuffs. It can be piece of wood, glass, rubber, stone, metal, plastic, fibre, dirt, nail or thin hair. Foreign bodies are significantly dissimilar from foodstuffs in terms of acoustic impedance and ultrasonic velocity, consequently a certain ultrasound response is to be registered. Foreign bodies can be detected by registering the reflected, refracted or scattered acoustic signals. In practical applications for detection of foreign bodies in foodstuffs frequency is usually above 50 kHz. In this work theoretical and practical approach for this technology is presented

Experimental ultrasonic measurement using LabView

Tato bakalářská práce se zabývá ultrazvukovým polem, měřením jeho útlumu a měřením pomocí LabVIEW. Jsou zde vysvětleny základní parametry ultrazvukových měničů a ultrazvukového pole. Byly navrženy dvě metody pro měření útlumu a modifikace té druhé. V této práci jsou uvedeny dva programy v LabVIEW pro měření útlumu, první budí ultrazvukový měnič kontinuálním signálem a druhý pulsem o několika periodách sinusového signálu. Nakonec jsou zde uvedeny výsledky měření pomocí těchto programů.This bachelor´s thesis deals with ultrasonic field, measurement of its attenuation and measurement using LabVIEW. There are explained basic parameters of ultrasonic transducers and the ultrasonic field. Two methods for measuring ultrasonic attenuation and modification of the second one were proposed. There are introduced two programs in the LabVIEW for attenuation measurement, first one generates continual signal, which is brought to transducer and second one generates pulse of a few periods of sine. At the end there are showed produce of measurement using these programs.

Utjecaj ultrazvučnih parametara i pH na uklanjanje organskog ugljika iz otpadnih voda ink jet bojila na bazi vode

U radu je provedeno ispitivanje uklanjanja ukupnog organskog ugljika iz sintetske otpadne vode pripremljene otapanjem magenta ink jet bojila na bazi vode (Epson) u destiliranoj vodi ultrazvučnim ozračivanjem (20 kHz) vode. Ispitan je utjecaj vremena ozračivanja, snage ultrazvuka (30 – 150W) i pH vode na učinkovitost uklanjanja ukupnog organskog ugljika. Upotreba ultrazvuka utječe na smanjenje organskog ugljika iz otpadnih voda, posebice povećanjem snage ultrazvuka i duljim trajanjem ultrazvuka, a u kiselim otopinama (pH 2) još je više pospješeno uklanjanje organskog ugljika. S obzirom na dobivene rezultate koncentracija nitrata i sulfata u pročišćenim uzorcima ne može se tvrditi da ultrazvučnim ozračivanjem dolazi do razgradnje bojila

Measurement of the ultrasound transducer properties

Tato bakalářská práce se zabývá ultrazvukovými měniči, které se využívají v ultrazvukové technice. Cílem práce je seznámení se s vlastnostmi a parametry ultrazvukových měničů. V práci je provedeno měření frekvenční charakteristiky a rezonanční frekvence s využitím vývojového prostředí LabVIEW a měřicích karet NI-PCI 5102, NI-PCI 5401.This bachelor´s thesis deals with ultrasound transducers, which is used in ultrasound technology. The aim of project is making the acquaintance of properties and parameters ultrasound transducers. There are done measurements of frequency characteristic and resonance frequency using LabVIEW and NI-PCI 5102, NI-PCI 5401.

2D ultrasonic positioning

Práce se zabývá realizací a zhodnocením měření směrových i všesměrových ultrazvukových senzorů. Řízení ultrazvukových senzorů a vyhodnocovaní vzdáleností je realizováno mikrokontrolérem Arduino Duemilanove. První část práce se zabývá měřením směrových senzorů, jejich zapojením, ovládáním a následným zpracováním hodnot v Matlabu. Druhá část práce se zabývá řešením měření a zobrazování 2D polohy všesměrovými ultrazvuky, implementaci algoritmu trilaterace pro výpočet x-ových a y-ových souřadnic a srovnání použitých filtrů. Práce ke konci obsahuje také srovnání směrových a všesměrových ultrazvukových senzorů a zhodnocení jejich použitelnosti pro měření 2D polohy.This thesis deals with the implementation and evaluation of measuring directional and omni-directional ultrasonic senzors. Control of ultrasonic senzors and computation of a distance is realized by using a microrontroller Arduino Duemilanove. The first part deals with the measurement of directional sensors, their wiring and subsequent processing of the measurement is performed in Matlab. The second part deals with solving of measuring and visualization 2D position omni-directional ultrasonic senzors, implementation trilateration algorithm for calculating x and y coordinates and comparison the used filters. At the end of this thesis also includes a comparison of directional and omni-directional ultrasound and evaluate their applicability for measuring 2D position.