En av de tekniska resultaten av modern medicin är dess vida användning för studier av de inre organen av högfrekventa ultraljud, ett kraftfullt och ofarligt diagnostiskt verktyg.
Ultraljudstekniken själv har varit känd för över 80 år. Försök att använda ultraljud för medicinsk diagnostik ledde till framväxten i 1937 av endimensionell ekkofalfalografi. Det var emellertid bara möjligt att få en ultraljudsbild av en persons inre organ och vävnader i början av 1950-talet. Från och med nu används ultraljud i allt högre grad inom medicinen. Idag används det i kirurgi, i olika fysioterapeutiska förfaranden och speciellt i diagnostik. Användningen av ultraljudsdiagnostik har gjort en riktig revolution inom obstetriker.
Ultraljud: Handlingsprincipen
Ultraljud är samma mekaniska vibrationer av elastiskt medium som ljud, skiljer sig endast i frekvensen från det.
Ultraljudsfrekvensen ligger utanför den övre gränsen för det mänskliga hörningsområdet (20 kHz). Användningen av ultraljud baseras på dess förmåga utan signifikant absorption att tränga in i kroppens mjukvävnader, reflekteras från tätare vävnader och heterogeniteter.
Med ultraljudsundersökning av inre organ (ekografi) kan en tunn stråle av ultraljudspulser genererade av en liten piezoelektrisk sensor, som kan fungera både som en generator och som mottagare av ultraljudsvibrationer, riktas mot kroppens yta. Den ytterligare ödet av dessa impulser beror på egenskaperna hos vävnaderna som ligger i dess väg: impulserna kan passera genom dem, reflekteras eller absorberas av dem.
Analys av de reflekterade signalerna (utförd med hjälp av en dator) låter dig få en bild av kroppens tvärsnitt längs sensorns väg.
Ultraljudsundersökning (ultraljud) har en mycket viktig funktion: den strålningseffekt som krävs för avbildning är så obetydlig att det inte ger några skadliga effekter. Detta är den största fördelen med ultraljud över röntgenstrålar.
Vad är ultraljudsskanning?
Ultraljudsskanning är ett smärtfritt förfarande som utförs av en läkare. Ett tunt lager av en speciell gel appliceras på huden i det undersökta området av kroppen vilket förbättrar kontakten med sensorn (bra kontakt av sensorn med huden bestämmer i stor utsträckning bildkvaliteten). Under proceduren flyttas sonden långsamt genom testområdet. Ultraljudsskanning kräver ingen tidigare förberedelse, och för en sådan undersökning behöver patienten inte gå till sjukhuset.
Med modern ultraljudsutrustning kan du få olika typer av bilder: en rörelse eller en sekvens av stillbilder. I båda fallen kan bilden registreras för vidare analys.
Ultraljud under graviditeten
Kanske den viktigaste användningen av ultraljudsmetoder som finns i studier av gravida kvinnor. De låter dig få information om fostrets tillstånd utan att utsätta honom eller mamman för någon fara och vilket är mycket viktigt vid mycket tidiga graviditetsfaser (2,5-3 veckor). Ofta kan denna information inte erhållas på andra sätt.
Under de första tre månaderna av graviditeten kan ultraljudsekografi bestämma om fostret är levande, bestämma sin ålder och bestämma antalet utvecklande embryon. Efter den tredje månaden kan ultraljud detektera några medfödda missbildningar av fostret, såsom spina bifida, och bestämma positionen av placentan på ett korrekt sätt, vilket avslöjar dess för tidiga avlägsnande.
Med hjälp av ultraljudsskanning kan du bestämma fostrets storlek under graviditeten och förutse tidpunkten för leveransen rätt noggrant. Med hjälp av ultraljud kan du till och med märka fostrets hjärtslag. Röntgenundersökningar under graviditet krävs nu endast under särskilda omständigheter.
Används allmänt i prenatal diagnostik (prenatal) diagnostik, styrs metoden för att detektera fostrets utvecklingsanomalier - amniocentes (valet av vätska från fostrets foster, vanligtvis vid 15-17 graden av graviditet) - kontrolleras av ultraljud.
Utvecklingen och introduktionen av nya typer av ultraljudstudier i praktiken och deras tillgänglighet har revolutionerat obstetrisk övning, förenkling av kontrollen under graviditeten och ökad tillförlitlighet.
Funktionsprincipen för ultraljudsmaskinen
Ultraljudsdisposition har framgångsrikt använts i medicinsk praxis och har länge etablerat sig som en relativt billig och helt säker metod för forskning. Det mest eftertraktade diagnosområdet är granskning av gravida kvinnor, och alla inre organ, blodkärl och leder är också undersökta. Principen för ekkolokalisering är grunden för ultraljudsbildningstekniken.
Hur fungerar det?
Ultraljud är akustiska oscillationer med en frekvens högre än 20 kHz som är otillgängliga för mänsklig hörsel. Medicinsk ultraljudsutrustning använder ett frekvensområde från 2 till 10 MHz.
Det finns så kallade piezoelektriska - enkla kristaller av vissa kemiska föreningar som reagerar på ultraljudsvågor med en elektrisk laddning och till en elektrisk laddning - med ultraljud. Detta innebär att kristallerna (piezoelektriska element) är mottagare och sändare av ultraljudsvågor samtidigt. De piezoelektriska elementen är belägna i ultraljudssensorn, genom vilka högfrekventa pulser skickas till människokroppen. Sensorn är dessutom utrustad med en akustisk spegel och ljudabsorberande skikt. Den reflekterade delen av strålningen av ljudvågor återgår till sensorn, vilken omvandlar dem till en elektrisk signal och sänder till hårdvaru- och mjukvarusystemet - själva ultraljudsmaskinen. Signalen bearbetas och visas på monitorn. Det vanligaste svartvita bildformatet. Sektioner som reflekterar vågor i en eller flera grad indikeras på skärmen med gråa graderingar, vita färger är reflekterande tyger och svarta färger är vätskor och tomrum.
Hur går ultraljudsvågan?
En ultraljudssignal, som passerar genom människans vävnader, absorberas och reflekteras av dem beroende på deras densitet och fortplantningshastigheten för ljudvågor. Täta miljöer som ben, stenar i njurarna, blåsan, återspeglar ljudet nästan fullt. Looser-vävnader, vätskor och hålrum absorberar vågor helt eller delvis.
De viktigaste egenskaperna hos ultraljudsbilden är ekogenitet och ljudledning. Ekogenitet - vävnadens förmåga att reflektera ultraljudsvågor, särskilja hypo- och hyperechogenicitet. Ljudledare - vävnadens förmåga att passera genom en ultraljud. Vid utvärderingen av dessa egenskaper grundar sig på analysen av objektet, dess beskrivning och slutsats.
Ultraljudsundersökning av ultraljudsscannrar på expertnivå
Vår klinik är utrustad med moderna stationära ultraljudsenheter av Medison och Toshiba, som kan utföra några diagnostiska uppgifter. Skannrar är utrustade med ytterligare bildskärmar för att duplicera bilden för patienten. Teknisk expertnivå innebär förbättrade metoder för att erhålla information:
- bildkornsundertryckning;
- flervägsföreningskanning;
- energi doppler sonografi;
- Inställningar som förbättrar bilden på svåråtkomliga platser.
- digital teknik;
- högupplöst skärmupplösning;
- tredimensionella och fyrdimensionella lägen.
Dessa studier, om så önskas, kan klienten spelas in på en DVD-ROM.
Med ultraljud är det inte bara klassen av utrustning som är viktig, utan också professionalismen hos den läkare som utför diagnosen. Specialisterna på vår klinik har många års arbetslivserfarenhet och högkvalificering, vilket gör det möjligt att korrekt dechiffrera resultaten av studien.
Principen om ultraljud
När det gäller underhåll, reparation eller arbete med ultraljudsutrustning, är det först och främst nödvändigt att förstå de fysiska grunderna för de processer som vi måste hantera. Naturligtvis, som i alla fall, finns det så många nyanser och subtiliteter, men vi föreslår att du först och främst överväger processens väsen. I den här artikeln kommer vi att ta upp följande frågor:
- Vad är ultraljud, vad är dess egenskaper och parametrar
- Bildandet av ultraljud i modern teknik baserad på piezoceramics
- Ultraljudsprinciper: En kedja för att omvandla elektrisk energi till ultraljudsenergi och vice versa.
- Grunderna för bildbildning på ultraljudsmaskinsdisplayen.
Var noga med att titta på vår video om hur ultraljud fungerar
Vår huvuduppgift är att förstå vad ultraljudet är och vad dess egenskaper hjälper oss i modern medicinsk forskning.
Om ljud.
Vi vet att frekvenser från 16 Hz till 18 000 Hz, som ett mänskligt hörapparat kan uppleva, kallas vanligtvis ljud. Men det finns också många ljud i världen som vi inte kan höra, eftersom de ligger under eller över det frekvensomfång som är tillgängliga för oss: dessa är infra- och ultraljud.
Ljudet har en våg natur, det vill säga alla ljud som finns i vårt universum är vågor, som i andra fall många andra naturfenomen.
Ur en fysisk synvinkel är en våg en excitation av ett medium som sprids med energiöverföring, men utan massöverföring. Med andra ord, vågor är en rymdväxling av maxima och minima av någon fysisk kvantitet, exempelvis densiteten hos ett ämne eller dess temperatur.
Det är möjligt att karakterisera vågparametrarna (inklusive ljud) genom sin längd-, frekvens-, amplitud- och oscillationsperiod.
Tänk på vågparametrarna mer detaljerat:
Maxima och minima för en fysisk kvantitet kan vara villkorligt representerade som vapen och vinkar.
Våglängden är avståndet mellan dessa åsar eller mellan fördjupningarna. Därför ju närmare kanten är mot varandra - ju kortare våglängden och ju högre dess frekvens, ju längre bort från varandra - ju högre våglängden och vice versa desto lägre är dess frekvens.
En annan viktig parameter är amplituden för oscillation eller graden av avvikelse för en fysisk kvantitet från dess medelvärde.
Alla dessa parametrar är relaterade till varandra (för varje relation finns en exakt matematisk beskrivning i form av formler, men vi kommer inte ge dem här, eftersom vår uppgift är att förstå grundprincipen, och vi kan alltid beskriva det fysiskt). Var och en av egenskaperna är viktig, men oftare måste du höra om ultraljudsfrekvensen.
Har din ultraljudsmaskin dålig bildkvalitet? Lämna en begäran om en ingenjörsuppringning direkt på webbplatsen och han kommer att göra en kostnadsfri diagnos och konfigurera din ultraljudsskanner
Högfrekvent ljud: Hur orsakar flera tusen vibrationer per sekund
Det finns flera sätt att skaffa ultraljud, men tekniken använder oftast kristaller av piezoelektriska element och en piezoelektrisk effekt baserat på deras tillämpning. Naturen hos piezoelektriska vågar ger upphov till högfrekvent ljud under påverkan av spänning, ju högre spänningsfrekvens desto snabbare börjar kristallen att vibrera, spännande högfrekventa oscillationer i miljön.
En gång inom området högfrekventa ljudvibrationer börjar piezokristallen tvärtom att generera el. Genom att inkludera en sådan kristall i en elektrisk krets och på ett visst sätt, bearbeta signalerna mottagna från den, kan vi bilda en bild på ultraljudsmaskinens display.
Men för att denna process ska bli möjlig är det nödvändigt att ha dyr och komplicerat organiserad utrustning.
Trots dussintals och till och med hundratals interrelaterade komponenter i ultraljudsskannern kan delas upp i flera huvudblock som är inblandade i omvandling och överföring av olika typer av energi.
Allt börjar med en strömkälla som kan upprätthålla en högspänning av förutbestämda värden. Därefter sänds signalen genom sensorn, genom en hel del extraanordningar och under konstant styrning av specialprogramvaran, vars huvudelement är ett piezokristalt huvud. Det omvandlar elektrisk energi till ultraljudsenergi.
Genom en akustisk lins tillverkad av specialmaterial och en matchande gel kommer ultraljudsvågen in i patientens kropp.
Liksom någon våg tenderar ultraljud att reflekteras från ytan som stöter på sin väg.
Därefter passerar vågen motsatt väg genom olika vävnader i människokroppen, den akustiska gelén och linsen faller på sensorns piezokristallina gitter, vilket omvandlar akustisk vågens energi till elektrisk energi.
Genom att acceptera och korrekt tolka signalerna från sensorn kan vi simulera objekt som ligger på olika djup och är otillgängliga för det mänskliga ögat.
Principen för bildkonstruktion baserad på ultraljudsskanningsdata
Tänk på hur informationen som erhålls hjälper oss att bygga bilden på ultraljudsskannern. Grunden för denna princip är annorlunda akustisk impedans eller motstånd av gasformigt, flytande och fast medium.
Med andra ord sänker benen, mjukvävnaderna och vätskorna i vår kropp och reflekterar ultraljud i varierande grad, delvis absorberar och sprider den.
Faktum är att hela forskningsprocessen kan delas in i mikroperioder, och endast en liten del av varje period överför en sensor. Resten av tiden spenderas och väntar på ett svar. Samtidigt överförs tiden mellan överföring och mottagning av en signal direkt till avståndet från sensorn till det "sedda" objektet.
Information om avståndet till varje punkt hjälper oss att bygga en modell av objektet som studeras och används även för mätningar som krävs för ultraljudsdisposition. Uppgifterna är färgkodade, vilket resulterar i att vi får bilden vi behöver på ultraljudsskärmen.
Oftast är det svartvitt formatet, eftersom det antas att gråtoner är vårt ögon mer mottagliga och med större noggrannhet. kommer att se skillnaden i avläsningarna, men i moderna enheter använder de färgrepresentation, till exempel för att studera hastigheten på blodflödet och till och med ljudpresentation av data. Den senare, tillsammans med videosekvensen i Doppler-lägen, hjälper till att göra diagnosen mer korrekt och fungerar som en extra informationskälla.
Men tillbaka till konstruktionen av den enklaste bilden och överväga mer i detalj tre fall:
Exempel på de enklaste bilderna kommer att studeras på basis av B-läget. Visualisering av benvävnaden och andra fasta formationer består av ljusa områden (främst vita), eftersom ljudet bäst återspeglar de fasta ytorna och återgår nästan till sin fulla utsträckning till sensorn.
Som ett exempel kan vi tydligt se de vita områdena - stenarna i patientens njurar.
Visualiseringen av vätska eller tomrum motsatta representeras av svarta områden i bilden, för utan att stöta på hinder går ljudet längre in i patientens kropp och vi får inget svar
Mjuka vävnader, såsom själva njurens struktur, kommer att representeras av områden med olika grågrader. Noggrannheten i diagnosen och patientens hälsa beror till stor del på kvaliteten på visualisering av sådana föremål.
Så idag har vi lärt oss vad ultraljudet är och hur det används i ultraljudsscannrar för att studera kroppens organ.
Om din ultraljudsmaskin har dålig bildkvalitet, vänligen kontakta vårt servicecenter. ERSPlus ingenjörer med stor erfarenhet och hög kvalifikation är alltid redo att hjälpa dig.
Principen för ultraljudsmaskin. Ultraljudssensor
Under ultraljudet förstår ljudvågorna, vars frekvens ligger utanför frekvensomfånget som uppfattas av det mänskliga örat.
Upptäckten av ultraljud går tillbaka till observationer av flyget av fladdermus. Forskare som blindfoldade fladdermusen, fann att dessa djur inte förlorar sin orientering under flygning och kan undvika hinder. Men efter att de också hade täckt öronen, var orienteringen i rymden i fladderna bruten och de stötte på hinder. Detta ledde till slutsatsen att fladdermus i mörkret styrs av ljudvågor som inte fångas av det mänskliga örat. Dessa observationer gjordes redan under XVII-talet samtidigt som termen "ultraljud" föreslogs. En flagga för orientering i rymden avger korta pulser av ultraljudsvågor. Dessa impulser, reflekterade från hindren, uppfattas efter en tid av örat av ett slagträ (ekofenomen). Enligt tiden som passerar från ultraljudspulsens ögonblick till uppfattningen av den reflekterade signalen bestämmer djuren avståndet till föremålet. Dessutom kan slagträet också bestämma riktningen i vilken ekosignalen returneras, lokaliseringen av objektet i rymden. Sålunda sänder det ultraljudsvågor och uppfattar då den reflekterade bilden av det omgivande rummet.
Principen för ultraljudsplats ligger till grund för användningen av många tekniska anordningar. Enligt den så kallade principen om pulserande eko fungerar en sonar som bestämmer fartygets position i förhållande till fiskens eller havsbotten (ekosolaren) samt ultraljudsdiagnostikanordningar som används i medicin: enheten sänder ultraljudsvågor och uppfattar då de reflekterade signalerna På den tid som förflutit från strålningstiden till ögonblickets uppfattning bestämmer du den spatiala positionen för den reflekterande strukturen.
Vad är ljudvågor?
Ljudvågor är mekaniska vibrationer som sprids i rymden som vågor som uppstår efter en sten kastas i vattnet. Förökningen av ljudvågor beror till stor del på ämnet i vilket de sprids. Detta förklaras av det faktum att ljudvågor endast uppstår när partiklarnas partiklar oscillerar.
Eftersom ljud endast kan spridas från materiella föremål, produceras inget ljud i vakuum (i tentor frågas ofta "backfilling": hur distribueras ljud i vakuum?).
Ljud i miljön kan spridas både i längdriktningen och i tvärriktningen. Ultraljudsvågor i vätskor och gaser är longitudinella, eftersom enskilda partiklar av mediet oscillerar längs ljudvågens utbredningsriktning. Om planet i vilket partiklarnas partiklar oscillerar, ligger i rätt vinkel mot vågutbredningsriktningen, som exempelvis vid havsvågor (oscillationer av partiklar i vertikal riktning och vågutbredning i horisontalen) talar om tvärvågor. Sådana vågor observeras också i fasta ämnen (till exempel i ben). I mjuka vävnader sprids ultraljud huvudsakligen i form av longitudinella vågor.
När de enskilda partiklarna i den longitudinella vågen förskjuts mot varandra ökar deras densitet och följaktligen trycket i substansens substans på denna plats. Om partiklarna avviker från varandra, minskar ämnets lokala densitet och trycket på denna plats. Ultraljudsvåg bildar en zon med lågt och högt tryck. Med genomströmningen av ultraljudsvåg genom vävnaden förändras detta tryck mycket snabbt vid mediets punkt. För att skilja det tryck som bildas av ultraljudsvågan från mediets konstanta tryck kallas det också variabelt eller soniskt tryck.
Ljudvågparametrar
Ljudvågparametrar inkluderar:
Amplitude (A), till exempel högsta ljudtryck ("våghöjd").
Frekvens (v), d.v.s. antal oscillationer i 1 s. Frekvensenheten är Hertz (Hz). I diagnostiska enheter som används i medicin, använd frekvensområdet från 1 till 50 MG c (1 MHz = 106 Hz, vanligtvis intervallet 2,5-15 MHz).
Våglängd (A), d.v.s. Avståndet till den intilliggande vågkammen (närmare bestämt minsta avståndet mellan punkterna med samma fas).
Utbredningshastigheten, eller ljudets hastighet. Det beror på det medium där ljudvågan sprids, liksom på frekvensen.
Tryck och temperatur har en signifikant effekt, men i det fysiologiska temperaturområdet kan denna effekt försummas. För vardagligt arbete är det användbart att komma ihåg att ju tätare miljön desto större ljudets hastighet i den.
Ljudets hastighet i mjuka vävnader är cirka 1500 m / s och ökar med ökande vävnadsdensitet.
Denna formel är central för medicinsk ekologi. Med hjälp av det är det möjligt att beräkna våglängden λ för ultraljud, vilket gör det möjligt att bestämma minsta storleken på de anatomiska strukturerna som fortfarande är synliga med ultraljud. De anatomiska strukturerna, vars storlek är mindre än ultraljudsvågens längd, med ultraljud kan inte särskiljas.
Med våglängden kan du få en ganska grov bild och är inte lämplig för att utvärdera små strukturer. Ju högre ultraljudsfrekvensen desto mindre är våglängden och storleken på de anatomiska strukturerna som fortfarande kan särskiljas.
Möjligheten att specificera ökar med ökande ultraljudsfrekvens. Detta minskar penetrationsdjupet av ultraljud i vävnaden, d.v.s. dess penetrerande förmåga minskar. Således minskar det tillgängliga djupet av vävnadsforskning med ökande ultraljudsfrekvens.
Ultraljudets våglängd som används i ekografi för att studera vävnader varierar från 0,1 till 1 mm. Mindre anatomiska strukturer kan inte identifieras.
Hur får man en ultraljud?
Piezoelektrisk effekt
Produktionen av ultraljud som används i medicinsk diagnostik grundar sig på den piezoelektriska effekten - kristallernas och keramikernas förmåga att deformeras under en applicerad spänning. Under påverkan av växelspänning deformeras kristaller och keramik periodiskt, d.v.s. mekaniska vibrationer uppstår och ultraljudsvågor bildas. Den piezoelektriska effekten är reversibel: ultraljudsvågor orsakar deformation av den piezoelektriska kristallen, som åtföljs av utseendet av mätbar elektrisk spänning. Sålunda tjänar piezoelektriska material som generatorer av ultraljudsvågor och deras mottagare.
När en ultraljudsvåg uppstår sprids den i anslutningsmediet. "Anslutning" innebär att det finns mycket god ljudledningsförmåga mellan ultraljudsgeneratorn och den miljö där den distribueras. För att göra detta brukar du använda en standard ultraljudsgel.
För att underlätta övergången av ultraljudsvågor från fast keramik i det piezoelektriska elementet till mjuka vävnader, är det belagt med en speciell ultraljudsgel.
Försiktighet bör vidtas vid rengöring av ultraljudssensorn! Det matchande skiktet i de flesta ultraljudssensorer försämras när de omarbetas med alkohol av hygieniska skäl. Därför är det nödvändigt att strikt följa anvisningarna som är anslutna till enheten när du rengör ultraljudssensorn.
Strukturen hos ultraljudssensorn
Generatorn för ultraljudsvibrationer består av ett piezoelektriskt material, främst keramiskt, på fram- och baksidan av vilket det finns elektriska kontakter. Ett matchande skikt appliceras på framsidan mot patienten, vilket är utformat för optimal ultraljud i vävnaden. På baksidan är piezoelektriska kristaller täckta med ett skikt som absorberar starkt ultraljud, vilket förhindrar reflektion av ultraljudsvågor i olika riktningar och begränsar kristallens rörlighet. Detta gör det möjligt för oss att säkerställa att ultraljudsgivaren avger kortast möjliga ultraljudspulser. Pulsens varaktighet är bestämningsfaktorn i den axiella upplösningen.
Sensorn för ultraljud i b-läge består i regel av många små, intill varandra keramiska kristaller, som konfigureras individuellt eller i grupper.
Ultraljudsgivaren är mycket känslig. Detta förklaras dels av det faktum att det i de flesta fall innehåller keramiska kristaller som är mycket bräckliga, å andra sidan av det faktum att sensorns komponenter ligger mycket nära varandra och kan förskjutas eller brytas med mekanisk skakning eller chock. Kostnaden för en modern ultraljudsgivare beror på vilken typ av utrustning som är ungefär lika med kostnaden för en medelklassbil.
Innan du transporterar ultraljudsenheten, fixa säkert ultraljudsgivaren på enheten och koppla loss den bättre. Sensorn bryts lätt när den släpps, och även mindre skakningar kan orsaka allvarliga skador.
I intervallet frekvenser som används vid medicinsk diagnostik är det omöjligt att erhålla en starkt fokuserad stråle, som liknar en laser, med vilken det är möjligt att "sanna" vävnader. För att erhålla en optimal rumsupplösning är det emellertid nödvändigt att sträva efter att minska ultraljudsstrålens diameter så mycket som möjligt (som en synonym för en ultraljudsstråle används ibland "ultraljudsstråle") som betonar att i fallet med ett ultraljudsfält, diameter).
Ju mindre ultraljudsstrålen är desto bättre är detaljerna i de anatomiska strukturerna synliga med ultraljud.
Därför fokuseras ultraljud så långt som möjligt vid ett visst djup (något djupare än strukturen som studeras), så att ultraljudsstrålen bildar en "midja". De fokuserar ultraljud antingen med hjälp av "akustiska linser" eller genom att använda pulserande signaler till olika piezoceramiska element i omvandlaren med olika ömsesidiga förändringar i tiden. Samtidigt kräver fokusering på ett större djup en ökning i ultraljudsgivarens aktiva yta eller öppning.
När sensorn är inriktad finns det tre zoner i ultraljudsfältet:
Den tydligaste ultraljudsbilden erhålls när objektet som studeras ligger i ultraljudsstrålens fokalområde. Objektet befinner sig i fokusområdet när ultraljudsstrålen har den minsta bredden, vilket innebär att dess upplösning är maximal.
Nära ultraljudsområdet
Närområdet är direkt intill ultraljudssensorn. Här överlagras ultraljudsvågor som utsöndras av ytan av olika piezoceramiska element på varandra (med andra ord uppstår störningar av ultraljudsvågor), därför bildas ett skarpt inhomogent fält. Låt oss förklara detta med ett tydligt exempel: om man slänger en handfull stenar i vattnet överlappar de cirkulära vågorna, som skiljer sig från var och en av varandra. Nära den plats där en sten faller, som motsvarar närområdet, är vågorna oregelbundna, men på ett avstånd närmar de sig gradvis cirkulärt. Försök minst en gång att göra detta experiment med barn när du går nära vattnet! Den uttalade inhomogeniteten hos den närmaste ultraljudszonen bildar en fuzzy bild. Det homogena mediet i närområdet ser ut som växlande ljus och mörka ränder. Därför är nästan ultraljudszonen för bedömning av bilden nästan eller inte alls lämplig. Denna effekt är mest uttalad i konvexa och sektorsensorer som avger en divergerande ultraljudsstråle; För en linjär sensor är närområdes heterogeniteten minst uttalad.
Det är möjligt att bestämma hur långt den närmaste ultraljudsområdet sprider sig. Om du vrider på ratten, förstärker du signalen samtidigt som du tittar på ultraljudsfältet intill sensorn. Den närmaste ultraljudszonen kan kännas igen av ett vitt ark nära sensorn. Försök att jämföra närområdet av linjära och sektorsensorer.
Eftersom den närmaste ultraljudszonen inte är tillämplig vid bedömningen av objektets bild under ultraljudsundersökningar strävar de efter att minimera närområdet och använda det på olika sätt för att ta bort det från det område som studeras. Detta kan exempelvis göras genom att välja sensorens optimala läge eller genom att elektroniskt jämföra ojämnheten hos ultraljudsfältet. Men i praktiken är det lättast att uppnå med hjälp av en så kallad buffert fylld med vatten, som placeras mellan sensorn och studieobjektet. Detta gör att du kan visa bruset från närområdet från platsen för objektet som studeras. Vanligtvis används speciella munstycken för enskilda sensorer eller en universell gelskiva som buffert. Istället för vatten används silikonbaserade plastmunstycken för närvarande.
Med ett ytligt arrangemang av de studerade strukturerna kan användningen av en buffert avsevärt förbättra kvaliteten på ultraljudsbilden.
Fokusområde
Fokuszonen kännetecknas av det faktum att ultraljudsstrålens diameter (bredd) är den minsta här och å andra sidan, på grund av effekten av uppsamlingslinsen, är ultraljudets intensitet störst. Detta möjliggör hög upplösning, d.v.s. förmågan att tydligt skilja objektets detaljer. Därför måste den anatomiska formationen eller föremålet som ska undersökas placeras i fokusområdet.
Far ultraljudsområde
I den ultraljudszon som skiljer sig, ökar ultraljudsstrålen. Eftersom ultraljudsstrålen försvagas när den passerar genom vävnaden minskar intensiteten hos ultraljud, särskilt dess högfrekventa komponent. Båda dessa processer påverkar upplösningen, och därmed kvaliteten på ultraljudsbilden, negativt. Därför, i studien i fjärran ultraljudszonen, förloras objektets tydlighet - ju mer desto längre bort från sensorn.
Enhetsupplösningen
Upplösningen av ett visuellt forskningssystem, både optiskt och akustiskt, bestäms av det minsta avståndet vid vilket två objekt i bilden uppfattas som separata. Upplösning är en viktig kvalitativ indikator som karaktäriserar effektiviteten av bildanalysmetoden.
I praktiken är det ofta förbisedt att öka upplösningen endast är meningsfull när objektet som studeras är väsentligt annorlunda i dess akustiska egenskaper från de omgivande vävnaderna, d.v.s. har tillräcklig kontrast. Att öka upplösningen i avsaknad av tillräcklig kontrast förbättrar inte studiens diagnostiska förmåga. Den axiella upplösningen (i riktning mot utbredning av ultraljudsstrålen) ligger i området för det dubbla våglängdsvärdet. Strängt taget är varaktigheten av individuella utstrålade pulser avgörande. Det händer lite mer än två på varandra följande fluktuationer. Detta betyder att med en sensor med en arbetsfrekvens på 3,5 MHz, ska 0,5 mm vävnadsstrukturer teoretiskt uppfattas som separata strukturer. I praktiken observeras detta endast under förutsättning att strukturerna är tillräckligt kontrasterande.
Den laterala (laterala) upplösningen beror på bredden hos ultraljudsstrålen, såväl som på fokus och följaktligen på undersökningsdjupet. I detta avseende varierar resolutionen kraftigt. Den högsta upplösningen observeras i fokusområdet och är ungefär 4-5 våglängder. Sålunda är sidoprocessen 2-3 gånger svagare än den axiella upplösningen. Ett typiskt exempel är ultraljudet i bukspottskörteln. Kanalens lumen kan tydligt visualiseras endast när den är vinkelrätt mot ultraljudsstrålens riktning. Delar av kanalen som är placerade till vänster och höger från en annan vinkel är inte längre synliga, eftersom den axiella upplösningen är starkare än den laterala.
Sagittalupplösningen beror på bredden hos ultraljudsstrålen i ett plan vinkelrätt mot avsökningsplanet och karakteriserar upplösningen i riktningen vinkelrätt mot utbredningsriktningen och följaktligen bildskiktets tjocklek. Sagittal upplösning är vanligtvis sämre än axiell och lateral. I instruktionerna kopplade till ultraljudsmaskinen nämns denna parameter sällan. Det bör emellertid antas att sagittalupplösningen inte kan vara bättre än sidoprocessen och att dessa två parametrar endast är jämförbara i sagittalplanet i brännpunkten. Med de flesta ultraljudssensorer är sagittal fokus inställd på ett visst djup och uttrycks inte tydligt. I praktiken utförs sagittal-fokuseringen av ultraljudsstrålen genom att använda ett matchande lager i sensorn som en akustisk lins. Variabel fokusering vinkelrätt mot bildplanet, sålunda reduceras tjockleken av detta skikt endast med hjälp av en matris av piezoelements.
I de fall där forskarläkaren har uppgift om en detaljerad beskrivning av den anatomiska strukturen, är det nödvändigt att undersöka det i två ömsesidigt vinkelräta plan, om de anatomiska egenskaperna hos det studerade området tillåter det. Samtidigt minskar upplösningen från axiell riktning till sidled och från sidled till sagittal.
Typer av ultraljudssensorer
Beroende på placeringen av de piezoelektriska elementen finns det tre typer av ultraljudssensorer:
I linjära sensorer är piezoelektriska element placerade längs en rak linje separat eller i grupper och avger ultraljudsvågor i vävnaden parallellt. Efter varje passage genom tyget visas en rektangulär bild (för 1 s - ca 20 bilder eller mer). Fördelen med linjära sensorer är möjligheten att erhålla hög upplösning nära sensortillståndet (dvs relativt hög bildkvalitet i närområdet), nackdelen ligger i det lilla fältet hos ultraljudsgranskningen på ett stort djup (detta förklaras av det faktum att sensorer, ultraljudsstrålar från den linjära sensorn avviker inte).
En fasad array-sensor liknar en linjär sensor, men är mindre. Den består av en serie kristaller med separata inställningar. Sensorer av denna typ skapar en bild av en sektorsensor på monitorn. Medan i fallet med en mekanisk sektorsensor bestäms riktningen för ultraljudspulsen genom rotation av det piezoelektriska elementet, när man arbetar med en sensor med en fasad array, erhålls en riktad fokuserad ultraljudsstråle genom en tidsskiftning (fasskift) av alla aktiverade kristaller. Detta innebär att de enskilda piezoelektriska elementen aktiveras med en tidsfördröjning och som ett resultat sänds ultraljudsstrålen i en snedriktning. Detta gör att du kan fokusera ultraljudsstrålen i enlighet med studiens uppgift (elektronisk fokusering) och samtidigt förbättra upplösningen avsevärt i den önskade delen av ultraljudsbilden. En annan fördel är möjligheten att dynamiskt fokusera den mottagna signalen. I detta fall ställs fokus under mottagning av signalen till det optimala djupet vilket också förbättrar bildkvaliteten avsevärt.
I den mekaniska sektorsensorn utsätts ultraljudsvågorna i olika riktningar som en följd av den mekaniska svängningen hos omvandlarelementen, så en bild bildas i form av en sektor. Efter varje passage genom tyget bildas en bild (10 eller mer i 1 s). Fördelen med sektorsensorn är att det ger dig möjlighet att få ett brett synfält på ett stort djup och nackdelen är att det är omöjligt att studera i närområdet eftersom synfältet nära sensorn är för smal.
I en konvex sensor ligger piezoelektriska element längs varandra i en båge (krökt sensor). Bildkvalitet är ett kors mellan en bild som erhålls av linjära och sektorsensorer. En konvex sensor, som en linjär, kännetecknas av hög upplösning i närområdet (även om den inte når upplösningen av den linjära sensorn) och samtidigt är ett brett synsfält i djupet av vävnaden likartat en sektorsensor.
Endast med det tvådimensionella arrangemanget av elementen hos ultraljudstransducern i form av en matris är det möjligt att fokusera ultraljudsstrålen samtidigt i laterala och sagittala riktningar. Denna så kallade matris av piezoelements (eller tvådimensionell matris) tillåter dessutom att erhålla data på tre dimensioner, utan vilken skanning av mängden vävnad framför sensorn är omöjlig. Tillverkningen av en matris av piezoelektriska element är en mödosam process som kräver användning av den senaste tekniken. Därför började endast tillverkare nyligen utrusta sina ultraljudsenheter med konvexa sensorer.
Ultraljudsdiagnostisk metod
Ultraljudsdiagnostisk metod är en metod för att erhålla en medicinsk bild baserad på registrering och datoranalys av ultraljudsvågor som reflekteras från biologiska strukturer, det vill säga på grundval av ekoeffekten. Metoden kallas ofta echografi. Moderna enheter för ultraljudsundersökning (USI) är universella högupplösta digitala system med möjlighet att skanna i alla lägen (bild 3.1).
Ultraljudsdiagnostisk kraft är praktiskt taget ofarlig. Ultraljud har inga kontraindikationer, det är säkert, smärtfritt, atraumatisk och inte belastande. Om det behövs kan det utföras utan förberedelse av patienter. Ultraljudsutrustning kan levereras till någon funktionell enhet för undersökning av icke transportabla patienter. En stor fördel, i synnerhet vid en oklart klinisk bild, är möjligheten för samtidig undersökning av många organ. Också viktig är echografins hög kostnadseffektivitet: ultraljudskostnaden är flera gånger mindre än röntgenundersökningar, och ännu mindre beräknad tomografi och magnetisk resonans.
Ultraljudsmetoden har dock vissa nackdelar:
- hög apparat och operatörsberoende
- stor subjektivitet i tolkningen av echografiska bilder;
- låg information innehåll och dålig showiness av frusna bilder.
Ultraljud har nu blivit en av de metoder som oftast används i klinisk praxis. Vid erkännande av sjukdomar hos många organ kan ultraljud anses vara den föredragna, första och huvuddiagnostiska metoden. I diagnostiskt svåra fall tillåter ultraljudsdata att vi skisserar en plan för vidare undersökning av patienter som använder de mest effektiva strålningsmetoderna.
FYSISKA OCH BIOPHYSISKA BASER FÖR ULTRASOUND DIAGNOSTISK METOD
Ultraljud hänvisar till ljudvibrationer som ligger ovanför tröskeln för mänsklig organs hörsel, det vill säga med en frekvens på mer än 20 kHz. Den fysiska grunden för ultraljud är den piezoelektriska effekten som upptäcktes 1881 av Curie bröderna. Dess praktiska tillämpning är kopplad till utvecklingen av ultraljudsindustrins bristdetektering av den ryska forskaren S. Ya. Sokolov (slutet av 20-talet - början på 30-talet av XX-talet). De första försöken att använda ultraljudsmetoden för diagnostiska ändamål i medicin tillhör slutet av 30-talet. Tjugonde århundradet. Den omfattande användningen av ultraljud i klinisk praxis började på 1960-talet.
Kärnan i den piezoelektriska effekten är att när enskilda kristaller deformeras, förekommer vissa kemiska föreningar (kvarts, titan-barium, kadmiumsulfid etc.), särskilt under påverkan av ultraljudsvågor, elektriska laddningar av motsatta tecken på ytorna av dessa kristaller. Detta är den så kallade direkta piezoelektriska effekten (piezo på grekiska sätt att trycka). Tvärtom, när en alternerande elektrisk laddning appliceras på dessa enkla kristaller, uppstår mekaniska oscillationer i dem med utsläpp av ultraljudsvågor. Således kan samma piezoelement alternativt vara en mottagare, sedan en källa till ultraljudsvågor. Denna del av en ultraljudsmaskin kallas en akustisk givare, givare eller sensor.
Ultraljud distribueras i media i form av alternerande zoner av kompression och nedsättning av molekylerna hos ett ämne som gör oscillerande rörelser. Ljudvågor, inklusive ultraljud, kännetecknas av en oscillationsperiod - den tid då en molekyl (partikel) utför en fullständig oscillation; frekvens - antalet oscillationer per tidsenhet; längden är avståndet mellan punkterna i samma fas och utbredningshastigheten, vilken huvudsakligen beror på mediets elasticitet och densitet. Våglängden är omvänt proportionell mot sin frekvens. Ju mindre våglängden desto högre upplösning av ultraljudsenheten. I medicinska ultraljudsdiagnosystem används frekvenser från 2 till 10 MHz vanligen. Upplösningen av moderna ultraljudsenheter når 1-3 mm.
Varje miljö, inklusive olika vävnader i kroppen, förhindrar spridningen av ultraljud, det vill säga den har en annan akustisk impedans, vars värde beror på deras densitet och hastighet i ultraljud. Ju högre dessa parametrar desto större är den akustiska impedansen. En sådan allmän egenskap hos något elastiskt medium betecknas med termen "impedans".
Efter att ha nått gränsen för två medier med olika akustiska motstånd, genomgår strålen av ultraljudsvågor signifikanta förändringar: en del av det fortsätter att sprida sig i ett nytt medium, i viss mån absorberas av den, den andra reflekteras. Reflektionskoefficienten beror på skillnaden i det akustiska motståndet hos vävnaderna som angränsar varandra: ju större denna skillnad desto större är reflektionen och naturligtvis ju större amplituden för den inspelade signalen, vilket innebär att den ljusare och ljusare den kommer att se på skärmen hos anordningen. En komplett reflektor är gränsen mellan vävnaderna och luften.
ULTRASOUND FORSKNINGSMETODER
För närvarande används i klinisk praxis ultraljud i b- och M-mode och Doppler.
B-mode är en teknik som ger information i form av tvådimensionella seroskala tomografiska bilder av anatomiska strukturer i realtid, vilket gör det möjligt att utvärdera deras morfologiska tillstånd. Detta läge är det viktigaste, i alla fall börjar användningen ultraljud.
Modern ultraljudsutrustning fångar de minsta skillnaderna i nivåerna av reflekterade ekon som visas i en mängd olika nyanser av grått. Detta gör det möjligt att skilja mellan anatomiska strukturer, även något avvikande från varandra i akustisk impedans. Ju lägre ekointensiteten desto mörkare är bilden, och omvänt desto större är den reflekterade signalens energi desto ljusare blir bilden.
Biologiska strukturer kan vara anechoic, hypoechoic, medium echogenic, hyperechoic (bild 3.2). En anechoisk bild (svart) är karakteristisk för formationer fyllda med vätska, vilket praktiskt taget inte speglar ultraljudsvågor; hypoechoic (mörkgrå) - tyger med signifikant hydrofilicitet. En eko-positiv bild (grå) ger majoriteten av vävnadsstrukturer. Ökad ekogenitet (ljusgrå) har tät biologisk vävnad. Om ultraljudsvågorna reflekteras fullt ser objekten sig hyperechoic (ljusvitt), och bakom dem finns en så kallad akustisk skugga som har en mörk bana (se figur 3.3).
Fig. 3,2. Skala av ekologiska nivåer av biologiska strukturer: a - anechoic; b - hypoechoic; i-medium ekogenitet (ekokositive); g - ökad ekogenitet d - hyperechoic
Fig. 3,3. Echogram av njurarna i längdsektion med beteckningen av olika strukturer
echogenicitet: a - anechoisk dilaterat kopp-pelviskomplex; b - njurens hypoecho parenchyma; i - en parenkym av en lever med medelhög ekomogenicitet (ekokositive); d - renal sinus med ökad ekogenitet d - hyperechoisk kalkyl i bäcken-ureter-segmentet
Realtidsläget ger möjlighet att på skärmen få en "levande" bild av organ och anatomiska strukturer som är i deras naturliga funktionella tillstånd. Detta uppnås genom det faktum att moderna ultraljudsenheter producerar en mångfald bilder efter varandra med ett intervall på hundradelar av en sekund, vilket tillsammans skapar en ständigt föränderlig bild som fastställer de minsta förändringarna. Strängt taget, denna teknik och i allmänhet bör ultraljudsmetoden inte kallas "ekologi" utan "ekoskopi".
M-läge - endimensionell. Därvid ersätts en av de två rumsliga koordinaterna med den tidsmässiga, så att avståndet från sensorn till strukturen som är belägen placeras längs den vertikala axeln och längs den horisontella axeltiden. Detta läge används huvudsakligen för hjärtforskning. Den ger information i form av kurvor som återspeglar amplituden och rörelsens hastighet för hjärtstrukturer (se fig. 3.4).
Doppler sonografi är en teknik baserad på användningen av den fysiska Doppler-effekten (efter namnet på en österrikisk fysiker). Kärnan i denna effekt är att från rörliga föremål ultraljudsvågor reflekteras med en modifierad frekvens. Detta frekvensskifte är proportionellt mot rörelsens hastighet, och om deras rörelse riktas mot sensorn ökar frekvensen för den reflekterade signalen och omvänt minskar frekvensen av vågor som reflekteras från det rörliga objektet. Vi stöter hela tiden på denna effekt och observerar till exempel en förändring i ljudfrekvensen från bilar, tåg och flygplan som rusar av.
För närvarande används i klinisk praxis fluorescerande spektral doppler sonografi, färg Doppler kartläggning, power doppler, konvergerande färgdämpare, tredimensionell färgdoppler kartläggning, tredimensionell energiduplerografi, i varierande grad.
Flux spektral doppler sonografi är utformad för att bedöma blodflödet i relativt stort
Fig. 3,4. M-modal kurva för rörelse av den främre mitralventilen
kärl och kamrar i hjärtat. Den huvudsakliga typen av diagnostisk information är en spektrografisk inspelning, vilket representerar en sopning av blodflödeshastigheten över tiden. På denna graf kartläggs hastigheten på den vertikala axeln, och tiden är plottad på den horisontella axeln. Signaler som visas ovanför den horisontella axeln, går från blodflödet riktat till sensorn, under denna axel - från sensorn. Förutom hastigheten och riktningen av blodflödet i form av Doppler-spektrogrammet är det möjligt att bestämma arten av blodflödet: det laminära flödet visas som en smal kurva med klara konturer och en turbulent med en bred ojämn kurva (Figur 3.5).
Det finns två alternativ för flödesdoppler sonografi: kontinuerlig (konstant våg) och pulserad.
Kontinuerlig Doppler-ultraljud baseras på konstant strålning och konstant mottagning av reflekterade ultraljudsvågor. Storleken på frekvensskiftet hos den reflekterade signalen bestäms av rörelsen av alla strukturer längs hela banan hos ultraljudsstrålen inom dess penetrationsdjup. Den resulterande informationen är således totalt. Omöjligheten av isolerad flödesanalys på en strikt definierad plats är nackdelen med kontinuerlig doppler sonografi. Samtidigt har den en viktig fördel: det möjliggör mätning av höga blodflöden.
Pulsad doppler sonografi är baserad på det periodiska utsläppet av en serie pulser av ultraljudsvågor, som efter återspegling från röda blodkroppar uppfattas konsekvent
Fig. 3,5. Doppler spektrogram av transmitral blodflöde
av samma sensor. I detta läge reflekteras signalerna, reflekteras endast från ett visst avstånd från sensorn, vilket bestäms av läkaren. Platsen för blodflödet kallas kontrollvolymen (KO). Förmågan att bedöma blodflödet vid vilken punkt som helst är den största fördelen med pulserad Doppler-sonografi.
Färg Doppler-kartläggning baseras på kodningen i färg av Doppler-skiftvärdet för den utstrålade frekvensen. Tekniken ger direkt visualisering av blodflödet i hjärtat och i relativt stora kärl (se fig 3.6 för färginställningen). Röd färg motsvarar flödet i sensorns riktning, blå - från sensorn. Mörka nyanser av dessa färger motsvarar låga hastigheter, ljus nyanser - till höga. Denna teknik tillåter oss att utvärdera både morfologiska tillståndet för kärl och blodflödet. Begränsningen av metoden är omöjligheten att erhålla en bild av små blodkärl med låg blodflödeshastighet.
Energy Doppler bygger på analys av icke-frekventa Doppler-skift, vilket återspeglar hastigheten på röda blodkroppar, som med konventionell Doppler-kartläggning, men amplituderna av alla ekon av Doppler-spektret, vilket återspeglar densiteten av röda blodkroppar i en given volym. Den resulterande bilden liknar den vanliga färgdopplermappningen, men skiljer sig åt eftersom alla fartyg mottar avbildning, oavsett deras kurs i förhållande till ultraljudsstrålen, inklusive blodkärl med mycket liten diameter och med en liten blodflödeshastighet. Det är emellertid omöjligt att döma från energipoppmönstret antingen om riktning, natur eller hastighet av blodflödet. Informationen är begränsad endast av blodflödet och antalet fartyg. Färgfärger (som regel med övergången från mörkorange till ljusorange och gul) bär information inte om blodflödeshastigheten, utan om intensiteten hos ekosignalerna som återspeglas genom att flytta blodelementen (se bild 3.7 på färginsatsen). Det diagnostiska värdet av energi Doppler sonografi är förmågan att bedöma vaskularisering av organ och patologiska områden.
Möjligheterna för färg Doppler kartläggning och power doppler kombineras i en konvergerande färgdopplerteknik.
Kombinationen av B-läge med strömmande eller energi färgmappning kallas en duplexstudie som ger största möjliga information.
Tredimensionell Doppler-kartläggning och tredimensionell Doppler-energi är tekniker som gör det möjligt att observera en tredimensionell bild av blodkärlens rumsarrangemang i realtid från vilken vinkel som helst, vilket gör det möjligt för dem att noggrant bedöma deras förhållande till olika anatomiska strukturer och patologiska processer, inklusive maligna tumörer.
Ekkokontrast. Denna teknik är baserad på intravenös administrering av specifika kontrastmedel innehållande fria gasmikrobubblor. För att uppnå en kliniskt effektiv kontrast är följande förutsättningar nödvändiga. När intravenöst administreras med sådana ekokontrastmedel, kan endast de substanser som passerar fritt genom kapillärerna i lungcirkulationen komma in i artärbädden, dvs gasbubblor bör vara mindre än 5 mikron. Den andra förutsättningen är stabiliteten hos mikrobubblor av gas när de cirkulerar i det allmänna kärlsystemet i minst 5 minuter.
I klinisk praxis används ekokontrasttekniken på två sätt. Den första är en dynamisk ekokontrast-angiografi. Samtidigt förbättras visualiseringen av blodflödet, särskilt i grunda djupgående kärl med låg blodflödeshastighet; känsligheten av färgdoppler-kartläggning och energi-Doppler-sonografi ökar signifikant; Det är möjligt att observera alla faser av vaskulär kontrast i realtid. ökar noggrannheten vid bedömningen av stenotiska lesioner av blodkärl. Den andra riktningen är vävnadsekotkontrast. Det säkerställs av det faktum att vissa ekokontrastämnen selektivt ingår i strukturen hos vissa organ. I detta fall är graden, hastigheten och tiden för deras ackumulering olika i oförändrade och patologiska vävnader. Således är det i allmänhet möjligt att bedöma perfusion av organ, kontrasten upplösningen mellan normal och påverkad vävnad förbättras, vilket bidrar till att förbättra noggrannheten för diagnos av olika sjukdomar, särskilt maligna tumörer.
De ultraljudsmetodiska diagnosegenskaperna har också expanderats på grund av framväxten av ny teknik för förvärv och efterbehandling av bearbetning av ultraljudsbilder. Dessa inkluderar i synnerhet multifrekvenssensorer, tekniker för att bilda en widescreen, panoramisk, tredimensionell bild. De lovande områdena för vidareutveckling av ultraljudsdiagnostikmetoden är användningen av en matristeknik för insamling och analys av information om strukturen hos biologiska strukturer. skapande av ultraljudsmaskiner, vilket ger bilder av kompletta sektioner av anatomiska områden; spektral och fasanalys av reflekterade ultraljudsvågor.
KLINISK ANVÄNDNING AV DEN ULTRASOUND DIAGNOSTISKA METODEN
Ultraljud används för närvarande på många sätt:
- övervaka resultatet av diagnostiska och terapeutiska instrumentella manipuleringar (punkteringar, biopsier, dränering, etc.);
Akut ultraljud bör anses vara den första och obligatoriska metoden för instrumentanalys av patienter med akut kirurgiska sjukdomar i buken och bäckenet. Samtidigt når diagnosnoggrannheten 80%, känslighetsnoggrannheten för skador på parenkymorgan är 92% och detekteringen av vätska i buken (inklusive hemoperitoneu-ma) är 97%.
Övervakning av ultraljudsundersökningar utförs upprepade gånger med olika intervaller under den akuta patologiska processen för att bedöma dess dynamik, terapins effektivitet och tidig diagnos av komplikationer.
Syftet med intraoperativa studier är att klargöra arten och omfattningen av den patologiska processen samt att övervaka kirurgiens tillräcklighet och radikalitet.
Ultraljud i de tidiga stadierna efter operationen är främst inriktad på att identifiera orsakerna till den ogynnsamma kursen i den postoperativa perioden.
Ultraljudskontroll över prestanda av instrumentaldiagnostiska och terapeutiska manipuleringar ger hög noggrannhet för penetration till en eller annan anatomisk struktur eller patologiska områden, vilket signifikant ökar effektiviteten av dessa förfaranden.
Screening ultraljud, dvs studier utan medicinska indikationer, utförs för tidig upptäckt av sjukdomar som ännu inte är kliniskt manifesta. Genomförbarheten av dessa studier visar särskilt att frekvensen av nyligen diagnostiserade sjukdomar i bukorganen vid screening av ultraljud av "friska" människor når 10%. Utmärkt resultat av tidig diagnos av maligna tumörer ges genom att ultraljud av bröstkörtlarna hos kvinnor äldre än 40 år och prostata hos män över 50 år undersöks.
Ultraljud kan utföras av både extern och intrakorporeal skanning.
Extern skanning (från människokroppens yta) är den mest tillgängliga och helt ljus. Det finns inga kontraindikationer för dess genomförande, det finns bara en allmän begränsning - närvaron av en såryta i scanningsområdet. För att förbättra sensorns kontakt med huden, dess fria rörelse över huden och för att säkerställa ultraljudsvågornas bästa penetration i kroppen, bör huden på undersökningsplatsen smittas rikligt med en speciell gel. Skanning av föremål på olika djup bör utföras med viss strålningsfrekvens. Således föredras en frekvens på 7,5 MHz och högre vid studier av ytliga organ (sköldkörteln, bröstkörtlar, mjukvävnadsstrukturer av lederna, testiklarna etc.). För studier av djupa organ används sensorer med en frekvens på 3,5 MHz.
Intrakorporala ultraljud utförs genom att införa speciella sensorer i människokroppen genom naturliga öppningar (transrektalt, transvaginalt, transesofagealt, transuretralt), punktering i kärlen, genom kirurgiska sår och endoskopiskt. Givaren sätts så nära som möjligt till det här ordet. I detta avseende är det möjligt att använda högfrekventa givare, på grund av vilka metodens upplösning ökar dramatiskt, blir det möjligt att tillhandahålla högkvalitativ visualisering av de minsta strukturerna som är otillgängliga under extern skanning. Exempelvis ger transrectal ultraljud jämfört med extern skanning viktig information om ytterligare diagnostik i 75% av fallen. Detektion av intrakardiell trombi vid transesofageal ekkokardiografi är 2 gånger högre än i en extern studie.
De allmänna mönstren för bildandet av en echografisk seroskala bild manifesteras av specifika bilder som är kända för ett eller annat organ, anatomisk struktur, patologisk process. Samtidigt har deras form, storlek och position, konturernas natur (jämn / ojämn, klar / ojämn), inre echostruktur, förskjutbarhet och för ihåliga organ (gallblåsa) samt väggens tillstånd (tjocklek, ekotäthet, elasticitet ), närvaron i kaviteten av patologiska inklusioner, särskilt stenar; grad av fysiologisk sammandragning.
Cystor fyllda med serös vätska visas i form av rundade, likformigt anechoiska (svarta) zoner omgivna av kapselns ekok positiva (grå) kant med jämn skarpa konturer. Ett specifikt echografiskt tecken på cystor är effekten av dorsalförstärkning: cystens bakvägg och vävnaderna bakom den verkar ljusare än resten av längden (figur 3.8).
Magsformationer med patologiska innehåll (abscesser, tuberkulära hålrum) skiljer sig från cyster genom konturernas ojämnhet och, viktigast av, den heterogena eko-negativa inre echostrukturen.
Inflammatoriska infiltrationer kännetecknas av oregelbunden rund form, fuzzy konturer, jämn och måttligt minskad echogenicitet av den patologiska processen.
Den echografiska bilden av hematomens paratomymala organ beror på den tid som har förflutit sedan skadans ögonblick. Under de första dagarna är det homogent eonativ. Därefter visas eko-positiva inklusioner i det, vilket är en återspegling av blodproppar, vars antal ständigt ökar. Efter 7-8 dagar börjar omvänt processen - lys av blodproppar. Innehållet i hematomet blir återigen enhetligt ekko-negativt.
Echostruktur av maligna tumörer är heterogen, med zoner i hela spektret
Fig. 3,8. Echografisk bild av en ensam cyste av njuren
ekogenitet: anechoisk (blödning), hypoechoisk (nekros), eko-positiv (tumörvävnad), hyperechoisk (förkalkning).
Den echografiska bilden av stenarna är väldigt demonstrantiv: en hyperechoisk (ljusvit) struktur med en akustisk, mörk negativ skugga bakom den (figur 3.9).
Fig. 3,9. Sonografisk bild av gallbladderstenarna
För närvarande är ultraljud tillgängligt nästan alla anatomiska områden, organ och anatomiska strukturer hos en person, om än i varierande grad. Denna metod är en prioritet vid bedömning av såväl hjärtets morfologiska som funktionella tillstånd. Det är också mycket informativt vid diagnos av brännsjukdomar och skador på parenkymala bukorgan, gallblåsersjukdomar, bäckenorgan, manliga yttre könsorgan, sköldkörtel och bröstkörtlar, ögon.
INDIKATIONER FÖR ANVÄNDNING
1. Studien av hjärnan hos unga barn, främst i fall av misstänkt medfödd nedsättning av dess utveckling.
2. Studien av cerebrala kärl för att fastställa orsakerna till hjärncirkulationssjukdomar och för att bedöma effektiviteten av operationer som utförs på kärlen.
3. Ögonundersökning för diagnos av olika sjukdomar och skador (tumörer, retinallösning, intraokulära blödningar, främmande kroppar).
4. Studien av spottkörtlarna för att bedöma deras morfologiska tillstånd.
5. Intraoperativ övervakning av total borttagning av hjärntumörer.
1. Studie av carotid- och ryggmärgartärer:
- långvarig, återkommande svår huvudvärk;
- återkommande synkope
- kliniska tecken på nedsatt hjärncirkulation
- kliniskt syndrom av subklaverisk stjälning (stenos eller ocklusion av brachialhuvudet och subklavianartären);
- mekanisk skada (skada på blodkärl, hematom).
2. Sköldkörtelundersökning:
- några misstankar om hennes sjukdom
3. Lymfkörtestning:
- misstanke om sin metastasala skada i händelse av identifierad malign tumör hos något organ;
- lymfom av vilken plats som helst.
4. Oorganiska neoplasmer i nacken (tumörer, cyster).
1. Granskning av hjärtat:
- diagnos av medfödda hjärtfel
- diagnos av förvärvade hjärtfel
- kvantitativ bedömning av hjärtets funktionella tillstånd (global och regional systolisk kontraktilitet, diastolisk fyllning);
- bedömning av den morfologiska tillstånden och funktionen hos intrakardiella strukturer;
- identifiering och bestämning av graden av intrakardiella hemodynamiska störningar (patologisk skakning av blodet, regurgitantflöden i händelse av hjärtklaffinsufficiens);
- diagnos av hypertrofisk myokardiopati;
- diagnos av intrakardiell trombus och tumörer;
- detektion av ischemisk myokardiell sjukdom;
- bestämning av vätska i perikardhålan;
- kvantitativ bedömning av pulmonell arteriell hypertension;
- diagnos av hjärtskador vid mekanisk skada på bröstet (blåmärken, tårar av väggar, skiljeväggar, ackord, ventiler);
- utvärdering av radikalismen och effektiviteten av hjärtoperationerna.
2. Undersökning av andningsorganen och mediastinala organ:
- bestämning av vätska i pleurhålorna;
- Förtydligande av arten av skador på bröstväggen och pleura.
- differentiering av vävnad och cystiska neoplasmer av mediastinum;
- bedömning av mediastinala lymfkörtlar
- diagnos av tromboembolism hos stammen och huvudgrenarna i lungartären.
3. Undersökning av bröstkörtlarna:
- Förtydligande av osäkra radiologiska data.
- differentiering av cystor och vävnadsskador som detekteras genom palpation eller röntgenmomografi;
- utvärdering av bröstkulor av okänd etiologi
- bedömning av bröstkörtlarna med en ökning av axillär-, sub- och supraklavikulära lymfkörtlar;
- bedömning av tillståndet hos silikonbröstproteser;
- biopsi av formationer under ultraljudskontroll.
1. Studien av matsmältningssystemets parenkymala organ (lever, bukspottkörtel):
- diagnos av fokala och diffusa sjukdomar (tumörer, cysta, inflammatoriska processer);
- diagnos av skada vid mekanisk skada på buken;
- detektion av levermetastatisk skada i maligna tumörer av vilken lokalisering som helst
- diagnos av portalhypertension.
2. Undersökning av gallvägar och gallblåsor:
- diagnos av kolelithiasis med bedömning av tillståndet av gallvägarna och definitionen av kalkyl i dem;
- klargörande av arten och svårighetsgraden av morfologiska förändringar vid akut och kronisk cholecystit
- upprätta arten av postcholecystektomi syndrom.
