Eden od tehničnih dosežkov sodobne medicine je njegova široka uporaba za preučevanje notranjih organov ultrazvoka visoke frekvence, močno in neškodljivo diagnostično orodje.
Sama ultrazvočna tehnologija je znana že več kot 80 let. Poskusi uporabe ultrazvoka za medicinsko diagnostiko so leta 1937 privedli do nastanka enodimenzionalne ehoencefalografije. Vendar pa je bilo v zgodnjih petdesetih letih mogoče doseči le ultrazvočno sliko notranjih organov in tkiv osebe. Od zdaj naprej se ultrazvok vedno bolj uporablja v medicini. Danes se uporablja v kirurgiji, v različnih fizioterapevtskih postopkih in predvsem v diagnostiki. Uporaba ultrazvočne diagnostike je naredila pravo revolucijo v porodništvu.
Ultrazvok: načelo delovanja
Ultrazvok je enake mehanske vibracije elastičnih medijev kot zvok, ki se razlikujejo le po frekvenci od njega.
Frekvenca ultrazvoka leži zunaj zgornje meje človeškega slušnega razpona (20 kHz). Uporaba ultrazvoka temelji na njeni zmožnosti brez znatne absorpcije, da prodre v mehka tkiva v telesu, ki se odražajo v gostejših tkivih in heterogenosti.
Z ultrazvočnim pregledom notranjih organov (ehografija) se na površino telesa usmeri tanek žarek ultrazvočnih impulzov, ki ga generira majhen piezoelektrični senzor, ki lahko deluje kot generator in sprejemnik ultrazvočnih vibracij. Nadaljnja usoda teh impulzov je odvisna od lastnosti tkiv, ki se nahajajo na njeni poti: impulzi lahko preidejo skozi njih, jih odbijejo ali absorbirajo.
Analiza odsevnih signalov (izvedenih z računalnikom) omogoča, da dobimo sliko preseka telesa vzdolž poti senzorja.
Ultrazvočni pregled (ultrazvok) ima eno zelo pomembno značilnost: moč sevanja, potrebna za slikanje, je tako nepomembna, da ne povzroča nobenih škodljivih učinkov. To je glavna prednost ultrazvoka pred rentgenskimi žarki.
Kaj je ultrazvočni pregled?
Ultrazvočno skeniranje je neboleč postopek, ki ga opravi zdravnik. Na kožo preiskovanega področja telesa nanesemo tanek sloj posebnega gela, ki izboljša stik s senzorjem (dober stik senzorja s kožo v veliki meri določa kakovost slike). Med postopkom se sonda počasi premika skozi preskusno območje. Ultrazvočno skeniranje ne zahteva predhodne priprave, za takšen pregled pa bolniku ni treba iti v bolnišnico.
Sodobna ultrazvočna oprema vam omogoča, da dobite različne vrste slik: premikajoče se ali zaporedje mirujočih slik. V obeh primerih lahko sliko posnamemo za nadaljnjo analizo.
Ultrazvok med nosečnostjo
Morda najpomembnejša uporaba ultrazvočnih metod najdenih v študijah nosečnic. Omogočajo vam, da dobite informacije o stanju ploda, ne da bi ga izpostavili materi ali nevarnosti, kar je zelo pomembno, v zelo zgodnjih fazah nosečnosti (2,5-3 tedne). Te informacije pogosto ni mogoče dobiti na druge načine.
V prvih treh mesecih nosečnosti lahko ultrazvočna ehografija ugotovi, ali je zarodek živ, določi njegovo starost in določi število razvijajočih se zarodkov. Po tretjem mesecu lahko ultrazvok zazna nekatere prirojene deformacije ploda, kot je spina bifida, in natančno določi položaj placente, kar kaže na njeno prezgodnjo odcepitev.
Z ultrazvočnim pregledom lahko določite velikost zarodka med nosečnostjo in dokaj natančno napovejte datum poroda. S pomočjo ultrazvoka lahko opazite srčni utrip zarodka. Rentgenski pregledi med nosečnostjo so zdaj potrebni le v posebnih okoliščinah.
Pogosto se uporablja v prenatalni (prenatalni) diagnostiki, metoda odkrivanja razvojnih anomalij ploda - amniocenteza (izbira tekočine iz amnijske vrečke, ki obdaja plod, običajno v 15. - 17. tednu nosečnosti) - nadzoruje ultrazvok.
Razvoj in uvajanje novih vrst ultrazvočnih raziskav v prakso in njihova razpoložljivost sta revolucionirala porodniško prakso, poenostavila nadzor nad potekom nosečnosti in povečala njegovo zanesljivost.
Načelo delovanja ultrazvočnega stroja
Ultrazvočna diagnoza se uspešno uporablja v medicinski praksi in se že dolgo uveljavlja kot relativno poceni in popolnoma varna metoda raziskovanja. Najbolj iskano področje diagnoze je pregled nosečnic, pregledajo pa se tudi vsi notranji organi, krvne žile in sklepi. Načelo eholokacije je osnova tehnologije ultrazvočnega slikanja.
Kako deluje?
Ultrazvok je akustično nihanje s frekvenco nad 20 kHz, ki je nedostopna za človeški sluh. Medicinska ultrazvočna oprema uporablja frekvenčno območje od 2 do 10 MHz.
Obstajajo tako imenovani piezoelektriki - posamezni kristali nekaterih kemičnih spojin, ki reagirajo na ultrazvočne valove z električnim nabojem in na električni naboj - z ultrazvokom. To pomeni, da so kristali (piezoelektrični elementi) hkrati sprejemnik in oddajnik ultrazvočnih valov. Piezoelektrični elementi se nahajajo v ultrazvočnem senzorju, preko katerega se v človeško telo pošljejo visokofrekvenčni impulzi. Senzor je dodatno opremljen z zvočnim in zvočno vpojnim slojem. Odsevani del žarka zvočnih valov se vrne na senzor, ki jih pretvori v električni signal in prenese na strojno in programsko opremo - sam ultrazvočni stroj. Signal se obdeluje in prikazuje na monitorju. Najpogosteje uporabljen črno-beli format slike. Odseki, ki odsevajo valove do ene stopnje, so na zaslonu prikazani s sivo gradacijo, bele barve so popolnoma odsevne tkanine, črne barve pa so tekočine in praznine.
Kako deluje ultrazvočni val?
Ultrazvočni signal, ki prehaja skozi tkiva človeškega telesa, se absorbira in odbije glede na njihovo gostoto in hitrost širjenja zvočnih valov. Gosto okolje, kot so kosti, kamni v ledvicah, mehur, odražajo zvok skoraj v celoti. Ohlapnejša tkiva, tekočine in praznine delno ali popolnoma absorbirajo valove.
Glavne značilnosti ultrazvočne slike so ehogenost in prevodnost zvoka. Ehogenost - sposobnost tkiv, da odsevajo ultrazvočne valove, razlikujejo hipo in hiperehogenost. Zvočna prevodnost - sposobnost tkiv skozi ultrazvok. Na vrednotenje teh lastnosti temelji analiza objekta, njegov opis in zaključek.
Ultrazvočni pregled ultrazvočnih skenerjev na strokovni ravni
Naša klinika je opremljena s sodobnimi stacionarnimi ultrazvočnimi napravami podjetja Medison in Toshiba, ki lahko opravljajo vse diagnostične naloge. Skenerji so opremljeni z dodatnimi monitorji, ki podvajajo sliko za bolnika. Strokovna raven tehnologije pomeni izboljšane metode za pridobivanje informacij:
- zatiranje podobe zrn;
- večstranski skener;
- sonografija z energijo;
- nastavitve, ki izboljšujejo sliko na težko dostopnih mestih;
- digitalna tehnologija;
- visoka ločljivost zaslona;
- tridimenzionalni in štiridimenzionalni načini.
Te študije, po želji, lahko stranka zabeleži na DVD-ROM.
Z ultrazvokom je pomemben ne le razred opreme, ampak tudi strokovnost zdravnika, ki postavi diagnozo. Strokovnjaki naše klinike imajo dolgoletne delovne izkušnje in visoko usposobljenost, kar omogoča pravilno dešifriranje rezultatov študije.
Načelo ultrazvoka
Ko gre za vzdrževanje, popravilo ali delo na ultrazvočni opremi, je treba najprej razumeti fizične osnove procesov, s katerimi se bomo morali spopasti. Seveda, tako kot v vsakem primeru, obstaja toliko odtenkov in razlik, vendar vam predlagamo, da najprej preučite bistvo procesa. V tem članku se bomo dotaknili naslednjih vprašanj:
- Kaj je ultrazvok, kakšne so njegove značilnosti in parametri
- Oblikovanje ultrazvoka v sodobni tehnologiji na osnovi piezokeramike
- Principi ultrazvoka: veriga pretvorbe električne energije v ultrazvočno energijo in obratno.
- Osnove oblikovanja slik na zaslonu ultrazvočnega stroja.
Bodite prepričani, da gledate naš video o tem, kako deluje ultrazvok
Naša glavna naloga je razumeti, kaj je ultrazvok in kakšne so njegove lastnosti pri sodobnih medicinskih raziskavah.
O zvoku.
Vemo, da se frekvence od 16 Hz do 18 000 Hz, ki jih človeški slušni pripomoček lahko zazna, običajno imenujejo zvok. Obstaja pa tudi veliko zvokov na svetu, ki jih ne moremo slišati, saj so pod ali nad razponom frekvenc, ki so nam na voljo: to so infra in ultra zvok.
Zvok ima valovno naravo, kar pomeni, da so vsi zvoki, ki obstajajo v našem vesolju, valovi, kot v drugih primerih tudi mnogi drugi naravni pojavi.
Z fizičnega vidika je val ekscitacija medija, ki se širi s prenosom energije, vendar brez prenosa snovi. Z drugimi besedami, valovi so prostorska izmenjava maksimumov in minimumov katere koli fizikalne količine, na primer gostota snovi ali njene temperature.
Valovne parametre (vključno z zvokom) je mogoče opredeliti po dolžini, frekvenci, amplitudi in obdobju nihanja.
Podrobneje preberite parametre valov:
Maksimumi in minimumi fizikalne količine lahko pogojno predstavimo kot grebene in korita vala.
Valovna dolžina je razdalja med temi grebeni ali med vdolbinami. Torej, kolikor so grebeni drug drugemu bližje - čim krajša je valovna dolžina in višja je njena frekvenca, bolj oddaljena drug od drugega - višja je valovna dolžina in obratno - nižja je njena frekvenca.
Drug pomemben parameter je amplituda nihanja ali stopnja odstopanja fizikalne količine od njene povprečne vrednosti.
Vsi ti parametri so med seboj povezani (za vsako razmerje obstaja natančen matematični opis v obliki formul, vendar jih tukaj ne bomo dali, saj je naša naloga razumeti osnovno načelo in ga lahko vedno opišemo s fizičnega vidika). Vsaka od značilnosti je pomembna, vendar pogosteje morate slišati o frekvenci ultrazvoka.
Ali vaš ultrazvočni stroj zagotavlja slabo kakovost slikanja? Pustite zahtevo za inženirski klic neposredno na spletnem mestu in on bo izvedel brezplačno diagnozo in konfiguriral vaš ultrazvočni skener
High Frequency Sound: Kako povzročiti več tisoč vibracij na sekundo
Obstaja več načinov pridobivanja ultrazvoka, najpogosteje pa tehnika uporablja kristale piezoelektričnih elementov in piezoelektrični učinek, ki temelji na njihovi uporabi: narava piezoelektrikov omogoča ustvarjanje visokofrekvenčnega zvoka pod vplivom napetosti, višja je napetostna frekvenca, hitreje (bolj pogosto) kristal začne vibrirati, razburljiv je (bolj pogosto) kristal. visokofrekvenčna nihanja v okolju.
Ko je na področju visokofrekvenčnih zvočnih vibracij, piezokristal, nasprotno, začne proizvajati elektriko. Z vključitvijo takšnega kristala v električni tokokrog in na določen način obdelavo signalov, ki jih prejmemo od njega, lahko na zaslonu ultrazvočnega aparata oblikujemo sliko.
Da bi ta proces postal mogoč, pa je potrebno imeti drago in zapleteno organizirano opremo.
Kljub številnim in celo stotinam medsebojno povezanih komponent ultrazvočnega skenerja lahko skener razdelimo na več glavnih blokov, ki sodelujejo pri pretvorbi in prenosu različnih vrst energije.
Vse se začne z virom energije, ki lahko vzdržuje visoko napetost vnaprej določenih vrednosti. Potem se skozi veliko pomožnih enot in pod stalnim nadzorom posebne programske opreme signal prenaša na senzor, katerega glavni element je piezokristalna glava. Pretvori električno energijo v ultrazvočno energijo.
Z akustično lečo iz posebnih materialov in ujemajočim se gelom vstopa ultrazvočni val v telo pacienta.
Kot katerikoli val, se ultrazvok odbija od površine, ki se nahaja na njeni poti.
Nato val prehaja v obratno pot skozi različna tkiva človeškega telesa, akustični gel in leča padejo na piezokristalno mrežico senzorja, ki pretvarja energijo akustičnega vala v električno energijo.
S sprejemanjem in pravilno interpretacijo signalov senzorja lahko simuliramo predmete, ki so na različnih globinah in so nedostopni za človeško oko.
Načelo gradnje podobe na osnovi podatkov ultrazvoka
Preučite, kako nam informacije, ki jih dobimo, pomagajo pri gradnji slike na ultrazvočnem skenerju. Osnova tega načela je drugačna akustična impedanca ali odpornost plinastih, tekočih in trdnih medijev.
Z drugimi besedami, kosti, mehka tkiva in tekočine našega telesa prenašajo in odražajo ultrazvok v različnem obsegu, delno ga absorbirajo in razpršijo.
Pravzaprav je celoten raziskovalni proces mogoče razdeliti na mikroperiodi in le majhen del vsakega obdobja oddaja senzor. Preostali čas se porabi za čakanje na odgovor. Istočasno se čas med prenosom in sprejemom signala prenese neposredno na razdaljo od senzorja do »videnega« objekta.
Informacije o razdalji do vsake točke nam pomagajo zgraditi model predmeta, ki ga proučujemo, in se uporablja tudi za meritve, potrebne za ultrazvočno diagnostiko. Podatki so barvno kodirani - zato dobimo sliko, ki jo potrebujemo na ultrazvočnem zaslonu.
Najpogosteje je to črno-bela oblika, saj se verjame, da je sivino naše oči bolj dovzetno in z večjo natančnostjo. vidimo razliko v odčitkih, čeprav v sodobnih napravah uporabljajo barvno reprezentacijo, na primer, da preučijo hitrost pretoka krvi in celo dobro predstavijo podatke. Slednji skupaj z video zaporedjem v Dopplerjevih načinih pomaga natančneje določiti diagnozo in služi kot dodaten vir informacij.
Toda nazaj na konstrukcijo najenostavnejše slike in podrobneje preučimo tri primere:
Primeri najpreprostejših slik bodo preučevani na osnovi B-načina. Vizualizacija kostnega tkiva in drugih trdnih formacij je sestavljena iz svetlih področij (predvsem belih), saj se zvok najbolje odraža na trdnih površinah in se vrne skoraj do popolnega obsega na senzor.
Kot primer lahko jasno vidimo bela območja - kamne v ledvicah bolnika.
Vizualizacija tekočine ali praznih prostorov je prikazana s črnimi območji na sliki, saj brez naletja na ovire zvok prehaja v pacientovo telo in nismo prejeli nobenega odziva.
Mehka tkiva, kot je struktura same ledvice, bodo predstavljena s področji z različnimi stopnjami sive barve. Natančnost diagnoze in zdravje bolnika sta v veliki meri odvisna od kakovosti vizualizacije takih objektov.
Tako smo danes spoznali, kaj je ultrazvok in kako ga uporabljamo v ultrazvočnih skenerjih za preučevanje organov človeškega telesa.
Če je vaš ultrazvočni aparat slabe kakovosti, se obrnite na naš servisni center. Inženirji ERSPlus z veliko izkušnjami in visoko usposobljenostjo so vam vedno pripravljeni pomagati.
Princip ultrazvočnega stroja. Ultrazvočni senzor
Pod ultrazvokom razumemo zvočne valove, katerih frekvenca je zunaj območja frekvenc, ki jih zazna človeško uho.
Odkritje ultrazvoka sega nazaj v opazovanje leta netopirjev. Znanstveniki, ki povezujejo netopirje, so ugotovili, da te živali ne izgubijo orientacije med letom in se lahko izognejo oviram. Toda po tem, ko so tudi pokrili ušesa, je bila orientacija v prostoru v netopirjih razbita in naletela na ovire. To je privedlo do zaključka, da netopirje v temi vodijo zvočni valovi, ki jih človeško uho ne ujame. Ta opažanja so bila opravljena že v XVII. Stoletju, istočasno pa je bil predlagan izraz "ultrazvok". Bat za orientacijo v prostoru oddaja kratke impulze ultrazvočnih valov. Ti impulzi, ki se odbijajo od ovir, se za nekaj časa dojemajo z ušesom netopirja (pojav eha). Živali, ki preidejo od trenutka emisije ultrazvočnega impulza do zaznavanja odbitega signala, določijo razdaljo do predmeta. Poleg tega lahko bat tudi določi smer vrnitve odmevnega signala, lokalizacijo objekta v prostoru. Tako pošilja ultrazvočne valove in nato zaznava odsevano sliko okoliškega prostora.
Načelo ultrazvočne lokacije je podlaga za delovanje številnih tehničnih naprav. Po tako imenovanem principu impulznega odmeva deluje sonar, ki določa položaj plovila glede na jate rib ali morskega dna (echo sounder), kot tudi ultrazvočne diagnostične naprave, ki se uporabljajo v medicini: naprava oddaja ultrazvočne valove, nato zaznava odbite signale in čas, ki je potekel od trenutka sevanja do trenutka zaznavanja odmevnega signala, določa prostorski položaj odsevne strukture.
Kaj so zvočni valovi?
Zvočni valovi so mehanske vibracije, ki se širijo v vesoljskih valovih, ki se pojavijo po tem, ko je kamen vržen v vodo. Širjenje zvočnih valov je v veliki meri odvisno od snovi, v kateri se razmnožujejo. To je mogoče pojasniti z dejstvom, da se zvočni valovi pojavljajo le, ko delci snovi nihajo.
Ker se zvok lahko širi le iz materialnih predmetov, se v vakuumu ne proizvaja noben zvok (pri izpitih se pogosto vpraša vprašanje »zapolnitev«: kako se zvok porazdeli v vakuumu?).
Zvok v okolju se lahko širi tako v vzdolžni kot v prečni smeri. Ultrazvočni valovi v tekočinah in plinih so vzdolžni, saj posamezni delci medija nihajo vzdolž smeri širjenja zvočnega vala. Če je ravnina, v kateri delci medija nihajo, leži pravokotno na smer širjenja valov, kot na primer v primeru morskih valov (nihanja delcev v navpični smeri in širjenje valov v vodoravni smeri), govorimo o prečnih valovih. Tovrstne valove opazimo tudi v trdnih snoveh (npr. V kosteh). V mehkih tkivih se ultrazvok širi predvsem v obliki vzdolžnih valov.
Ko se posamezni delci vzdolžnega vala premaknejo drug proti drugemu, se njihova gostota in posledično tlak v snovi medija na tem mestu povečujeta. Če se delci med seboj odmikajo, se lokalna gostota snovi in tlak v tem mestu zmanjšata. Ultrazvočni valovi tvorijo cono nizkega in visokega tlaka. S prehodom ultrazvočnega valovanja skozi tkivo se ta tlak zelo hitro spremeni v točki medija. Da bi ločili tlak, ki ga tvori ultrazvočni val od konstantnega tlaka medija, se imenuje tudi spremenljiv ali zvočni tlak.
Parametri zvočnega valovanja
Parametri zvočnega vala vključujejo:
Amplituda (A), na primer največji zvočni tlak („višina valov“).
Frekvenca (v), t.j. število nihanj v 1 s. Enota frekvence je Hertz (Hz). V diagnostičnih napravah, ki se uporabljajo v medicini, uporabite frekvenčno območje od 1 do 50 MG c (1 MHz = 106 Hz, običajno v območju 2,5-15 MHz).
Valovna dolžina (λ), tj. razdalja do sosednjega grebena valov (natančneje, najmanjša razdalja med točkami z isto fazo).
Hitrost širjenja ali hitrost zvoka. To je odvisno od medija, v katerem se širjenje zvočnega vala, in od frekvence.
Tlak in temperatura imata pomemben učinek, toda v fiziološkem temperaturnem območju lahko ta učinek zanemarimo. Za vsakodnevno delo je koristno, da se spomnite, da je gostota okolja, večja je hitrost zvoka v njej.
Hitrost zvoka v mehkih tkivih je okoli 1500 m / s in narašča s povečanjem gostote tkiva.
Ta formula je osrednjega pomena za medicinsko ehografijo. Z njegovo pomočjo je mogoče izračunati valovno dolžino λ ultrazvoka, ki omogoča določitev minimalne velikosti anatomskih struktur, ki so še vedno vidne z ultrazvokom. Tiste anatomske strukture, katerih velikost je manjša od dolžine ultrazvočnega valovanja, z ultrazvokom se ne razlikujejo.
Valovna dolžina vam omogoča, da dobite dokaj grobo sliko in ni primerna za ocenjevanje majhnih struktur. Višja kot je frekvenca ultrazvoka, manjša je valovna dolžina in velikost anatomskih struktur, ki jih je še vedno mogoče razločiti.
Možnost podrobnosti se poveča s povečanjem frekvence ultrazvoka. S tem se zmanjša globina prodiranja ultrazvoka v tkivo, tj. njegova prodorna sposobnost se zmanjša. Tako se s povečano frekvenco ultrazvoka zmanjša razpoložljiva globina raziskav tkiva.
Valovna dolžina ultrazvoka, ki se uporablja v ehografiji za preučevanje tkiv, je od 0,1 do 1 mm. Manjših anatomskih struktur ni mogoče identificirati.
Kako dobiti ultrazvok?
Piezoelektrični učinek
Proizvodnja ultrazvoka, ki se uporablja v medicinski diagnostiki, temelji na piezoelektričnem učinku - zmožnosti kristalov in keramike, da se deformirajo pod vplivom uporabljene napetosti. Pod vplivom izmenične napetosti se periodično deformirajo kristali in keramika, tj. pojavijo se mehanske vibracije in tvorijo ultrazvočni valovi. Piezoelektrični učinek je reverzibilen: ultrazvočni valovi povzročajo deformacijo piezoelektričnega kristala, kar spremlja pojav merljive električne napetosti. Tako piezoelektrični materiali služijo kot generatorji ultrazvočnih valov in njihovi sprejemniki.
Ko se pojavi ultrazvočni val, se razmnožuje v povezovalnem mediju. "Povezovanje" pomeni, da je zelo dobra zvočna prevodnost med ultrazvočnim generatorjem in okoljem, v katerem se porazdeli. Za to običajno uporabite standardni ultrazvočni gel.
Da bi olajšali prehod ultrazvočnih valov iz trdne keramike piezoelektričnega elementa v mehko tkivo, je prevlečen s posebnim ultrazvočnim gelom.
Pri čiščenju ultrazvočnega senzorja je treba paziti! Ustrezna plast v večini ultrazvočnih senzorjev se poslabša, če se ponovno obdelajo z alkoholom zaradi "higienskih" razlogov. Zato je pri čiščenju ultrazvočnega senzorja potrebno strogo upoštevati navodila, ki so priložena napravi.
Struktura ultrazvočnega senzorja
Generator ultrazvočnih vibracij je sestavljen iz piezoelektričnega materiala, večinoma keramičnega, na sprednji in zadnji strani katerega so električni kontakti. Na sprednjo stran, ki je obrnjena proti pacientu, se namesti ustrezen sloj, ki je zasnovan za optimalno ultrazvok tkiva. Na hrbtni strani so piezoelektrični kristali prekriti s plastjo, ki močno absorbira ultrazvok, kar preprečuje refleksijo ultrazvočnih valov v različnih smereh in omejuje mobilnost kristala. To nam omogoča, da ultrazvočni senzor oddaja najkrajše možne ultrazvočne impulze. Trajanje pulza je odločilni dejavnik pri aksialni ločljivosti.
Senzor za ultrazvok v b-načinu je praviloma sestavljen iz številnih majhnih, sosednjih keramičnih kristalov, ki so konfigurirani posamezno ali v skupinah.
Ultrazvočni senzor je zelo občutljiv. To je po eni strani pojasnjeno z dejstvom, da v večini primerov vsebuje keramične kristale, ki so zelo krhki, po drugi strani pa dejstvo, da so sestavni deli senzorja nameščeni zelo blizu drug drugega in da se lahko z mehanskim tresenjem ali udarcem premikajo ali razbijejo. Stroški sodobnega ultrazvočnega senzorja so odvisni od vrste opreme in so približno enaki stroškom avtomobila srednjega razreda.
Pred prevozom ultrazvočne naprave varno pritrdite ultrazvočni senzor na napravo in ga bolje odklopite. Senzor se pri padcu enostavno razbije in celo manjše tresenje lahko povzroči resne poškodbe.
V razponu frekvenc, ki se uporabljajo v medicinski diagnostiki, je nemogoče pridobiti ostro usmerjen žarek, podoben laserju, s katerim je mogoče "sondirati" tkiva. Da bi dosegli optimalno prostorsko ločljivost, si je treba prizadevati, da se čim bolj zmanjša premer ultrazvočnega žarka (kot sinonim za ultrazvočni žarek se včasih uporablja izraz »ultrazvočni žarek«), ki v primeru ultrazvočnega polja poudarja, da premer).
Manjši kot je ultrazvočni žarek, boljše so vidne podrobnosti anatomskih struktur z ultrazvokom.
Zato je ultrazvok čim bolj fokusiran na določeno globino (nekoliko globlje od obravnavane strukture), tako da ultrazvočni žarek tvori »pas«. Ultrazvok usmerjajo bodisi s pomočjo "akustičnih leč" bodisi z uporabo pulznih signalov na različne piezokeramične elemente pretvornika z različnimi medsebojnimi premiki v času. Istočasno pa je pri osredotočanju na večjo globino potrebno povečati aktivno površino ali odprtino ultrazvočnega pretvornika.
Ko je senzor usmerjen, so v ultrazvočnem polju tri območja:
Najjasnejša ultrazvočna slika je pridobljena, ko je predmet, ki ga proučujemo, v osrednjem območju ultrazvočnega žarka. Objekt se nahaja v žariščni coni, če ima ultrazvočni žarek najmanjšo širino, kar pomeni, da je njena ločljivost največja.
V bližini ultrazvočnega območja
Bližnja cona je neposredno v bližini ultrazvočnega senzorja. Tu se ultrazvočni valovi, ki jih oddaja površina različnih piezokeramičnih elementov, prekrivajo drug na drugega (z drugimi besedami pride do interference ultrazvočnih valov), zato nastane močno nehomeno polje. Razložimo to z jasnim primerom: če v vodo vržemo nekaj kamenčkov, se krožni valovi, ki se oddaljujejo od vsakega od njih, prekrivajo. V bližini mesta, kjer padejo prodniki, ki ustrezajo bližnji coni, so valovi nepravilni, vendar se na določeni razdalji postopoma približujejo krožnemu. Poskusite vsaj enkrat narediti ta poskus z otroki, ko hodite v bližini vode! Izrazita nehomogenost blizu ultrazvočnega območja tvori mehko sliko. Sam homogen medij v bližnji coni izgleda kot izmenična svetla in temna proga. Zato je skoraj ultrazvočno območje za oceno slike skoraj ali sploh ni primerno. Ta učinek je najbolj izrazit pri konveksnih in sektorskih senzorjih, ki oddajajo divergentni ultrazvočni žarek; Za linearni senzor je heterogenost v bližini območja najmanj izrazita.
Možno je ugotoviti, kako daleč se razširi območje ultrazvoka, če obrnete gumb, boste ojačali signal, hkrati pa boste opazovali ultrazvočno polje, ki meji na senzor. Bližnji ultrazvočni pas lahko prepoznamo po belem listu v bližini senzorja. Poskusite primerjati skoraj cono linearnih in sektorskih senzorjev.
Ker ultrazvočni pas ni primeren za oceno slike objekta, se pri ultrazvočnih preiskavah trudita zmanjšati bližnjo cono in jo uporabiti na različne načine, da ju odstranita iz obravnavanega območja. To lahko storite, na primer, z izbiro optimalnega položaja senzorja ali z elektronskim izravnavanjem neenakosti ultrazvočnega polja. Toda v praksi je to najlažje doseči s pomočjo tako imenovanega pufra, napolnjenega z vodo, ki se nahaja med senzorjem in predmetom študija. To vam omogoča prikaz hrupa bližnje cone od lokacije predmeta, ki ga proučujete. Običajno se kot pufra uporabljajo posebne šobe za posamezne senzorje ali univerzalna gelna blazinica. Namesto vode se trenutno uporabljajo plastične šobe na osnovi silikona.
Z površinsko razporeditvijo preučevanih struktur lahko uporaba pufra bistveno izboljša kakovost ultrazvočne slike.
Območje ostrenja
Za fokusno cono je značilno dejstvo, da je po eni strani premer (širina) ultrazvočnega žarka tukaj najmanjši, po drugi strani pa je zaradi učinka zbiralnega leče intenzivnost ultrazvoka največja. To omogoča visoko ločljivost, tj. sposobnost jasnega razlikovanja med podrobnostmi predmeta. Zato je treba anatomsko formacijo ali predmet, ki ga je treba raziskati, nahajati v območju ostrenja.
Območje daljnega ultrazvoka
V oddaljeni ultrazvočni coni se ultrazvočni žarek razprši. Ker je ultrazvočni snop oslabljen pri prehodu skozi tkivo, se intenzivnost ultrazvoka, zlasti njegova visokofrekvenčna komponenta, zmanjša. Oba procesa negativno vplivata na ločljivost in s tem na kakovost ultrazvočne slike. Zato se v študiji na daljnem ultrazvočnem območju izgubi jasnost predmeta - več, bolj oddaljeno od senzorja.
Ločljivost naprave
Ločljivost optičnega in akustičnega vizualnega raziskovalnega sistema je določena z minimalno razdaljo, na kateri se dva objekta na sliki dojemata kot ločena. Resolucija je pomemben kvalitativni kazalnik, ki označuje učinkovitost metode slikovne raziskave.
V praksi se pogosto spregleda, da je povečanje ločljivosti smiselno le, če se predmet, ki ga proučujemo, bistveno razlikuje po svojih akustičnih lastnostih od okoliških tkiv, t.j. ima dovolj kontrasta. Povečanje ločljivosti brez zadostnega kontrasta ne izboljša diagnostičnih zmožnosti študije. Osno ločljivost (v smeri širjenja ultrazvočnega snopa) leži v območju podvojene vrednosti valovne dolžine. Strogo gledano je trajanje posameznih sevanj impulzov ključnega pomena. To se zgodi nekaj več kot dve zaporedni nihanji. To pomeni, da je treba s senzorjem z delovno frekvenco 3,5 MHz teoretično razumeti strukture tkiv 0,5 mm kot ločene strukture. V praksi se to opazi le pod pogojem, da so strukture dovolj kontrastne.
Bočna (stranska) ločljivost je odvisna od širine ultrazvočnega žarka, pa tudi od ostrine in s tem od globine preiskave. V zvezi s tem se resolucija zelo razlikuje. Najvišjo ločljivost opazimo v žarišču in je približno 4-5 valovnih dolžin. Bočna ločljivost je torej 2-3 krat šibkejša od osne ločljivosti. Tipičen primer je ultrazvok kanala pankreasa. Lumen kanala se lahko jasno vizualizira le, če je pravokoten na smer ultrazvočnega žarka. Deli kanala, ki se nahajajo z leve in desne strani iz drugega kota, niso več vidni, ker je osna ločljivost močnejša od stranske.
Sagitalna ločljivost je odvisna od širine ultrazvočnega žarka v ravnini, ki je pravokotna na ravnino skeniranja, in karakterizira ločljivost v smeri pravokotno na smer širjenja in posledično na debelino sloja slike. Sagitalna ločljivost je običajno slabša od aksialne in stranske. V navodilih, ki so priložena ultrazvočni napravi, je ta parameter redko omenjen. Vendar je treba predpostaviti, da sagitalna resolucija ne more biti boljša od lateralne ločljivosti in da sta ta dva parametra primerljiva le v sagitalni ravnini v žarišču. Pri večini ultrazvočnih senzorjev je sagitalni fokus nastavljen na določeno globino in ni jasno izražen. V praksi se sagitalno fokusiranje ultrazvočnega žarka izvede z uporabo ustreznega sloja v senzorju kot akustične leče. Spremenljiva usmeritev pravokotno na ravnino slike, zato je zmanjšanje debeline tega sloja mogoče doseči le s pomočjo matrice piezoelementov.
V primerih, ko je raziskovalnemu zdravniku naložen podroben opis anatomske strukture, ga je treba raziskati v dveh medsebojno pravokotnih ravninah, če to dopuščajo anatomske značilnosti obravnavanega območja. Istočasno se ločljivost zmanjša od aksialne smeri do lateralne in od bočne do sagitalne.
Vrste ultrazvočnih senzorjev
Glede na lokacijo piezoelektričnih elementov obstajajo tri vrste ultrazvočnih senzorjev:
V linearnih senzorjih se piezoelektrični elementi nahajajo vzdolž ravne črte ločeno ali v skupinah in vzporedno oddajajo ultrazvočne valove v tkivo. Po vsakem prehodu skozi tkanino se pojavi pravokotna slika (za 1 s - približno 20 slik ali več). Prednost linearnih senzorjev je možnost pridobivanja visoke ločljivosti v bližini lokacije senzorja (tj. Relativno visoka kakovost slike v bližnji coni), pomanjkljivost pa je v majhnem polju ultrazvočnega pregleda na veliki globini (to je posledica dejstva, da za razliko od konveksnega in sektorskega) senzorji, ultrazvočni žarki linearnega senzorja ne odstopajo).
Fazni senzor je podoben linearnemu senzorju, vendar je manjši. Sestavljen je iz niza kristalov z ločenimi nastavitvami. Senzorji te vrste ustvarijo sliko sektorskega senzorja na monitorju. Medtem ko je v primeru mehanskega sektorskega senzorja smer ultrazvočnega impulza določena z vrtenjem piezoelektričnega elementa, pri delu s senzorjem s faznim nizom dobimo usmerjen ultrazvočni žarek s časovnim premikom (fazni premik) vseh aktiviranih kristalov. To pomeni, da se posamezni piezoelektrični elementi aktivirajo s časovno zakasnitvijo, zaradi česar se ultrazvočni žarek oddaja v poševni smeri. To vam omogoča, da se ultrazvočni žarek usmeri v skladu z nalogo študije (elektronsko fokusiranje) in hkrati bistveno izboljša ločljivost v želenem delu ultrazvočne slike. Druga prednost je sposobnost dinamičnega fokusiranja prejetega signala. V tem primeru se fokus med sprejemom signala nastavi na optimalno globino, kar bistveno izboljša kakovost slike.
V mehanskem sektorskem senzorju se zaradi mehanskega nihanja senzorskih elementov ultrazvočni valovi oddajajo v različnih smereh, tako da se slika oblikuje v obliki sektorja. Po vsakem prehodu skozi tkanino se tvori slika (10 ali več v 1 s). Prednost sektorskega senzorja je v tem, da vam omogoča veliko široko vidno polje na veliki globini, pomanjkljivost pa je, da je v bližnji coni nemogoče študirati, saj je vidno polje v bližini senzorja preozko.
V konveksnem senzorju so piezoelektrični elementi v loku (ukrivljeni senzor) nameščeni drug ob drugem. Kakovost slike je križišče med sliko, ki jo dobimo z linearnimi in sektorskimi senzorji. Konveksni senzor, kot je linearen, je označen z visoko ločljivostjo v bližnji coni (čeprav ne doseže ločljivosti linearnega senzorja) in hkrati je široko vidno polje v globini tkiva podobno sektorskemu senzorju.
Le z dvodimenzionalno razporeditvijo elementov ultrazvočnega pretvornika v obliki matrike je mogoče ultrazvočni žarek simultano usmeriti v lateralno in sagitalno smer. Ta tako imenovana matrica piezoelementov (ali dvodimenzionalna matrika) dodatno omogoča pridobivanje podatkov o treh dimenzijah, brez katerih je skeniranje količine tkiva pred senzorjem nemogoče. Izdelava matrice piezoelektričnih elementov je težaven proces, ki zahteva uporabo najnovejših tehnologij, zato so nedavno proizvajalci začeli opremljati svoje ultrazvočne naprave s konveksnimi senzorji.
Ultrazvočna diagnostična metoda
Ultrazvočna diagnostična metoda je metoda za pridobitev medicinske podobe, ki temelji na registraciji in računalniški analizi ultrazvočnih valov, odbitih od bioloških struktur, to je na podlagi učinka odmeva. Metoda se pogosto imenuje ehografija. Sodobne naprave za ultrazvočno preiskavo (USI) so univerzalni digitalni sistemi visoke ločljivosti z možnostjo skeniranja v vseh načinih (sl. 3.1).
Ultrazvočna diagnostična moč je praktično neškodljiva. Ultrazvok nima kontraindikacij, je varen, neboleč, atraumat in ne obremenjujoč. Če je potrebno, se lahko izvaja brez priprave bolnikov. Ultrazvočno opremo je mogoče dostaviti v katero koli funkcionalno enoto za pregled neprevoznih pacientov. Velika prednost, zlasti v primeru nejasne klinične slike, je možnost hkratnega pregleda mnogih organov. Pomembna je tudi visoka stroškovna učinkovitost ehografije: stroški ultrazvoka so večkrat manjši od stroškov rentgenskih pregledov in še manj računalniške tomografije in magnetne resonance.
Vendar pa ima ultrazvočna metoda nekaj pomanjkljivosti:
- visoka odvisnost aparatov in operaterjev;
- velika subjektivnost pri interpretaciji ehografskih slik;
- nizka vsebina informacij in slaba zaslepljenost zamrznjenih slik.
Ultrasonografija je postala ena od metod, ki se najpogosteje uporabljajo v klinični praksi. Pri prepoznavanju bolezni mnogih organov se lahko ultrazvok obravnava kot prednostna, prva in glavna diagnostična metoda. V diagnostično težkih primerih nam ultrazvočni podatki omogočajo načrt za nadaljnji pregled bolnikov z uporabo najučinkovitejših sevalnih metod.
FIZIKALNE IN BIOPHIZIČNE OSNOVE ULTRAZVOČNE DIAGNOSTIČNE METODE
Ultrazvok se nanaša na zvočne vibracije, ki ležijo nad pragom sluha človeških organov, torej s frekvenco več kot 20 kHz. Fizična osnova ultrazvoka je piezoelektrični učinek, ki so ga bratje Curie odkrili leta 1881. Njegova praktična uporaba je povezana z razvojem ultrazvočnega industrijskega odkrivanja napak, ki ga je izvedel ruski znanstvenik S. Ya Sokolov (konec dvajsetih let - začetek tridesetih let 20. stoletja). Prvi poskusi uporabe ultrazvočne metode za diagnostične namene v medicini sodijo v konec tridesetih let. 20. stoletje. Razširjena uporaba ultrazvoka v klinični praksi se je začela v šestdesetih letih.
Bistvo piezoelektričnega učinka je, da ko so monokristali deformirani, se na površini teh kristalov pojavijo zlasti nekatere kemične spojine (kremen, titan-barij, kadmijev sulfid itd.), Zlasti pod vplivom ultrazvočnih valov, električnih nabojev nasprotnega znaka. To je tako imenovani neposredni piezoelektrični učinek (piezo v grščini pomeni pritisniti). Nasprotno, ko se na posamezne kristale uporabi izmenični električni naboj, se v njih pojavijo mehanska nihanja z emisijo ultrazvočnih valov. Tako lahko isti piezo element izmenično je sprejemnik, nato vir ultrazvočnih valov. Ta del ultrazvočnega aparata se imenuje akustični pretvornik, pretvornik ali senzor.
Ultrazvok se porazdeli v medijih v obliki izmeničnih območij stiskanja in razpadanja molekul snovi, ki povzročajo nihanje. Za zvočne valove, vključno z ultrazvokom, je značilno obdobje nihanja - čas, v katerem molekula (delček) opravi eno popolno nihanje; frekvenca - število nihanj na enoto časa; Dolžina je razdalja med točkami iste faze in hitrostjo razmnoževanja, ki je odvisna predvsem od elastičnosti in gostote medija. Valovna dolžina je obratno sorazmerna z njeno frekvenco. Manjša je valovna dolžina, večja je resolucija ultrazvočne naprave. V medicinskih ultrazvočnih diagnostičnih sistemih se pogosto uporabljajo frekvence od 2 do 10 MHz. Ločljivost sodobnih ultrazvočnih naprav doseže 1-3 mm.
Vsako okolje, vključno z različnimi telesnimi telesi, preprečuje širjenje ultrazvoka, kar pomeni, da ima drugačno akustično impedanco, katere vrednost je odvisna od njihove gostote in hitrosti ultrazvoka. Višji kot so ti parametri, večja je akustična impedanca. Takšna splošna značilnost vsakega elastičnega medija je označena z izrazom "impedanca".
Ko dosežemo mejo dveh medijev z različnim akustičnim uporom, se žarka ultrazvočnih valov spremeni: en del se še naprej širi v novem mediju, do neke mere ga absorbira, drugi pa se odraža. Koeficient refleksije je odvisen od razlike v zvočni upornosti tkiv, ki se stikajo med seboj: večja je ta razlika, večji je odsev in seveda večja je amplituda posnetega signala, kar pomeni, da bo svetlejša in svetlejša na zaslonu naprave. Popoln reflektor je meja med tkivi in zrakom.
METODE ULTRAZVOČNIH RAZISKAV
Trenutno v klinični praksi uporabljamo ultrazvok v b- in M-načinu ter Doppler.
B-mode je tehnika, ki daje informacije v obliki dvodimenzionalnih seroloških tomografskih podob anatomskih struktur v realnem času, kar omogoča ovrednotenje njihovega morfološkega stanja. Ta način je glavni, v vseh primerih z njegovo uporabo začne ultrazvok.
Sodobna ultrazvočna oprema zajame najmanjše razlike v stopnjah odsevnih odbojev, ki so prikazane v različnih odtenkih sive barve. To omogoča razlikovanje med anatomskimi strukturami, ki se med seboj nekoliko razlikujejo glede na akustično impedanco. Nižja je intenzivnost odmeva, temnejša je slika, in obratno, večja je energija odbitega signala, svetlejša je slika.
Biološke strukture so lahko gluhe, hipoehne, srednje ehogene, hiperehoične (sl. 3.2). Nejasna slika (črna) je značilna za formacije, napolnjene z tekočino, ki praktično ne odražajo ultrazvočnih valov; hipoehojska (temno siva) - tkanine s pomembno hidrofilnostjo. Eho-pozitivna podoba (siva) daje večino tkivnih struktur. Povečana ehogenost (svetlo siva) ima gosto biološko tkivo. Če se ultrazvočni valovi v celoti odbijejo, potem predmeti izgledajo hiperekoično (svetlo belo), za njimi pa je tako imenovana akustična senca, ki ima videz temne poti (glej sliko 3.3).
Sl. 3.2. Lestvica nivojev ehogenosti bioloških struktur: a - neumna; b - hipoehojska; v - srednja ehogenost (ehopozitivna); g - povečana ehogenost; d - hiperehoična
Sl. 3.3. Ehogrami ledvic v vzdolžnem odseku z oznako struktur različnih
ehogenost: a - anehoični dilatirani kompleks skodelice in medenice; b - hipoehojska parenhima ledvic; v - parenhim jeter povprečne ehogenosti (ehopozitivna); d - renalni sinus povečane ehogenosti; d - hiperehoični račun v medeničnem segmentu
Način delovanja v realnem času omogoča, da na zaslonu monitorja dobimo »živo« sliko organov in anatomskih struktur, ki so v svojem naravnem funkcionalnem stanju. To dosežemo z dejstvom, da sodobne ultrazvočne naprave proizvajajo množico podob, ki si sledijo v intervalu stotinke sekunde, kar skupaj ustvarja stalno spreminjajočo se sliko, ki določa najmanjše spremembe. Strogo gledano, to tehniko in na splošno ultrazvočno metodo ne smemo imenovati »ehografija«, ampak »ehoskopija«.
M-način - enodimenzionalen. V njej je ena od dveh prostorskih koordinat zamenjana s časovno, tako da se vzdolž navpične osi odlaga razdalja med senzorjem in strukturo, ki se nahaja, in vzdolž horizontalne osi - čas. Ta način se uporablja predvsem za raziskovanje srca. Zagotavlja informacije v obliki krivulj, ki odražajo amplitudo in hitrost gibanja srčnih struktur (glej sliko 3.4).
Dopplerjeva sonografija je tehnika, ki temelji na uporabi fizičnega Dopplerjevega učinka (po imenu avstrijskega fizika). Bistvo tega učinka je, da se od premikajočih se objektov ultrazvočni valovi odbijajo s spremenjeno frekvenco. Ta frekvenčni premik je sorazmeren s hitrostjo gibanja struktur, ki se nahajajo, in če je njihovo gibanje usmerjeno proti senzorju, se frekvenca odbitega signala poveča in obratno, frekvenca valov, ki se odbijejo od premikajočega se objekta, se zmanjša. Ta učinek se nenehno srečujemo in opazujemo, na primer, spremembo frekvence zvoka iz avtomobilov, vlakov in letal.
Trenutno se v klinični praksi fluorescenčno spektralno dopler sonografijo, barvno Dopplerjevo kartiranje, močni dopler, konvergentni barvni dopler, tridimenzionalno barvno dopplersko kartiranje, tridimenzionalno energetsko dopplerografijo uporabljajo v različni meri.
Flux spektralna dopler sonografija je zasnovana za ocenjevanje pretoka krvi v sorazmerno velikem
Sl. 3.4. M - modalna krivulja gibanja sprednjega mitralnega ventila
posode in komore srca. Glavna vrsta diagnostičnih informacij je spektrografski zapis, ki predstavlja hitrost pretoka krvi skozi čas. Na tem grafu je prikazana hitrost na navpični osi, čas pa je narisan na vodoravni osi. Signali, ki so prikazani nad vodoravno osjo, gredo od pretoka krvi, usmerjene k senzorju, pod to osjo - od senzorja. Poleg hitrosti in smeri pretoka krvi po obliki Dopplerjevega spektrograma je mogoče določiti tudi naravo pretoka krvi: laminarni tok je prikazan kot ozka krivulja z jasnimi konturami in turbulentna s široko neenakomerno krivuljo (slika 3.5).
Obstajata dve možnosti za ultrazvočno doppler sonografijo: neprekinjen (konstanten val) in impulzni.
Neprekinjen Dopplerjev ultrazvok temelji na stalnem sevanju in stalnem sprejemu reflektiranih ultrazvočnih valov. Velikost frekvenčnega premika reflektiranega signala je določena z gibanjem vseh struktur vzdolž celotne poti ultrazvočnega snopa v globini njegovega prodiranja. Tako dobljene informacije so skupne. Nezmožnost analize ločenega toka na strogo določenem mestu je pomanjkljivost kontinuirane dopler sonografije. Hkrati ima pomembno prednost: omogoča merjenje visokih stopenj pretoka krvi.
Impulzno dopplerno sonografijo temelji na periodičnem oddajanju niza impulzov ultrazvočnih valov, ki se, odražajo iz rdečih krvnih celic, dosledno zaznavajo.
Sl. 3.5. Dopplerjev spektrogram prenosnega krvnega pretoka
z istim senzorjem. V tem načinu se signali odbijajo, odsevajo le od določene razdalje od senzorja, ki je nastavljen po presoji zdravnika. Mesto pretoka krvi se imenuje kontrolni volumen (KO). Zmožnost ocenjevanja pretoka krvi na kateri koli točki je glavna prednost pulzirajoče Doppler sonografije.
Kartiranje z barvnim Dopplerjem temelji na kodiranju v barvi Dopplerjevega premika vrednosti sevane frekvence. Tehnika omogoča neposredno vizualizacijo pretoka krvi v srcu in v relativno velikih žilah (glej sliko 3.6 za vložek barve). Rdeča barva ustreza pretoku v smeri senzorja, modra - od senzorja. Temni odtenki teh barv ustrezajo nizkim hitrostim, svetlim odtenkom - visokim. Ta tehnika nam omogoča, da ocenimo morfološko stanje žil in stanje pretoka krvi. Omejitev metode je nezmožnost pridobitve podobe majhnih krvnih žil z nizko hitrostjo pretoka krvi.
Energijski Doppler temelji na analizi nefrekvenčnih Dopplerjevih premikov, ki odražajo hitrost rdečih krvnih celic, kot pri običajnih Dopplerjevih preslikavah, toda amplitude vseh odmevov Dopplerjevega spektra, ki odražajo gostoto rdečih krvnih celic v danem volumnu. Dobljena slika je podobna običajnemu barvnemu Dopplerjevemu kartiranju, vendar se razlikuje po tem, da vsa plovila prejemajo sliko, ne glede na njihov potek glede na ultrazvočni žarek, vključno s krvnimi žilami zelo majhnega premera in z majhno hitrostjo pretoka. Vendar pa je iz energetskih Dopplerjevih vzorcev nemogoče presoditi o smeri, naravi ali hitrosti pretoka krvi. Podatki so omejeni le s pretokom krvi in številom plovil. Barvni odtenki (praviloma s prehodom iz temno oranžne v svetlo oranžno in rumeno) nosijo informacije ne o hitrosti pretoka krvi, temveč o intenzivnosti odmevnih signalov, ki se odsevajo s premikanjem krvnih elementov (glej sliko 3.7 na barvnem vložku). Diagnostična vrednost energetske Doppler sonografije je sposobnost ocenjevanja vaskularizacije organov in patoloških območij.
Možnosti barvnega Dopplerjevega kartiranja in močnega doplerja so združene v konvergentni tehniki barvnega doplera.
Kombinacija B-načina s pretakanjem ali barvnim preslikavanjem energije se imenuje duplex študija, ki daje največjo količino informacij.
Trodimenzionalno Dopplerjevo kartiranje in tridimenzionalna Dopplerjeva energija so tehnike, ki omogočajo opazovanje tridimenzionalne slike prostorske razporeditve krvnih žil v realnem času iz katerega koli kota, kar jim omogoča, da natančno ocenijo svoj odnos z različnimi anatomskimi strukturami in patološkimi procesi, vključno z malignimi tumorji..
Echo Contrast. Ta tehnika temelji na intravenski aplikaciji specifičnih kontrastnih snovi, ki vsebujejo mikromehurčke prostega plina. Da bi dosegli klinično učinkovit kontrast, so potrebni naslednji predpogoji. Pri intravenskem dajanju s takšnimi eho-kontrastnimi sredstvi lahko v arterijsko plast vstopijo samo tiste snovi, ki prosto prehajajo skozi kapilare pljučnega obtoka, to pomeni, da morajo biti plinski mehurčki manjši od 5 mikronov. Drugi pogoj je stabilnost mikromehurčkov plina, kadar krožijo v splošnem vaskularnem sistemu vsaj 5 minut.
V klinični praksi se tehnika zvočnega kontrasta uporablja na dva načina. Prva je dinamična kontrastna angiografija. Istočasno se bistveno izboljša vizualizacija pretoka krvi, zlasti v plitvih globokih posodah z nizko stopnjo pretoka krvi; občutno povečanje občutljivosti barvnega Dopplerja in energetske Doppler sonografije; možno je opazovati vse faze žilnega kontrasta v realnem času; poveča natančnost ocene stenotičnih lezij krvnih žil. Druga smer je kontrast odtenka tkiva. Zagotavlja ga dejstvo, da so nekatere snovi, ki delujejo v obliki eho, selektivno vključene v strukturo nekaterih organov. V tem primeru sta stopnja, hitrost in čas njihovega kopičenja različni pri nespremenjenih in v patoloških tkivih. Tako je na splošno mogoče oceniti perfuzijo organov, izboljša se kontrastna ločljivost med normalnim in prizadetim tkivom, kar prispeva k izboljšanju natančnosti diagnoze različnih bolezni, zlasti malignih tumorjev.
Z razvojem novih tehnologij za pridobivanje in naknadno obdelavo ultrazvočnih slik so se razširile tudi diagnostične zmožnosti ultrazvočne metode. Ti vključujejo zlasti večfrekvenčne senzorje, tehnologije za oblikovanje širokega, panoramskega, tridimenzionalnega posnetka. Obetajoča področja za nadaljnji razvoj ultrazvočne diagnostične metode so uporaba matrične tehnologije za zbiranje in analiziranje informacij o strukturi bioloških struktur; izdelava ultrazvočnih strojev, dajanje slik celotnih odsekov anatomskih področij; spektralna in fazna analiza reflektiranih ultrazvočnih valov.
KLINIČNA UPORABA ULTRAZVOČNE DIAGNOSTIČNE METODE
Ultrazvok se trenutno uporablja na več načinov:
- spremljanje izvajanja diagnostičnih in terapevtskih instrumentalnih manipulacij (punkcije, biopsije, drenaže itd.);
Nujni ultrazvok je prva in obvezna metoda instrumentalnega pregleda bolnikov z akutnimi kirurškimi boleznimi trebuha in medenice. Istočasno doseže 80-odstotna diagnostična natančnost, točnost prepoznavanja poškodb parenhimskih organov je 92%, odkrivanje tekočine v trebuhu (vključno s hemoperitoneu-ma) pa je 97%.
Spremljanje ultrazvokov poteka večkrat z različno pogostostjo med akutnim patološkim procesom za oceno njegove dinamike, učinkovitosti terapije, zgodnje diagnoze zapletov.
Cilji intraoperativnih študij so pojasniti naravo in obseg patološkega procesa ter spremljati ustreznost in radikalnost operacije.
Ultrazvok v zgodnjih fazah operacije je namenjen predvsem ugotavljanju vzrokov neugodnega poteka pooperacijskega obdobja.
Ultrazvočni nadzor nad izvajanjem instrumentalnih diagnostičnih in terapevtskih manipulacij zagotavlja visoko natančnost penetracije v eno ali drugo anatomsko strukturo ali patološka področja, kar bistveno poveča učinkovitost teh postopkov.
Za zgodnje odkrivanje bolezni, ki še niso klinično manifestirane, se opravijo presejalni ultrazvok, tj. Študije brez medicinskih indikacij. Izvedljivost teh študij kaže zlasti, da pogostost na novo diagnosticiranih bolezni trebušnih organov med pregledovanjem ultrazvoka »zdravih« ljudi doseže 10%. Odlični rezultati zgodnjega odkrivanja malignih tumorjev so zagotovljeni s pregledom ultrazvoka mlečnih žlez pri ženskah, starejših od 40 let, in prostate pri moških, starejših od 50 let.
Ultrazvok se lahko izvaja z zunanjim in intracorporealnim skeniranjem.
Zunanje skeniranje (s površine človeškega telesa) je najbolj dostopno in popolnoma svetlo. Za njegovo izvajanje ni kontraindikacij, obstaja le ena splošna omejitev - prisotnost površine rane v območju skeniranja. Da bi izboljšali stik senzorja s kožo, njeno prosto gibanje preko kože in zagotovili najboljši prodor ultrazvočnih valov v telo, je treba kožo na mestu študija obilno premazati s posebnim gelom. Skeniranje predmetov na različnih globinah naj poteka z določeno frekvenco sevanja. Tako se pri študiju površinskih organov (ščitnice, mlečne žleze, mehkih tkivnih sklepov, testisov itd.) Daje prednost frekvenci 7,5 MHz in več. Za preučevanje globokih organov se uporabljajo senzorji s frekvenco 3,5 MHz.
Intrakorporalni ultrazvok se izvaja z uvajanjem posebnih senzorjev v človeško telo skozi naravne odprtine (transrektalno, transvaginalno, transsezofalno, transuretralno), punkcijo v žile, skozi kirurške rane in endoskopsko. Senzor se čim bolj približa temu ali tem organu. V zvezi s tem je možno uporabiti visokofrekvenčne pretvornike, zaradi katerih se ločljivost metode dramatično poveča, zato je mogoče zagotoviti visoko kakovostno vizualizacijo najmanjših struktur, ki so pri zunanjem skeniranju nedostopne. Na primer, transrektalni ultrazvok v primerjavi z zunanjim skeniranjem zagotavlja pomembne dodatne diagnostične informacije v 75% primerov. Odkrivanje intrakardialnih trombov v transezofagealni ehokardiografiji je 2-krat več kot v zunanji študiji.
Splošni vzorci oblikovanja ehografske podobe seroskale se kažejo v specifičnih slikah, značilnih za en ali drug organ, anatomsko strukturo, patološki proces. Hkrati njihova oblika, velikost in položaj, narava kontur (enakomerno / neenakomerno, jasno / mehko), notranja ehostruktura, premestljivost in za votle organe (žolčnik), kot tudi stanje stene (debelina, gostota odziva, elastičnost) ), prisotnost v votlini patoloških vključkov, zlasti kamnov; stopnja fiziološkega krčenja.
Ciste, napolnjene s serozno tekočino, so prikazane v obliki zaokroženih, enakomerno gluhih (črnih) območij, ki so obdani z odmevno pozitivnim (sivim) robom kapsule z celo ostrimi konturami. Poseben ehografski znak cist je učinek dorzalnega ojačanja: hrbtna stena ciste in tkiva za njim so videti svetlejša od preostale dolžine (slika 3.8).
Abdominalne tvorbe s patološkimi vsebinami (abscesi, tuberkularne votline) se razlikujejo od cist zaradi neenakosti kontur in, kar je najpomembneje, zaradi heterogenosti eho-negativne notranje ehostrukture.
Za vnetne infiltracije je značilna nepravilna okrogla oblika, mehke konture, enakomerna in zmerno zmanjšana ehogenost patološkega procesa.
Ehografska slika hematoma parenhimskih organov je odvisna od časa, ki je potekel od trenutka poškodbe. V prvih nekaj dneh je homogen. Nato se v njej pojavijo eho-pozitivni vključki, ki so odraz krvnih strdkov, katerih število se stalno povečuje. Po 7-8 dneh se začne obratni proces - liza krvnih strdkov. Vsebina hematoma ponovno postane enakomerno eho-negativna.
Ehostruktura malignih tumorjev je heterogena, z območji celotnega spektra
Sl. 3.8. Ehografska podoba osamljene ciste ledvic
ehogeničnost: gluh (krvavitev), hipoehojska (nekroza), eho-pozitivna (tumorsko tkivo), hiperehoična (kalcifikacija).
Ehografska slika kamnov je zelo demonstrativna: hiperehoična (svetlo bela) struktura z akustično temno negativno senco za njim (sl. 3.9).
Sl. 3.9. Sonografska slika kamnov žolčnika
Trenutno je ultrazvok na voljo skoraj vsa anatomska področja, organi in anatomske strukture osebe, čeprav v različni meri. Ta metoda je prednostna pri ocenjevanju morfološkega in funkcionalnega stanja srca. Prav tako je zelo informativen pri diagnozi žariščnih bolezni in poškodb parenhimskih trebušnih organov, bolezni žolčnika, medeničnih organov, zunanjih spolnih organov, ščitnice in mlečnih žlez, oči.
INDIKACIJE ZA IZVAJANJE UPORABE. T
1. Študija možganov pri majhnih otrocih, predvsem v primerih suma na prirojeno okvaro njenega razvoja.
2. Študija možganskih žil, da bi ugotovili vzroke za motnje možganske cirkulacije in ocenili učinkovitost operacij, izvedenih na žilah.
3. Očesni pregled za diagnozo različnih bolezni in poškodb (tumorji, odmik mrežnice, intraokularne krvavitve, tujki).
4. Študija žlez slinavk, da se oceni njihovo morfološko stanje.
5. Intraoperativno spremljanje popolne odstranitve možganskih tumorjev.
1. Študija karotidne in vertebralne arterije:
- dolgotrajne, ponavljajoče se hude glavobole;
- ponavljajoča se sinkopa;
- klinični znaki motene možganske cirkulacije;
- klinični sindrom subklavijske kraje (stenoza ali okluzija brahialne glave in subklavijske arterije);
- mehanske poškodbe (poškodbe krvnih žil, hematomi).
2. Pregled ščitnice:
- sum na njeno bolezen;
3. Preverjanje limfnih vozlov:
- sum na njihovo metastatsko lezo v primeru ugotovljenega malignega tumorja katerega koli organa;
- limfom na kateri koli lokaciji.
4. Anorganske neoplazme vratu (tumorji, ciste).
1. Pregled srca: t
- diagnosticiranje prirojenih okvar srca;
- diagnoza pridobljenih okvar srca;
- kvantitativna ocena funkcionalnega stanja srca (globalna in regionalna sistolična kontraktilnost, diastolično polnjenje);
- oceno morfološkega stanja in funkcije intrakardialnih struktur;
- identifikacija in določitev stopnje intrakardialnih hemodinamskih motenj (patološko ranžiranje krvi, regurgitantni tokovi v primeru pomanjkanja srčnih zaklopk);
- diagnoza hipertrofične miokardiopatije;
- diagnoza intrakardialnih trombov in tumorjev;
- odkrivanje ishemične miokardne bolezni;
- določanje tekočine v perikardialni votlini;
- kvantitativna ocena pljučne arterijske hipertenzije;
- diagnostika poškodb srca v primeru mehanske poškodbe prsnega koša (modrice, solze zidov, predelnih sten, akordov, ventilov);
- vrednotenje radikalizma in učinkovitosti srčnih operacij.
2. Pregled dihalnih in mediastinalnih organov: t
- določanje tekočine v plevralnih votlinah;
- pojasnitev narave lezij prsne stene in pleure;
- diferenciacija tkivnih in cističnih novotvorb mediastinuma;
- oceno mediastinalnih bezgavk;
- diagnozo tromboembolije debla in glavnih vej pljučne arterije.
3. Pregled mlečnih žlez:
- pojasnitev negotovih radioloških podatkov;
- diferenciacija cist in tkivnih lezij, odkritih s palpacijo ali rentgensko mamografijo;
- vrednotenje grudnih grudic neznane etiologije;
- ocena stanja mlečnih žlez s povečanjem aksilarnih, sub- in suprjavničnih limfnih vozlov;
- ocena stanja silikonskih prsnih protez;
- biopsija formacij pod ultrazvočno kontrolo.
1. Študija parenhimskih organov prebavnega sistema (jetra, trebušna slinavka):
- diagnosticiranje žariščnih in razpršenih bolezni (tumorji, ciste, vnetni procesi);
- diagnostika poškodb v primeru mehanske poškodbe trebuha;
- odkrivanje jetrne metastatske lezije pri malignih tumorjih katerekoli lokalizacije;
- diagnozo portalne hipertenzije.
2. Preiskava žolčevodov in žolčnika:
- diagnozo holelitiaze s presojo stanja žolčnika in definicijo računa v njih;
- pojasnitev narave in resnosti morfoloških sprememb akutnega in kroničnega holecistitisa;
- ugotavljanje narave postholecistektomijskega sindroma.
