Jedním z technických úspěchů moderní medicíny je široké využití pro studium vnitřních orgánů vysokofrekvenčního ultrazvuku, výkonného a neškodného diagnostického nástroje.
Samotná ultrazvuková technologie je známa již více než 80 let. Pokusy o použití ultrazvuku pro lékařskou diagnostiku vedly v roce 1937 k vzniku jednorozměrné echoencefalografie. Na počátku padesátých let však bylo možné získat pouze ultrazvukové zobrazení vnitřních orgánů a tkání osoby. Od nynějška se v medicíně stále více používá ultrazvuk. Dnes se používá v chirurgii, v různých fyzioterapeutických postupech a zejména v diagnostice. Využití ultrazvukové diagnostiky učinilo skutečnou revoluci v porodnictví.
Ultrazvuk: princip akce
Ultrazvuk je stejná mechanická vibrace elastických médií jako zvuk, lišící se pouze frekvencí.
Ultrazvuková frekvence leží mimo horní hranici rozsahu lidského sluchu (20 kHz). Použití ultrazvuku je založeno na jeho schopnosti bez výrazné absorpce proniknout do měkkých tkání těla, což se odráží od hustších tkání a heterogenit.
Pomocí ultrazvukového vyšetření vnitřních orgánů (echografie) je na povrch těla nasměrován tenký paprsek ultrazvukových pulzů generovaný malým piezoelektrickým senzorem, který může pracovat jak jako generátor, tak jako přijímač ultrazvukových vibrací. Další osud těchto impulzů závisí na vlastnostech tkání umístěných v jeho cestě: impulsy mohou procházet skrze ně, odrážet je nebo je absorbovat.
Analýza odražených signálů (prováděných pomocí počítače) umožňuje získat obraz průřezu těla podél dráhy snímače.
Ultrazvukové vyšetření (ultrazvuk) má jednu velmi důležitou vlastnost: radiační výkon požadovaný pro zobrazování je tak zanedbatelný, že nezpůsobuje žádné škodlivé účinky. To je hlavní výhodou ultrazvuku nad rentgenovými paprsky.
Co je ultrazvukové vyšetření?
Ultrazvukové skenování je bezbolestný zákrok prováděný lékařem. Tenká vrstva speciálního gelu se aplikuje na pokožku vyšetřované oblasti těla, což zlepšuje její kontakt se senzorem (dobrý kontakt senzoru s pokožkou do značné míry určuje kvalitu obrazu). Během postupu se sonda pomalu posouvá testovací oblastí. Ultrazvukové skenování nevyžaduje žádnou předchozí přípravu a pro takové vyšetření pacient nemusí chodit do nemocnice.
Moderní ultrazvukové zařízení umožňuje získat různé typy obrazů: pohyblivé nebo sekvenční snímky. V obou případech lze snímek zaznamenat pro další analýzu.
Ultrazvuk během těhotenství
Snad nejdůležitější použití ultrazvukové metody nalezené ve studiích těhotných žen. Umožňují vám získat informace o stavu plodu, aniž by ho vystavili matce nebo ohrožení, což je velmi důležité ve velmi raném stadiu těhotenství (2,5-3 týdny). Často tyto informace nelze získat jinými způsoby.
V prvních třech měsících těhotenství může ultrazvuková echografie určit, zda je plod naživu, určit jeho věk a určit počet vyvíjejících se embryí. Po třetím měsíci může ultrazvuk detekovat některé vrozené vady plodu, jako je například spina bifida, a přesně určit polohu placenty a odhalit její předčasné odchlípení.
Pomocí ultrazvukového skenování můžete určit velikost plodu během těhotenství a přesně předpovědět datum porodu. S pomocí ultrazvuku si dokonce můžete všimnout tepu plodu. Rentgenová vyšetření během těhotenství jsou nyní vyžadována pouze za zvláštních okolností.
Široce používaná v prenatální (prenatální) diagnostice, metoda detekce vývojových anomálií plodu - amniocentéza (výběr tekutiny z plodového vaku obklopujícího plod, obvykle v 15. - 17. týdnu těhotenství) - je řízena ultrazvukem.
Vývoj a zavádění nových typů ultrazvukových studií do praxe a jejich dostupnost způsobily revoluci v porodnické praxi, zjednodušení kontroly nad průběhem těhotenství a zvýšení její spolehlivosti.
Princip činnosti ultrazvukového stroje
Ultrazvuková diagnostika byla úspěšně použita v lékařské praxi a dlouhodobě se etablovala jako relativně levná a zcela bezpečná metoda výzkumu. Nejvyhledávanější oblastí diagnózy je vyšetření těhotných žen a vyšetřují se také všechny vnitřní orgány, krevní cévy a klouby. Princip echolokace je základem technologie ultrazvukového zobrazování.
Jak to funguje?
Ultrazvuk je akustická oscilace s frekvencí vyšší než 20 kHz, která je pro lidský sluch nepřístupná. Lékařské ultrazvukové zařízení používá frekvenční rozsah od 2 do 10 MHz.
Existují tzv. Piezoelektrické - krystaly některých chemických sloučenin, které reagují na ultrazvukové vlny s elektrickým nábojem a na elektrický náboj - ultrazvukem. To znamená, že krystaly (piezoelektrické prvky) jsou přijímačem a vysílačem ultrazvukových vln současně. Piezoelektrické prvky jsou umístěny v ultrazvukovém senzoru, přes který jsou do lidského těla vysílány vysokofrekvenční impulsy. Snímač je navíc vybaven akustickým zrcadlem a zvukově izolační vrstvou. Odrazená část paprsku zvukových vln se vrací do senzoru, který je převádí na elektrický signál a přenáší do hardwarového a softwarového systému - samotného ultrazvukového stroje. Signál se zpracovává a zobrazuje na monitoru. Nejčastěji používaný černobílý formát obrazu. Části, které odrážejí vlny do jednoho stupně nebo jiné, jsou na obrazovce označeny šedými přechody, bílé barvy jsou plně reflexní tkaniny a černé barvy jsou kapaliny a dutiny.
Jak ultrazvuková vlna?
Ultrazvukový signál, který prochází tkáněmi lidského těla, je absorbován a odražen v závislosti na jejich hustotě a rychlosti šíření zvukových vln. Husté prostředí, jako jsou kosti, kameny v ledvinách, močový měchýř, odrážejí zvuk téměř v plném rozsahu. Volnější tkáně, tekutiny a dutiny absorbují částečně nebo úplně vlny.
Hlavní charakteristiky ultrazvukového obrazu jsou echogenita a zvuková vodivost. Echogenita - schopnost tkání odrážet ultrazvukové vlny, rozlišovat hypo- a hyperechogenitu. Zvuková vodivost - schopnost tkání projít ultrazvukem. Na základě vyhodnocení těchto charakteristik vychází z analýzy objektu, jeho popisu a závěru.
Ultrazvukové vyšetření ultrazvukové sondy na úrovni expertů
Naše klinika je vybavena moderními stacionárními ultrazvukovými přístroji společnosti Medison a Toshiba, schopnými provádět jakékoli diagnostické úkony. Skenery jsou vybaveny dalšími monitory, které kopírují obraz pacienta. Expertní úroveň technologie znamená zdokonalené metody získávání informací:
- potlačení zrna obrazu;
- vícenásobné skenování sloučenin;
- energetická dopplerova sonografie;
- nastavení, která zlepšují obraz na těžko přístupných místech;
- digitální technologie;
- vysoké rozlišení obrazovky;
- trojrozměrné a čtyřrozměrné režimy.
Tyto studie, pokud je to žádoucí, může být klient zaznamenán na DVD-ROM.
S ultrazvukem, to je nejen třída zařízení, které je důležité, ale také profesionalita lékaře, který provádí diagnózu. Specialisté naší kliniky mají dlouholeté pracovní zkušenosti a vysokou kvalifikaci, což vám umožňuje správně rozluštit výsledky studie.
Princip ultrazvuku
Pokud jde o údržbu, opravy nebo práce na ultrazvukovém zařízení, je třeba především pochopit fyzikální základy procesů, s nimiž se budeme muset vypořádat. Samozřejmě, stejně jako v každém případě, existuje tolik nuancí a jemností, ale navrhujeme, abyste nejprve zvážili podstatu procesu. V tomto článku se dotkneme následujících otázek:
- Co je to ultrazvuk, jaké jsou jeho vlastnosti a parametry
- Tvorba ultrazvuku v moderních technologiích založených na piezoceramice
- Principy ultrazvuku: řetězec přeměny elektrické energie na ultrazvukovou energii a naopak.
- Základy tvorby obrazu na displeji ultrazvukového stroje.
Podívejte se na naše video o tom, jak funguje ultrazvuk
Naším hlavním úkolem je pochopit, co je to ultrazvuk a jaké jsou jeho vlastnosti v moderním lékařském výzkumu.
O zvuku.
Víme, že frekvence od 16 Hz do 18 000 Hz, které je lidské sluchadlo schopno vnímat, se běžně nazývají zvuk. Ve světě je však také mnoho zvuků, které nemůžeme slyšet, protože jsou pod nebo nad rozsahem frekvencí, které máme k dispozici: jedná se o infra a ultra zvuk, resp.
Zvuk má vlnovou povahu, to znamená, že všechny zvuky existující v našem vesmíru jsou vlny, jako v jiných případech mnoho dalších přírodních jevů.
Z fyzického hlediska je vlna excitací média, které se šíří přenosem energie, ale bez přenosu hmoty. Jinými slovy, vlny jsou prostorovou změnou maxim a minim fyzických veličin, například hustoty látky nebo její teploty.
Parametry vln (včetně zvuku) je možné charakterizovat pomocí délky, frekvence, amplitudy a periody kmitání.
Podrobněji zvažte parametry vlny:
Maxima a minima fyzikální veličiny mohou být podmíněně reprezentovány jako hřebeny a žlaby vlny.
Vlnová délka je vzdálenost mezi těmito hřebeny nebo mezi prohlubněmi. Čím blíže jsou hřebeny k sobě - čím kratší je vlnová délka a čím vyšší je její frekvence, tím větší je vzdálenost od sebe - čím vyšší je vlnová délka a naopak - tím nižší je její frekvence.
Dalším důležitým parametrem je amplituda kmitání nebo stupeň odchylky fyzikální veličiny od její průměrné hodnoty.
Všechny tyto parametry jsou vzájemně propojeny (pro každý vztah existuje přesný matematický popis ve formě vzorců, ale nedáme je zde, protože naším úkolem je porozumět základnímu principu a vždy ho můžeme popsat z fyzického hlediska). Každá z charakteristik je důležitá, ale častěji budete muset slyšet o frekvenci ultrazvuku.
Má vaše ultrazvukové zařízení špatnou kvalitu obrazu? Nechte si vyžádat inženýra přímo na místě a on provede bezplatnou diagnózu a nastaví ultrazvukový skener
High Frequency Sound: Jak způsobit několik tisíc vibrací za sekundu
Existuje několik způsobů, jak získat ultrazvuk, ale nejčastěji technika používá krystaly piezoelektrických prvků a piezoelektrický efekt založený na jejich aplikaci: povaha piezoelektrických prvků umožňuje vytvářet vysokofrekvenční zvuk pod vlivem napětí, čím vyšší je frekvence napětí, tím rychleji (častěji) krystal začíná vibrovat, vzrušující vysokofrekvenční oscilace v prostředí.
Jakmile se piezokrystal v oblasti vysokofrekvenčních zvukových vibrací, začíná vyrábět elektřinu. Zahrnutím takového krystalu do elektrického obvodu a určitým způsobem, zpracováním signálů z něj získaných, můžeme vytvořit obraz na displeji ultrazvukového přístroje.
Aby se však tento proces stal možným, je zapotřebí nákladného a složitého vybavení.
Přes desítky a dokonce stovky vzájemně provázaných složek ultrazvukového skeneru lze skener rozdělit do několika hlavních bloků, které se podílejí na přeměně a přenosu různých druhů energie.
Všechno začíná zdrojem energie schopným udržet vysoké napětí předem určených hodnot. Pak je přes řadu pomocných jednotek a za stálého řízení speciálního softwaru signál přenášen na senzor, jehož hlavním prvkem je piezokrystalická hlava. Převádí elektrickou energii na ultrazvukovou energii.
Pomocí akustické čočky ze speciálních materiálů a odpovídajícího gelu vstupuje ultrazvuková vlna do těla pacienta.
Stejně jako každá vlna, i ultrazvuk má tendenci se odrážet od povrchu, se kterým se setkává v jeho cestě.
Dále vlna prochází reverzní cestou různými tkáněmi lidského těla, akustický gel a čočka dopadají na piezokrystalický mřížek senzoru, který přeměňuje energii akustické vlny na elektrickou energii.
Přijetím a správným výkladem signálů ze snímače můžeme simulovat objekty, které jsou v různých hloubkách a jsou pro lidské oko nepřístupné.
Princip konstrukce obrazu založený na ultrazvukových snímacích datech
Zvažte, jak nám získané informace pomáhají při budování obrazu na ultrazvukovém skeneru. Základem tohoto principu je odlišná akustická impedance nebo odolnost plynných, kapalných a pevných médií.
Jinými slovy, kosti, měkké tkáně a tekutiny našeho těla přenášejí a odrážejí ultrazvuk v různé míře, částečně ho absorbují a rozptylují.
Celý výzkumný proces lze totiž rozdělit na mikroperiody a pouze malá část každé periody přenáší senzor. Zbytek času stráví čekáním na odpověď. Současně je doba mezi vysíláním a příjmem signálu přímo přenesena do vzdálenosti od senzoru k „viditelnému“ objektu.
Informace o vzdálenosti k jednotlivým bodům nám pomáhají vytvořit model zkoumaného objektu a používají se také pro měření potřebná pro ultrazvukovou diagnostiku. Data jsou barevně kódována - výsledkem je obraz, který potřebujeme na ultrazvukové obrazovce.
Nejčastěji se jedná o černobílý formát, protože se předpokládá, že do odstínů šedé jsou naše oči citlivější as větší přesností. uvidí rozdíl v hodnotách, i když v moderních zařízeních používají barevnou reprezentaci, například ke studiu rychlosti proudění krve a dokonce i zvukové prezentace dat. Ta spolu s videosekvencí v dopplerovských režimech pomáhá přesněji diagnostikovat a slouží jako další zdroj informací.
Ale zpět k konstrukci nejjednoduššího obrazu a podrobněji zvažte tři případy:
Příklady nejjednodušších obrazů budou studovány na základě B-módu. Vizualizace kostní tkáně a dalších pevných útvarů se skládá z jasných oblastí (hlavně bílá), protože zvuk nejlépe odráží pevné plochy a vrací se téměř do plného rozsahu senzoru.
Jako příklad můžeme jasně vidět bílé plochy - kameny v ledvinách pacienta.
Vizualizace tekutin nebo dutin je znázorněna černými plochami na obrázku, protože zvuk bez překážek přechází dále do těla pacienta a nedostáváme žádnou odpověď.
Měkké tkáně, jako je struktura ledviny samotné, budou reprezentovány oblastmi s různými gradacemi šedé. Přesnost diagnózy a zdraví pacienta bude do značné míry záviset na kvalitě vizualizace těchto objektů.
Takže dnes jsme se dozvěděli o tom, co je ultrazvuk a jak se používá v ultrazvukových skenerech ke studiu orgánů lidského těla.
Pokud má vaše ultrazvukové zařízení špatnou kvalitu obrazu, kontaktujte naše servisní středisko. Inženýři ERSPlus, kteří mají velké zkušenosti a vysokou kvalifikaci, jsou vždy připraveni vám pomoci.
Princip ultrazvukového stroje. Ultrazvukový senzor
Pod ultrazvukem rozumíme zvukové vlny, jejichž frekvence je mimo rozsah frekvencí vnímaných lidským uchem.
Objev ultrazvuku se datuje do pozorování letu netopýrů. Vědci, slepí oči netopýrů, zjistili, že tato zvířata neztrácejí svou orientaci v letu a mohou se vyhnout překážkám. Po tom, co si také zakryli uši, se roztrhla orientace v prostoru u netopýrů a setkali se s překážkami. Toto vedlo k závěru, že netopýři ve tmě jsou vedeni zvukovými vlnami, které nejsou zachyceny lidským uchem. Tato pozorování byla provedena již v XVII století, zároveň byl navržen termín "ultrazvuk". Netopýr pro orientaci v prostoru vyzařuje krátké pulsy ultrazvukových vln. Tyto impulsy, odrážející se od překážek, jsou po určité době vnímány uchem netopýra (fenomén ozvěny). Podle času, který přechází od okamžiku vyzařování ultrazvukového impulsu do vnímání odraženého signálu, zvíře určuje vzdálenost k objektu. Kromě toho netopýr může také určit směr, ve kterém je signál ozvěny vrácen, lokalizace objektu v prostoru. Posílá tak ultrazvukové vlny a pak vnímá odražený obraz okolního prostoru.
Princip umístění ultrazvuku je základem provozu mnoha technických zařízení. Podle takzvaného principu pulzního ozvěny pracuje sonar, který určuje polohu nádoby vzhledem k hejnu ryb nebo mořskému dnu (ozvěna ozvěny), stejně jako ultrazvuková diagnostická zařízení používaná v medicíně: přístroj vydává ultrazvukové vlny, poté vnímá odražené signály a pak t na čase, který uplynul od okamžiku vyzařování do okamžiku vnímání signálu ozvěny, určete prostorovou polohu odrazné struktury.
Jaké jsou zvukové vlny?
Zvukové vlny jsou mechanické vibrace, které se šíří v prostoru jako vlny, které se objevují po vhození kamene do vody. Šíření zvukových vln do značné míry závisí na látce, ve které se šíří. To je vysvětleno tím, že se zvukové vlny vyskytují pouze tehdy, když částice hmoty oscilují.
Vzhledem k tomu, že zvuk lze šířit pouze z hmotných objektů, ve vakuu se nevytváří žádný zvuk (při zkouškách se často ptá otázka „zpětného zasypávání“: jak se zvuk šíří ve vakuu?).
Zvuk v prostředí se může šířit jak v podélném, tak v příčném směru. Ultrazvukové vlny v kapalinách a plynech jsou podélné, protože jednotlivé částice média oscilují podél směru šíření zvukové vlny. Je-li rovina, ve které částice média oscilují, umístěna v pravém úhlu ke směru šíření vln, jako například v případě mořských vln (oscilace částic ve vertikálním směru a šíření vln v horizontále), hovoříme o příčných vlnách. Takové vlny jsou také pozorovány v pevných látkách (například v kostech). V měkkých tkáních se ultrazvuk šíří hlavně ve formě podélných vln.
Když jsou jednotlivé částice podélné vlny posunuty směrem k sobě, jejich hustota, a v důsledku toho tlak v substanci média na tomto místě se zvyšuje. Pokud se částice od sebe liší, lokální hustota látky a tlak v tomto místě se sníží. Ultrazvuková vlna tvoří zónu s nízkým a vysokým tlakem. S průchodem ultrazvukové vlny skrz tkáň se tento tlak mění velmi rychle v místě média. Aby bylo možné rozlišit tlak vytvořený ultrazvukovou vlnou od konstantního tlaku média, je také nazýván variabilní nebo akustický tlak.
Parametry zvukové vlny
Parametry zvukové vlny zahrnují:
Amplituda (A), například maximální akustický tlak („výška vlny“).
Frekvence (v), tj. počet oscilací za 1 s. Jednotka frekvence je Hertz (Hz). V diagnostických zařízeních používaných v medicíně používejte frekvenční rozsah od 1 do 50 MG c (1 MHz = 106 Hz, obvykle v rozsahu 2,5-15 MHz).
Vlnová délka (λ), tj. vzdálenost k sousednímu hřebenu vlny (přesněji, minimální vzdálenost mezi body se stejnou fází).
Rychlost šíření nebo rychlost zvuku. Záleží na médiu, ve kterém se zvuková vlna šíří, stejně jako na frekvenci.
Tlak a teplota mají významný vliv, ale ve fyziologickém teplotním rozmezí může být tento účinek zanedbán. Pro každodenní práci je užitečné si uvědomit, že čím hustší prostředí, tím větší rychlost zvuku v něm.
Rychlost zvuku v měkkých tkáních je asi 1500 m / sa zvyšuje se zvyšující se hustotou tkání.
Tento vzorec je ústředním prvkem lékařské echografie. S jeho pomocí je možné vypočítat vlnovou délku λ ultrazvuku, která umožňuje stanovit minimální velikost anatomických struktur, které jsou stále viditelné ultrazvukem. Tyto anatomické struktury, jejichž velikost je menší než délka ultrazvukové vlny, s ultrazvukem jsou nerozeznatelné.
Vlnová délka umožňuje získat poměrně hrubý obraz a není vhodný pro hodnocení malých konstrukcí. Čím vyšší je frekvence ultrazvuku, tím menší je vlnová délka a velikost anatomických struktur, které lze ještě rozlišit.
Možnost detailů se zvyšuje se zvyšující se frekvencí ultrazvuku. To snižuje hloubku průniku ultrazvuku do tkáně, tj. jeho pronikající schopnost se snižuje. S rostoucí frekvencí ultrazvuku se tak snižuje hloubka tkáňového výzkumu.
Vlnová délka ultrazvuku použitého v echografii ke studiu tkání se pohybuje od 0,1 do 1 mm. Menší anatomické struktury nelze identifikovat.
Jak získat ultrazvuk?
Piezoelektrický efekt
Výroba ultrazvuku používaného v lékařské diagnostice je založena na piezoelektrickém efektu - schopnosti krystalů a keramiky deformovat působením aplikovaného napětí. Při působení střídavého napětí se periodicky deformují krystaly a keramika, tzn. vznikají mechanické vibrace a vznikají ultrazvukové vlny. Piezoelektrický efekt je reverzibilní: ultrazvukové vlny způsobují deformaci piezoelektrického krystalu, která je doprovázena výskytem měřitelného elektrického napětí. Tak piezoelektrické materiály slouží jako generátory ultrazvukových vln a jejich přijímače.
Když dojde k ultrazvukové vlně, šíří se ve spojovacím médiu. "Připojování" znamená, že mezi ultrazvukovým generátorem a prostředím, ve kterém je distribuován, je velmi dobrá vodivost zvuku. K tomu obvykle používejte standardní ultrazvukový gel.
Pro usnadnění přechodu ultrazvukových vln z pevné keramiky piezoelektrického prvku na měkké tkáně je potažen speciálním ultrazvukovým gelem.
Při čištění ultrazvukového snímače je třeba dbát zvýšené opatrnosti! Ve většině ultrazvukových senzorů se odpovídající vrstva ve většině ultrazvukových senzorů zhoršuje, když je znovu zpracována alkoholem z „hygienických“ důvodů. Proto je nutné při čištění ultrazvukového senzoru přesně dodržovat pokyny připojené k přístroji.
Struktura ultrazvukového senzoru
Generátor ultrazvukových vibrací se skládá z piezoelektrického materiálu, převážně keramického, na přední a zadní straně, kde jsou elektrické kontakty. Na přední stranu přivrácenou k pacientovi je aplikována odpovídající vrstva, která je určena pro optimální ultrazvuk v tkáni. Na zadní straně jsou piezoelektrické krystaly pokryty vrstvou, která silně absorbuje ultrazvuk, který zabraňuje odrazu ultrazvukových vln v různých směrech a omezuje pohyblivost krystalu. To nám umožňuje zajistit, aby ultrazvukové čidlo vydávalo co nejkratší ultrazvukové impulsy. Trvání impulsu je určujícím faktorem v axiálním rozlišení.
Senzor pro ultrazvuk v b-módu se zpravidla skládá z mnoha malých sousedících keramických krystalů, které jsou konfigurovány individuálně nebo ve skupinách.
Ultrazvukový senzor je velmi citlivý. To je na jedné straně vysvětleno tím, že ve většině případů obsahuje keramické krystaly, které jsou na druhé straně velmi křehké tím, že komponenty snímače jsou umístěny velmi blízko u sebe a mohou být posouvány nebo rozbité mechanickým třepáním nebo nárazem. Cena moderního ultrazvukového senzoru závisí na typu zařízení a je přibližně stejná jako cena vozu střední třídy.
Před přepravou ultrazvukového přístroje bezpečně upevněte ultrazvukový senzor na přístroj a lépe jej odpojte. Senzor se při pádu snadno rozlomí a i drobné otřesy mohou způsobit vážné poškození.
V rozsahu frekvencí používaných v lékařské diagnostice není možné získat ostře zaostřený paprsek, podobný laseru, s nímž je možné „sondovat“ tkáně. Aby se však dosáhlo optimálního prostorového rozlišení, je nutné usilovat o co největší snížení průměru ultrazvukového paprsku (jako synonymum pro ultrazvukový paprsek se někdy používá termín „ultrazvukový paprsek“), který zdůrazňuje, že v případě ultrazvukového pole je to prostorová struktura, která má v ideálním případě minimálně průměr).
Čím menší je ultrazvukový paprsek, tím lépe jsou detaily anatomických struktur viditelné ultrazvukem.
Proto je ultrazvuk zaměřen co možná nejvíce v určité hloubce (poněkud hlouběji než zkoumaná struktura), takže ultrazvukový paprsek tvoří „pas“. Soustředí ultrazvuk buď pomocí „akustických čoček“ nebo použitím pulzních signálů na různé piezokeramické prvky snímače s různými vzájemnými posuny v čase. Současné zaostření na větší hloubku vyžaduje zvýšení aktivního povrchu nebo otvoru ultrazvukového snímače.
Když je senzor zaostřen, jsou v ultrazvukovém poli tři zóny:
Nejjasnější ultrazvukový obraz se získá, když je předmět, který je předmětem studie, v ohniskové zóně ultrazvukového paprsku. Objekt je umístěn v ohniskové zóně, když ultrazvukový paprsek má nejmenší šířku, což znamená, že jeho rozlišení je maximální.
V blízkosti ultrazvukové oblasti
Blízká zóna přímo sousedí s ultrazvukovým senzorem. Zde jsou ultrazvukové vlny vyzařované povrchem různých piezokeramických prvků navzájem superponovány (jinými slovy, dochází k interferenci ultrazvukových vln), a proto se vytváří ostře nehomogenní pole. Vysvětlíme to jasným příkladem: pokud hodíte do vody hrst oblázků, pak se kruhové vlny, které se od sebe liší, překrývají. V blízkosti místa, kde spadá oblázek, což odpovídá blízké zóně, jsou vlny nepravidelné, ale v určité vzdálenosti se postupně přibližují ke kruhové dráze. Pokuste se alespoň jednou udělat tento experiment s dětmi při chůzi v blízkosti vody! Výrazná nehomogenita blízké ultrazvukové zóny tvoří fuzzy obraz. Samotné homogenní médium v blízké zóně vypadá jako střídající se světlé a tmavé pruhy. Proto je blízká ultrazvuková zóna pro hodnocení obrazu téměř nebo vůbec vhodná. Tento efekt je nejvýraznější u konvexních a sektorových senzorů, které vyzařují rozbíhavý ultrazvukový paprsek; Pro lineární senzor je nejmenší heterogenita blízké zóny.
Je možné určit, jak daleko se šíří blízká ultrazvuková zóna, pokud otočením knoflíku zesílíte signál a současně sledujete ultrazvukové pole v blízkosti senzoru. Blízká ultrazvuková zóna může být rozpoznána bílým listem poblíž senzoru. Zkuste porovnat blízkou zónu lineárních a sektorových senzorů.
Vzhledem k tomu, že blízká ultrazvuková zóna není použitelná při posuzování obrazu objektu během ultrazvukového vyšetření, snaží se minimalizovat blízkou zónu a používat ji různými způsoby k jejímu odstranění ze studované oblasti. To lze provést například volbou optimální polohy senzoru nebo elektronickým vyrovnání nerovností ultrazvukového pole. V praxi je to však nejjednodušší dosáhnout pomocí tzv. Pufru naplněného vodou, který je umístěn mezi senzorem a předmětem studia. To vám umožní zobrazit hluk blízké zóny z místa, kde se objekt nachází. Jako nárazník se obvykle používají speciální trysky pro jednotlivá čidla nebo univerzální gelová podložka. Namísto vody se v současné době používají plastové trysky na bázi silikonu.
S povrchovým uspořádáním studovaných struktur může použití pufru významně zlepšit kvalitu ultrazvukového obrazu.
Oblast zaměření
Ohnisková zóna je charakterizována tím, že na jedné straně je zde průměr (šířka) ultrazvukového paprsku nejmenší, a na druhé straně, díky působení sběrací čočky, je intenzita ultrazvuku největší. To umožňuje vysoké rozlišení, tj. schopnost jasně rozlišit detaily objektu. Proto musí být anatomická formace nebo objekt, který má být zkoumán, umístěn v zaostřovací oblasti.
Daleko ultrazvuková oblast
Ultrazvukový paprsek se rozptýlí ve vzdálené ultrazvukové zóně. Jelikož je ultrazvukový paprsek při průchodu tkání oslaben, snižuje se intenzita ultrazvuku, zejména jeho vysokofrekvenční složky. Oba tyto procesy nepříznivě ovlivňují rozlišení a tím i kvalitu ultrazvukového obrazu. Proto se ve studii ve vzdálené ultrazvukové zóně ztrácí jasnost předmětu - čím více, tím dále, od senzoru.
Rozlišení zařízení
Rozlišení optického a akustického systému vizuálního výzkumu je určeno minimální vzdáleností, při které jsou dva objekty v obraze vnímány jako oddělené. Rozlišení je důležitým kvalitativním ukazatelem charakterizujícím efektivitu metody zobrazovacího výzkumu.
V praxi se často přehlíží, že zvýšení rozlišení je smysluplné pouze v případě, že se předmět, který je předmětem studie, podstatně liší ve svých akustických vlastnostech od okolních tkání, tj. má dostatečný kontrast. Zvýšení rozlišení v nepřítomnosti dostatečného kontrastu nezlepší diagnostické schopnosti studie. Axiální rozlišení (ve směru šíření ultrazvukového paprsku) leží v oblasti zdvojené hodnoty vlnové délky. Přesně řečeno, doba trvání jednotlivých vyzařovaných pulzů je rozhodující. Stává se to o něco více než dvě po sobě následující výkyvy. To znamená, že se senzorem s pracovní frekvencí 3,5 MHz by měly být tkáňové struktury 0,5 mm teoreticky vnímány jako samostatné struktury. V praxi je to pozorováno pouze za podmínky, že struktury jsou dostatečně kontrastní.
Boční (laterální) rozlišení závisí na šířce ultrazvukového paprsku, stejně jako na zaostření, a tedy na hloubce vyšetřování. V tomto ohledu se rozlišení velmi liší. Nejvyšší rozlišení je pozorováno v ohniskové zóně a je přibližně 4-5 vlnových délek. Boční rozlišení je tedy 2-3krát slabší než axiální rozlišení. Typickým příkladem je ultrazvuk pankreatického kanálu. Lumen kanálu může být jasně viditelný pouze tehdy, když je kolmý ke směru ultrazvukového paprsku. Části potrubí umístěné vlevo a vpravo z jiného úhlu již nejsou viditelné, protože axiální rozlišení je silnější než boční.
Sagitální rozlišení závisí na šířce ultrazvukového paprsku v rovině kolmé k skenovací rovině a charakterizuje rozlišení ve směru kolmém ke směru šíření a následně tloušťku obrazové vrstvy. Sagitální rozlišení je obvykle horší než axiální a laterální. V návodu připojeném k ultrazvukovému přístroji je tento parametr zřídka zmíněn. Mělo by se však předpokládat, že sagitální rozlišení nemůže být lepší než laterální rozlišení a že tyto dva parametry jsou srovnatelné pouze v sagitální rovině v ohniskové zóně. U většiny ultrazvukových senzorů je sagitální zaostření nastaveno na určitou hloubku a není jasně vyjádřeno. V praxi se sagitální zaostřování ultrazvukového paprsku provádí použitím odpovídající vrstvy ve snímači jako akustické čočky. Proměnné zaostřování kolmé k rovině obrazu, tedy zmenšování tloušťky této vrstvy je dosažitelné pouze pomocí matice piezoelementů.
V případech, kdy je výzkumný lékař pověřen podrobným popisem anatomické struktury, je nutné jej zkoumat ve dvou vzájemně kolmých rovinách, pokud to umožňují anatomické vlastnosti studované oblasti. Rozlišení se zároveň snižuje z axiálního směru na laterální az laterálního na sagitální.
Typy ultrazvukových senzorů
V závislosti na umístění piezoelektrických prvků existují tři typy ultrazvukových senzorů:
V lineárních senzorech jsou piezoelektrické prvky umístěny podél přímky odděleně nebo ve skupinách a paralelně emitují ultrazvukové vlny v tkáni. Po každém průchodu tkaninou se objeví obdélníkový obraz (po dobu 1 s - asi 20 obrazů nebo více). Výhodou lineárních senzorů je možnost dosáhnout vysokého rozlišení v blízkosti umístění senzoru (tj. Relativně vysoká kvalita obrazu v blízké zóně), nevýhodou je malé pole ultrazvukového přezkumu ve velké hloubce (to je způsobeno tím, že na rozdíl od konvexního a sektorového) čidla, ultrazvukové paprsky lineárního senzoru se nerozlišují).
Snímač fázového pole se podobá lineárnímu senzoru, ale je menší. Skládá se ze série krystalů s odděleným nastavením. Snímače tohoto typu vytvářejí na monitoru obraz sektorového snímače. Zatímco v případě mechanického sektorového senzoru je směr ultrazvukového impulsu určován rotací piezoelektrického prvku, při práci se senzorem s fázovým polem se získává řízený zaostřený ultrazvukový paprsek časovým posunem (fázový posun) všech aktivovaných krystalů. To znamená, že jednotlivé piezoelektrické prvky jsou aktivovány s časovým zpožděním a výsledkem je, že ultrazvukový paprsek je emitován šikmo. To vám umožní zaostřit ultrazvukový paprsek v souladu s úkolem studie (elektronické zaostřování) a zároveň výrazně zlepšit rozlišení v požadované části ultrazvukového obrazu. Další výhodou je schopnost dynamicky zaostřovat přijímaný signál. V tomto případě je zaostření během příjmu signálu nastaveno na optimální hloubku, což také výrazně zlepšuje kvalitu obrazu.
V mechanickém sektorovém senzoru jsou ultrazvukové vlny v důsledku mechanického kmitání prvků měniče vyzařovány v různých směrech, takže obraz je vytvořen ve formě sektoru. Po každém průchodu látkou se vytvoří obraz (10 nebo více za 1 s). Výhodou sektorového senzoru je to, že vám umožní získat široké zorné pole ve velké hloubce a nevýhodou je, že není možné studovat v blízké zóně, protože zorné pole poblíž senzoru je příliš úzké.
V konvexním senzoru jsou piezoelektrické prvky umístěny podél sebe v oblouku (zakřivený senzor). Kvalita obrazu je kříženec obrazu získaného lineárními a sektorovými senzory. Konvexní senzor, jako lineární, je charakterizován vysokým rozlišením v blízké zóně (ačkoliv nedosahuje rozlišení lineárního senzoru) a zároveň je široké zorné pole v hloubce tkáně podobné sektorovému senzoru.
Pouze s dvojrozměrným uspořádáním prvků ultrazvukového převodníku ve formě matrice je možné zaostřit ultrazvukový paprsek současně v laterálním a sagitálním směru. Tato takzvaná matice piezoelementů (nebo dvojrozměrná matice) navíc umožňuje získat data ve třech rozměrech, bez nichž není možné skenovat množství tkáně před senzorem. Výroba matrice piezoelektrických prvků je pracný proces, který vyžaduje použití nejnovějších technologií, proto pouze nedávno výrobci začali vybavovat své ultrazvukové přístroje konvexními senzory.
Ultrazvuková diagnostická metoda
Ultrazvuková diagnostická metoda je metoda získávání medicínského obrazu na základě registrace a počítačové analýzy ultrazvukových vln odražených od biologických struktur, tj. Na základě echového efektu. Metoda je často označována jako echografie. Moderní přístroje pro ultrazvukové vyšetření (USI) jsou univerzální digitální systémy s vysokým rozlišením s možností skenování ve všech režimech (obr. 3.1).
Ultrazvuková diagnostická síla je prakticky neškodná. Ultrazvuk nemá žádné kontraindikace, je bezpečný, bezbolestný, atraumatický a není zatěžující. Pokud je to nutné, může být proveden bez přípravy pacientů. Ultrazvukové zařízení může být dodáno do jakékoliv funkční jednotky pro vyšetření nepřepravitelných pacientů. Velkou výhodou, zejména v případě nejasného klinického obrazu, je možnost simultánního vyšetření mnoha orgánů. Důležitá je také vysoká nákladová efektivita echografie: náklady na ultrazvuk jsou několikrát nižší než náklady na rentgenové vyšetření a ještě méně počítačová tomografie a magnetická rezonance.
Nicméně ultrazvuková metoda má některé nevýhody:
- vysoká závislost na přístrojích a operátorech;
- velká subjektivita při interpretaci echografických obrazů;
- nízký obsah informací a špatná světlost zmrazených obrazů.
Ultrasonografie se stala jednou z metod, která se v klinické praxi nejčastěji používá. Při rozpoznávání onemocnění mnoha orgánů lze ultrazvuk považovat za preferovanou první a hlavní diagnostickou metodu. V diagnosticky obtížných případech nám ultrazvuková data umožňují načrtnout plán dalšího zkoumání pacientů s využitím nejefektivnějších radiačních metod.
FYZIKÁLNÍ A BIOPHYSICKÉ ZÁKLADY DIAGNOSTICKÉ METODY ULTRASOUND
Ultrazvuk označuje zvukové vibrace ležící nad prahem sluchu lidského orgánu, tj. Mající frekvenci vyšší než 20 kHz. Fyzikální základ ultrazvuku je piezoelektrický efekt objevený v roce 1881 bratry Curie. Jeho praktická aplikace je spojena s vývojem ultrazvukové průmyslové detekce defektů ruským vědcem S. Ya Sokolovem (konec 20. let - začátek 30. let 20. století). První pokusy o použití ultrazvukové metody pro diagnostické účely v medicíně patří do konce 30. let. Dvacáté století. Široké využití ultrazvuku v klinické praxi začalo v šedesátých letech.
Podstatou piezoelektrického efektu je to, že když se deformují jednotlivé krystaly, některé chemické sloučeniny (křemen, titan-baryum, sulfid kadmia atd.), Zejména pod vlivem ultrazvukových vln, se na povrchu těchto krystalů objevují elektrické náboje opačného znaménka. Toto je tzv. Přímý piezoelektrický efekt (piezo v řečtině znamená tisk). Naopak, když se na tyto monokrystaly aplikuje střídavý elektrický náboj, vznikají v nich mechanické oscilace s emisemi ultrazvukových vln. Stejný piezo prvek tak může být střídavě přijímač, potom zdroj ultrazvukových vln. Tato část ultrazvukového stroje se nazývá akustický převodník, snímač nebo senzor.
Ultrazvuk je distribuován v médiích ve formě střídajících se zón komprese a zředění molekul látky, které způsobují oscilační pohyby. Zvukové vlny, včetně ultrazvuku, jsou charakterizovány periodou oscilace - časem, během kterého molekula (částice) provádí jednu úplnou oscilaci; frekvence - počet oscilací za jednotku času; délka je vzdálenost mezi body stejné fáze a rychlostí šíření, která závisí především na pružnosti a hustotě média. Vlnová délka je nepřímo úměrná jeho frekvenci. Čím menší je vlnová délka, tím vyšší je rozlišení ultrazvukového zařízení. V lékařských ultrazvukových diagnostických systémech se běžně používají frekvence od 2 do 10 MHz. Rozlišení moderních ultrazvukových přístrojů dosahuje 1-3 mm.
Jakékoliv prostředí, včetně různých tkání těla, zabraňuje šíření ultrazvuku, to znamená, že má jinou akustickou impedanci, jejíž hodnota závisí na jejich hustotě a rychlosti ultrazvuku. Čím vyšší jsou tyto parametry, tím větší je akustická impedance. Taková obecná charakteristika jakéhokoliv elastického média je označena termínem "impedance".
Když se paprsek ultrazvukových vln dostal na hranici dvou médií s různou akustickou odolností, prochází významnými změnami: jedna část se dále šíří v novém médiu, do jisté míry se jím absorbuje, druhá se odráží. Součinitel odrazu závisí na rozdílu v akustickém odporu sousedních tkání: čím větší je tento rozdíl, tím větší je odraz a přirozeně čím větší je amplituda zaznamenaného signálu, což znamená, že jasnější a jasnější bude vypadat na obrazovce zařízení. Kompletní reflektor je hranicí mezi tkáněmi a vzduchem.
METODY VÝZKUMU ULTRASOUND
V současné době se v klinické praxi používají ultrazvuk v b - a M-módu a Doppler.
B-mód je technika, která poskytuje informace ve formě dvourozměrných séroskopických tomografických obrazů anatomických struktur v reálném čase, což umožňuje vyhodnotit jejich morfologický stav. Tento režim je hlavní, ve všech případech s jeho použitím začíná ultrazvuk.
Moderní ultrazvukové zařízení zachycuje nejmenší rozdíly v úrovních odražených odrazů, které jsou zobrazeny v různých odstínech šedé. To umožňuje rozlišovat mezi anatomickými strukturami, dokonce i mírně odlišnými od sebe v akustické impedanci. Čím nižší je intenzita ozvěny, tím tmavší je obraz, a naopak čím větší je energie odrazeného signálu, tím je obraz jasnější.
Biologické struktury mohou být anechoické, hypoechoické, středně echogenní, hyperechoické (obr. 3.2). Anechoic obraz (černý) je charakteristika formací naplněných tekutinou, který prakticky neodráží ultrazvukové vlny; hypoechoické (tmavě šedé) - tkaniny s významnou hydrofilností. Echo-pozitivní obraz (šedý) dává většině tkáňových struktur. Zvýšená echogenita (světle šedá) má hustou biologickou tkáň. Pokud se ultrazvukové vlny plně odrážejí, pak objekty vypadají hyperechoicky (zářivě bílá) a za nimi je tzv. Akustický stín, který má vzhled tmavé cesty (viz obr. 3.3).
Obr. 3.2. Stupeň echogenity biologických struktur: a - anechoický; b - hypoechoické; - střední echogenicita (echopozitivní); g - zvýšená echogenita; d - hyperechoické
Obr. 3.3. Echogramy ledvin v podélném řezu s označením struktur různých
echogenicita: - anechoický dilatovaný komplex cup-pelvis; b - hypoechoický parenchymus ledvin; in - parenchyma jater s průměrnou echogenitou (echopozitivní); d - renální sinus se zvýšenou echogenitou; d - hyperechoický počet v pánevně ureterickém segmentu
Režim v reálném čase umožňuje získat na monitoru „živý“ obraz orgánů a anatomických struktur, které jsou v přirozeném funkčním stavu. Toho je dosaženo tím, že moderní ultrazvuková zařízení produkují množství obrazů, které následují po sobě s intervalem setin sekundy, což společně vytváří neustále se měnící obraz, který opravuje sebemenší změny. Přísně řečeno, tato technika a obecně ultrazvuková metoda by neměla být nazývána „echografií“, ale „echoskopií“.
M-mód - jednorozměrný. V něm je jedna ze dvou prostorových souřadnic nahrazena časovou souřadnicí tak, že podél svislé osy je uložena vzdálenost od snímače k lokalizované konstrukci a podél horizontální osy - času. Tento režim se používá hlavně pro výzkum srdce. Poskytuje informace ve formě křivek odrážejících amplitudu a rychlost pohybu srdečních struktur (viz obr. 3.4).
Dopplerova sonografie je technika založená na použití fyzického Dopplerova efektu (po jménu rakouského fyzika). Podstatou tohoto efektu je, že z pohybujících se objektů se ultrazvukové vlny odrážejí s upravenou frekvencí. Tento frekvenční posun je úměrný rychlosti pohybu struktur, které se nacházejí, a pokud je jejich pohyb nasměrován k senzoru, frekvence odraženého signálu se zvyšuje a naopak frekvence frekvencí odražených od pohybujícího se objektu klesá. S tímto efektem se setkáváme neustále, pozorujeme například změnu frekvence zvuku z automobilů, vlaků a letadel, které spěchají.
V současné době se v klinické praxi využívají fluorescenční spektrální dopplerovské sonografie, barevné Dopplerovské mapování, dopplerovský dopplerovský doppler, dopplerovský konvergentní barevný doppler, trojrozměrný dopplerovský barevný dopplerovský mapování, trojrozměrná dopplerografie s trojrozměrnou energií.
Flux spektrální dopplerova sonografie je navržena tak, aby umožňovala relativně vysoký průtok krve
Obr. 3.4. M - modální křivka pohybu přední mitrální chlopně
cév a komor srdce. Hlavním typem diagnostických informací je spektrografický záznam, který představuje časovou změnu rychlosti proudění krve. Na tomto grafu je rychlost vynesena na svislé ose a čas je vynesen na vodorovné ose. Signály, které jsou zobrazeny nad horizontální osou, jdou od průtoku krve směřujícího k senzoru pod touto osou - od senzoru. Kromě rychlosti a směru proudění krve formou dopplerovského spektrogramu je možné určit povahu průtoku krve: laminární tok je zobrazen jako úzká křivka s jasnými konturami a turbulentní s širokou nerovnoměrnou křivkou (obrázek 3.5).
Pro dopplerovskou sonografii jsou dvě možnosti: kontinuální (konstantní) a pulzní.
Kontinuální Dopplerův ultrazvuk je založen na konstantním záření a konstantním příjmu odražených ultrazvukových vln. Velikost frekvenčního posunu odraženého signálu je určena pohybem všech konstrukcí podél celé dráhy ultrazvukového paprsku v hloubce jeho průniku. Výsledné informace jsou tedy celkem. Nevýhodou analýzy průtoku na přísně definovaném místě je nevýhoda kontinuální dopplerovské sonografie. Zároveň má významnou výhodu: umožňuje měření vysokých průtoků krve.
Pulzní dopplerovská sonografie je založena na periodickém vyzařování série pulzů ultrazvukových vln, které jsou po odrazu od červených krvinek důsledně vnímány
Obr. 3.5. Dopplerův spektrogram proudění krve
stejným senzorem. V tomto režimu se signály odrážejí, odráží se pouze od určité vzdálenosti od snímače, což je nastaveno podle uvážení lékaře. Místo průtoku krve se nazývá kontrolní objem (KO). Schopnost hodnotit průtok krve v daném bodě je hlavní výhodou pulzní Dopplerovy sonografie.
Barevné dopplerovské mapování je založeno na kódování barvy Dopplerovy posunové hodnoty vyzařované frekvence. Tato technika poskytuje přímou vizualizaci průtoku krve v srdci a v relativně velkých cévách (viz obr. 3.6 pro barevnou vložku). Červená barva odpovídá průtoku ve směru snímače, modré - ze snímače. Tmavé odstíny těchto barev odpovídají nízkým rychlostem, světlým odstínům - vysokým. Tato technika nám umožňuje vyhodnotit jak morfologický stav cév, tak stav krevního oběhu. Omezení způsobu je nemožnost získání obrazu malých krevních cév s nízkou rychlostí proudění krve.
Energy Doppler je založen na analýze nefrekvenčních Dopplerových posunů, což odráží rychlost červených krvinek, jako je tomu u konvenčního Dopplerova mapování, ale amplitudy všech ozvěn Dopplerova spektra, odrážející hustotu červených krvinek v daném objemu. Výsledný obraz je podobný obvyklému barevnému Dopplerovu mapování, ale liší se tím, že všechny cévy dostávají zobrazovací obraz, bez ohledu na jejich průběh vzhledem k ultrazvukovému paprsku, včetně krevních cév s velmi malým průměrem as malým průtokem krve. Je však nemožné posoudit podle energie Dopplerovy vzorce buď o směru, povaze nebo rychlosti proudění krve. Informace je omezena pouze skutečností, že se jedná o průtok krve a počet cév. Odstíny barev (zpravidla s přechodem z tmavě oranžové na světle oranžovou a žlutou) nesou informace o rychlosti proudění krve, nýbrž o intenzitě ozvěnových signálů odražených pohybujícími se elementy krve (viz obr. 3.7 na barevné vložce). Diagnostická hodnota energetické dopplerovské sonografie je schopnost posoudit vaskularizaci orgánů a patologických oblastí.
Možnosti barevného Dopplerova mapování a výkonového doppleru jsou kombinovány v konvergentní dopplerovské technice.
Kombinace B-módu s streamováním nebo mapováním energetických barev se označuje jako duplexní studie, která poskytuje největší množství informací.
Trojrozměrné dopplerovské mapování a trojrozměrná Dopplerova energie jsou techniky, které umožňují pozorovat trojrozměrný obraz prostorového uspořádání cév v reálném čase z jakéhokoli úhlu, který jim umožňuje přesně posoudit jejich vztah s různými anatomickými strukturami a patologickými procesy, včetně maligních nádorů..
Echo Kontrast. Tato technika je založena na intravenózním podání specifických kontrastních látek obsahujících volné plynové mikrobublinky. Pro dosažení klinicky efektivního kontrastu jsou nezbytné následující předpoklady. Při intravenózním podání s takovými činidly kontrastními ozvěnami mohou do arteriálního lože vstupovat pouze ty látky, které volně procházejí kapilárami plicního oběhu, tj. Plynové bubliny by měly být menší než 5 mikronů. Druhým předpokladem je stabilita mikrobublinek plynu, když cirkulují v cévním systému po dobu nejméně 5 minut.
V klinické praxi se technika kontrastu ozvěny používá dvěma způsoby. První z nich je dynamická kontrastní angiografie. Současně se významně zlepšuje vizualizace průtoku krve, zejména v mělkých hluboce uložených cévách s nízkým průtokem krve; citlivost barevného Dopplerova mapování a energie Dopplerova sonografie je významně zvýšena; je možné pozorovat všechny fáze vaskulárního kontrastu v reálném čase; zvyšuje přesnost stanovení stenotických lézí krevních cév. Druhým směrem je kontrast tkáňové ozvěny. To je zajištěno tím, že některé látky kontrastní k ozvěně jsou selektivně zahrnuty do struktury některých orgánů. V tomto případě se míra, rychlost a čas jejich akumulace liší v nezměněných a patologických tkáních. Obecně je tedy možné vyhodnotit perfuzi orgánů, zlepšit kontrastní rozlišení mezi normální a postiženou tkání, což přispívá ke zlepšení přesnosti diagnózy různých onemocnění, zejména maligních nádorů.
Diagnostické možnosti ultrazvukové metody se také rozšířily díky vzniku nových technologií pro pořizování a postprocesní zpracování ultrazvukových obrazů. Ty zahrnují zejména vícefrekvenční senzory, technologie pro vytváření širokoúhlého, panoramatického, trojrozměrného obrazu. Slibnými oblastmi pro další vývoj ultrazvukové diagnostické metody je použití maticové technologie pro sběr a analýzu informací o struktuře biologických struktur; tvorba ultrazvukových přístrojů, poskytujících obrazy úplných částí anatomických oblastí; spektrální a fázová analýza odražených ultrazvukových vln.
KLINICKÉ POUŽITÍ DIAGNOSTICKÉ METODY ULTRASOUND
Ultrazvuk je v současné době používán mnoha způsoby:
- sledování provádění diagnostických a terapeutických instrumentálních manipulací (punkce, biopsie, drenáže atd.);
Nouzový ultrazvuk by měl být považován za první a povinnou metodu instrumentálního vyšetření pacientů s akutním chirurgickým onemocněním břicha a pánve. Diagnostická přesnost přitom dosahuje 80%, přesnost rozpoznávání poškození parenchymálních orgánů je 92% a detekce tekutin v břiše (včetně hemoperitoneu-ma) je 97%.
Monitorování ultrazvukového vyšetření se provádí opakovaně v různých intervalech během akutního patologického procesu, aby se posoudila jeho dynamika, účinnost terapie a včasná diagnostika komplikací.
Cílem intraoperačních studií je objasnit povahu a rozsah patologického procesu a sledovat adekvátnost a radikálnost operace.
Ultrazvuk v raném stádiu po operaci je zaměřen především na zjištění příčin nepříznivého průběhu pooperačního období.
Ultrazvuková kontrola výkonu instrumentální diagnostiky a terapeutických manipulací poskytuje vysokou přesnost průniku do jedné nebo druhé anatomické struktury nebo patologických oblastí, což významně zvyšuje účinnost těchto postupů.
Screeningové ultrazvukové vyšetření, tj. Studie bez lékařských indikací, se provádějí pro včasnou detekci onemocnění, která ještě nejsou klinicky zjevná. Z proveditelnosti těchto studií vyplývá zejména to, že frekvence nově diagnostikovaných onemocnění břišních orgánů při screeningu ultrazvuku „zdravých“ lidí dosahuje 10%. Vynikající výsledky časné diagnózy maligních nádorů jsou poskytovány screeningem ultrazvuku mléčných žláz u žen starších 40 let a prostaty u mužů starších 50 let.
Ultrazvuk může být prováděn jak externím, tak intraorporálním skenováním.
Externí skenování (z povrchu lidského těla) je nejpřístupnější a nejsvětlejší. Neexistují žádné kontraindikace pro jeho realizaci, existuje pouze jedno obecné omezení - přítomnost povrchu rány v oblasti skenování. Pro zlepšení kontaktu senzoru s pokožkou, jeho volný pohyb na kůži a zajištění nejlepšího pronikání ultrazvukových vln do těla by měla být kůže v místě studie hojně potřena speciálním gelem. Snímání objektů v různých hloubkách by mělo být prováděno s určitou frekvencí záření. Při studiu povrchových orgánů (štítná žláza, prsní žlázy, struktury měkkých tkání kloubů, varlata atd.) Je tedy preferována frekvence 7,5 MHz a vyšší. Pro studium hlubokých orgánů se používají senzory s frekvencí 3,5 MHz.
Intracorporální ultrazvuk se provádí zavedením speciálních senzorů do lidského těla skrze přirozené otvory (transrektálně, transvaginálně, transesofageálně, transuretrálně), propíchnutím do cév, chirurgickými ranami a endoskopicky. Snímač je přiveden co nejblíže k tomuto orgánu. V tomto ohledu je možné použít vysokofrekvenční měniče, díky čemuž se dramaticky zvyšuje rozlišení metody, což umožňuje poskytovat vysoce kvalitní vizualizaci nejmenších struktur, které jsou při externím skenování nepřístupné. Například transrektální ultrazvuk ve srovnání s externím skenováním poskytuje důležité další diagnostické informace v 75% případů. Detekce intrakardiálních trombů při transezofageální echokardiografii je dvakrát vyšší než v externí studii.
Obecné vzorce tvorby echografického seroscale obrazu se projevují specifickými obrazy zvláštními pro jeden nebo jiný orgán, anatomickou strukturu, patologický proces. Současně jejich tvar, velikost a poloha, povaha obrysů (rovnoměrné / nerovnoměrné, jasné / neostré), vnitřní echostruktura, přemístitelnost a pro duté orgány (žlučník), jakož i stav stěny (tloušťka, hustota ozvěny, pružnost) ), přítomnost patologických vměstků v dutině, zejména kamenů; stupeň fyziologické kontrakce.
Cysty naplněné serózní tekutinou jsou zobrazeny ve formě zaoblených, rovnoměrně anechoických (černých) zón obklopených echo-pozitivním (šedým) okrajem kapsle s dokonce ostrými konturami. Specifickým echografickým znakem cyst je účinek dorzální amplifikace: zadní stěna cysty a tkáně za ní jsou jasnější než zbytek délky (obr. 3.8).
Abdominální formace s patologickým obsahem (abscesy, tuberkulární dutiny) se liší od cyst nerovnoměrností kontur a, co je nejdůležitější, heterogenitou vnitřní echostruktury, která je negativní.
Zánětlivé infiltrace se vyznačují nepravidelným kulatým tvarem, fuzzy konturami, rovnoměrně a mírně sníženou echogenitou patologického procesu.
Echografický obraz hematomu parenchymálních orgánů závisí na čase, který uplynul od okamžiku poranění. V prvních dnech je homogenní ehonegative. Pak se v něm objevují echo-pozitivní inkluze, které jsou odrazem krevních sraženin, jejichž počet se neustále zvyšuje. Po 7-8 dnech začíná reverzní proces - lýza krevních sraženin. Obsah hematomu se opět stává rovnoměrně echo-negativním.
Echostruktura maligních nádorů je heterogenní, se zónami celého spektra
Obr. 3.8. Echografický obraz solitární cysty ledviny
echogenita: anechoická (hemoragie), hypoechoická (nekróza), echo-pozitivní (nádorová tkáň), hyperechoická (kalcifikace).
Echografický obraz kamenů je velmi demonstrativní: hyperechoická (zářivě bílá) struktura s akustickým tmavým negativním stínem za ním (Obr. 3.9).
Obr. 3.9. Sonografický obraz kamenů žlučníku
V současné době je ultrazvuk dostupný téměř ve všech anatomických oblastech, orgánech a anatomických strukturách člověka, i když v různých stupních. Tato metoda je prioritou při hodnocení jak morfologického, tak funkčního stavu srdce. Je také vysoce informativní v diagnostice fokálních onemocnění a poranění parenchymálních abdominálních orgánů, onemocnění žlučníku, pánevních orgánů, mužských vnějších pohlavních orgánů, štítné žlázy a mléčných žláz, očí.
INDIKACE PRO PROVEDENÍ POUŽITÍ
1. Studium mozku u malých dětí, zejména v případech podezření na vrozené poškození jeho vývoje.
2. Studium mozkových cév za účelem stanovení příčin poruch mozkové cirkulace a posouzení účinnosti operací prováděných na cévách.
3. Oční vyšetření pro diagnostiku různých onemocnění a poranění (tumory, odchlípení sítnice, intraokulární krvácení, cizí tělesa).
4. Studium slinných žláz k posouzení jejich morfologického stavu.
5. Intraoperační sledování celkového odstranění mozkových nádorů.
1. Studium karotických a vertebrálních tepen:
- prodloužené, opakující se těžké bolesti hlavy;
- opakující se synkopa;
- klinické příznaky poruchy mozkové cirkulace;
- klinický syndrom subklavického krádeže (stenóza nebo okluze brachiální hlavy a subklavické tepny);
- mechanické poškození (poškození cév, hematomů).
2. Vyšetření štítné žlázy:
- podezření na její nemoc;
3. Vyšetření lymfatických uzlin:
- podezření na metastatické léze v případě identifikovaného zhoubného nádoru jakéhokoliv orgánu;
- lymfom libovolného místa.
4. Anorganické novotvary krku (nádory, cysty).
1. Vyšetření srdce:
- diagnostika vrozených srdečních vad;
- diagnostika získaných srdečních vad;
- kvantitativní hodnocení funkčního stavu srdce (globální a regionální systolická kontraktilita, diastolická náplň);
- hodnocení morfologického stavu a funkce intrakardiálních struktur;
- identifikace a stanovení stupně intrakardiálních hemodynamických poruch (patologický posun krve, regurgitantní proudění v případě nedostatečnosti srdečních chlopní);
- diagnostika hypertrofické myokardiopatie;
- diagnostika intrakardiálního trombu a nádorů;
- detekce ischemického onemocnění myokardu;
- stanovení tekutiny v perikardiální dutině;
- kvantitativní hodnocení plicní arteriální hypertenze;
- diagnostika poškození srdce v případě mechanického poranění hrudníku (modřiny, slzy stěn, příčky, akordy, ventily);
- hodnocení radikalismu a efektivnosti operací srdce.
2. Vyšetření respiračních a mediastinálních orgánů:
- stanovení tekutiny v pleurálních dutinách;
- objasnění povahy lézí hrudní stěny a pohrudnice;
- diferenciace tkání a cystických novotvarů mediastina;
- hodnocení mediastinálních lymfatických uzlin;
- diagnostika tromboembolie trupu a hlavních větví plicní tepny.
3. Vyšetření prsních žláz:
- objasnění nejistých radiologických dat;
- diferenciace cyst a tkáňových lézí detekovaných palpací nebo rentgenovou mamografií;
- hodnocení hrudek hrudníku neznámé etiologie;
- posouzení stavu mléčných žláz se zvýšením axilárních, sub- a supraclavikulárních lymfatických uzlin;
- posouzení stavu silikonových protéz;
- biopsie formací pod ultrazvukem.
1. Studium parenchymálních orgánů trávicího systému (játra, slinivka):
- diagnostika fokálních a difúzních onemocnění (tumory, cysty, zánětlivé procesy);
- diagnostika poškození v případě mechanického poranění břicha;
- detekce metastatického poškození jater u zhoubných nádorů jakékoli lokalizace;
- diagnostika portální hypertenze.
2. Vyšetření žlučových cest a žlučníku:
- diagnóza cholelitiázy s vyhodnocením stavu žlučových cest a definice počtu v nich;
- objasnění povahy a závažnosti morfologických změn u akutní a chronické cholecystitidy;
- stanovení povahy syndromu postcholecystektomie.
