En av de tekniske prestasjonene i moderne medisin er dens store bruk for studiet av de indre organene av høyfrekvente ultralyd, et kraftig og ufarlig diagnostisk verktøy.
Ultralydteknologi selv har vært kjent i over 80 år. Forsøk på å bruke ultralyd for medisinsk diagnostikk førte til fremveksten i 1937 av endimensjonal ekko-enfalografi. Imidlertid var det kun mulig å få et ultralydbilde av indre organer og vev av en person i begynnelsen av 1950-tallet. Fra nå av blir ultralyd i stadig større grad brukt i medisin. I dag brukes den i kirurgi, i ulike fysioterapeutiske prosedyrer og spesielt i diagnostikk. Bruken av ultralydsdiagnostikk har gjort en reell revolusjon innen obstetrik.
Ultralyd: handlingsprinsippet
Ultralyd er de samme mekaniske vibrasjoner av elastisk media som lyd, forskjellig bare i frekvens fra det.
Ultralydfrekvensen ligger utenfor øvre grense for det menneskelige høreområdet (20 kHz). Bruken av ultralyd er basert på dets evne uten betydelig absorpsjon å trenge inn i kroppens myke vev, reflektert fra tettere vev og heterogeniteter.
Ved ultralydsundersøkelse av indre organer (ekkografi), blir en tynn stråle av ultralydspulser generert av en liten piezoelektrisk sensor, som kan fungere både som en generator og som mottaker av ultralydsvibrasjoner, rettet mot overflaten av kroppen. Den videre skjebnen til disse impulser avhenger av egenskapene til vevene som ligger i sin vei: impulser kan passere gjennom dem, reflekteres eller absorberes av dem.
Analyse av de reflekterte signalene (utført med en datamaskin) lar deg få et bilde av kroppens tverrsnitt langs sensorenes bane.
Ultralydundersøkelse (ultralyd) har en svært viktig funksjon: Strømkraften som kreves for avbildning, er så ubetydelig at det ikke gir noen skadelige effekter. Dette er den viktigste fordelen med ultralyd over røntgenstråler.
Hva er ultralydsskanning?
Ultralydsskanning er en smertefri prosedyre utført av en lege. Et tynt lag av en spesiell gel påføres huden på det undersøkte området av kroppen, noe som forbedrer kontakten med sensoren (god kontakt av sensoren med huden bestemmer i stor grad bildekvaliteten). Under prosedyren beveges sonden langsomt gjennom testområdet. Ultralydsskanning krever ikke noen tidligere forberedelser, og for en slik undersøkelse trenger pasienten ikke å gå til sykehuset.
Moderne ultralydutstyr lar deg få forskjellige typer bilder: en bevegelse eller en sekvens av stillbilder. I begge tilfeller kan bildet registreres for videre analyse.
Ultralyd under graviditet
Kanskje den viktigste bruken av ultralydsmetoder funnet i studier av gravide kvinner. De gir deg mulighet til å motta informasjon om tilstanden til fosteret, uten å utsette ham eller moren for noen fare, og det er veldig viktig, i svært tidlige graviditetsstadier (2,5-3 uker). Ofte kan denne informasjonen ikke oppnås på andre måter.
I de tre første månedene av svangerskapet kan ultralydeklografi avgjøre om fosteret er i live, bestemme dets alder og bestemme antall utviklingsfoster. Etter den tredje måneden kan ultralyd oppdage noen medfødte misdannelser av fosteret, som spina bifida, og bestemme nøyaktig plasseringen av moderkaken, og avsløre sin for tidlige frigjøring.
Ved hjelp av ultralydsskanning, kan du bestemme størrelsen på fosteret under graviditet og forutsi forholdsvis nøyaktig dato for levering. Ved hjelp av ultralyd kan du til og med merke hjerteslag i fosteret. Røntgenundersøkelser under graviditet er nå bare nødvendig under spesielle forhold.
I stor grad brukt i prenatal (prenatal) diagnostikk, styres metoden for å oppdage fosterutviklingsavvik - amniocentese (valget av væske fra fosterbladet som omgiver fosteret, vanligvis ved 15-17 graviditetsuke) - styres av ultralyd.
Utviklingen og introduksjonen av nye typer ultralydstudier i praksis og tilgjengelighet har revolusjonert obstetrisk praksis, forenklet kontroll i løpet av graviditeten og økt pålitelighet.
Prinsippet for drift av ultralydsmaskinen
Ultralyddiagnose har vært vellykket brukt i medisinsk praksis og har lenge etablert seg som en relativt billig og helt sikker metode for forskning. Det mest etterspurte område med diagnose er undersøkelse av gravide, og alle indre organer, blodkar og ledd er også undersøkt. Prinsippet om ekkolokalisering er grunnlaget for teknologien for ultralydsbilding.
Hvordan virker det?
Ultralyd er akustiske oscillasjoner med en frekvens høyere enn 20 kHz som er utilgjengelige for menneskelig hørsel. Medisinsk ultralydutstyr bruker et frekvensområde fra 2 til 10 MHz.
Det er såkalte piezoelektriske - enkle krystaller av noen kjemiske forbindelser som reagerer på ultralydbølger med elektrisk ladning, og til elektrisk ladning - med ultralyd. Dette betyr at krystallene (piezoelektriske elementer) er mottakeren og senderen av ultralydbølger samtidig. De piezoelektriske elementene er plassert i ultralydssensoren, gjennom hvilken høyfrekvente pulser sendes til menneskekroppen. Sensoren er dessuten utstyrt med et akustisk speil og lydabsorberende lag. Den reflekterte delen av strålen av lydbølger vender tilbake til sensoren, som omdanner dem til et elektrisk signal og overfører til maskinvare- og programvaresystemet - selve ultralydmaskinen. Signalet behandles og vises på skjermen. Det mest brukte svart-hvitt bildeformatet. Seksjoner som reflekterer bølger i en eller annen grad er angitt på skjermen med grågraderinger, hvite farger er helt reflekterende stoffer, og svarte farger er væsker og hulrom.
Hvordan går ultralydbølgen?
Et ultralydsignal, som passerer gjennom menneskets kroppsvev, absorberes og reflekteres av dem, avhengig av dens tetthet og hastigheten på forplantning av lydbølger. Tette miljøer som bein, steiner i nyrene, blæren, reflekterer lyden nesten i sin helhet. Looser vev, væsker og hulrom absorberer bølger delvis eller helt.
De viktigste egenskapene til ultralydbildet er ekkogenitet og lydledning. Ekomogenitet - Vevets evne til å reflektere ultralydbølger, skiller mellom hypo og hyperechogenicitet. Lydgjennomføring - Vevets evne til å passere gjennom en ultralyd. Ved vurderingen av disse egenskapene er det basert på analysen av objektet, dens beskrivelse og konklusjon.
Ultralyd undersøkelse av ekspertnivå ultralyd skannere
Vår klinikk er utstyrt med moderne stasjonære ultralydsenheter av Medison og Toshiba, som er i stand til å utføre eventuelle diagnostiske oppgaver. Skannere er utstyrt med flere skjermer for å duplisere bildet for pasienten. Ekspertnivå av teknologi innebærer forbedrede metoder for å skaffe informasjon:
- bilde korn undertrykkelse;
- flersidet sammensatt skanning;
- energi doppler sonografi;
- Innstillinger som forbedrer bildet i vanskelig tilgjengelige steder;
- digital teknologi;
- høy skjermoppløsning;
- tredimensjonale og fire-dimensjonale moduser.
Disse studiene, hvis ønskelig, kan klienten spilles inn på en DVD-ROM.
Med ultralyd er det ikke bare klassen av utstyr som er viktig, men også profesjonaliteten til legen som utfører diagnosen. Spesialistene i vår klinikk har mange års arbeidserfaring og høy kvalifikasjon, noe som gjør det mulig å tydeliggjøre resultatene av studien.
Prinsippet om ultralyd
Når det gjelder vedlikehold, reparasjon eller arbeid på ultralydutstyr, er det først og fremst nødvendig å forstå de fysiske basisene i prosessene som vi må håndtere. Selvfølgelig, som i alle tilfeller, er det så mange nyanser og subtiliteter, men vi foreslår at du først og fremst vurderer kjernen i prosessen. I denne artikkelen vil vi berøre følgende spørsmål:
- Hva er ultralyd, hva er dens egenskaper og parametere
- Dannelsen av ultralyd i moderne teknologi basert på piezoceramics
- Prinsipper for ultralyd: En kjede for å konvertere elektrisk energi til ultralydsenergi og omvendt.
- Grunnleggende om bildedannelse på ultralydsmaskindisplayet.
Pass på å se vår video om hvordan ultralyd fungerer
Vår hovedoppgave er å forstå hva ultralyd er og hva dens egenskaper hjelper oss i moderne medisinsk forskning.
Om lyd.
Vi vet at frekvenser fra 16 Hz til 18 000 Hz, som et menneskelig høreapparat er i stand til å oppleve, blir ofte kalt lyd. Men det er også mange lyder i verden som vi ikke kan høre, da de er under eller over frekvensområdet som er tilgjengelige for oss: disse er henholdsvis infrarød og ultra lyd.
Lyden har en bølge natur, det vil si, alle lyder som finnes i vårt univers er bølger, som i andre tilfeller mange andre naturfenomener.
Fra et fysisk synspunkt er en bølge en eksitasjon av et medium som forplanter seg med energioverføring, men uten masseoverføring. Med andre ord, bølger er en romlig veksling av maksima og minima av enhver fysisk mengde, for eksempel tetthet av et stoff eller dets temperatur.
Det er mulig å karakterisere bølgeparametrene (inkludert lyd) gjennom lengde-, frekvens-, amplitude- og oscillasjonsperioden.
Vurder bølgeparametrene mer detaljert:
Maksimumene og minimumene av en fysisk mengde kan være betinget representert som kam og bunn av en bølge.
Bølgelengden er avstanden mellom disse ryggene eller mellom depressioner. Derfor jo nærmere ryggene er til hverandre - jo kortere bølgelengden og jo høyere frekvensen, desto lengre unna hverandre - jo høyere bølgelengden og omvendt - jo lavere er frekvensen.
En annen viktig parameter er amplitude av oscillasjon, eller graden av avvik av en fysisk mengde fra dens gjennomsnittsverdi.
Alle disse parametrene er knyttet til hverandre (for hvert forhold er det en eksakt matematisk beskrivelse i form av formler, men vi vil ikke gi dem her, siden vår oppgave er å forstå grunnprinsippet, og vi kan alltid beskrive det fra et fysisk synspunkt). Hver av egenskapene er viktig, men oftere må du høre om ultralydfrekvensen.
Har ultralydmaskinen dårlig grafikkvalitet? Legg igjen en forespørsel om en ingeniøranrop direkte på nettstedet, og han vil utføre en gratis diagnose og konfigurere ultralydsskanneren din
Høyfrekvent lyd: Hvordan forårsake flere tusen vibrasjoner per sekund
Det finnes flere måter å skaffe ultralyd på, men teknikken bruker oftest krystall av piezoelektriske elementer og en piezoelektrisk effekt basert på deres anvendelse. Typen av piezoelektriske gjør det mulig å generere høyfrekvent lyd under påvirkning av spenning, jo høyere spenningsfrekvens jo raskere (oftere) begynner krystallet å vibrere, spennende høyfrekvente svingninger i miljøet.
En gang i feltet av høyfrekvente lydvibrasjoner begynner piezocrystal tvert imot å generere elektrisitet. Ved å inkludere en slik krystall i en elektrisk krets og på en bestemt måte, behandle signaler mottatt fra den, kan vi danne et bilde på displayet til ultralydsmaskinen.
Men for at denne prosessen skal bli mulig, er det behov for dyrt og komplekst utstyr.
Til tross for dusinvis og til og med hundrevis av sammenhengende komponenter i en ultralydsskanner, kan skanneren deles inn i flere hovedblokker involvert i konvertering og overføring av ulike typer energi.
Alt starter med en strømkilde som er i stand til å opprettholde en høyspenning av forhåndsbestemte verdier. Deretter overføres signalet til sensoren gjennom en rekke tilleggsenheter og under konstant kontroll av spesiell programvare, hvor hovedelementet er et piezokrystallinsk hode. Den konverterer elektrisk energi til ultralydsenergi.
Gjennom en akustisk linse laget av spesielle materialer og en tilsvarende gel, kommer ultralydbølgen inn i pasientens kropp.
Som en hvilken som helst bølge har ultralyd tendens til å reflekteres fra overflaten som opptrer i sin bane.
Deretter passerer bølgen den omvendte banen gjennom forskjellige vev i menneskekroppen, den akustiske gelen og linsen faller på det piezocrystallinske gitteret til sensoren, som omdanner den akustiske bølgens energi til elektrisk energi.
Ved å godta og korrekt tolke signalene fra sensoren, kan vi simulere gjenstander som er på forskjellige dybder og er utilgjengelige for det menneskelige øye.
Prinsippet om bildekonstruksjon basert på ultralyds skanningsdata
Tenk nøyaktig hvordan informasjonen som er oppnådd, hjelper oss med å bygge bildet på ultralydsskanneren. Grunnlaget for dette prinsippet er forskjellig akustisk impedans eller motstand av gassformige, flytende og faste medier.
Med andre ord, bein, myke vev og væsker i kroppen vår overfører og reflekterer ultralyd i varierende grad, delvis absorberer og sprer det.
Faktisk kan hele forskningsprosessen deles inn i mikroperioder, og bare en liten del av hver periode overfører en sensor. Resten av tiden blir brukt og venter på et svar. Samtidig overføres tiden mellom overføring og mottak av et signal direkte til avstanden fra sensoren til "sett" objektet.
Informasjon om avstanden til hvert punkt hjelper oss med å bygge en modell av objektet som studeres, og brukes også til målinger som kreves for ultralydsdiagnostikk. Dataene er fargekodede - som et resultat får vi bildet vi trenger på ultralyd-skjermen.
Dette er oftest svart-hvitt-formatet, siden det antas at for gråtoner er øyet mer følsomt og med større nøyaktighet. vil se forskjellen i avlesningene, men i moderne enheter bruker de fargepresentasjon, for eksempel å studere hastigheten på blodstrømmen, og til og med lydpresentasjon av data. Sistnevnte, sammen med videosekvensen i Doppler-modi, bidrar til å gjøre diagnosen mer nøyaktig og tjener som en ekstra kilde til informasjon.
Men tilbake til konstruksjonen av det enkleste bildet og i mer detalj tre tilfeller:
Eksempler på de enkleste bildene blir studert på grunnlag av B-modus. Visualisering av beinvevet og andre faste formasjoner består av lyse områder (hovedsakelig hvite), siden lyden reflekterer best fra faste overflater og returnerer nesten helt til sensoren.
Som et eksempel kan vi tydelig se de hvite områdene - steinene i pasientens nyrer.
Visualiseringen av væske eller tomrum motsatte er representert av svarte områder i bildet, fordi uten å møte hindringer går lyden videre inn i pasientens kropp og vi mottar ikke noe svar.
Myke vev, som for eksempel strukturen av nyren selv, vil bli representert av områder med forskjellige graderinger av grå. Nøyaktigheten av diagnosen og pasientens helse vil i stor grad avhenge av kvaliteten på visualisering av slike gjenstander.
Så i dag har vi lært om hva ultralyd er og hvordan det brukes i ultralydskannere for å studere organene i menneskekroppen.
Hvis ultralydmaskinen din har dårlig bildekvalitet, vennligst kontakt vårt servicesenter. ERSPlus ingeniører med stor erfaring og høy kvalifikasjon er alltid klare til å hjelpe deg.
Prinsippet om ultralydsmaskin. Ultralyd sensor
Under ultralydet forstår lydbølgene, hvor frekvensen ligger utenfor frekvensområdet som oppfattes av det menneskelige øre.
Oppdagelsen av ultralyd går tilbake til observasjoner av flyet av flaggermus. Forskere som blindfolder flaggermusene, har funnet ut at disse dyrene ikke mister orienteringen underveis og kan unngå hindringer. Men etter at de også hadde dekket ørene, ble orienteringen i rommet i flaggene brutt og de oppdaget hindringer. Dette førte til den konklusjonen at flaggermus i mørket styres av lydbølger som ikke blir fanget av det menneskelige øre. Disse observasjonene ble gjort allerede i XVII-tallet, samtidig ble begrepet "ultralyd" foreslått. En flaggermus for orientering i rommet gir korte pulser av ultralydbølger. Disse impulser, reflektert fra hindringene, oppfattes etter en tid ved øre av et flaggermus (ekkofinomen). I henhold til tiden som går fra øyeblikk av stråling av ultralydspulsen til oppfatningen av det reflekterte signalet bestemmer dyret avstanden til objektet. I tillegg kan flaggermuset også bestemme hvilken retning ekkosignalet returneres, lokaliseringen av objektet i rommet. Dermed sender det ultralydbølger og oppfatter det reflekterte bildet av det omkringliggende rommet.
Prinsippet om ultralyd plassering er underlagt driften av mange tekniske enheter. I henhold til det såkalte prinsippet om pulserende ekko, fungerer en sonar som bestemmer fartøyets posisjon i forhold til fiskens eller sjøbunnens ekkolodd, samt ultralyddiagnostiseringsenheter som brukes i medisin: enheten sender ultralydbølger, så oppfatter de reflekterte signalene, og På tidspunktet som er gått fra strålingstidspunktet til øyeblikk av oppfatningen av ekosignalet, bestemmer du den romlige posisjonen til den reflekterende strukturen.
Hva er lydbølger?
Lydbølger er mekaniske vibrasjoner som forplanter seg i rommet som bølger som oppstår etter at en stein er kastet i vannet. Utbredelsen av lydbølger avhenger i stor grad av stoffet de propagerer i. Dette forklares av det faktum at lydbølger oppstår bare når partiklene av materiell oscillerer.
Siden lyd kun kan spres fra materielle gjenstander, produseres det ikke lyd i et vakuum (i eksamener blir spørsmålet "backfilling" ofte spurt: hvordan distribueres lyd i vakuum?).
Lyd i miljøet kan spre seg både i lengderetningen og i tverrretningen. Ultralydbølger i væsker og gasser er langsgående, siden individuelle partikler av mediet svinger ut i retning av forplantning av lydbølgen. Hvis flyet der partikklene i mediet svinger, ligger i en vinkel mot bølgenes forplantning, for eksempel når det gjelder sjøbølger (oscillasjoner av partikler i vertikal retning og bølgeforplantning i horisontal), snakker om tverrbølger. Slike bølger observeres også i faste stoffer (for eksempel i bein). I mykt vev eksploderer ultralyd hovedsakelig i form av langsgående bølger.
Når de individuelle partiklene i den langsgående bølge forskyves mot hverandre, øker dens tetthet og følgelig trykket i substansen av mediet på dette sted. Hvis partiklene divergerer fra hverandre, reduseres stoffets lokale tetthet og trykket på dette stedet. Ultralydbølge danner en sone med lavt og høyt trykk. Med passasje av ultralydbølgen gjennom vevet, endres dette trykket veldig raskt i midten av mediet. For å skille trykk dannet av ultralydbølgen fra mediumets konstante trykk, kalles det også variabelt eller sonisk trykk.
Lydbølge parametere
Lydbølge parametere inkluderer:
Amplitude (A), for eksempel maksimalt lydtrykk ("bølgehøyde").
Frekvens (v), dvs. Antall svingninger på 1 s. Frekvensenheten er Hertz (Hz). I diagnostiske enheter som brukes i medisin, bruk frekvensområdet fra 1 til 50 MG c (1 MHz = 106 Hz, vanligvis i området 2,5-15 MHz).
Bølgelengde (λ), dvs. Avstanden til den tilstøtende bølgekampen (nærmere bestemt den minste avstanden mellom punkter med samme fase).
Forplantningshastigheten, eller lydens hastighet (er). Det avhenger av mediet der lydbølgen forplantes, så vel som på frekvensen.
Trykk og temperatur har en signifikant effekt, men i det fysiologiske temperaturområdet kan denne effekten bli neglisjert. For hverdagens arbeid er det nyttig å huske at jo tettere miljøet, desto større er lydens hastighet i den.
Hastigheten i lyd i bløtvev er ca. 1500 m / s og øker med økende vevstetthet.
Denne formelen er sentral for medisinsk ekkografi. Med hjelpen er det mulig å beregne bølgelengden λ av ultralyd, noe som gjør det mulig å bestemme minimumsstørrelsen på de anatomiske strukturer som fremdeles er synlige med ultralyd. Disse anatomiske strukturer hvis størrelse er mindre enn lengden på ultralydbølgen, med ultralyd, kan ikke skelnes.
Bølgelengden lar deg få et ganske grovt bilde og er ikke egnet for å vurdere små strukturer. Jo høyere ultralydfrekvensen er, desto mindre er bølgelengden og størrelsen på de anatomiske strukturer som fremdeles kan skilles.
Muligheten for detaljering øker med økende ultralydfrekvens. Dette reduserer dybden av penetrasjon av ultralyd inn i vevet, dvs. dens gjennomtrengende evne reduseres. Dermed, med økende ultralydfrekvens, reduseres den tilgjengelige dybden av vevsforskning.
Ultralydets bølgelengde som brukes i ekkografi for å studere vev varierer fra 0,1 til 1 mm. Mindre anatomiske strukturer kan ikke identifiseres.
Hvordan få en ultralyd?
Piezoelektrisk effekt
Produksjonen av ultralyd brukt i medisinsk diagnostikk er basert på den piezoelektriske effekten - Krystaller og keramikkers evne til å deformere under virkningen av en påført spenning. Under virkningen av vekselstrøm deformeres krystaller og keramikk periodisk, dvs. mekaniske vibrasjoner oppstår og ultralydbølger dannes. Den piezoelektriske effekten er reversibel: ultralydbølger forårsaker deformasjon av den piezoelektriske krystall, som ledsages av utseendet av målbar elektrisk spenning. Dermed tjener piezoelektriske materialer som generatorer av ultralydbølger og deres mottakere.
Når en ultralydbølge oppstår, forplanter den seg i tilkoblingsmediet. "Kobling" betyr at det er veldig god lydledningsevne mellom ultralydgeneratoren og miljøet der den distribueres. For å gjøre dette, bruk vanligvis en standard ultralyd gel.
For å lette overgangen av ultralydbølger fra solid keramikk til det piezoelektriske elementet til myke vev, er det belagt med en spesiell ultralydgel.
Vær forsiktig når du rengjør ultralydssensoren! Det matchende laget i de fleste ultralydssensorer forverres når de behandles med alkohol for "hygieniske" grunner. Derfor, når du rengjør ultralydssensoren, er det nødvendig å følge instruksjonene som følger med enheten.
Strukturen til ultralydssensoren
Generatoren for ultralydsvibrasjoner består av et piezoelektrisk materiale, hovedsakelig keramisk, på forsiden og baksiden av hvilket det er elektriske kontakter. Et matchende lag påføres på forsiden mot pasienten, som er designet for optimal ultralyd i vevet. På baksiden er piezoelektriske krystaller dekket med et lag, som sterkt absorberer ultralyd, noe som forhindrer refleksjon av ultralydbølger i forskjellige retninger og begrenser mobiliteten til krystallet. Dette gjør at vi kan sørge for at ultralydssensoren gir de kortest mulige ultralydspulser. Pulsvarigheten er den avgjørende faktoren i den aksiale oppløsningen.
Sensoren for ultralyd i b-modus består som regel av mange små, ved siden av hverandre keramiske krystaller, som er konfigurert individuelt eller i grupper.
Ultralydsensoren er svært følsom. Dette forklares på den ene side av det faktum at det i de fleste tilfeller inneholder keramiske krystaller som er svært skjøre, på den annen side av det faktum at sensorens komponenter ligger svært nær hverandre og kan forskyves eller ødelegges med mekanisk risting eller støt. Kostnaden for en moderne ultralydssensor avhenger av typen utstyr og er omtrent lik kostnaden for en middelklassebil.
Før du transporterer ultralydsenheten, må du rette opp ultralydssensoren på enheten og bedre koble den fra. Sensoren bryter lett når den slippes, og selv mindre risting kan forårsake alvorlig skade.
I frekvensområdet som brukes i medisinsk diagnostikk, er det umulig å skaffe en skarpt fokusert stråle, som ligner en laser, som man kan "sonde" vev til. For å oppnå en optimal romlig oppløsning er det imidlertid nødvendig å forsøke å redusere ultralydstrålens diameter så mye som mulig (som et synonym for en ultralydstråle brukes begrepet "ultralydstråle" noen ganger), som understreker at i tilfelle av et ultralydfelt er det en romlig struktur som ideelt sett har et minimum diameter).
Jo mindre ultralydstrålen er, jo bedre er detaljene i de anatomiske strukturer synlige med ultralyd.
Derfor er ultralyd fokusert så langt som mulig i en bestemt dybde (noe dypere enn strukturen under studien), slik at ultralydstrålen danner en "midje". De fokuserer ultralyd enten ved hjelp av "akustiske linser" eller ved å bruke pulserte signaler til forskjellige piezoceramiske elementer i transduseren med forskjellige gjensidige tidskift. Samtidig fokuserer på større dybde en økning i den aktive overflaten eller blenderåpningen til ultralydsområdet.
Når sensoren er fokusert, er det tre soner i ultralydfeltet:
Det klareste ultralydbildet er oppnådd når objektet som er under studiet, befinner seg i brennvidden til ultralydstrålen. Objektet befinner seg i fokusområdet når ultralydstrålen har den minste bredden, noe som betyr at oppløsningen er maksimal.
I nærheten av ultralydsområdet
Nærsonen er rett ved siden av ultralydssensoren. Her er ultralydbølger utsendt av overflaten av forskjellige piezoceramiske elementer overliggende på hverandre (det vil si interferens av ultralydbølger), derfor dannes et skarpt inhomogent felt. La oss forklare dette med et klart eksempel: Hvis du kaster en håndfull småstein i vannet, overlapper hverandre sirkulære bølger som divergerer fra hver av dem. I nærheten av stedet der en stein faller, som svarer til nærsonen, er bølgene uregelmessige, men på en avstand nærmer de seg gradvis sirkulær. Prøv minst én gang for å gjøre dette eksperimentet med barn når du går i nærheten av vannet! Den utprøvde inhomogeniteten til den nærmeste ultralydsonen danner et uklar bilde. Det homogene mediumet i nærområdet ser ut som alternerende lys og mørke striper. Derfor er nesten ultralydssonen for vurdering av bildet nesten eller ikke i det hele tatt egnet. Denne effekten er mest uttalt i konvekse og sektorsensorer som avgir en divergerende ultralydstråle; For en lineær sensor er nærzonenheterogeniteten minst uttalt.
Det er mulig å avgjøre hvor langt den nærmeste ultralydssonen sprer seg. Hvis du vri på knappen, vil du forsterke signalet, samtidig som du ser på ultralydfeltet ved siden av sensoren. Den nærmeste ultralydssonen kan gjenkjennes av et hvitt ark nær sensoren. Prøv å sammenligne nærsonen til lineære og sektorsensorer.
Siden den nærmeste ultralydssonen ikke er aktuell for vurderingen av bildet av et objekt, under ultralydundersøkelser, streber de for å minimere nærsonen og bruker den på flere måter for å fjerne den fra området under studien. Dette kan for eksempel gjøres ved å velge sensorens optimale posisjon eller ved å elektronisk nivellere ulikheten til ultralydfeltet. Men i praksis er dette enklest å oppnå ved hjelp av en såkalt buffer fylt med vann, som er plassert mellom sensoren og studieobjektet. Dette lar deg vise støy fra nærområdet fra plasseringen av objektet som er under studiet. Vanligvis brukes spesielle dyser for individuelle sensorer eller universell gelpute som buffer. I stedet for vann brukes for tiden silikonbaserte plastdyser.
Med et overfladisk arrangement av de studerte strukturer, kan bruk av en buffer forbedre kvaliteten på ultralydbildet betydelig.
Fokusområde
Fokussonen er preget av det faktum at diameteren (bredden) til ultralydstrålen er den minste her, og på den annen side, på grunn av effekten av samlingsobjektivet, er intensiteten av ultralyd størst. Dette tillater høy oppløsning, dvs. evnen til å tydelig skille detaljene til objektet. Derfor må den anatomiske formasjonen eller objektet som skal undersøkes, ligge i fokusområdet.
Langt ultralydsområde
I den fjerneste ultralydssonen varierer ultralydstrålen. Siden ultralydstrålen svekkes når den passerer gjennom vevet, reduseres intensiteten til ultralyd, særlig dens høyfrekvente komponent. Begge disse prosessene påvirker oppløsningen negativt, og dermed kvaliteten på ultralydsbildet. Derfor, i studien i den langt ultralydssonen, blir klarheten i objektet tapt - jo mer, jo lenger bort fra sensoren.
Oppløsningen til enheten
Oppløsningen av et visuelt forskningssystem, både optisk og akustisk, bestemmes av minimumsavstanden hvor to objekter i bildet oppfattes som separate. Oppløsning er en viktig kvalitativ indikator som karakteriserer effektiviteten av bildebehandlingsmetoden.
I praksis blir det ofte oversett at økende oppløsning kun er meningsfylt når objektet som studeres, er vesentlig forskjellig i sine akustiske egenskaper fra det omkringliggende vev, dvs. har tilstrekkelig kontrast. Økning av oppløsningen i fravær av tilstrekkelig kontrast forbedrer ikke diagnostiske evner i studien. Den aksiale oppløsningen (i retning av forplantning av ultralydstrålen) ligger i området for den doble bølgelengdesverdien. Strengt tatt er varigheten av individuelle utstrålede pulser avgjørende. Det skjer litt mer enn to påfølgende fluktuasjoner. Dette betyr at med en sensor med en arbeidsfrekvens på 3,5 MHz, skal 0,5 mm vevstrukturer teoretisk sett oppfattes som separate strukturer. I praksis observeres dette bare under forutsetning av at konstruksjonene er tilstrekkelig kontrast.
Den laterale (laterale) oppløsningen avhenger av bredden på ultralydstrålen, så vel som på fokus og dermed på dybden av etterforskningen. I denne forbindelse varierer oppløsningen kraftig. Den høyeste oppløsningen observeres i fokusområdet og er omtrent 4-5 bølgelengder. Dermed er sideløsningen 2-3 ganger svakere enn den aksiale oppløsningen. Et typisk eksempel er ultralydet i bukspyttkjertelen. Kanalens lumen kan tydeligvis kun visualiseres når den er vinkelrett på retningen til ultralydstrålen. Deler av kanalen som er plassert til venstre og høyre fra en annen vinkel, er ikke lenger synlige, fordi den aksiale oppløsningen er sterkere enn den laterale.
Sagittaloppløsning avhenger av bredden på ultralydstrålen i et plan vinkelrett på skanneplanet, og karakteriserer oppløsningen i retning vinkelrett på forplantningsretningen og følgelig tykkelsen av bildelaget. Sagittal oppløsning er vanligvis verre enn aksial og lateral. I instruksjonene som er vedlagt ultralydmaskinen, er denne parameter sjelden nevnt. Imidlertid bør det antas at sagittaloppløsningen ikke kan være bedre enn sideløsningen, og at disse to parametrene kun er sammenlignbare i sagittalplanet i brennpunktet. Med de fleste ultralydssensorer er sagittalfokuset satt til en viss dybde og er ikke tydelig uttrykt. I praksis utføres sagittal-fokuseringen av ultralydstrålen ved å bruke et matchende lag i sensoren som en akustisk linse. Variabel fokusering vinkelrett på bildeplanet, slik at reduksjon av tykkelsen av dette laget kun oppnås ved hjelp av en matrise av piezoelements.
I tilfeller der forskerlæren har oppgitt en detaljert beskrivelse av den anatomiske strukturen, er det nødvendig å undersøke det i to gjensidige vinkelrette planer, dersom de anatomiske egenskapene til det studerte området tillater det. Samtidig reduseres oppløsningen fra aksial retning til lateral og fra side til sagittal.
Typer av ultralydssensorer
Avhengig av plasseringen av de piezoelektriske elementene, er det tre typer ultralydsensorer:
I lineære sensorer er piezoelektriske elementer plassert langs en rett linje separat eller i grupper og avgir ultralydbølger i vevet parallelt. Etter hvert passasje gjennom stoffet, vises et rektangulært bilde (for 1 s - ca. 20 bilder eller mer). Fordelen med lineære sensorer er muligheten til å oppnå høy oppløsning nær sensorenes plassering (dvs. relativt høy bildekvalitet i nærsonen), ulempen er i det lille feltet i ultralydsundersøkelsen ved stor dybde (dette skyldes det faktum at, i motsetning til konveks og sektor sensorer, ultralyd stråler av den lineære sensoren ikke avvike).
En faset array sensor ligner en lineær sensor, men er mindre. Den består av en serie krystaller med separate innstillinger. Sensorer av denne typen skaper et bilde av en sektorsensor på skjermen. Mens i tilfelle av en mekanisk sektorsensor bestemmes ultralydspulsens retning ved rotasjon av det piezoelektriske element, når man arbeider med en sensor med faset array, blir en rettet fokusert ultralydstråle oppnådd ved en tidsforskyvning (faseskift) av alle aktiverte krystaller. Dette betyr at de enkelte piezoelektriske elementene aktiveres med en tidsforsinkelse, og som et resultat blir ultralydstrålen utsendt i skrå retning. Dette lar deg fokusere ultralydstrålen i samsvar med oppgaven med studien (elektronisk fokusering) og samtidig forbedre oppløsningen i ønsket del av ultralydsbildet. En annen fordel er evnen til å dynamisk fokusere mottatt signal. I dette tilfellet er fokuset under mottak av signalet satt til optimal dybde, noe som også betydelig forbedrer bildekvaliteten.
I den mekaniske sektorsensoren, som følge av mekanisk svingning av transduserelementene, utstråles ultralydbølgene i forskjellige retninger, slik at et bilde dannes i form av en sektor. Etter hvert passasje gjennom stoffet, dannes et bilde (10 eller mer i 1 s). Fordelen med sektorsensoren er at den gir deg et bredt synsfelt med stor dybde, og ulempen er at det er umulig å studere i nærområdet, siden synsfeltet nær sensoren er for smal.
I en konveks sensor er piezoelektriske elementer plassert langs hverandre i en buet (buet sensor). Bildekvalitet er et kryss mellom et bilde oppnådd av lineære og sektorsensorer. En konveks sensor, som en lineær, kjennetegnes av høy oppløsning i nærsonen (selv om den ikke når oppløsningen til den lineære sensoren), og samtidig er et bredt synsfelt i dybden av vevet likt en sektorsensor.
Kun med et todimensjonalt arrangement av elementene i ultralydstransduseren i form av en matrise, er det mulig å fokusere ultralydstrålen samtidig i laterale og sagittale retninger. Denne såkalte matrise av piezoelements (eller todimensjonal matrise) tillater i tillegg å oppnå data på tre dimensjoner, uten hvilken skanning av mengden av vev foran sensoren er umulig. Fremstillingen av en matrise av piezoelektriske elementer er en arbeidskrevende prosess som krever bruk av den nyeste teknologien, og derfor begynte først produsenter å utstyre sine ultralydsenheter med konvekse sensorer.
Ultralyd diagnostisk metode
Ultralyddiagnostisk metode er en metode for å skaffe et medisinsk bilde basert på registrering og dataanalyse av ultralydbølger reflektert fra biologiske strukturer, det vil si på grunnlag av ekko-effekten. Metoden er ofte referert til som ekkografi. Moderne enheter for ultralydundersøkelse (USI) er universelle høyoppløselige digitale systemer med muligheten til å skanne i alle moduser (figur 3.1).
Ultralyd diagnostisk kraft er nesten ufarlig. Ultralyd har ingen kontraindikasjoner, det er trygt, smertefritt, atraumatisk og ikke tungt. Om nødvendig kan det utføres uten preparering av pasienter. Ultralydutstyr kan leveres til enhver funksjonell enhet for undersøkelse av ikke-transportable pasienter. En stor fordel, spesielt i tilfelle et uklart klinisk bilde, er muligheten for samtidig undersøkelse av mange organer. Også viktig er den høye kostnadseffektiviteten til ekkografi: kostnaden for ultralyd er flere ganger mindre enn røntgenundersøkelser, og enda mindre databehandling og magnetisk resonans.
Imidlertid har ultralydsmetoden noen ulemper:
- høyt apparat og operatøravhengighet;
- stor subjektivitet i tolkningen av ekkografiske bilder;
- lavt informasjonsinnhold og dårlig showiness av frosne bilder.
Ultrasonografi er nå blitt en av metodene som oftest brukes i klinisk praksis. Ved anerkjennelse av sykdommer i mange organer kan ultralyd anses som den foretrukne, første og hoveddiagnostiske metoden. I diagnostisk vanskelige tilfeller gir ultralydsdata oss mulighet til å skissere en plan for videre undersøkelse av pasienter som bruker de mest effektive strålingsmetodene.
FYSISKE OG BIOPHYSISKE BASER AV ULTRASOUND DIAGNOSTISK METODE
Ultralyd refererer til lydvibrasjoner som ligger over terskelen for menneskelig orgelhørsel, dvs. har en frekvens på mer enn 20 kHz. Det fysiske grunnlaget for ultralyd er den piezoelektriske effekten som ble oppdaget i 1881 av Curie-brødrene. Den praktiske applikasjonen er knyttet til utviklingen av ultralyd industriell feilvarsling av den russiske forskeren S. Ya. Sokolov (slutten av 20-tallet - begynnelsen av 30-tallet i det XX århundre). De første forsøkene på å bruke ultralydmetoden for diagnostiske formål i medisin tilhører slutten av 30-årene. Tjuende århundre. Den utbredt bruk av ultralyd i klinisk praksis begynte på 1960-tallet.
Essensen av den piezoelektriske effekten er at når enkelte krystaller deformeres, vises noen kjemiske forbindelser (kvarts, titan-barium, kadmiumsulfid, etc.), spesielt under påvirkning av ultralydbølger, elektriske ladninger av motsatt tegn på overflatene av disse krystallene. Dette er den såkalte direkte piezoelektriske effekten (piezo på gresk betyr å trykke). Tvert imot, når en alternativ elektrisk ladning påføres disse enkeltkrystaller, oppstår mekaniske svingninger i dem med utslipp av ultralydbølger. Således kan det samme piezoelementet vekselvis være en mottaker, deretter en kilde til ultralydbølger. Denne delen av en ultralydsmaskin kalles en akustisk transduser, transduser eller sensor.
Ultralyd distribueres i medier i form av alternerende soner av komprimering og nedsetting av molekylene til et stoff som gjør oscillatoriske bevegelser. Lydbølger, inkludert ultralyd, er karakterisert ved en oscillasjonsperiode - tiden hvor et molekyl (partikkel) utfører en fullstendig oscillasjon; frekvens - antall oscillasjoner per tidsenhet; lengden er avstanden mellom punkter i samme fase og hastigheten av forplantning, som hovedsakelig avhenger av elastisitet og tetthet av mediet. Bølgelengden er omvendt proporsjonal med frekvensen. Jo mindre bølgelengden, desto høyere er oppløsningen til ultralydsenheten. I medisinske ultralyddiagnostiske systemer blir frekvenser fra 2 til 10 MHz ofte brukt. Oppløsningen av moderne ultralydsenheter når 1-3 mm.
Ethvert miljø, inkludert forskjellige vev i kroppen, forhindrer spredning av ultralyd, det vil si at den har en annen akustisk impedans, hvis verdi avhenger av dens tetthet og hastighet av ultralyd. Jo høyere disse parametrene er, desto større er akustisk impedans. En slik generell egenskap for et hvilket som helst elastisk medium er betegnet med begrepet "impedans".
Etter å ha nådd grensen til to medier med forskjellig akustisk motstand, gjennomgår strålen av ultralydbølger betydelige endringer: en del av den fortsetter å spre seg i et nytt medium, i noen grad absorbert av den, den andre reflekteres. Refleksjonskoeffisienten avhenger av forskjellen i væskens akustiske motstand tilstøtende hverandre: Jo større denne forskjellen er, desto større refleksjon og, naturligvis, jo større amplitude av det registrerte signalet, hvilket betyr at jo lysere og lysere det vil se på skjermen på enheten. En komplett reflektor er grensen mellom vev og luft.
ULTRASOUND FORSKNINGSMETODER
For tiden brukes i klinisk praksis ultralyd i b- og M-modus og Doppler.
B-modus er en teknikk som gir informasjon i form av todimensjonale seroskala tomografiske bilder av anatomiske strukturer i sanntid, noe som gjør det mulig å evaluere deres morfologiske tilstand. Denne modusen er den viktigste, i alle tilfeller begynner bruken av ultralyd.
Moderne ultralydutstyr fanger de minste forskjellene i nivåene av reflekterte ekkoer, som vises i en rekke gråtoner. Dette gjør det mulig å skille mellom anatomiske strukturer, selv om de er litt forskjellig fra hverandre i akustisk impedans. Jo lavere ekkointensiteten, jo mørkere bildet, og omvendt, desto større er energien til det reflekterte signalet, jo lysere bildet.
Biologiske strukturer kan være anechoic, hypoechoic, medium echogenic, hyperechoic (figur 3.2). Et anechoisk bilde (svart) er karakteristisk for formasjoner fylt med væske, som praktisk talt ikke reflekterer ultralydbølger; hypoechoic (mørk grå) - stoffer med betydelig hydrofilitet. Et ekko-positivt bilde (grå) gir flertallet av vevstrukturer. Økt ekkogenitet (lysgrå) har tett biologisk vev. Hvis ultralydbølgene reflekteres fullt ut, ser objektene seg hyperechoic (lyse hvite), og bak dem er det en såkalt akustisk skygge som ser ut som en mørk sti (se figur 3.3).
Fig. 3.2. Skala av nivåer av ekkogenitet av biologiske strukturer: a - anechoic; b - hypoechoic; i-medium ekkogenitet (ekkopositive); g - økt ekkogenitet d - hyperechoic
Fig. 3.3. Ekkogrammer av nyrene i lengdesnitt med betegnelse av strukturer av forskjellige
ekkogenitet: a - anechoisk dilatert kopp-bekken kompleks; b - nyresykdomens hypoechoiske parenchyma i - en parenchyma av en lever med gjennomsnittlig ekkogenitet (ekkopositive); d - nyre sinus av økt ekkogenitet; d - hyperechoisk kalkulator i bekkenet ureterisk segment
Realtidsmodus sørger for at man får på skjermbildet et "levende" bilde av organer og anatomiske strukturer som er i deres naturlige funksjonelle tilstand. Dette oppnås ved at moderne ultralydsenheter produserer et mangfold av bilder etter hverandre med et intervall på hundrevis av sekunder, som sammen skaper et stadig skiftende bilde som bestemmer de minste endringene. Strengt tatt, denne teknikken og generelt bør ultralydmetoden ikke kalles "ekko", men "ekkoskopi".
M-modus - en-dimensjonal. Det er en av to romlige koordinatsystem er erstattet, slik at tiden på den vertikale akse angir avstanden fra sensoren til strukturen plassert og den horisontale - tid. Denne modusen brukes hovedsakelig for hjerteforskning. Den gir informasjon i form av kurver som reflekterer amplitude og hastighet av bevegelse av hjertekonstruksjoner (se figur 3.4).
Doppler sonografi er en teknikk basert på bruk av den fysiske Doppler-effekten (etter navnet på en østerriksk fysiker). Essensen av denne effekten er at fra bevegelige gjenstander ultralydbølger reflekteres med en modifisert frekvens. Denne frekvensforskyvningen er proporsjonal med bevegelseshastigheten for konstruksjonene som er lokalisert, og hvis bevegelsen er rettet mot sensoren, øker frekvensen av det reflekterte signalet, og omvendt reduseres frekvensen av bølger reflektert fra det bevegelige objektet. Vi støter kontinuerlig på denne effekten, og observerer for eksempel en endring i lydfrekvensen fra biler, tog og fly som rushing av.
For tiden brukes i varierende grad til fluorescerende spektral doppler sonografi, fargedoppering, kraftdoppler, konvergerende fargedoppler, tredimensjonal fargedoppler-kartlegging, tredimensjonal energiedopplerografi.
Flux spektral doppler sonografi er designet for å vurdere blodstrømmen i relativt stor
Fig. 3.4. M-modal kurve for bevegelse av den fremre mitralventilen
kar og kamre i hjertet. Den viktigste typen diagnostisk informasjon er et spektrografisk opptak, som representerer et feie av blodstrømshastighet over tid. På denne grafen er hastigheten plottet på den vertikale aksen, og tiden er plottet på den horisontale akse. Signaler som vises over den horisontale akse, går fra blodstrømmen rettet til sensoren, under denne aksen - fra sensoren. I tillegg til hastigheten og retningen av blodstrømmen i form av Doppler-spektrogrammet, er det mulig å bestemme arten av blodstrømmen: den laminære strømningen vises som en smal kurve med klare konturer og en turbulent med en bred ikke-uniform kurve (Figur 3.5).
Det er to alternativer for flowdoppler sonografi: kontinuerlig (konstant bølge) og pulserende.
Kontinuerlig Doppler-ultralyd er basert på konstant stråling og konstant mottak av reflekterte ultralydbølger. Størrelsen av frekvensforskyvning av det reflekterte signal er bestemt av bevegelsen av alle strukturer på hele banen for ultrasoniske strålen innenfor dybden av dens gjennomtrengning. Den resulterende informasjonen er dermed totalt. Umuligheten av isolert strømningsanalyse på et strengt definert sted er ulempen med kontinuerlig doppler sonografi. Samtidig har den en viktig fordel: det muliggjør måling av høye blodstrømmer.
Pulsed doppler sonografi er basert på periodisk utslipp av en serie pulser av ultralydbølger, som blir reflektert fra røde blodlegemer, blir konsekvent oppfattet
Fig. 3.5. Doppler spektrogram av transmitral blodstrøm
av samme sensor. I denne modusen reflekteres signalene, reflekteres bare fra en viss avstand fra sensoren, som er fastsatt av legenes skjønn. Nettstedet for blodstrømmen kalles kontrollvolumet (KO). Evnen til å vurdere blodstrømmen på et gitt punkt er den viktigste fordelen med pulserende Doppler-sonografi.
Color Doppler-kartlegging er basert på kodingen i fargen på Doppler-skiftverdien av den utstrålede frekvensen. Teknikken gir direkte visualisering av blodstrømmen i hjertet og i relativt store kar (se figur 3.6 for fargeinnsatsen). Rød farge tilsvarer strømmen i retning av sensoren, blå - fra sensoren. Mørke nyanser av disse fargene tilsvarer lave hastigheter, lys nyanser - til høye. Denne teknikken tillater oss å evaluere både morfologiske tilstanden til fartøyene og tilstanden til blodstrømmen. Begrensningen av metoden er umuligheten av å oppnå et bilde av små blodkar med lav blodstrømshastighet.
Energidoppler er basert på analysen av ikke-frekvente Doppler-skift, som reflekterer hastigheten på røde blodlegemer, som med vanlig Doppler-kartlegging, men amplitudene til alle ekkoene i Doppler-spektret, som reflekterer tettheten av røde blodlegemer i et gitt volum. Det resulterende bildet ligner den vanlige fargedopp Doppler-kartleggingen, men adskiller seg ved at alle fartøyene mottar avbildning, uavhengig av deres kurs i forhold til ultralydstrålen, inkludert blodkar med svært liten diameter og med en liten blodgassrate. Imidlertid er det umulig å dømme fra energidoppermønstrene enten om retning, natur eller hastighet på blodstrømmen. Informasjon er begrenset bare av det faktum at blodstrømmen og antall fartøyer. Fargeryanser (som regel med overgangen fra mørk oransje til lys oransje og gul) bære informasjon ikke om blodstrømningshastigheten, men om intensiteten til ekkosignalene som reflekteres ved å flytte blodelementer (se figur 3.7 på fargeskjermen). Diagnostisk verdi av energi Doppler sonografi er evnen til å vurdere vascularization av organer og patologiske områder.
Mulighetene for farge Doppler kartlegging og power doppler kombineres i en konvergent fargedopplerteknikk.
Kombinasjonen av B-modus med streaming eller energi fargekarting refereres til som en dupleksstudie, og gir størst mulig informasjon.
Tredimensjonal Doppler-kartlegging og tredimensjonal Doppler-energi er teknikker som gjør det mulig å observere et tredimensjonalt bilde av blodkarets romlige arrangement i sanntid fra en hvilken som helst vinkel, noe som gjør dem i stand til å nøye vurdere deres forhold til ulike anatomiske strukturer og patologiske prosesser, inkludert ondartede svulster.
Ekkokontrast. Denne teknikken er basert på intravenøs administrering av spesifikke kontraststoffer som inneholder frie gassmikrobobler. For å oppnå en klinisk effektiv kontrast, er følgende forutsetninger nødvendige. Når intravenøst administreres med slike eko-kontrastmidler, kan bare de stoffer som passerer fritt gjennom kapillærene i lungesirkulasjonen, komme inn i arteriel sengen, dvs. gassbobler bør være mindre enn 5 mikrometer. Den andre forutsetningen er stabiliteten av mikrobobler av gass når de sirkulerer i det generelle vaskulære systemet i minst 5 minutter.
I klinisk praksis brukes ekkontrastteknikken på to måter. Den første er en dynamisk ekkontrast angiografi. Samtidig blir visualisering av blodstrømmen betydelig forbedret, spesielt i grunne dypsatte kar med lav blodgassrate; følsomheten til fargedopp Doppler kartlegging og energi Doppler sonografi er betydelig økt; Det er mulig å observere alle faser av vaskulær kontrast i sanntid; øker nøyaktigheten av vurderingen av stenotiske lesjoner av blodkar. Den andre retningen er ekkokontrast av vev. Det er sikret ved at enkelte ekko-kontraststoffer selektivt inngår i strukturen av visse organer. I dette tilfellet er graden, hastigheten og tidspunktet for deres akkumulering forskjellige i uendret og i patologisk vev. Således er det generelt mulig å vurdere perfusjonen av organer, kontrastoppløsningen mellom normalt og berørt vev er forbedret, noe som bidrar til å forbedre nøyaktigheten av diagnosen av forskjellige sykdommer, spesielt ondartede svulster.
Diagnostiske egenskapene til ultralydmetoden også øket på grunn av at det oppstår nye teknologier for produksjon og post-behandling ekkografiske bilder. Disse inkluderer spesielt multifrekvenssensorer, teknologier for å danne et widescreen, panoramisk, tredimensjonalt bilde. De lovende områdene for videreutvikling av ultralyddiagnostisk metoden er bruk av en matrise teknologi for å samle og analysere informasjon om strukturen av biologiske strukturer; Skapelse av ultralydmaskiner, som gir bilder av komplette deler av anatomiske områder; spektral- og faseanalyse av reflekterte ultralydbølger.
KLINISK ANVENDELSE AV ULTRASOUND DIAGNOSTISK METODE
Ultralyd brukes for tiden på mange måter:
- overvåke ytelsen til diagnostiske og terapeutiske instrumentelle manipulasjoner (punkteringer, biopsier, drenering, etc.);
Akutt ultralyd bør vurderes som den første og obligatoriske metoden for instrumentell undersøkelse av pasienter med akutte kirurgiske sykdommer i magen og bekkenet. Samtidig kommer diagnostisk nøyaktighet til 80%, anerkjennelsesnøyaktigheten av skade på parenkymorganer er 92%, og deteksjon av væske i magen (inkludert hemoperitoneu-ma) er 97%.
Overvåking av ultralyd utføres gjentatte ganger med forskjellig frekvens under den akutte patologiske prosessen for å vurdere dens dynamikk, effektiviteten av terapien, tidlig diagnostisering av komplikasjoner.
Målet med intraoperative studier er å avklare arten og omfanget av den patologiske prosessen, samt å overvåke adekvatiteten og radikaliteten i operasjonen.
Ultralyd i de tidlige stadier etter operasjonen er hovedsakelig rettet mot å identifisere årsakene til den ugunstige løpet av den postoperative perioden.
Ultralydkontroll over utførelsen av instrumentelle diagnostiske og terapeutiske manipulasjoner gir høy nøyaktighet av penetrasjon til en eller annen anatomisk struktur eller patologiske områder, noe som signifikant øker effektiviteten av disse prosedyrene.
Screening ultralyd, dvs. studier uten medisinske indikasjoner, utføres for tidlig påvisning av sykdommer som ennå ikke er klinisk manifest. Muligheten for disse studiene viser spesielt at hyppigheten av nyoppdagede sykdommer i bukorganene under screening av ultralyd av "sunne" mennesker når 10%. Utmerkede resultater av tidlig diagnose av ondartede svulster er gitt ved å screene ultralyd av brystkjertlene hos kvinner eldre enn 40 år og prostata hos menn eldre enn 50 år.
Ultralyd kan utføres ved både ekstern og intrakorporeal skanning.
Ekstern skanning (fra overflaten av menneskekroppen) er den mest tilgjengelige og helt lys. Det er ingen kontraindikasjoner for gjennomføringen, det er bare en generell begrensning - tilstedeværelsen av en såroverflate i skanneområdet. For å forbedre kontakten til sensoren med huden, dens frie bevegelse på huden og for å sikre den beste inntrengningen av ultralydbølger inn i kroppen, bør huden på undersøkelsens sted smøres rikelig med en spesiell gel. Skanning av objekter på forskjellige dybder bør utføres med en viss strålingsfrekvens. I undersøkelsen av overfladiske organer (skjoldbruskkjertelen, brystkirtler, bløtvevstrukturer av leddene, testikler, etc.) er således en frekvens på 7,5 MHz og høyere foretrukket. For studiet av dype organer brukes sensorer med en frekvens på 3,5 MHz.
Intrakorporal ultralyd utføres ved å innføre spesielle sensorer i menneskekroppen gjennom naturlige åpninger (transrektalt, transvaginalt, transesofagalt, transuretralt), punktering i karene, gjennom kirurgiske sår og endoskopisk. Sensoren bringes så nært som mulig til dette eller det orgel. I denne forbindelse er det mulig å bruke høyfrekvente omformere, på grunn av hvilke oppløsningen av metoden øker dramatisk, blir det mulig å gi høykvalitets visualisering av de minste strukturer som er utilgjengelige under ekstern skanning. For eksempel gir transrealal ultralyd sammenlignet med ekstern skanning viktig tilleggsdiagnostisk informasjon i 75% av tilfellene. Deteksjon av intrakardial trombi i transesofageal ekkokardiografi er 2 ganger høyere enn i en ekstern studie.
De generelle mønstrene for dannelsen av et ekkografisk seroskala bilde manifesteres av spesifikke bilder som er spesielle for et eller annet organ, anatomisk struktur, patologisk prosess. Samtidig er deres form, størrelse og posisjon, konturens natur (jevn / ujevn, klar / uklar), indre ekkostruktur, forskyvningsevne, og for hule organer (gallblæren), så vel som tilstanden til veggen (tykkelse, ekkolensitet, elastisitet ), tilstedeværelsen i kaviteten av patologiske inneslutninger, spesielt steiner; grad av fysiologisk sammentrekning.
Cyster fylt med serøs væske vises i form av avrundede, jevnt anechoiske (svarte) soner omgitt av ekko-positiv (grå) kant av kapsel med jevne skarpe konturer. Et spesifikt ekkografisk tegn på cyster er effekten av dorsalforsterkning: cystens bakvegg og vevene bak den virker lysere enn resten av lengden (figur 3.8).
Abdominal formasjoner med patologisk innhold (abscesser, tuberkulære hulrom) avviger fra cyster ved konturens ujevnhet og, viktigst av heterogeniteten til den ekkonegative interne ekkostrukturen.
Inflammatoriske infiltrasjoner kjennetegnes av uregelmessig rund form, fuzzy konturer, jevn og moderat redusert ekkogenitet i den patologiske prosessen.
Det ekkografiske bildet av hematom i parenkymorganer avhenger av tiden som er gått siden skadetidet. I de første dagene er det homogent eonegative. Deretter vises ekko-positive inneslutninger i den, som er en refleksjon av blodpropper, hvorav stadig øker. Etter 7-8 dager begynner omvendt prosess - lys av blodpropper. Innholdet i hematomet blir igjen jevnt ekko-negativt.
Ekkostruktur av ondartede svulster er heterogen, med soner av hele spekteret
Fig. 3.8. Ekkografisk bilde av en ensidig cyste av nyrene
ekkogenitet: anechoisk (blødning), hypoechoisk (nekrose), ekko-positiv (svulstvev), hyperechoisk (forkalkning).
Det ekkografiske bildet av steinene er svært demonstrerende: en hyperechoisk (lys hvit) struktur med en akustisk, mørk negativ skygge bak den (figur 3.9).
Fig. 3.9. Sonografisk bilde av galleblærstenen
For tiden er ultralyd tilgjengelig nesten alle anatomiske områder, organer og anatomiske strukturer av en person, om enn i varierende grad. Denne metoden er en prioritet ved å vurdere både morfologisk og funksjonell tilstand av hjertet. Det er også svært informativ i diagnosen fokosykdommer og skader av parenkymale abdominale organer, galleblæresykdommer, bekkenorganer, mannlige ytre kjønnsorganer, skjoldbruskkjertel og brystkjertler, øyne.
INDIKASJONER FOR UTBYGGING
1. Studien av hjernen hos små barn, hovedsakelig i tilfeller av mistanke om medfødt nedsatt utvikling.
2. Studien av cerebral fartøy for å etablere årsakene til hjernesirkulasjonsforstyrrelser og å vurdere effektiviteten av operasjoner utført på fartøyene.
3. Øyeundersøkelse for diagnose av ulike sykdommer og skader (svulster, retinal detachment, intraokulære blødninger, fremmedlegemer).
4. Studien av spyttkjertlene for å vurdere deres morfologiske tilstand.
5. Intraoperativ overvåkning av total fjerning av hjernesvulster.
1. Studie av karoten og vertebral arterier:
- langvarig, gjentatt, alvorlig hodepine;
- gjentagende synkope
- kliniske tegn på nedsatt cerebral sirkulasjon;
- klinisk syndrom av subklaverisk stjele (stenose eller okklusjon av brachialhodet og subklavierarterien);
- mekanisk skade (skade på blodkar, hematom).
2. Skjoldbrusk undersøkelse:
- noen mistanke om sykdommen hennes;
3. Lymfeknuteprøve:
- mistanke om metastatisk lesjon i tilfelle identifisert malign tumor i et hvilket som helst organ;
- lymfom av noe sted.
4. Uorganiske neoplasmer i nakken (svulster, cyster).
1. Gransking av hjertet:
- diagnose av medfødte hjertefeil;
- diagnose av kjøpte hjertefeil;
- kvantitativ vurdering av hjertets funksjonelle tilstand (global og regional systolisk kontraktilitet, diastolisk fylling);
- vurdering av morfologisk tilstand og funksjon av intrakardielle strukturer;
- identifikasjon og bestemmelse av graden av intrakardiale hemodynamiske lidelser (patologisk rytme av blodet, oppløpende strømmer i tilfelle hjertesviktene er utilstrekkelige);
- diagnose av hypertrofisk myokardiopati;
- diagnose av intrakardial trombus og svulster;
- påvisning av iskemisk myokardie sykdom;
- bestemmelse av fluid i perikardial hulrom;
- kvantitativ vurdering av pulmonal arteriell hypertensjon;
- diagnostisering av hjerteskade ved mekanisk skade på brystet (blåmerker, tårer av vegger, skillevegger, akkorder, ventiler);
- evaluering av radikalisme og effektivitet av hjerteoperasjoner.
2. Undersøkelse av luftveiene og mediastinale organer:
- bestemmelse av fluid i pleurhulen
- klargjøring av arten av lesjoner av brystveggen og pleuraen;
- differensiering av vev og cystiske neoplasmer av mediastinum;
- vurdering av mediastinale lymfeknuter
- diagnose av tromboembolisme av stammen og hovedgrenene til lungearterien.
3. Undersøkelse av brystkjertlene:
- klargjøring av usikre radiologiske data;
- differensiering av cyster og vevslesjoner oppdaget ved palpasjon eller røntgenm mammografi;
- evaluering av brystklipper av ukjent etiologi;
- vurdering av tilstanden til brystkjertlene med en økning i aksillære, sub- og supraklavikulære lymfeknuter;
- vurdering av tilstanden av silikonebrystproteser;
- biopsi av formasjoner under ultralydskontroll.
1. Studien av de parenkymale organene i fordøyelsessystemet (lever, bukspyttkjertel):
- diagnose av fokale og diffuse sykdommer (svulster, cyster, inflammatoriske prosesser);
- diagnostisering av skade ved mekanisk skade på magen;
- påvisning av levermetastatisk lesjon i maligne svulster av lokalisering;
- diagnose av portal hypertensjon.
2. Undersøkelse av galdevegen og galleblæren:
- diagnose av kolelithiasis med vurdering av tilstanden til galdeveien og definisjonen av kalkulator i dem;
- klargjøring av arten og alvorlighetsgraden av morfologiske endringer i akutt og kronisk cholecystitis;
- etablere arten av postcholecystectomy syndrom.
