Una dintre realizările tehnice ale medicinei moderne este utilizarea sa largă pentru studiul organelor interne ale ultrasunetelor de înaltă frecvență, un instrument de diagnosticare puternic și inofensiv.
Tehnologia ultrasonică însăși a fost cunoscută de peste 80 de ani. Încercările de a utiliza ultrasunete pentru diagnosticarea medicală au dus la apariția în 1937 a ecocardiografiei unidimensionale. Cu toate acestea, a fost posibilă obținerea unei imagini ecografice a organelor și țesuturilor interne ale unei persoane la începutul anilor '50. De acum înainte, ecografia este din ce în ce mai folosită în medicină. Astăzi se utilizează în chirurgie, în diverse proceduri fizioterapeutice și în special în diagnostice. Utilizarea diagnosticului cu ultrasunete a făcut o adevărată revoluție în obstetrică.
Ecografia: principiul acțiunii
Ecografia este aceleași vibrații mecanice ale mediilor elastice ca și sunetul, care diferă doar prin frecvența lor.
Frecvența ultrasunetelor se situează dincolo de limita superioară a intervalului de auz uman (20 kHz). Utilizarea ultrasunetelor se bazează pe capacitatea sa, fără absorbție semnificativă, de a penetra în țesuturile moi ale corpului, reflectate de țesuturile și heterogenitățile mai densă.
Prin examinarea cu ultrasunete a organelor interne (ecografie), un fascicul de pulsuri ultrasunete generate de un mic senzor piezoelectric, care poate funcționa atât ca generator, cât și ca receptor al vibrațiilor cu ultrasunete, este direcționat către suprafața corpului. Soarta ulterioară a acestor impulsuri depinde de proprietățile țesuturilor situate în calea sa: impulsurile pot trece prin ele, pot fi reflectate sau absorbite de ele.
Analiza semnalelor reflectate (efectuate cu ajutorul unui computer) vă permite să obțineți o imagine a secțiunii transversale a corpului de-a lungul căii senzorului.
Examinarea cu ultrasunete (ultrasunete) are o caracteristică foarte importantă: puterea de radiație necesară pentru imagistică este atât de nesemnificativă încât nu provoacă efecte dăunătoare. Acesta este principalul avantaj al ultrasunetelor prin raze X.
Ce este scanarea cu ultrasunete?
Scanarea cu ultrasunete este o procedură nedureroasă efectuată de un medic. Un strat subțire de gel special este aplicat pe pielea zonei investigate a corpului, care îmbunătățește contactul cu senzorul (contactul bun al senzorului cu pielea determină în mare măsură calitatea imaginii). În timpul procedurii, sonda se mișcă încet prin zona de testare. Scanarea cu ultrasunete nu necesită pregătire prealabilă, iar pentru o astfel de examinare pacientul nu trebuie să meargă la spital.
Echipamentul ultrasonic modern vă permite să obțineți diferite tipuri de imagini: o mișcare sau o secvență de cadre încorporate. În ambele cazuri, imaginea poate fi înregistrată pentru o analiză ulterioară.
Ecografia în timpul sarcinii
Poate cea mai importanta utilizare a metodelor de ultrasunete gasite in studiile femeilor gravide. Acestea vă permit să primiți informații despre starea fătului, fără a-i expune pe acesta sau pe mamă la niciun pericol și, foarte important, în fazele foarte timpurii ale sarcinii (2,5-3 săptămâni). Adesea, aceste informații nu pot fi obținute în alte moduri.
În primele trei luni de sarcină, ecografia cu ultrasunete poate determina dacă fătul este în viață, determină vârsta acestuia și determină numărul de embrioni în curs de dezvoltare. După a treia lună, ecografia poate detecta unele malformații congenitale ale fătului, cum ar fi spina bifida, și poate determina cu precizie poziția placentei, dezvăluind detașarea prematură.
Folosind scanarea cu ultrasunete, puteți determina mărimea fătului în timpul sarcinii și anticipa cu destulă precizie data livrării. Cu ajutorul ultrasunetelor, puteți observa chiar bătăile inimii fătului. Examinările cu raze X în timpul sarcinii sunt necesare numai în circumstanțe speciale.
Utilizat pe scară largă în diagnosticul prenatal (prenatal), metoda de detectare a anomaliilor de dezvoltare fetală - amniocenteza (selecția lichidului din sacul amniotic care înconjoară fătul, de obicei în săptămâna 15-17 de sarcină) - este controlată prin ultrasunete.
Dezvoltarea și introducerea în practică a unor noi tipuri de studii cu ultrasunete și disponibilitatea acestora au revoluționat practica obstetrică, simplificând controlul asupra sarcinii și sporind fiabilitatea acesteia.
Principiul funcționării mașinii cu ultrasunete
Diagnosticul cu ultrasunete a fost folosit cu succes în practica medicală și sa stabilit mult timp ca o metodă de cercetare relativ ieftină și complet sigură. Cea mai solicitată zonă de diagnostic este examinarea femeilor însărcinate, iar toate organele interne, vasele sanguine și articulațiile sunt, de asemenea, examinate. Principiul ecolocatiei este baza tehnologiei imagisticii cu ultrasunete.
Cum funcționează?
Ecografia este o oscilație acustică cu o frecvență mai mare de 20 kHz, care este inaccesibilă auzului uman. Echipamentul medical ultrasonografic utilizează o gamă de frecvențe de la 2 la 10 MHz.
Există așa-numitele piezoelectrice - singurele cristale ale unor compuși chimici care reacționează la undele ultrasonice cu o sarcină electrică și la o sarcină electrică - cu ultrasunete. Aceasta înseamnă că cristalele (elementele piezoelectrice) sunt receptorul și transmițătorul undelor ultrasonice simultan. Elementele piezoelectrice sunt situate în senzorul cu ultrasunete, prin care impulsurile de înaltă frecvență sunt trimise corpului uman. Senzorul este echipat suplimentar cu oglindă acustică și strat de absorbție a sunetului. Partea reflectată a fasciculului de unde sonore se întoarce la senzor, ceea ce le transformă într-un semnal electric și transmite către sistemul hardware și software - aparatul ultrasonic în sine. Semnalul este procesat și afișat pe monitor. Cel mai frecvent utilizat format de imagine alb-negru. Secțiunile care reflectă valuri la un grad sau altul sunt indicate pe ecran prin gradații gri, culorile albe sunt țesături reflexive, iar culorile negre sunt lichide și goluri.
Cum funcționează valul ultrasonic?
Un semnal ultrasonic, care trece prin țesuturile corpului uman, este absorbit și reflectat de acestea în funcție de densitatea și viteza propagării undelor sonore. Mediile dense cum ar fi oasele, pietrele în rinichi, vezica urinară, reflectă sunetul aproape în întregime. Loosele țesuturile, fluidele și golurile absorb valurile parțial sau complet.
Principalele caracteristici ale imaginii cu ultrasunete sunt echogenicitatea și conducerea sunetului. Echogenicitatea - capacitatea țesuturilor de a reflecta undele ultrasonice, distingă hipo și hiperechogenicitatea. Conduita de sunet - capacitatea țesuturilor de a trece printr-o ultrasunete. Cu privire la evaluarea acestor caracteristici se bazează pe analiza obiectului, descrierea și concluzia acestuia.
Examinarea cu ultrasunete a scanerelor cu ultrasunete la nivel expert
Clinica noastra este dotata cu dispozitive moderne ultrasunete statice de Medison si Toshiba, capabile sa efectueze orice sarcini de diagnosticare. Scanerele sunt echipate cu monitoare suplimentare pentru a duplica imaginea pentru pacient. Nivelul tehnologic al experților presupune metode îmbunătățite de obținere a informațiilor:
- suprimarea cerealelor de imagine;
- scanarea multipath compus;
- energia sonografică Doppler;
- setări care îmbunătățesc imaginea în locuri greu accesibile;
- tehnologia digitală;
- rezoluție înaltă a ecranului;
- moduri tridimensionale și patru-dimensionale.
Aceste studii, dacă se dorește, pot fi înregistrate pe un DVD-ROM.
Cu ultrasunete, nu este doar clasa echipamentului care este importantă, ci și profesionalismul medicului care efectuează diagnosticul. Specialiștii clinicii noastre au mulți ani de experiență de lucru și calificare înaltă, ceea ce vă permite să descifrați corect rezultatele studiului.
Principiul ultrasunetelor
Când vine vorba de întreținere, reparații sau lucrări cu echipament ultrasonic, este necesar, în primul rând, să înțelegem bazele fizice ale proceselor cu care vom avea de rezolvat. Desigur, ca în fiecare caz, există atât de multe nuanțe și subtilități, dar vă sugerăm să vă gândiți în primul rând la esența procesului. În acest articol vom aborda următoarele întrebări:
- Ce este ultrasunetele, care sunt caracteristicile și parametrii săi
- Formarea ultrasunetelor în tehnologia modernă bazată pe piezoceramică
- Principii de ultrasunete: un lanț de transformare a energiei electrice în energie cu ultrasunete și invers.
- Elementele de bază ale formării imaginii pe afișajul mașinii cu ultrasunete.
Asigurați-vă că vizionați videoclipul nostru despre modul în care funcționează ultrasunetele
Sarcina noastră principală este de a înțelege ce ultrasunete și ce proprietăți ne ajută în cercetarea medicală modernă.
Despre sunet.
Știm că frecvențele de la 16 Hz la 18 000 Hz, pe care un aparat auditiv uman le poate percepe, se numește în mod obișnuit sunet. Dar există și multe sunete din lume pe care nu le putem auzi, deoarece acestea sunt sub sau peste spectrul de frecvențe disponibile pentru noi: acestea sunt infra și ultrasunetice, respectiv.
Sunetul are o natură de undă, adică toate sunetele existente în universul nostru sunt valuri, ca și în alte cazuri multe alte fenomene naturale.
Din punct de vedere fizic, un val este o excitație a unui mediu care se propagă cu transfer de energie, dar fără transfer de masă. Cu alte cuvinte, undele sunt o alternanță spațială a maximelor și a minimelor de orice cantitate fizică, de exemplu, densitatea unei substanțe sau a temperaturii ei.
Este posibil să se caracterizeze parametrii de undă (inclusiv sunetul) prin lungimea, frecvența, amplitudinea și perioada de oscilație.
Luați în considerare parametrii valului în mai multe detalii:
Maximele și minimele unei cantități fizice pot fi reprezentate în mod condiționat ca crestături și jgheaburi ale unui val.
Lungimea de undă este distanța dintre aceste crestături sau între depresiuni. Prin urmare, cu cât coastele sunt mai apropiate - cu cât lungimea de undă este mai scurtă și cu cât frecvența este mai mare, cu atât este mai departe una de cealaltă - cu cât lungimea de undă este mai mare și viceversa - cu atât frecvența este mai mică.
Un alt parametru important este amplitudinea oscilației sau gradul de deviere a unei cantități fizice de la valoarea sa medie.
Toți acești parametri sunt legați între ei (pentru fiecare relație există o descriere matematică exactă sub formă de formule, dar nu le vom da aici, deoarece sarcina noastră este să înțelegem principiul de bază și o putem descrie mereu din punct de vedere fizic). Fiecare dintre caracteristici este importantă, dar mai des va trebui să auziți despre frecvența ultrasunetelor.
Aparatul dvs. cu ultrasunete oferă o calitate slabă a imaginii? Lăsați o solicitare pentru un apel de inginer direct pe site și va efectua un diagnostic gratuit și va configura scanerul dvs. cu ultrasunete
Sunet de înaltă frecvență: Cum se poate produce câteva mii de vibrații pe secundă
Există mai multe modalități de obținere a ultrasunetelor, dar cel mai adesea tehnica folosește cristale de elemente piezoelectrice și un efect piezoelectric bazat pe aplicarea lor: natura piezoelectricilor face posibilă generarea unui sunet de înaltă frecvență sub influența tensiunii, cu cât este mai mare frecventa de tensiune, cu atât mai rapid cristalul începe să vibreze, oscilații de înaltă frecvență în mediul înconjurător.
Odată ajuns în domeniul vibrațiilor de sunet de înaltă frecvență, piezocristalul, dimpotrivă, începe să producă electricitate. Prin includerea unui astfel de cristal într-un circuit electric și într-un anumit mod, procesarea semnalelor primite de la el, putem forma o imagine pe afișajul mașinii cu ultrasunete.
Dar pentru ca acest proces să devină posibil, este necesar să existe echipamente scumpe și complicate.
În ciuda a zeci și chiar sute de componente interdependente ale scannerului cu ultrasunete pot fi împărțite în mai multe blocuri principale implicate în conversia și transmiterea diferitelor tipuri de energie.
Totul începe cu o sursă de alimentare capabilă să mențină o tensiune ridicată a valorilor predeterminate. Apoi, printr-o mulțime de unități auxiliare și sub controlul constant al software-ului special, semnalul este transmis senzorului, al cărui element principal este un cap piezocristalin. Convertește energia electrică în energie cu ultrasunete.
Printr-o lentilă acustică realizată din materiale speciale și un gel de potrivire, undele ultrasonice intră în corpul pacientului.
Ca orice val, ultrasunetele tinde să se reflecte din suprafața întâlnită în calea ei.
Apoi, valul trece calea inversă prin diverse țesuturi ale corpului uman, gelul acustic și lentilele cad pe grătarul piezocristalin al senzorului, care transformă energia undei acustice în energie electrică.
Prin acceptarea și interpretarea corectă a semnalelor de la senzor, putem simula obiecte care sunt la adâncimi diferite și sunt inaccesibile pentru ochiul uman.
Principiul construirii imaginii bazat pe date de scanare cu ultrasunete
Luați în considerare exact modul în care informațiile obținute ne ajută să construim imaginea pe scanerul cu ultrasunete. Baza acestui principiu este impedanța acustică diferită sau rezistența mediilor gazoase, lichide și solide.
Cu alte cuvinte, oasele, țesuturile moi și fluidele corpului nostru transmit și reflectă ultrasunetele în grade diferite, absorbind parțial și împrăștiind-o.
De fapt, întregul proces de cercetare poate fi împărțit în microperioduri și doar o mică parte a fiecărei perioade transmite un senzor. Restul timpului este petrecut în așteptarea unui răspuns. În același timp, timpul dintre transmiterea și recepția unui semnal este transferat direct la distanța de la senzor la obiectul "văzut".
Informația despre distanța până la fiecare punct ne ajută să construim un model al obiectului studiat și este folosit și pentru măsurătorile necesare pentru diagnosticarea cu ultrasunete. Datele sunt codate în culori - ca rezultat obținem imaginea de care avem nevoie pe ecranul cu ultrasunete.
Cel mai adesea, acesta este formatul alb-negru, deoarece se crede că, pentru nuanțele de gri, ochiul nostru este mai sensibil și cu o precizie mai mare. vor vedea diferența în citiri, deși în dispozitivele moderne folosesc reprezentarea culorilor, de exemplu, pentru a studia viteza fluxului sanguin și chiar și pentru prezentarea solidă a datelor. Acesta din urmă, împreună cu secvența video în modurile Doppler, ajută la stabilirea mai precisă a diagnosticului și servește ca sursă suplimentară de informații.
Dar înapoi la construirea celei mai simple imagini și luați în considerare în detaliu trei cazuri:
Exemplele celor mai simple imagini vor fi studiate pe baza modului B. Vizualizarea țesutului osos și a altor formațiuni solide constă în zone luminoase (în principal alb), deoarece sunetul reflectă cel mai bine de pe suprafețe solide și se întoarce aproape în totalitate la senzor.
De exemplu, putem vedea clar zonele albe - pietrele din rinichii pacientului.
Vizualizarea fluidei sau golurilor opuse este reprezentată de zonele negre din imagine, deoarece fără a întâlni obstacole, sunetul trece mai departe în corpul pacientului și nu primim nici un răspuns.
Țesuturile moi, cum ar fi structura rinichiului în sine, vor fi reprezentate de zone cu gradații diferite de gri. Precizia diagnosticului și a stării de sănătate a pacientului va depinde în mare măsură de calitatea vizualizării acestor obiecte.
Deci, astăzi am aflat despre ultrasunete și cum este folosit în scanerele cu ultrasunete pentru a studia organele corpului uman.
Dacă mașina dvs. cu ultrasunete are o calitate slabă a imaginii, contactați centrul nostru de service. Inginerii ERSPlus cu mare experiență și calificare înaltă sunt întotdeauna gata să vă ajute.
Principiul mașinii cu ultrasunete. Senzor ultrasonic
Sub ultrasunete, se înțeleg undele de sunet, frecvența cărora se află în afara spectrului de frecvențe percepute de urechea umană.
Descoperirea ultrasunetelor datează de la observațiile zborului de lilieci. Oamenii de stiinta, blindfolding liliecii, a constatat ca aceste animale nu isi pierd orientarea in zbor si pot evita obstacolele. Dar, după ce și-au acoperit urechile, orientarea în spațiu în lilieci a fost întreruptă și au întâmpinat obstacole. Aceasta a dus la concluzia că liliecii în întuneric sunt ghidați de valuri sonore care nu sunt prinse de urechea umană. Aceste observații au fost făcute deja în secolul al XVII-lea, în același timp fiind propus termenul "ultrasunete". O liliecă pentru orientare în spațiu emite pulsuri scurte de unde ultrasonice. Aceste impulsuri, reflectate de obstacole, sunt percepute, după un timp, de urechea unui liliac (fenomen de ecou). Conform timpului care trece de la momentul radiației pulsului ultrasonic la percepția semnalului reflectat, animalul determină distanța față de obiect. În plus, lilieciorul poate determina, de asemenea, direcția în care este returnat semnalul de ecou, localizarea obiectului în spațiu. Astfel, el trimite undele ultrasunete și apoi percepe imaginea reflectată a spațiului din jur.
Principiul localizării cu ultrasunete subliniază funcționarea multor dispozitive tehnice. Potrivit așa-numitului principiu al ecoului pulsatoriu, funcționează un sonar, care determină poziția vasului în raport cu peștii de pește sau fundul mării (echo sounder), precum și dispozitivele de diagnosticare cu ultrasunete folosite în medicină: dispozitivul emite unde ultrasonice, percepe semnalele reflectate și pe timpul scurs de la momentul radiației până la momentul perceperii semnalului de ecou, determină poziția spațială a structurii reflectante.
Care sunt undele sonore?
Undele sonore sunt vibrații mecanice care se propagă în spațiu ca valurile care apar după ce o piatră este aruncată în apă. Propagarea undelor sonore depinde în mare măsură de substanța în care se propagă. Acest lucru se explică prin faptul că undele sonore apar doar atunci când particulele de materie oscilează.
Deoarece sunetul poate fi propagat numai din obiecte materiale, nu se produce nici un sunet în vid (în examene, întrebarea "umplutură" este adesea întrebată: cum este distribuit sunetul într-un vid?).
Sunetul în mediul înconjurător se poate răspândi atât în direcția longitudinală, cât și în direcția transversală. Undele ultrasonice în lichide și gaze sunt longitudinale, deoarece particulele individuale ale mediului oscilează de-a lungul direcției de propagare a undei sonore. Dacă planul în care particulele mediei oscilează, este situat într-un unghi drept față de direcția propagării undelor, cum ar fi, de exemplu, în cazul undelor maritime (oscilațiile particulelor în direcția verticală și propagarea valurilor în orizontală) vorbesc despre valuri transversale. Astfel de valuri sunt, de asemenea, observate în solide (de exemplu, în oase). În țesuturile moi, ultrasunetul se propagă în principal sub formă de unde longitudinale.
Atunci când particulele individuale ale undelor longitudinale sunt deplasate una către cealaltă, densitatea lor și, în consecință, presiunea în substanța mediului în acest loc crește. Dacă particulele se deosebesc una de cealaltă, densitatea locală a substanței și presiunea în acest loc scad. Valul ultrasonic formează o zonă cu presiune joasă și înaltă. Odată cu trecerea undelor ultrasonice prin țesut, această presiune se schimbă foarte repede în punctul mediului. Pentru a distinge presiunea formată de undele ultrasonice de presiunea constantă a mediului, se mai numește presiune variabilă sau sonică.
Parametrii undelor sonore
Parametrii undelor sonore includ:
Amplitudinea (A), de exemplu, presiunea acustică maximă ("înălțimea valurilor").
Frecvența (v), adică numărul de oscilații în 1 s. Unitatea de frecvență este Hertz (Hz). În dispozitivele de diagnosticare utilizate în medicină, utilizați intervalul de frecvență de la 1 la 50 MG c (1 MHz = 106 Hz, de obicei intervalul de 2,5-15 MHz).
Lungimea de undă (λ), adică distanța până la creasta de undă adiacentă (mai precis, distanța minimă dintre punctele cu aceeași fază).
Viteza propagării sau viteza sunetului (sunetelor). Depinde de mediul în care se propagă undele sonore, precum și de frecvența.
Presiunea și temperatura au un efect semnificativ, dar în intervalul de temperatură fiziologic acest efect poate fi neglijat. Pentru munca de zi cu zi este util să ne amintim că cu cât mediul este mai dens, cu atât este mai mare viteza sunetului în el.
Viteza sunetului în țesuturile moi este de aproximativ 1500 m / s și crește odată cu creșterea densității țesuturilor.
Această formulă este esențială pentru ecografia medicală. Cu ajutorul acestuia, este posibil să se calculeze lungimea de undă λ a ultrasunetelor, care permite determinarea dimensiunii minime a structurilor anatomice care sunt încă vizibile cu ultrasunete. Aceste structuri anatomice a căror mărime este mai mică decât lungimea undelor ultrasonice, cu ultrasunete, sunt indiscutabile.
Lungimea de undă vă permite să obțineți o imagine destul de dură și nu este adecvată pentru evaluarea structurilor mici. Cu cât este mai mare frecvența cu ultrasunete, cu atât este mai mică lungimea de undă și mărimea structurilor anatomice care pot fi încă diferențiate.
Posibilitatea de detaliere crește odată cu creșterea frecvenței de ultrasunete. Aceasta reduce adâncimea de penetrare a ultrasunetelor în țesut, adică capacitatea sa de penetrare scade. Astfel, cu creșterea frecvenței de ultrasunete, adâncimea disponibilă a cercetării țesuturilor scade.
Lungimea de undă a ultrasunetelor folosite în ecografia pentru a studia țesuturile variază între 0,1 și 1 mm. Structurile anatomice mai mici nu pot fi identificate.
Cum se obține un ultrasunete?
Efectul piezoelectric
Producția de ultrasunete utilizate în diagnosticarea medicală se bazează pe efectul piezoelectric - capacitatea cristalelor și ceramicii de a se deforma sub acțiunea unei tensiuni aplicate. Sub acțiunea tensiunii alternative, cristalele și ceramica sunt deformate periodic, adică apar vibrații mecanice și se formează unde ultrasonice. Efectul piezoelectric este reversibil: undele ultrasonice cauzează deformarea cristalului piezoelectric, care este însoțită de apariția unei tensiuni electrice măsurabile. Astfel, materialele piezoelectrice servesc drept generatoare de unde ultrasonice și receptoarele lor.
Când apare un val ultrasonic, se propagă în mediul de conectare. "Conectare" înseamnă că există o bună conductivitate a sunetului între generatorul de ultrasunete și mediul în care este distribuit. Pentru a face acest lucru, folosiți de obicei un gel standard cu ultrasunete.
Pentru a facilita trecerea undelor ultrasonice de la ceramica solida a elementului piezoelectric la tesuturile moi, este acoperit cu un gel ultrasonic special.
Trebuie să aveți grijă când curățați senzorul de ultrasunete! Stratul de potrivire în majoritatea senzorilor ultrasonici se deteriorează atunci când este reprocesat cu alcool din motive "igienice". Prin urmare, la curățarea senzorului cu ultrasunete, este necesar să urmați cu strictețe instrucțiunile atașate la dispozitiv.
Structura senzorului cu ultrasunete
Generatorul vibrațiilor cu ultrasunete constă dintr-un material piezoelectric, în cea mai mare parte ceramică, pe partea din față și din spate a căruia există contacte electrice. Un strat de potrivire este aplicat pe partea frontală îndreptată spre pacient, care este proiectată pentru ultrasunete optimă în țesut. Pe partea din spate, cristalele piezoelectrice sunt acoperite cu un strat care absoarbe puternic ultrasunetele, ceea ce împiedică reflectarea undelor ultrasonice în direcții diferite și limitează mobilitatea cristalului. Acest lucru ne permite să ne asigurăm că senzorul cu ultrasunete emite cele mai scurte impulsuri ultrasonice posibile. Durata impulsului este factorul determinant în rezoluția axială.
Senzorul pentru ultrasunete în b-mode, de regulă, constă din numeroase mici cristale ceramice adiacente fiecăruia, care sunt configurate individual sau în grupuri.
Senzorul ultrasonic este foarte sensibil. Acest lucru este explicat, pe de o parte, de faptul că, în majoritatea cazurilor, acesta conține cristale ceramice care sunt foarte fragile, pe de altă parte, prin faptul că componentele senzorului sunt situate foarte aproape unul de celălalt și pot fi deplasate sau rupte prin agitare mecanică sau șoc. Costul unui senzor ultrasonic modern depinde de tipul de echipament și este aproximativ egal cu costul unei mașini de clasă mijlocie.
Înainte de a transporta dispozitivul cu ultrasunete, fixați cu siguranță senzorul ultrasonic pe dispozitiv și deconectați-l mai bine. Senzorul se sparge cu ușurință când este scos, iar chiar și tremurul minore poate provoca daune grave.
În gama de frecvențe utilizate în diagnosticarea medicală, este imposibil să se obțină un fascicul puternic concentrat, similar cu un laser, cu care este posibilă "sondarea" țesuturilor. Cu toate acestea, pentru o rezoluție spațială optimă ar trebui să încerce să reducă la minimum diametrul fasciculului ultrasonic (ca sinonim pentru fasciculul de ultrasunete este uneori folosit, termenul „fascicul de ultrasunete“ - se subliniază faptul că, în cazul câmpului cu ultrasunete este o structură spațială, care are în mod ideal, un minim diametru).
Cu cât este mai mică fasciculul cu ultrasunete, cu atât mai bine detaliile structurilor anatomice sunt vizibile cu ultrasunete.
Prin urmare, ultrasunetele sunt focalizate cât mai mult posibil la o anumită adâncime (oarecum mai adâncă decât structura studiată), astfel încât fasciculul ultrasonic să formeze o "talie". Acestea se concentrează cu ultrasunete fie cu ajutorul "lentilelor acustice", fie prin aplicarea semnalelor pulsate diferitelor elemente piezoceramice ale traductorului cu diferite schimbări reciproce în timp. În același timp, focalizarea pe o adâncime mai mare necesită o creștere a suprafeței active sau a diafragmei traductorului ultrasonic.
Când senzorul este focalizat, în câmpul cu ultrasunete există trei zone:
Cea mai clară imagine cu ultrasunete se obține atunci când obiectul studiat se află în zona focală a fasciculului cu ultrasunete. Obiectul este situat în zona focală atunci când fasciculul cu ultrasunete are cea mai mică lățime, ceea ce înseamnă că rezoluția sa este maximă.
Lângă zona cu ultrasunete
Zona apropiată este direct adiacentă senzorului cu ultrasunete. Aici, undele ultrasunete emise de suprafața diferitelor elemente piezoceramice sunt suprapuse unul pe celălalt (cu alte cuvinte, se produce interferența undelor ultrasonice), de aceea se formează un câmp brusc neomogen. Să explicăm acest lucru cu un exemplu clar: dacă aruncați o mână de pietricele în apă, atunci valurile circulare, care se deosebesc de fiecare dintre ele, se suprapun unul pe celălalt. În apropierea locului unde se prăbușește o pietricică, care corespunde zonei apropiate, undele sunt neregulate, dar la o anumită distanță se apropie treptat circular. Încercați cel puțin o dată să faceți acest experiment cu copii când vă plimbați lângă apă! Exprimat eterogenitate ultrasonică în apropierea zonei formează o imagine neclară. Mediul omogen însuși în zona apropiată arată ca niște dungi albe și întunecate. Prin urmare, zona aproape de ultrasunete pentru evaluarea imaginii este aproape sau deloc adecvată. Acest efect este cel mai pronunțat în senzorii convexe și sectoriali care emit un fascicul de ultrasunete divergent; Pentru un senzor liniar, eterogenitatea zonei apropiate este cel mai puțin pronunțată.
Este posibil să determinați cât de departe se răspândește zona apropiată de ultrasunete, dacă rotiți butonul, veți amplifica semnalul, în timp ce urmăriți simultan câmpul cu ultrasunete adiacent la senzor. Zona apropiată de ultrasunete poate fi recunoscută de o foaie albă lângă senzor. Încercați să comparați zona apropiată a senzorilor liniari și sectoriali.
Dat fiind că zona ultrasonografică nu este aplicabilă evaluării imaginii unui obiect, în timpul examinărilor cu ultrasunete, ele se străduiesc să minimizeze zona din apropiere și să o utilizeze în diferite moduri pentru ao elimina din zona studiată. Aceasta se poate face, de exemplu, prin selectarea poziției optime a senzorului sau prin reglarea electronică a neuniformității câmpului ultrasonic. Dar, în practică, acest lucru este mai ușor de realizat cu ajutorul unui așa-numit tampon umplut cu apă, care este plasat între senzor și obiectul de studiu. Acest lucru vă permite să afișați zgomotul zonei apropiate din locația obiectului studiat. De obicei, ca tampon sunt folosite duze speciale pentru senzori individuali sau un tampon universal de gel. În loc de apă, în prezent sunt utilizate duze de plastic pe bază de silicon.
Cu un aranjament superficial al structurilor studiate, utilizarea unui tampon poate îmbunătăți semnificativ calitatea imaginii cu ultrasunete.
Zona de focalizare
Zona de focalizare se caracterizează prin faptul că, pe de o parte, diametrul (lățimea) fasciculului cu ultrasunete este cel mai mic aici și, pe de altă parte, datorită efectului lentilei de colectare, intensitatea ultrasunetelor este mai mare. Acest lucru permite o rezoluție înaltă, adică capacitatea de a distinge în mod clar detaliile obiectului. Prin urmare, formarea anatomică sau obiectul care trebuie investigat trebuie să fie localizat în zona de focalizare.
Zona ultrasonică de departe
În zona cu ultrasunete ultrasunete, fasciculul de ultrasunete diferă. Deoarece fasciculul de ultrasunete este slăbit atunci când trece prin țesut, intensitatea ultrasunetelor, în special a componentei sale de înaltă frecvență, scade. Ambele procese afectează negativ rezoluția și, prin urmare, calitatea imaginii cu ultrasunete. Prin urmare, în studiul din zona de ultrasunete, claritatea obiectului este pierdută - cu atât mai mult, cu atât este mai departe de senzor.
Rezoluția dispozitivului
Rezoluția unui sistem de cercetare vizuală, atât optică cât și acustică, este determinată de distanța minimă la care două obiecte din imagine sunt percepute ca separate. Rezoluția este un indicator calitativ important care caracterizează eficacitatea metodei de cercetare imagistică.
În practică, este adesea uitat că creșterea rezoluției este semnificativă numai atunci când obiectul studiat este substanțial diferit în proprietățile sale acustice de țesuturile înconjurătoare, adică are un contrast suficient. Creșterea rezoluției în absența unui contrast suficient nu îmbunătățește capacitățile de diagnosticare ale studiului. Rezoluția axială (în direcția propagării fasciculului de ultrasunete) se află în regiunea valorii dublei de undă dublate. Strict vorbind, durata impulsurilor radiate individuale este crucială. Se întâmplă puțin mai mult de două fluctuații consecutive. Aceasta înseamnă că, cu un senzor cu o frecvență de lucru de 3,5 MHz, structurile de țesut de 0,5 mm ar trebui să fie teoretic percepute ca structuri separate. În practică, aceasta se observă numai cu condiția ca structurile să fie suficient de contrastante.
Rezistența laterală (laterală) depinde de lățimea fasciculului de ultrasunete, precum și de focalizarea și, în consecință, de profunzimea investigației. În acest sens, rezoluția variază foarte mult. Cea mai mare rezoluție este observată în zona focală și are aproximativ 4-5 lungimi de undă. Astfel, rezoluția laterală este de 2-3 ori mai slabă decât rezoluția axială. Un exemplu tipic este ultrasunetele canalului pancreatic. Lumenul canalului poate fi vizualizat clar numai atunci când este perpendicular pe direcția fasciculului cu ultrasunete. Părți ale conductei situate la stânga și la dreapta de la un unghi diferit nu mai sunt vizibile, deoarece rezoluția axială este mai puternică decât cea laterală.
Rezoluția sagitală depinde de lățimea fasciculului de ultrasunete într-un plan perpendicular pe planul de scanare și caracterizează rezoluția în direcția perpendiculară pe direcția propagării și, în consecință, pe grosimea stratului de imagine. Rezoluția sagitală este de obicei mai rea decât axială și laterală. În instrucțiunile atașate mașinii cu ultrasunete, acest parametru este rar menționat. Cu toate acestea, se presupune că rezoluția sagitală nu poate fi mai bună decât rezoluția laterală și că acești doi parametri sunt comparabili numai în planul sagital în zona focală. Cu majoritatea senzorilor cu ultrasunete, focalizarea sagitală este stabilită la o anumită adâncime și nu este clar exprimată. În practică, focalizarea sagitală a fasciculului cu ultrasunete se realizează prin utilizarea unui strat de potrivire în senzor ca o lentilă acustică. Variabila focalizare perpendiculară pe planul imaginii, reducând astfel grosimea acestui strat este realizabilă numai cu ajutorul unei matrice de piezoelemente.
În cazurile în care medicul de cercetare este însărcinat cu o descriere detaliată a structurii anatomice, este necesar să se investigheze în două planuri reciproc perpendiculare, dacă caracteristicile anatomice ale zonei studiate o permit. În același timp, rezoluția scade de la direcția axială la cea laterală și de la laterală la cea sagitală.
Tipuri de senzori cu ultrasunete
În funcție de locația elementelor piezoelectrice, există trei tipuri de senzori ultrasonici:
În senzorii liniare, elementele piezoelectrice sunt amplasate de-a lungul unei linii drepte separat sau în grupuri și emit valuri ultrasonice în țesut în paralel. După fiecare trecere prin țesătură, apare o imagine dreptunghiulară (timp de 1 s - aproximativ 20 de imagini sau mai mult). Avantajul senzorilor liniari este posibilitatea obținerii unei rezoluții înalte în apropierea locului senzorului (adică o calitate relativ ridicată a imaginii în zona apropiată), dezavantajul fiind în câmpul mic al reviziei cu ultrasunete la o adâncime mare (datorită faptului că, spre deosebire de convex și sector senzorii, razele ultrasonice ale senzorului liniar nu diferă).
Un senzor de tablouri fazate seamănă cu un senzor liniar, dar este mai mic. Se compune dintr-o serie de cristale cu setări separate. Senzorii de acest tip creează o imagine a unui senzor sector pe monitor. În timp ce în cazul unui senzor de sector mecanic, direcția impulsului ultrasonic este determinată de rotirea elementului piezoelectric, atunci când se lucrează cu un senzor cu o serie fazică, se obține o grindă cu ultrasunete focalizată printr-o schimbare de timp (schimbare de fază) a tuturor cristalelor activate. Aceasta înseamnă că elementele piezoelectrice individuale sunt activate cu o întârziere de timp și, ca urmare, fasciculul de ultrasunete este emis în direcție oblică. Acest lucru vă permite să focalizați fasciculul cu ultrasunete în funcție de sarcina studiului (focalizare electronică) și, în același timp, să îmbunătățiți în mod semnificativ rezoluția în partea dorită a imaginii cu ultrasunete. Un alt avantaj este capacitatea de a focaliza dinamic semnalul recepționat. În acest caz, focalizarea în timpul recepției semnalului este setată la adâncimea optimă, ceea ce îmbunătățește semnificativ și calitatea imaginii.
În senzorul sectorului mecanic, ca urmare a oscilației mecanice a elementelor traductorului, undele ultrasonice sunt radiate în direcții diferite, astfel încât o imagine este formată sub forma unui sector. După fiecare trecere prin țesătură, se formează o imagine (10 sau mai mult în 1 secundă). Avantajul senzorului de sector este acela că vă permite să obțineți un câmp larg de vedere la o adâncime mare și dezavantajul este că este imposibil să studiați în zona apropiată, deoarece câmpul de vedere lângă senzor este prea îngust.
Într-un senzor convex, elementele piezoelectrice sunt poziționate unul de celălalt într-un arc (senzor curbat). Calitatea imaginii este o cruce între o imagine obținută de senzorii liniari și sectoriali. Un senzor convex, ca cel liniar, este caracterizat printr-o rezoluție înaltă în zona apropiată (deși nu atinge rezoluția senzorului liniar) și, în același timp, un câmp larg de vedere în adâncimea țesutului este similar cu un senzor sectorial.
Numai cu un aranjament bidimensional al elementelor traductorului de ultrasunete sub forma unei matrice, este posibil să se concentreze fasciculul de ultrasunete simultan în direcțiile laterale și sagitale. Această așa numită matrice de piezoelemente (sau matrice bidimensională) permite în plus să obțină date pe trei dimensiuni, fără care scanarea cantității de țesut din fața senzorului este imposibilă. Fabricarea unei matrice de elemente piezoelectrice este un proces laborios, care necesită utilizarea celor mai recente tehnologii, de aceea doar recent producătorii au început să-și echipeze dispozitivele ultrasonice cu senzori convexe.
Metoda de diagnosticare cu ultrasunete
Metoda de diagnosticare ultrasonică este o metodă de obținere a unei imagini medicale bazată pe înregistrarea și analiza computerizată a undelor ultrasonice reflectate din structurile biologice, adică pe baza efectului de ecou. Metoda este deseori menționată ca ecografie. Dispozitivele moderne de investigare cu ultrasunete (USI) sunt sisteme digitale de înaltă rezoluție digitale cu capacitatea de a scana în toate modurile (figura 3.1).
Ecranul cu ultrasunete este practic inofensiv. Ecografia nu are contraindicații, este sigură, nedureroasă, atraumatică și nu împovărătoare. Dacă este necesar, poate fi efectuată fără pregătirea pacienților. Echipamentul cu ultrasunete poate fi livrat către orice unitate funcțională pentru examinarea pacienților netransportabili. Un mare avantaj, în special în cazul unei imagini clinice neclare, este posibilitatea examinării simultane a multor organe. De asemenea, este important costul ridicat al ecografiei: costul ultrasunetelor este de câteva ori mai mic decât cel al examinărilor cu raze X și chiar mai puțin computerizată și rezonanța magnetică.
Cu toate acestea, metoda cu ultrasunete are unele dezavantaje:
- aparate înalte și dependență de operator;
- mare subiectivitate în interpretarea imaginilor ecografice;
- conținut redus de informație și proastă imagine a imaginilor înghețate.
Ultrasonografia a devenit acum una dintre metodele cele mai frecvent utilizate în practica clinică. În recunoașterea bolilor multor organe, ultrasunetele pot fi considerate ca metodă preferată, principală și principală. În cazuri dificile din punct de vedere al diagnosticului, datele cu ultrasunete ne permit să subliniem un plan de examinare suplimentară a pacienților folosind cele mai eficiente metode de radiație.
BAZELE FIZICE ȘI BIOPHIZICE ALE METODEI DIAGNOSTICULUI ULTRASUND
Ecografia se referă la vibrațiile sonore situate deasupra pragului de audiere a organelor umane, adică având o frecvență mai mare de 20 kHz. Baza fizică a ultrasunetelor este efectul piezoelectric descoperit în 1881 de frații Curie. Aplicarea sa practică este legată de dezvoltarea detecției defectelor industriale cu ultrasunete de către omul de știință rus S. Ya. Sokolov (sfârșitul anilor 20 - începutul anilor 30 ai secolului XX). Primele încercări de utilizare a metodei cu ultrasunete în scopuri de diagnostic în medicină aparțin la sfârșitul anilor '30. Secolul al XX-lea. Utilizarea pe scară largă a ultrasunetelor în practica clinică a început în anii 1960.
Esența efectului piezoelectric este că, atunci când sunt deformate singurele cristale, anumiți compuși chimici (cuarț, titan-bariu, sulfură de cadmiu etc.), în special sub influența undelor ultrasonice, apar suprafețele acestor cristale încărcături electrice de semn opus. Acesta este așa-numitul efect piezoelectric direct (piezoelectric în greacă înseamnă presă). Dimpotrivă, atunci când se aplică o încărcătură electrică alternativă acestor cristale unice, oscilațiile mecanice apar în ele cu emisia de unde ultrasonice. Astfel, același element piezo poate fi alternativ un receptor, apoi o sursă de unde ultrasonice. Această parte a unei mașini cu ultrasunete se numește un traductor acustic, un traductor sau un senzor.
Ecografia este distribuită în medii sub formă de zone alternante de comprimare și rărire a moleculelor unei substanțe care face mișcări oscilante. Undele sonore, inclusiv cele cu ultrasunete, sunt caracterizate de o perioadă de oscilație - timpul în care o moleculă (particula) efectuează o oscilație completă; frecvența - numărul de oscilații pe unitate de timp; lungimea este distanța dintre punctele aceleiași faze și viteza de propagare, care depinde în principal de elasticitatea și densitatea mediului. Lungimea de undă este invers proporțională cu frecvența acesteia. Cu cât lungimea de undă este mai mică, cu atât este mai mare rezoluția dispozitivului cu ultrasunete. În sistemele de diagnosticare cu ultrasunete medicale, frecvent sunt utilizate frecvențe de la 2 la 10 MHz. Rezoluția dispozitivelor moderne cu ultrasunete atinge 1-3 mm.
Orice mediu, inclusiv diferitele țesuturi ale corpului, împiedică răspândirea ultrasunetelor, adică are o impedanță acustică diferită, valoarea căreia depinde de densitatea și viteza de ultrasunete. Cu cât sunt mai mari acești parametri, cu atât este mai mare impedanța acustică. O astfel de caracteristică generală a oricărui mediu elastic este marcată de termenul "impedanță".
După ce a ajuns la granița a două medii cu rezistență acustică diferită, fascicul de unde ultrasonice suferă schimbări semnificative: o parte din ea continuă să se răspândească într-un mediu nou, într-o oarecare măsură absorbită de ea, cealaltă este reflectată. Coeficientul de reflexie depinde de diferența de rezistență acustică a țesuturilor care se învecinează: cu cât este mai mare această diferență, cu atât este mai mare reflexia și, cu siguranță, cu atât este mai mare amplitudinea semnalului înregistrat, ceea ce înseamnă că luminozitatea și luminozitatea vor arăta pe ecranul dispozitivului. Un reflector complet este limita dintre țesuturi și aer.
METODE DE CERCETARE ULTRASUNDĂ
În prezent, în practica clinică se utilizează ultrasunete în modurile b și M și Doppler.
Modul B este o tehnică care oferă informații sub formă de imagini tomografice bidimensionale seroscale ale structurilor anatomice în timp real, ceea ce permite evaluarea stării lor morfologice. Acest mod este principalul, în toate cazurile când utilizarea acestuia începe cu ultrasunete.
Echipamentul ultrasonografic modern captează cele mai mici diferențe în nivelurile de ecouri reflectate, care sunt afișate într-o varietate de nuanțe de gri. Acest lucru face posibilă distingerea între structurile anatomice, chiar și puțin diferite în impedanța acustică. Cu cât este mai mică intensitatea ecoului, cu atât este mai întunecată imaginea și, invers, cu cât este mai mare energia semnalului reflectat, cu atât este mai luminată imaginea.
Structurile biologice pot fi anechoice, hypoechoice, ecogene medii, hyperechoice (figura 3.2). O imagine anechoică (negru) este caracteristică formărilor umplute cu fluid, care practic nu reflectă undele ultrasonice; hipoechoic (gri închis) - țesături cu hidrofilitate semnificativă. O imagine echo-pozitivă (gri) dă majoritatea structurilor de țesut. Echogenitatea crescută (gri deschis) are un țesut biologic dens. Dacă undele ultrasonice sunt reflectate pe deplin, atunci obiectele arata hiperecic (alb strălucitor), iar în spatele lor există o așa-numită umbra acustică, având aspectul unei căi întunecate (vezi figura 3.3).
Fig. 3.2. Scara nivelurilor de echogenicitate a structurilor biologice: a - anechoic; b - hipoechoic; in - echogenicitate medie (ecopozitive); g - echogenicitate crescută; d - hiperechoic
Fig. 3.3. Echogramele rinichilor din secțiunea longitudinală cu desemnarea structurilor diferite
echogenicitate: a - complex cupa-pelvis dilatat anechoic; b - parenchimul hipoecoic al rinichiului; în - un parenchim al unui ficat de ecogenicitate medie (ecopozitiv); d - sinusul renal de echogenicitate crescută; d - calcul hiperecic în segmentul pelvian-ureteric
Modul în timp real asigură obținerea pe ecranul monitorului a unei imagini "vii" de organe și structuri anatomice care sunt în starea lor funcțională naturală. Acest lucru se realizează prin faptul că dispozitivele ultrasunete moderne produc o multitudine de imagini una după alta cu un interval de sute de secundă, care împreună creează o imagine în continuă schimbare care fixează cele mai mici schimbări. Strict vorbind, această tehnică și, în general, metoda cu ultrasunete nu ar trebui să fie numită "ecografie", ci "ecoscopie".
Modul M - unidimensional. În acesta, una dintre cele două coordonate spațiale este înlocuită de cea temporală, astfel încât, de-a lungul axei verticale, se depune distanța de la senzor la structura care este localizată și de-a lungul axei orizontale - timp. Acest mod este utilizat în principal pentru cercetarea inimii. Acesta furnizează informații sub formă de curbe care reflectă amplitudinea și viteza de mișcare a structurilor cardiace (vezi fig.3.4).
Sonografia Doppler este o tehnică bazată pe utilizarea efectului fizic Doppler (după numele unui fizician austriac). Esența acestui efect este că, de la obiectele în mișcare, undele ultraunde sunt reflectate cu o frecvență modificată. Această schimbare de frecvență este proporțională cu viteza de mișcare a structurilor care sunt amplasate și dacă mișcarea lor este direcționată către senzor, frecvența semnalului reflectat crește și, invers, frecvența undelor reflectate de obiectul în mișcare scade. Ne confruntăm în mod constant cu acest efect, observând, de exemplu, o schimbare a frecvenței sunetului de la autoturisme, trenuri și avioane care se grăbesc.
În prezent, în practica clinică, se utilizează sonografia doppler spectroscopică fluorescentă, cartografiere Doppler color, doppler de putere, doppler color convergent, cartografiere tridimensională a dopplerului de culoare, dopplerografie energetică tridimensională în diferite grade.
Sonografia spectrală Doppler cu flux este concepută pentru a evalua fluxul sanguin în relativ mare
Fig. 3.4. M - curba modală de mișcare a supapei mitrale anterioare
vasele și camerele inimii. Principalul tip de informație de diagnosticare este o înregistrare spectrografică, care reprezintă o mișcare a vitezei de curgere a sângelui în timp. Pe acest grafic, viteza este reprezentată grafic pe axa verticală, iar timpul este reprezentat grafic pe axa orizontală. Semnalele care sunt afișate deasupra axei orizontale, trec din fluxul sanguin îndreptat spre senzor, sub această axă - de la senzor. Pe lângă viteza și direcția fluxului sanguin prin forma spectrogramului Doppler, este posibil să se determine natura fluxului sanguin: fluxul laminar este afișat ca o curbă îngustă cu contururi clare și una turbulentă cu o curbă neuniformă largă (Figura 3.5).
Există două opțiuni pentru sonografia fluxului doppler: continuu (val constant) și pulsatoriu.
Ecografia continuă Doppler se bazează pe radiații constante și pe recepția constantă a undelor ultrasonice reflectate. Mărimea schimbării de frecvență a semnalului reflectat este determinată de mișcarea tuturor structurilor de-a lungul întregii căi a fasciculului ultrasonic în profunzimea penetrării acestuia. Informația rezultată este astfel totală. Imposibilitatea analizei fluxului izolat într-un loc strict definit este dezavantajul sonografiei Doppler continue. În același timp, are un avantaj important: permite măsurarea debitelor ridicate ale sângelui.
Sonografia Doppler pulsată se bazează pe emisia periodică a unei serii de impulsuri de unde ultrasonice, care, reflectate de celulele roșii din sânge, sunt percepute în mod constant
Fig. 3.5. Doprogram spectrogram al fluxului sanguin transmisiv
de către același senzor. În acest mod, semnalele sunt reflectate, reflectate doar de la o anumită distanță de senzor, care este stabilit la discreția medicului. Locul fluxului sanguin se numește volumul de control (KO). Abilitatea de a evalua fluxul sanguin la orice punct dat este principalul avantaj al sonografiei pulsate Doppler.
Cartografia cu Doppler color se bazează pe codificarea culorii valorii de transmisie Doppler a frecvenței radiate. Tehnica asigură vizualizarea directă a fluxului sanguin în inimă și în vasele relativ mari (a se vedea figura 3.6 pentru inserția de culoare). Culoarea roșie corespunde fluxului în direcția senzorului, albastru - de la senzor. Nuanțele închise ale acestor culori corespund vitezei reduse, nuanțelor luminoase - celor înalte. Această tehnică ne permite să evaluăm atât starea morfologică a vaselor, cât și starea fluxului sanguin. Limitarea metodei este imposibilitatea de a obține o imagine a vaselor mici de sânge cu o viteză mică de curgere a sângelui.
Dopplerul energetic se bazează pe analiza schimbărilor Doppler non-frecvente, care reflectă viteza globulelor roșii din sânge, ca în cazul cartografierii convenționale Doppler, dar amplitudinile tuturor ecourilor spectrului Doppler, reflectând densitatea globulelor roșii sanguine într-un volum dat. Imaginea rezultată este similară cu cartografia obișnuită a culorii Doppler, dar diferă prin faptul că toate vasele primesc imagistică, indiferent de cursul lor față de fasciculul cu ultrasunete, inclusiv vasele de sânge cu diametru foarte mic și cu un debit mic de sânge. Cu toate acestea, este imposibil de a judeca din modelele Doppler de energie fie despre direcția, natura, sau viteza fluxului sanguin. Informațiile sunt limitate numai de fluxul sanguin și de numărul de nave. Nuanțele de culoare (de regulă, cu tranziția de la portocaliu închis la portocaliu și galben) nu conțin informații despre viteza fluxului sanguin, ci despre intensitatea semnalelor ecourilor reflectate de elementele de sânge în mișcare (a se vedea figura 3.7 pe inserția de culoare). Valoarea diagnostică a ultrasonografiei Doppler este capacitatea de a evalua vascularizarea organelor și a ariilor patologice.
Posibilitățile de cartografiere Doppler color și doppler de putere sunt combinate într-o tehnică convergentă de culoare doppler.
Combinația dintre modul B și streaming sau cartografiere cu culori energetice este denumită un studiu duplex, oferind cel mai mare număr de informații.
Cartografia tridimensională Doppler și energia Doppler tridimensională sunt tehnici care permit observarea unei imagini tridimensionale a aranjamentului spațial al vaselor de sânge în timp real din orice unghi, ceea ce le permite să evalueze cu exactitate relația lor cu diferite structuri anatomice și procese patologice, incluzând tumori maligne.
Echo Contrast. Această tehnică se bazează pe administrarea intravenoasă a substanțelor contrastante specifice care conțin microbubliile libere de gaze. Pentru a obține un contrast efectiv din punct de vedere clinic, sunt necesare următoarele condiții preliminare. Atunci când se administrează intravenos cu astfel de agenți de contrast ecologic, numai substanțele care trec liber prin capilarii circulației pulmonare pot intra în patul arterial, adică bulele de gaz trebuie să fie mai mici de 5 microni. A doua condiție este stabilitatea microbublinilor de gaz atunci când circulă în sistemul vascular general timp de cel puțin 5 minute.
În practica clinică, tehnica contrastului ecoului este utilizată în două moduri. Prima este o angiografie de contrast ecografic dinamică. În același timp, vizualizarea fluxului sanguin este semnificativ îmbunătățită, în special în cazul vaselor adânci adânci cu un debit scăzut de sânge; sensibilitatea cartografiei Doppler color și a sonografiei Doppler de energie este semnificativ crescută; este posibil să se observe toate fazele contrastului vascular în timp real; crește precizia evaluării leziunilor stenote ale vaselor de sânge. A doua direcție este contrastul ecoului tisular. Este asigurată de faptul că anumite substanțe de contrast ecologic sunt incluse selectiv în structura anumitor organe. În acest caz, gradul, viteza și timpul acumulării lor sunt diferite în neschimbate și în țesuturile patologice. Astfel, în general, este posibilă evaluarea perfuziei organelor, rezoluția contrastului dintre țesutul normal și cel afectat fiind îmbunătățită, ceea ce contribuie la îmbunătățirea acurateței diagnosticării diferitelor boli, în special a tumorilor maligne.
Capacitățile de diagnosticare ale metodei cu ultrasunete s-au extins, de asemenea, datorită apariției de noi tehnologii pentru preluarea și prelucrarea ulterioară a imaginilor cu ultrasunete. Acestea includ, în special, senzori multi-frecvență, tehnologii pentru formarea unei imagini panoramice, tridimensionale. Domeniile promițătoare pentru dezvoltarea ulterioară a metodei de diagnosticare cu ultrasunete sunt utilizarea unei tehnologii matrice pentru colectarea și analizarea informațiilor despre structura structurilor biologice; crearea de mașini cu ultrasunete, oferind imagini de secțiuni complete ale zonelor anatomice; analiza spectrală și de fază a undelor ultrasunete reflectate.
APLICAREA CLINICĂ A METODEI DIAGNOSTICULUI ULTRASUND
Ecografia este folosită în prezent în mai multe moduri:
- monitorizarea performanțelor manipulărilor instrumentale și de diagnosticare terapeutice (punți, biopsii, drenaj etc.);
Ecografia de urgență ar trebui considerată prima metodă obligatorie de examinare instrumentală a pacienților cu afecțiuni chirurgicale acute ale abdomenului și ale pelvisului. În același timp, precizia diagnosticului atinge 80%, precizia de recunoaștere a daunelor la organele parenchimatoase este de 92%, iar detecția lichidului în abdomen (inclusiv hemoperitoneu-ma) este de 97%.
Ecografiile de monitorizare sunt efectuate în mod repetat cu frecvență diferită în timpul procesului patologic acut pentru a evalua dinamica, eficacitatea terapiei, diagnosticarea precoce a complicațiilor.
Obiectivele studiilor intraoperatorii sunt de a clarifica natura și amploarea procesului patologic, precum și de a monitoriza adecvarea și radicalitatea intervențiilor chirurgicale.
Ecografia în stadiile incipiente ale intervenției chirurgicale vizează în principal identificarea cauzelor evoluției nefavorabile a perioadei postoperatorii.
Controlul ultrasonic asupra performanței manipulărilor instrumentale de diagnosticare și terapeutice asigură o precizie ridicată a penetrării uneia sau a altor structuri anatomice sau a unor zone patologice, ceea ce sporește semnificativ eficiența acestor proceduri.
Screeningul cu ultrasunete, adică studiile fără indicații medicale, este efectuat pentru depistarea precoce a bolilor care nu sunt încă clinic manifestate. Fezabilitatea acestor studii arată, în special, că frecvența bolilor nou diagnosticate ale organelor abdominale în timpul ultrasunetelor de screening a persoanelor "sănătoase" atinge 10%. Rezultatele excelente ale diagnosticului precoce al tumorilor maligne sunt oferite prin screening-ul cu ultrasunete al glandelor mamare la femeile în vârstă de peste 40 de ani, iar prostata la bărbații cu vârsta peste 50 de ani.
Ecografia poate fi efectuată atât prin scanare externă, cât și prin scanare intracorporeală.
Scanarea externă (de pe suprafața corpului uman) este cea mai accesibilă și mai ușoară. Nu există contraindicații pentru implementarea sa, există o singură limitare generală - prezența unei suprafețe de rană în zona de scanare. Pentru a îmbunătăți contactul senzorului cu pielea, mișcarea liberă a acestuia pe piele și pentru a asigura cea mai bună penetrare a undelor ultrasonice în corp, pielea de la locul de studiu ar trebui să fie îngropată cu un gel special. Scanarea obiectelor la diferite adâncimi trebuie efectuată cu o anumită frecvență de radiații. Astfel, în studiul organelor superficiale (glanda tiroidă, glandele mamare, structurile țesuturilor moi ale articulațiilor, testiculelor etc.) este preferată o frecvență de 7,5 MHz și mai mare. Pentru studiul organelor profunde se folosesc senzori cu o frecvență de 3,5 MHz.
Ecografiile intracorporale sunt efectuate prin introducerea de senzori speciali în corpul uman prin deschideri naturale (transrectal, transvaginal, transesofagian, transuretral), puncție în vase, prin plăgi chirurgicale și endoscopic. Senzorul este adus cât mai aproape de acest organ sau organ. În acest sens, este posibil să se utilizeze traductoare de înaltă frecvență, datorită cărora rezoluția metodei crește dramatic, devine posibilă asigurarea unei vizualizări de înaltă calitate a celor mai mici structuri care sunt inaccesibile în timpul scanării externe. De exemplu, ultrasunetele transrectale în comparație cu scanarea externă furnizează informații importante în diagnosticul suplimentar în 75% din cazuri. Detectarea trombilor intracardici în ecocardiografia transesofagiană este de 2 ori mai mare decât într-un studiu extern.
Modelele generale de formare a unei imagini echografice seroziale se manifestă prin imagini specifice specifice unuia sau altui organ, structură anatomică, proces patologic. În același timp, forma, mărimea și poziția lor, natura contururilor (chiar și neuniformă, clară / fuzzy), ecostructura internă, deplasabilitatea și pentru organele goale (vezica biliară), precum și starea peretelui (grosimea, densitatea ecoului, ), prezența în cavitate a incluziunilor patologice, în special a pietrelor; gradul de contracție fiziologică.
Chisturile umplute cu lichid seros sunt afișate sub formă de zone rotunjite, uniforme anechoice (negre) înconjurate de marginea ecou-pozitivă (gri) a capsulei cu contururi chiar ascuțite. Un semn ecografic specific al chisturilor este efectul amplificării dorsale: peretele din spate al chistului și țesuturile din spatele acestuia apar mai luminoase decât restul lungimii (figura 3.8).
Formările abdominale cu conținut patologic (abcese, cavități tuberculare) diferă de chisturi prin inegalitatea contururilor și, cel mai important, prin eterogenitatea ecostructurii interne ecologice.
Infiltrațiile inflamatorii sunt caracterizate de formă rotundă neregulată, contururi fuzzy, echogenicitate uniformă și moderată a procesului patologic.
Imaginea ecografică a hematomului organelor parenchimale depinde de timpul scurs de la momentul rănirii. În primele câteva zile, este omogenă ephonegativă. Apoi, apar incluziuni ecologice pozitive, care sunt o reflectare a cheagurilor de sânge, numărul cărora crește constant. După 7 - 8 zile începe procesul invers - liza cheagurilor de sânge. Conținutul hematomului devine din nou ecologic echo-negativ.
Echocructura tumorilor maligne este eterogenă, cu zone ale întregului spectru
Fig. 3.8. Imaginea echografică a chistului unic al rinichiului
echogenicitate: anechoic (hemoragie), hipoechoic (necroză), eco-pozitiv (țesut tumoral), hiperechoic (calcificare).
Imaginea ecografică a pietrelor este foarte demonstrativă: o structură hyperechoică (alb strălucitor) cu o umbra negativă acustică întunecată în spatele ei (figura 3.9).
Fig. 3.9. Imagine sonografică a pietrelor vezicii biliare
În prezent, ultrasunete sunt disponibile aproape toate zonele anatomice, organele și structurile anatomice ale unei persoane, deși în grade diferite. Această metodă este o prioritate în evaluarea atât a stării morfologice și funcționale a inimii. De asemenea, este foarte informativ în diagnosticul bolilor focale și leziunilor organelor abdominale parenchimale, bolilor vezicii biliare, organelor pelvine, organelor genitale externe masculine, glandelor tiroide și mamare, ochilor.
INDICAȚII PENTRU EFECTUAREA UTILIZĂRII
1. Studiul creierului la copii mici, în special în cazurile de suspectare a afectării congenitale a dezvoltării acestuia.
2. Studiul vaselor cerebrale pentru a stabili cauzele tulburărilor de circulație cerebrală și pentru a evalua eficiența operațiilor efectuate asupra vaselor.
3. Examinarea oculară pentru diagnosticarea diferitelor boli și leziuni (tumori, detașarea retinei, hemoragii intraoculare, corpuri străine).
4. Studiul glandelor salivare pentru a evalua starea lor morfologică.
5. Monitorizarea intraoperatorie a eliminării totale a tumorilor cerebrale.
1. Studiul arterelor carotide și vertebrale:
- dureri de cap severe, recurente;
- sincopa recurenta;
- semne clinice ale circulației cerebrale afectate;
- sindromul clinic al furtului subclavian (stenoza sau ocluzia capului brahial și artera subclaviană);
- leziuni mecanice (deteriorarea vaselor de sânge, hematoame).
2. Examenul glandei tiroide:
- orice suspiciune a bolii ei;
3. Examinarea ganglionilor limfatici:
- suspiciunea leziunii metastatice în cazul unei tumori maligne identificate a oricărui organ;
- limfomul din orice locație.
4. Neoplasme anorganice ale gâtului (tumori, chisturi).
1. Examinarea inimii:
- diagnosticarea defectelor cardiace congenitale;
- diagnosticarea defectelor inimii dobândite;
- evaluarea cantitativă a stării funcționale a inimii (contractilitate sistolică globală și regională, umplere diastolică);
- evaluarea stării și funcției morfologice a structurilor intracardiene;
- identificarea și determinarea gradului de tulburări hemodinamice intracardiace (deplasarea patologică a sângelui, fluxurile de regurgitant în cazul insuficienței supapelor de inimă);
- diagnosticul de miocardiopatie hipertrofică;
- diagnosticul de trombus intracardiac și tumorile;
- detectarea bolii miocardice ischemice;
- determinarea fluidului în cavitatea pericardică;
- evaluarea cantitativă a hipertensiunii arteriale pulmonare;
- diagnosticarea leziunilor cardiace în caz de leziuni mecanice ale pieptului (vânătăi, lacrimi de pereți, pereți despărțitori, corzi, supape);
- evaluarea radicalismului și eficiența operațiilor cardiace.
2. Examinarea organelor respiratorii și mediastinale:
- determinarea fluidului în cavitățile pleurale;
- clarificarea naturii leziunilor peretelui toracic și pleurei;
- diferențierea țesuturilor și a neoplasmelor chistice ale mediastinului;
- evaluarea ganglionilor limfatici mediastinali;
- diagnosticul de tromboembolism al trunchiului și ramurile principale ale arterei pulmonare.
3. Examinarea glandelor mamare:
- clarificarea datelor radiologice incerte;
- diferențierea chisturilor și leziunilor tisulare detectate prin palpare sau prin mamografie cu raze X;
- evaluarea globilor de sân de etiologie necunoscută;
- evaluarea stării glandelor mamare cu o creștere a ganglionilor limfatici axilari, sub- și supraclaviculari;
- evaluarea stării protezelor de sân de silicon;
- biopsia formatiilor sub control ultrasonic.
1. Studiul organelor parenchimale ale sistemului digestiv (ficat, pancreas):
- diagnosticarea bolilor focale și difuze (tumori, chisturi, procese inflamatorii);
- diagnosticarea daunelor în caz de leziuni mecanice ale abdomenului;
- detectarea leziunilor metastatice hepatice în tumorile maligne de orice localizare;
- diagnosticul de hipertensiune portală.
2. Investigarea tractului biliar și a vezicii biliare:
- diagnosticul de colelitiază cu evaluarea stării tractului biliar și definirea calculului în ele;
- clarificarea naturii și a gravității modificărilor morfologice ale colecistitei acute și cronice;
- stabilirea naturii sindromului postcholecistectomiei.
