A modern orvostudomány egyik technikai eredménye az, hogy széles körben használják a nagyfrekvenciás ultrahang belső szerveinek tanulmányozására, amely egy erős és ártalmatlan diagnosztikai eszköz.
Az ultrahangos technológia több mint 80 éve ismert. Az ultrahangok orvosi diagnosztikára való felhasználására tett kísérletek 1937-ben egydimenziós echoencephalográfia kialakulásához vezettek. Az 1950-es évek elején azonban csak egy személy belső szerveinek és szöveteinek ultrahangképét lehetett elérni. Mostantól kezdve az ultrahangot egyre inkább használják az orvostudományban. Ma műtétben, különböző fizioterápiás eljárásokban és különösen a diagnosztikában alkalmazzák. Az ultrahang-diagnosztika használata a szülészetben valódi forradalmat váltott ki.
Ultrahang: a cselekvés elve
Az ultrahang ugyanaz a mechanikai rezgés a rugalmas médiában, mint a hang, és csak a frekvenciától eltérő.
Az ultrahang frekvencia az emberi hallási tartomány felső határán (20 kHz) túl van. Az ultrahang használata azon a képességen alapul, hogy jelentős felszívódás nélkül képes bejutni a test lágy szövetébe, sűrűbb szövetekből és heterogenitásból.
A belső szervek ultrahangvizsgálatával (echography) egy kis piezoelektromos érzékelő által generált, ultrahangos impulzusok vékony sugara, amely generátorként és ultrahangos rezgések vevőjeként egyaránt működik, a test felületére irányul. Ezeknek az impulzusoknak a további sorsa függ az útjában található szövetek tulajdonságaitól: az impulzusok áthaladhatnak rajtuk, tükröződhetnek vagy elnyelhetők.
A visszaverődő jelek elemzése (amelyet számítógéppel végeznek) lehetővé teszi, hogy képet kapjon a test keresztmetszetéről az érzékelő útja mentén.
Az ultrahangvizsgálatnak (ultrahang) egy nagyon fontos jellemzője van: a képalkotáshoz szükséges sugárzási teljesítmény annyira elhanyagolható, hogy nem okoz káros hatást. Ez az ultrahang fő előnye a röntgensugárzásnál.
Mi az ultrahang vizsgálat?
Az ultrahang vizsgálat az orvos által végzett fájdalommentes eljárás. A test vizsgált területének bőrére vékony réteg speciális gélt alkalmazunk, ami javítja az érintkezést az érzékelővel (az érzékelő jó érintkezése a bőrrel nagymértékben meghatározza a képminőséget). Az eljárás során a próba lassan áthalad a vizsgálati területen. Az ultrahang vizsgálat nem igényel előzetes előkészítést, és a vizsgálathoz nem szükséges a kórházba menni.
A modern ultrahangberendezések lehetővé teszik, hogy különböző típusú képeket kapjunk: mozgó vagy állóképek sorozatát. Mindkét esetben a képet további elemzés céljából rögzíthetjük.
Ultrahang a terhesség alatt
Talán a terhes nőkben végzett vizsgálatokban talált ultrahang-módszerek legfontosabb felhasználása. Lehetővé teszik, hogy információt kapjanak a magzat állapotáról, anélkül, hogy az anyát veszélyeztetnék, és ami nagyon fontos a terhesség nagyon korai szakaszában (2,5-3 hét). Gyakran ezt az információt más módon nem lehet beszerezni.
A terhesség első három hónapjában az ultrahang-echográfia meghatározhatja, hogy a magzat életben van, meghatározza-e az életkorát, és meghatározza a fejlődő embriók számát. A harmadik hónap után az ultrahang érzékelheti a magzat néhány veleszületett rendellenességét, mint például a spina bifida, és pontosan meghatározza a placenta helyzetét, felfedve a koraszülést.
Az ultrahangos vizsgálat segítségével meghatározhatja a magzat méretét a terhesség alatt és meglehetősen pontosan megjósolja a kézbesítés dátumát. Az ultrahang segítségével még a magzat szívverését is észreveheti. A terhesség alatt végzett röntgenvizsgálatokat most csak különleges körülmények között kell elvégezni.
A prenatális (prenatális) diagnosztikában széles körben alkalmazzák a magzati fejlődési rendellenességek észlelésének módját - amniocentesis (a magzatot körülvevő folyadék kiválasztása a magzat körül, általában a terhesség 15-17. Hetében) - ultrahang vezérli.
Az új típusú ultrahangos vizsgálatok gyakorlati megvalósítása és elérhetősége forradalmasította a szülészeti gyakorlatot, egyszerűsítve a terhesség ellenőrzését és növelve annak megbízhatóságát.
Az ultrahanggép működésének elve
Az ultrahang-diagnózist sikeresen alkalmazták az orvosi gyakorlatban, és régóta viszonylag olcsó és teljesen biztonságos kutatási módszernek bizonyult. A diagnózis legkeresettebb területe a várandós nők vizsgálata, és az összes belső szerv, véredény és ízület vizsgálata is megtörténik. Az echolokáció elve az ultrahangos képalkotó technológia alapja.
Hogyan működik?
Az ultrahang 20 kHz-nél nagyobb frekvenciájú akusztikai rezgések, amelyek emberi hallásra nem érhetők el. Az orvosi ultrahangberendezések frekvenciatartománya 2-10 MHz.
Az úgynevezett piezoelektromosok - egyes kémiai vegyületek egyetlen kristályai, amelyek elektromos töltéssel reagálnak az ultrahangos hullámokra, és elektromos töltésre - ultrahanggal. Ez azt jelenti, hogy a kristályok (piezoelektromos elemek) egyidejűleg az ultrahangos hullámok vevője és adója. A piezoelektromos elemek az ultrahangos érzékelőben helyezkednek el, amelyen keresztül nagyfrekvenciás impulzusokat küld az emberi testbe. Az érzékelőt továbbá akusztikus tükörrel és hangelnyelő réteggel látják el. A hanghullámok fényvisszaverő része visszatér az érzékelőhöz, amely elektromos jelké alakítja át őket, és továbbítja a hardver- és szoftverrendszerre - maga az ultrahang gép. A jel feldolgozása és megjelenítése a monitoron. A leggyakrabban használt fekete-fehér képformátum. A szögeket, amelyek egy vagy több fokozatú hullámokat tükröznek, a szürke színárnyalatok jelzik, a fehér színek teljesen fényvisszaverő anyagok, a fekete színek pedig folyadékok és üregek.
Hogyan működik az ultrahang?
Az emberi test szövetein áthaladó ultrahangos jelet azok elnyelik és tükrözik, a sűrűségüktől és a hanghullámok terjedésének sebességétől függően. A sűrű környezetek, mint a csontok, a vesekövek, a húgyhólyag, majdnem teljesen tükrözik a hangot. A laza szövetek, folyadékok és üregek részben vagy teljesen elnyelik a hullámokat.
Az ultrahang kép fő jellemzői az echogenitás és a hangvezetés. Echogenicitás - a szövetek ultrahangos hullámokat tükröző képessége, a hipo-és hyperechogenicitás megkülönböztetése. Hangvezető képesség - a szövetek ultrahangon áthaladó képessége. Ezen jellemzők értékelésén alapul az objektum elemzése, leírása és megkötése.
A szakértői szintű ultrahangos szkennerek ultrahangvizsgálata
Klinikánk modern, helyhez kötött, ultrahangos eszközökkel van felszerelve, amelyeket a Medison és a Toshiba képes diagnosztikai feladatok elvégzésére. A szkennerek további monitorokkal vannak ellátva, hogy a páciens képét ismételték. A technológia szakértői szintje az információk megszerzésének javított módszereit jelenti:
- kép gabona elnyomása;
- többutas összetett vizsgálat;
- energia-doppler-szonográfia;
- olyan beállítások, amelyek nehezen elérhető helyeken javítják a képet;
- digitális technológia;
- nagy képernyőfelbontás;
- háromdimenziós és négydimenziós módok.
Ezek a vizsgálatok, ha szükséges, az ügyfél DVD-ROM-on rögzíthetők.
Az ultrahang használatával nem csak a berendezések osztálya fontos, hanem a diagnózist végző orvos szakértelmét is. Klinikánk szakemberei sokéves munkatapasztalattal és magas képzettséggel rendelkeznek, ami lehetővé teszi a tanulmány eredményeinek helyes megfejtését.
Az ultrahang elve
Az ultrahangos berendezések karbantartásával, javításával vagy munkájával kapcsolatban először is meg kell értenünk azon folyamatok fizikai alapjait, amelyekkel foglalkoznunk kell. Természetesen, mint minden esetben, van olyan sok árnyalat és kifinomultság, de azt javasoljuk, hogy először is fontolja meg a folyamat lényegét. Ebben a cikkben a következő kérdéseket fogjuk megvitatni:
- Mi az ultrahang, milyen jellemzői és paraméterei
- Az ultrahang kialakulása a piezokerámián alapuló modern technológiában
- Az ultrahang alapelvei: az elektromos energia ultrahangos energiává alakításának láncát és fordítva.
- A képalkotás alapjai az ultrahang gép kijelzőjén.
Ügyeljen arra, hogy nézze meg az ultrahang működését
Fő feladatunk az, hogy megértsük, mi az ultrahang és milyen tulajdonságai vannak a modern orvosi kutatásban.
A hangról.
Tudjuk, hogy a 16 Hz-től 18 000 Hz-ig terjedő frekvenciákat, amelyeket egy emberi hallókészülék képes érzékelni, gyakran hangnak neveznek. A világon azonban sok hang van, amit nem hallunk, mivel ezek a frekvenciatartományok alatt vagy felett vannak: ezek infra és ultra hangok.
A hangnak hullám jellege van, vagyis minden univerzumban létező hang a hullámok, más esetekben sok más természeti jelenség.
Fizikai szempontból egy hullám egy olyan közeg gerjesztése, amely az energiaátadással terjed, de tömegátadás nélkül. Más szavakkal, a hullámok a fizikai mennyiségek és minimális értékek térbeli váltakozása, például az anyag sűrűsége vagy hőmérséklete.
Lehetőség van a hullámparaméterek (beleértve a hangot is) jellemzésére a hosszúság, a frekvencia, az amplitúdó és az oszcillációs időszakon keresztül.
A hullámparaméterek részletesebb megvizsgálása:
A fizikai mennyiség maximumai és minimumai feltételesen reprezentálhatók egy hullám címereként és vályújaként.
A hullámhossz az e gerincek vagy a mélyedések közötti távolság. Ezért minél közelebb vannak egymáshoz a gerincek - minél rövidebb a hullámhossz és minél nagyobb a frekvenciája, annál távolabb van egymástól - minél magasabb a hullámhossz és fordítva - minél kisebb a frekvencia.
Egy másik fontos paraméter az oszcilláció amplitúdója, vagy a fizikai mennyiség eltérése az átlagos értékétől.
Mindezek a paraméterek egymáshoz kapcsolódnak (minden egyes kapcsolat esetében pontos matematikai leírás van a képletek formájában, de nem adjuk meg őket itt, hiszen feladatunk az alapelv megértése, és fizikai szempontból mindig leírhatjuk azt). Minden jellemző fontos, de gyakrabban hallani kell az ultrahang frekvenciáról.
Az ultrahangos készülék rossz képminőséget biztosít? Hagyja a mérnöki hívás kérését közvetlenül a webhelyen, és ingyenes diagnózist készít, és konfigurálja az ultrahangos szkennert
Magas frekvenciájú hang: Hogy másodpercenként több ezer rezgést okozzon
Az ultrahang megszerzésének számos módja van, de a technika többnyire piezoelektromos elemek kristályait és alkalmazásuk alapján piezoelektromos hatást használ: a piezoelektródák jellege lehetővé teszi a magas frekvenciájú hangot a feszültség hatására, annál nagyobb a feszültség frekvencia, annál gyorsabban (gyakrabban) a kristály vibrál, izgalmas magas frekvenciájú rezgések a környezetben.
A magas frekvenciájú hang rezgések területén a piezokristály éppen ellenkezőleg villamos energiát termel. Az ilyen kristályok villamos áramkörbe való beépítésével és bizonyos módon feldolgozva az ebből kapott jeleket, képeket képezhetünk az ultrahang gép kijelzőjén.
De ahhoz, hogy ez a folyamat lehetségessé váljon, költséges és bonyolultan szervezett berendezésekre van szükség.
Az ultrahang-szkenner több tucatnyi és akár több száz egymással összefüggő komponense ellenére a szkenner több fő blokkra osztható, amelyek részt vesznek a különböző típusú energia átalakításában és továbbításában.
Ez minden olyan áramforrással kezdődik, amely képes az előre meghatározott értékek magas feszültségének fenntartására. Ezután sok segédegységen keresztül és a speciális szoftver állandó vezérlése alatt a jelet továbbítják az érzékelőhöz, amelynek fő eleme egy piezokristályfej. Az elektromos energiát ultrahangos energiává alakítja.
A speciális anyagokból készült akusztikus lencse és a megfelelő gél révén az ultrahangos hullám belép a beteg testébe.
Mint minden hullám, az ultrahang visszaverődik az ösvényen tapasztalt felületről.
Ezután a hullám áthalad az emberi test különböző szövetein, az akusztikus gél és a lencse az érzékelő piezokristályos rácsa alá, amely az akusztikus hullám energiáját elektromos energiává alakítja.
Az érzékelőtől érkező jelek elfogadásával és helyes értelmezésével különböző mélységekben lévő és az emberi szem számára hozzáférhetetlen objektumokat szimulálhatunk.
A képalkotás elve az ultrahang vizsgálati adatokon alapul
Nézzük meg pontosan, hogy a kapott információ hogyan segít nekünk az ultrahang-szkenner képének kialakításában. Ennek az elvnek az alapja a különböző akusztikus impedancia vagy a gáz, folyékony és szilárd közeg ellenállása.
Más szavakkal, testünk csontjai, lágyszövetei és folyadékai különböző mértékben adják át és tükrözik az ultrahangot, részben elnyelik és szétszórják.
Valójában az egész kutatási folyamat mikroszintű szakaszokra osztható, és az egyes időszakok csak egy kis része közvetít egy érzékelőt. A többi idő a válasz várakozására fordul. Ugyanakkor a jel átvitele és vétele között eltelt idő közvetlenül az érzékelőtől a „látott” objektumig terjed.
Az egyes pontok közötti távolságra vonatkozó információk segítenek a vizsgált objektum modelljének kiépítésében, és az ultrahang-diagnosztikához szükséges mérésekhez is használható. Az adatok színkóddal jelennek meg, ezért az ultrahang képernyőn szükségünk van a képre.
Leggyakrabban ez a fekete-fehér formátum, hiszen úgy gondoljuk, hogy a szürke árnyalataihoz a szemünk érzékenyebb és nagyobb pontosságú. látni fogja a különbségeket a leolvasásokban, bár a modern eszközökben színes megjelenítést használnak, például a véráramlás sebességének tanulmányozására, sőt az adatok hangos bemutatására. Az utóbbiak, valamint a Doppler módban lévő videó szekvencia segít a diagnózis pontosabbá tételében, és további információforrásként szolgál.
Visszatérve a legegyszerűbb kép elkészítéséhez, és részletesebben három esetet fontolgatunk:
A legegyszerűbb képekre a B-mód alapján kerül sor. A csontszövet és más szilárd alakzatok vizualizálása világos területekből áll (főként fehér), mivel a hangzás leginkább a szilárd felületeken tükröződik és szinte teljes mértékben visszatér az érzékelőhöz.
Például világosan láthatjuk a fehér területeket - a páciens vesében lévő köveket.
A folyadék vagy üregek megjelenítését a képen fekete területek jelölik, mert az akadályok nélkül a hang tovább halad a páciens testébe, és nem kapunk választ.
A lágyszöveteket, mint például a vese szerkezetét, különböző szürke színfokú területek képviselik. A diagnózis pontossága és a beteg egészsége nagyban függ az ilyen tárgyak vizualizációjának minőségétől.
Tehát ma már megtanultuk, hogy milyen az ultrahang, és hogyan használják az ultrahangszkennerekben az emberi test szerveinek tanulmányozására.
Ha az ultrahangos készülék rossz minőségű, kérjük, forduljon szervizközpontunkhoz. Az ERSPlus mérnökei, akik nagy tapasztalattal és magas képzettséggel rendelkeznek, mindig készen állnak arra, hogy segítsenek.
Az ultrahang gép elve. Ultrahangos érzékelő
Az ultrahang alatt értsd meg a hanghullámokat, amelyek frekvenciája az emberi fül által érzékelt frekvencia tartományon kívül esik.
Az ultrahang felfedezése a denevérek repülésének megfigyeléseire nyúlik vissza. A denevéreket bekötő tudósok megállapították, hogy ezek az állatok nem veszítik el a repülés irányát, és elkerülhetik az akadályokat. De miután a fülüket is lefedték, a denevérek térbeli tájolása megzavart, és akadályokba ütköztek. Ez arra a következtetésre vezetett, hogy a sötétben lévő denevéreket olyan hanghullámok vezérlik, amelyeket az emberi fül nem fogott meg. Ezeket a megfigyeléseket már a XVII. Században végezték el, ugyanakkor az „ultrahang” kifejezést javasolta. Az űrben való elhelyezéshez szükséges denevér rövid ultrahangos hullámokat bocsát ki. Ezeket az impulzusokat, amelyek az akadályokból tükröződnek, egy idő után észlelik a denevér fülén (echo jelenség). Az az idő, amely az ultrahangos impulzus sugárzási pillanattól a visszavert jel érzékeléséig megy át, az állat meghatározza az objektum távolságát. Ezenkívül a denevér is meghatározhatja az echo jel visszatérésének irányát, az objektum térben való lokalizálását. Így ultrahang hullámokat küld, majd érzékeli a környező tér tükrözött képét.
Az ultrahang elhelyezésének alapja számos technikai eszköz működése. Az úgynevezett impulzus visszhang elvének megfelelően, a szonárművek, amelyek meghatározzák a hajó helyzetét a halak vagy a tengerfenékhez viszonyítva (echo hangjelző), valamint az orvostudományban használt ultrahang diagnosztikai eszközök: az eszköz ultrahangos hullámokat bocsát ki, majd érzékeli a visszavert jeleket, és a sugárzás pillanatától az echo-jel észlelésének pillanatáig eltelt időben határozza meg a fényvisszaverő szerkezet térbeli helyzetét.
Mik azok a hanghullámok?
A hanghullámok olyan mechanikus rezgések, amelyek olyan térben terjednek, mint a hullámok, amelyek a kő vízbe dobása után következnek be. A hanghullámok terjedése nagymértékben attól függ, hogy milyen anyagot terjesztenek. Ez azzal magyarázható, hogy a hanghullámok csak akkor jelentkeznek, amikor az anyag részecskéi ingadoznak.
Mivel a hangot csak anyagi tárgyakról lehet terjeszteni, a vákuumban nem keletkezik hang (a vizsgákban gyakran feltett kérdés a „visszafizetés” kérdése: hogyan hangzik el a vákuum?).
A környezet hangja mind hosszirányban, mind keresztirányban terjedhet. A folyadékokban és a gázokban az ultrahangos hullámok hosszirányúak, mivel a közeg egyes részecskéi a hanghullám terjedésének irányában oszcillálnak. Ha a sík, amelyben a közeg részecskéi oszcillálnak, a hullámterjedés irányába merőlegesen helyezkedik el, mint például a tenger hullámai (a részecskék függőleges irányú oszcillációja és a vízszintes hullám terjedése), keresztirányú hullámokról beszélnek. Ilyen hullámokat is megfigyelnek szilárd anyagokban (például csontokban). Lágy szövetekben az ultrahang főleg hosszanti hullámok formájában terjed.
Amikor a hosszirányú hullám egyes részecskéi egymáshoz képest eltolódnak, sűrűségük, és ennek következtében a közeg anyagában lévő nyomás ebben a helyen nő. Ha a részecskék eltérnek egymástól, az anyag helyi sűrűsége és a nyomás ezen a helyen csökken. Az ultrahangos hullám alacsony és magas nyomású zónát képez. Az ultrahangos hullám áthaladásával a szöveten keresztül ez a nyomás nagyon gyorsan változik a közeg helyén. Annak érdekében, hogy megkülönböztessük az ultrahanghullám által a közeg állandó nyomását képező nyomást, azt változónak vagy hangnak is nevezik.
Hanghullám-paraméterek
A hanghullám paraméterei a következők:
Amplitúdó (A), például maximális hangnyomás („hullámmagasság”).
Frekvencia (v), azaz az oszcillációk száma 1 másodperc alatt. A frekvenciaegység Hertz (Hz). Az orvostudományban használt diagnosztikai eszközökben 1 és 50 MG c közötti frekvenciatartományt használjunk (1 MHz = 106 Hz, általában 2,5-15 MHz).
Hullámhossz (λ), azaz a szomszédos hullámhosszig tartó távolság (pontosabban az azonos fázisú pontok közötti minimális távolság).
A terjedés sebessége vagy a hang (ok) sebessége. Attól függ, hogy a hanghordozó milyen közegben terjed, valamint a frekvencián.
A nyomásnak és a hőmérsékletnek jelentős hatása van, de fiziológiai hőmérsékleti tartományban ezt a hatást el lehet hagyni. A mindennapi munkához hasznos megjegyezni, hogy a sűrűbb környezet, annál nagyobb a hangsebesség.
A lágy szövetekben a hangsebesség körülbelül 1500 m / s, és növekszik a szöveti sűrűség növekedésével.
Ez a képlet központi szerepet játszik az orvosi echográfiában. Segítségével kiszámítható az ultrahang λ hullámhossza, amely lehetővé teszi az ultrahanggal még látható anatómiai struktúrák minimális méretének meghatározását. Azok az anatómiai struktúrák, amelyek mérete kisebb, mint az ultrahanghullám hossza, az ultrahanggal megkülönböztethetetlenek.
A hullámhossz lehetővé teszi, hogy meglehetősen durva képet kapjon, és nem alkalmas kis szerkezetek értékelésére. Minél nagyobb az ultrahang frekvencia, annál kisebb az anatómiai struktúrák hullámhossza és mérete, amelyek még megkülönböztethetők.
A részletezés lehetősége növekszik az ultrahangos frekvenciával. Ez csökkenti az ultrahang behatolásának mélységét a szövetbe, azaz a behatoló képessége csökken. Így a növekvő ultrahangos frekvenciával a rendelkezésre álló szöveti mélység csökken.
A szövetek vizsgálatához használt echográfiában használt ultrahang hullámhossza 0,1-1 mm. A kisebb anatómiai struktúrák nem azonosíthatók.
Hogyan kaphatok ultrahangot?
Piezoelektromos hatás
Az orvosi diagnosztikában használt ultrahang előállítása a piezoelektromos hatáson alapul - a kristályok és a kerámia képessége az alkalmazott feszültség hatására deformálódni. A váltakozó feszültség hatására a kristályokat és a kerámiákat időnként deformálják, azaz mechanikai rezgések keletkeznek és ultrahangos hullámok keletkeznek. A piezoelektromos hatás reverzibilis: az ultrahangos hullámok a piezoelektromos kristályok alakváltozását okozzák, melyhez mérhető elektromos feszültség jelenik meg. Így a piezoelektromos anyagok ultrahangos hullámok generátorai és vevőkészülékeik.
Amikor ultrahangos hullám fordul elő, akkor az összekapcsoló közegben terjed. A "csatlakoztatás" azt jelenti, hogy az ultrahanggenerátor és az elosztott környezet között nagyon jó hangvezető képesség van. Ehhez általában normál ultrahanggélt használunk.
Az ultrahangos hullámok a piezoelektromos elem szilárd kerámiájából a lágy szövetekbe történő átmenetének megkönnyítése érdekében speciális ultrahangos géllel van bevonva.
Ügyelni kell az ultrahangos érzékelő tisztítására! A legtöbb ultrahangos szenzor illeszkedő rétege romlik, ha újra feldolgozzák az alkoholt "higiénikus" okokból. Ezért az ultrahangos érzékelő tisztításakor szigorúan be kell tartani a készülékhez mellékelt utasításokat.
Az ultrahangos érzékelő szerkezete
Az ultrahangos rezgések generátora egy piezoelektromos anyagból áll, többnyire kerámia, amelynek elülső és hátsó oldalán elektromos érintkezők vannak. Egy megfelelő réteget alkalmazunk a páciens felé néző elülső oldalra, amely a szövet optimális ultrahangára van tervezve. A hátsó oldalon a piezoelektromos kristályok egy olyan réteggel vannak bevonva, amely erősen elnyeli az ultrahangot, ami megakadályozza az ultrahangos hullámok különböző irányú visszaverődését és korlátozza a kristály mobilitását. Ez biztosítja, hogy az ultrahangos érzékelő a lehető legrövidebb ultrahangos impulzusokat bocsátja ki. Az impulzus időtartama meghatározó tényező az axiális felbontásban.
A b-módú ultrahang érzékelője általában kis méretű, egymással szomszédos kerámia kristályokból áll, amelyek egyenként vagy csoportokban vannak konfigurálva.
Az ultrahangos érzékelő nagyon érzékeny. Ez egyrészt azzal magyarázható, hogy a legtöbb esetben olyan kerámia kristályokat tartalmaz, amelyek nagyon törékenyek, másrészt azáltal, hogy az érzékelő alkatrészei nagyon közel vannak egymáshoz, és mechanikus rázással vagy sokkolással eltolhatók vagy eltolhatók. A modern ultrahangos szenzor költsége a berendezés típusától függ, és megközelítőleg megegyezik a középosztályú autó költségével.
Az ultrahangos készülék szállítása előtt biztonságosan rögzítse az ultrahangos érzékelőt az eszközön, és jobban húzza ki. Az érzékelő leeséskor könnyen megszakad, és még a kis rázkódás is súlyos károkat okozhat.
Az orvosi diagnosztikában alkalmazott frekvenciák tartományában nem lehet olyan lézerhez hasonló élesen fókuszált sugárzást elérni, amellyel a szöveteket „próbálni” lehet. Az optimális térbeli felbontás elérése érdekében azonban az ultrahang sugár átmérőjének a lehető legnagyobb mértékű csökkentésére kell törekedni (az ultrahang sugárzás szinonimájaként néha az „ultrahang sugár” kifejezést használják), amely hangsúlyozza, hogy ultrahangos mező esetében: átmérő).
Minél kisebb az ultrahang sugár, annál jobban láthatóak az anatómiai szerkezetek ultrahanggal.
Ezért az ultrahang a lehető legnagyobb mértékben egy bizonyos mélységben (némileg mélyebb, mint a vizsgált szerkezet) koncentrálódik úgy, hogy az ultrahang sugara „derék” legyen. Az ultrahangot „akusztikus lencsék” segítségével vagy a jelátalakítók különböző piezokerámiás elemeihez különböző kölcsönös eltolódásokkal történő impulzusjelek alkalmazásával fókuszálják. Ugyanakkor a nagyobb mélységre való fókuszálás megköveteli az ultrahangos átalakító aktív felületének vagy nyílásának növelését.
Az érzékelő fókuszálásakor három zóna van az ultrahang mezőben:
A legtisztább ultrahang kép akkor keletkezik, amikor a vizsgált tárgy az ultrahang sugár fókuszzónájában van. Az objektum a fókuszzónában található, amikor az ultrahangnyaláb a legkisebb szélességgel rendelkezik, ami azt jelenti, hogy a felbontása maximális.
Közel ultrahang terület
A közeli zóna közvetlenül az ultrahangos érzékelővel szomszédos. Itt különféle piezokerámiás elemek felülete által kibocsátott ultrahanghullámok egymásra vannak helyezve (más szóval az ultrahangos hullámok interferenciája fordul elő), ezért élesen inhomogén mező alakul ki. Magyarázzuk meg ezt világos példával: ha egy maréknyi kavicsot dobunk a vízbe, akkor körkörös hullámok, amelyek egymástól eltérnek egymástól, átfedik egymást. A közeli zóna alá eső kavicsok elhelyezkedésének közelében a hullámok szabálytalanok, de bizonyos fokig fokozatosan körkörösek. Próbáld meg legalább egyszer ezt a kísérletet a gyerekekkel, amikor a víz közelében jársz! A közeli ultrahangos zóna kifejezett inhomogenitása fuzzy képet alkot. A homogén közeg a közeli zónában váltakozó, világos és sötét csíkoknak tűnik. Ezért a közel ultrahangzóna a kép értékeléséhez szinte vagy egyáltalán nem megfelelő. Ez a hatás leginkább konvex és szektor érzékelőkben jelentkezik, amelyek egy eltérő ultrahang sugárzást bocsátanak ki; Egy lineáris érzékelő esetében a közeli zóna heterogenitása a legkevésbé kifejezett.
Lehetőség van annak meghatározására, hogy a közeli ultrahang zóna terjed, ha a forgatógombot forgatva a jelet erősíti, miközben egyidejűleg figyeli az érzékelő melletti ultrahang mezőt. A közeli ultrahangzónát az érzékelő közelében található fehér lap felismerheti. Próbáljon összehasonlítani a lineáris és szektor érzékelők közeli zónáját.
Mivel a közeli ultrahang zóna nem alkalmazható az objektum képének értékelésére, az ultrahangos vizsgálatok során arra törekszenek, hogy minimalizálják a közeli zónát, és különböző módokon használják fel, hogy eltávolítsák azt a vizsgált területről. Ezt például az érzékelő optimális helyzetének kiválasztásával vagy az ultrahangos mező egyenetlenségeinek elektronikus beállításával lehet elvégezni. A gyakorlatban azonban ez a legegyszerűbb a vízzel töltött ún. Puffer segítségével, amelyet az érzékelő és a vizsgálat tárgya között helyeznek el. Ez lehetővé teszi, hogy megjelenítse a közeli zóna zaját a vizsgált objektum helyétől. Általában pufferként használják az egyedi érzékelők speciális fúvókáit vagy egy univerzális gélpadot. A víz helyett jelenleg szilikon alapú műanyag fúvókák használatosak.
A vizsgált struktúrák felületi elrendezésével a puffer használata jelentősen javíthatja az ultrahang képminőségét.
Fókuszterület
A fókusz zónát az jellemzi, hogy egyrészt az ultrahang sugár átmérője (szélessége) itt a legkisebb, másrészt a gyűjtő lencsének hatása miatt az ultrahang intenzitása a legnagyobb. Ez nagy felbontást tesz lehetővé, azaz az objektum részleteit egyértelműen megkülönböztetni. Ezért a vizsgálandó anatómiai képződménynek vagy tárgynak a fókuszterületen kell lennie.
Távoli ultrahang terület
A távoli ultrahang zónában az ultrahang sugár eloszlik. Mivel az ultrahang sugara gyengül a szöveten áthaladva, az ultrahang intenzitása, különösen a nagyfrekvenciás komponense csökken. Mindkét folyamat negatívan befolyásolja a felbontást, és ezáltal az ultrahang képminőségét. Ezért a távoli ultrahang zónában végzett vizsgálatban az objektum tisztasága elvész - minél inkább, annál távolabb van az érzékelőtől.
Az eszköz felbontása
Az optikai és akusztikus vizuális kutatási rendszer felbontását az a minimális távolság határozza meg, amelyen a kép két objektuma különállónak tekinthető. A felbontás fontos képi mutató, amely a képalkotó kutatási módszer hatékonyságát jellemzi.
A gyakorlatban gyakran figyelmen kívül hagyjuk, hogy a felbontás növelése csak akkor érhető el, ha a vizsgált tárgy lényegesen különbözik a környező szövetek akusztikai tulajdonságaitól, azaz a vizsgált tárgytól. elegendő kontrasztú. A felbontás megfelelő kontraszt hiányában történő növelése nem javítja a vizsgálat diagnosztikai képességeit. Az axiális felbontás (az ultrahang sugár terjedésének irányában) a megduplázódott hullámhossz értékének tartományában van. Szigorúan figyelembe véve az egyes sugárzott impulzusok időtartama döntő fontosságú. Ez egy kicsit több, mint két egymást követő ingadozás. Ez azt jelenti, hogy egy 3,5 MHz-es üzemi frekvenciájú érzékelővel elvileg 0,5 mm-es szövetstruktúrákat kell különálló szerkezeteknek tekinteni. A gyakorlatban ez csak azzal a feltétellel figyelhető meg, hogy a szerkezetek elég kontrasztosak.
Az oldalsó (oldalsó) felbontás az ultrahangnyaláb szélességétől, valamint a vizsgálat fókuszától és ennek megfelelően a mélységtől függ. E tekintetben a felbontás nagymértékben változik. A legnagyobb felbontást a fókuszzónában figyelték meg, és körülbelül 4-5 hullámhossz. Így az oldalsó felbontás 2-3-szor gyengébb, mint az axiális felbontás. Egy tipikus példa a hasnyálmirigy-csatorna ultrahangja. A csatorna lumenét csak akkor lehet egyértelműen megjeleníteni, ha merőleges az ultrahang sugár irányára. A csatorna bal és jobb oldali, különböző szögből álló részei már nem láthatók, mivel az axiális felbontás erősebb, mint az oldalsó.
A Sagittális felbontás az ultrahangnyaláb szélességétől függ a szkennelési síkra merőleges síkban, és a felbontást a terjedési irányra merőleges irányban, következésképpen a képréteg vastagságában jellemzi. A Sagittális felbontás általában rosszabb, mint az axiális és az oldalsó. Az ultrahang géphez mellékelt utasításokban ezt a paramétert ritkán említik. Feltételezhető azonban, hogy a sagittális felbontás nem lehet jobb, mint az oldalsó felbontás, és hogy ezek a két paraméter csak a fókuszzóna sagittális síkjában összehasonlíthatóak. A legtöbb ultrahangérzékelővel a sagittális fókusz bizonyos mélységre van állítva, és nincs egyértelműen kifejezve. A gyakorlatban az ultrahangnyaláb sagittális fókuszálását az érzékelőben lévő akusztikus lencse egy megfelelő rétegének alkalmazásával végezzük. A kép síkra merőleges változó fókuszálás, így a réteg vastagságának csökkentése csak piezoelemek mátrixának segítségével érhető el.
Abban az esetben, ha a kutatóorvos feladata az anatómiai szerkezet részletes leírása, akkor két egymásra merőleges síkban kell vizsgálni, ha a vizsgált terület anatómiai jellemzői ezt lehetővé teszik. Ugyanakkor a felbontás az axiális iránytól az oldalsó és az oldalirányú szagittális irányba csökken.
Az ultrahangos érzékelők típusai
A piezoelektromos elemek helyétől függően háromféle ultrahangos érzékelő létezik:
Lineáris érzékelőknél a piezoelektromos elemek egyenes vonal mentén külön-külön vagy csoportokban helyezkednek el, és párhuzamosan ultrahangos hullámokat bocsátanak ki a szövetben. A szöveten keresztüli áthaladás után egy négyszögletes kép jelenik meg (1 másodpercig - körülbelül 20 kép vagy több). A lineáris érzékelők előnye, hogy a szenzor helyének közelében nagy felbontás áll rendelkezésre (azaz a közeli zónában viszonylag magas képminőség), a hátránya az ultrahang-felülvizsgálat kis területe nagy mélységben van (ez annak köszönhető, hogy ellentétben konvex és szektorral) érzékelők, a lineáris érzékelő ultrahangos sugarai nem térnek el).
A fázis-soros érzékelő egy lineáris érzékelőhöz hasonlít, de kisebb. Ez egy különálló beállítású kristályok sorozatából áll. Az ilyen típusú érzékelők egy szektor érzékelő képét hozzák létre a monitoron. Míg egy mechanikus szektor érzékelő esetében az ultrahangos impulzus irányát a piezoelektromos elem forgása határozza meg, amikor egy fáziskészletű érzékelővel dolgoznak, az összes aktivált kristály időeltolásával (fáziseltolásával) irányított fókuszált ultrahang sugárzást kapunk. Ez azt jelenti, hogy az egyes piezoelektromos elemek egy késleltetéssel aktiválódnak, és ennek eredményeként az ultrahang sugara ferde irányban kerül kibocsátásra. Ez lehetővé teszi, hogy az ultrahang sugárzást a vizsgálat feladatának megfelelően (elektronikus fókuszálás) összpontosítsa, és ezzel egyidejűleg jelentősen javítsa a felbontást az ultrahang kép kívánt részén. Egy másik előny az a képesség, hogy dinamikusan fókuszálhatjuk a vett jelet. Ebben az esetben a jel vétele közben a fókusz az optimális mélységre áll, ami szintén jelentősen javítja a képminőséget.
A mechanikus szektor érzékelőben az átalakító elemek mechanikai rezgése következtében az ultrahangos hullámokat különböző irányokban sugározzák, így egy kép alakul ki szektor formájában. A szöveten keresztüli áthaladás után egy kép alakul ki (10 vagy több 1 másodperc alatt). A szektorérzékelő előnye, hogy széles látóteret biztosít nagy mélységben, és a hátránya, hogy a közeli zónában nem lehet tanulmányozni, mivel az érzékelő közelében lévő látómező túl szűk.
Egy konvex érzékelőben a piezoelektromos elemek egy ívben (ívelt érzékelő) helyezkednek el egymás mellett. A képminőség a lineáris és szektorérzékelők által készített kép keresztje. A konvex érzékelőt, mint egy lineáris érzékelőt, a közeli zónában nagy felbontás jellemzi (bár nem éri el a lineáris érzékelő felbontását), és ezzel egyidejűleg a szövet mélységében egy széles látóterület hasonlít egy szektorérzékelőhöz.
Csak az ultrahang-átalakító elemeinek kétdimenziós elrendezése mátrix formájában lehetséges, hogy az ultrahang-sugár egyidejűleg oldalirányú és sagittális irányba fókuszálható. Ez az úgynevezett piezoelemek mátrixa (vagy kétdimenziós mátrix) emellett lehetővé teszi az adatok megszerzését három dimenzióban, amelyek nélkül a szenzor előtt lévő szövet mennyiségének szkennelése nem lehetséges. A piezoelektromos elemek mátrixának gyártása egy olyan munkaigényes folyamat, amely a legújabb technológiák használatát igényli, ezért csak a közelmúltban gyártók kezdtek konvex érzékelőkkel felszerelni ultrahangos készülékeiket.
Ultrahang diagnosztikai módszer
Az ultrahangos diagnosztikai módszer a biológiai struktúrákból visszaverődött ultrahanghullámok regisztrálásán és számítógépes elemzésén alapuló orvosi kép megszerzésének módszere, azaz a visszhang hatására. A módszert gyakran echográfiának nevezik. A modern ultrahangvizsgálati eszközök (USI) az univerzális nagyfelbontású digitális rendszerek, amelyek képesek minden üzemmódban szkennelni (3.1. Ábra).
Az ultrahang-diagnosztikai erő gyakorlatilag ártalmatlan. Az ultrahangnak nincs ellenjavallata, biztonságos, fájdalommentes, atraumatikus és nem nehézkes. Ha szükséges, a betegek előkészítése nélkül is elvégezhető. Az ultrahang-berendezéseket bármely funkcionális egységbe szállíthatjuk a nem hordozható betegek vizsgálatára. Nagy előnye, különösen a nem világos klinikai kép esetében, sok szerv egyidejű vizsgálatának lehetősége. Szintén fontos az echográfia magas költséghatékonysága: az ultrahang költsége többször kisebb, mint a röntgenvizsgálatoké, és még kevésbé a számítógépes tomográfia és a mágneses rezonancia.
Az ultrahangos módszernek azonban vannak hátrányai:
- magas berendezés és a kezelőfüggőség;
- nagyfokú szubjektivitás az echográfiai képek értelmezésében;
- alacsony információtartalom és a fagyasztott képek rossz megjelenítése.
Az ultrahangos vizsgálat a klinikai gyakorlatban leggyakrabban alkalmazott módszerek egyikévé vált. Számos szerv megbetegedéseinek felismerésében az ultrahang az első és fő diagnosztikai módszer. Diagnosztikailag nehéz esetekben az ultrahangadatok lehetővé teszik a betegek további vizsgálatának tervét a leghatékonyabb sugárzási módszerekkel.
AZ ULTRASOUND DIAGNOSZTIKAI MÓDSZER FIZIKAI ÉS BIOPÉZI ALAPAI
Az ultrahang az emberi szervek meghallgatásának küszöbértéke fölött fekvő hang rezgésekre utal, azaz 20 kHz-nél nagyobb frekvenciával. Az ultrahang fizikai alapja a Curie-testvérek által 1881-ben felfedezett piezoelektromos hatás. Gyakorlati alkalmazása az orosz tudós S. Ya, Sokolov (a 20-as évek vége - a XX. Az ultrahang-módszer első használata az orvostudomány diagnosztikai céljára a 30-as évek végéhez tartozik. 20. század. Az ultrahang széles körű alkalmazása a klinikai gyakorlatban az 1960-as években kezdődött.
A piezoelektromos hatás lényege, hogy amikor az egyes kristályok deformálódnak, néhány kémiai vegyület (kvarc, titán-bárium, kadmium-szulfid, stb.), Különösen ultrahangos hullámok hatására, ezeknek a kristályoknak a felületén az ellenkező jelzésű elektromos töltések jelennek meg. Ez az úgynevezett közvetlen piezoelektromos hatás (piezo görög nyelvben a sajtoláshoz). Éppen ellenkezőleg, amikor ezekre az egyedi kristályokra váltakozó elektromos töltést alkalmaznak, mechanikai rezgések keletkeznek rájuk az ultrahangos hullámok kibocsátásával. Így ugyanaz a piezoelem felváltva lehet vevő, majd ultrahangos hullámok forrása. Az ultrahang-készüléknek ezt a részét akusztikus átalakítónak, átalakítónak vagy érzékelőnek nevezik.
Az ultrahangot a médiában osztják szét a váltakozó zónák, valamint az oszcilláló mozgásokat előidéző anyag molekuláinak ritkasága formájában. A hanghullámokat, beleértve az ultrahangot is, az oszcillációs időszak jellemzi - az az idő, amely alatt egy molekula (részecske) egy teljes oszcillációt hajt végre; frekvencia - az időegységenkénti rezgések száma; hossza az azonos fázis pontjainak és a szaporodás sebességének a távolsága, amely főként a közeg rugalmasságától és sűrűségétől függ. A hullámhossz fordítottan arányos a frekvenciájával. Minél kisebb a hullámhossz, annál nagyobb az ultrahangos készülék felbontása. Orvosi ultrahangos diagnosztikai rendszerekben általában 2-10 MHz frekvenciákat használnak. A modern ultrahangos eszközök felbontása eléri az 1-3 mm-t.
Bármely környezet, beleértve a test különböző szöveteit, megakadályozza az ultrahang terjedését, vagyis eltérő akusztikus impedanciával rendelkezik, amelynek értéke függ az ultrahang sűrűségétől és sebességétől. Minél magasabbak ezek a paraméterek, annál nagyobb az akusztikus impedancia. Az ilyen rugalmas közegek ilyen általános jellemzőit az "impedancia" kifejezés jelöli.
Miután elérte a két különböző akusztikai ellenállású média határát, az ultrahang hullámai jelentős változásokon mennek keresztül: az egyik része továbbra is új közegben terjed, bizonyos mértékig abszorbeálódik, a másik tükröződik. A reflexiós együttható függ az egymással szomszédos szövetek akusztikai ellenállásának különbségétől: minél nagyobb ez a különbség, annál nagyobb a reflexió, és természetesen minél nagyobb a felvett jel amplitúdója, ami azt jelenti, hogy a fényesebb és világosabb lesz az eszköz képernyőjén. A teljes reflektor a szövetek és a levegő közötti határ.
ULTRASOUND KUTATÁSI MÓDSZEREK
Jelenleg a klinikai gyakorlatban ultrahangot használnak b - és M - módban és Doppler - ben.
A B-mód egy olyan technika, amely valós idejű információt ad az anatómiai struktúrák kétdimenziós szeroszkóp tomográfiai képeiről, ami lehetővé teszi számunkra a morfológiai állapotuk becslését. Ez a mód a fő, minden esetben az alkalmazás ultrahangot kezd.
A modern ultrahang berendezés a legkisebb különbségeket tükrözi a visszaverődő visszhangok szintjeiben, amelyek a különböző szürke árnyalatokban jelennek meg. Ez lehetővé teszi az anatómiai struktúrák megkülönböztetését, még az akusztikus impedanciában kissé eltérőek is. Minél alacsonyabb a visszhang intenzitása, annál sötétebb a kép, és annál nagyobb a visszavert jel energiája, annál világosabb a kép.
A biológiai struktúrák lehetnek visszhangosak, hypoechoikusak, közepes echogének, hiperheaikusak (3.2. Ábra). A folyadékkal töltött képződményekre jellemző, visszhangos kép (fekete), amely gyakorlatilag nem tükrözi az ultrahangos hullámokat; hypoechoic (sötét szürke) - jelentős hidrofilitással rendelkező szövetek. Az echo-pozitív kép (szürke) a szöveti struktúrák többségét adja. A fokozott echogenitás (világos szürke) sűrű biológiai szövetekkel rendelkezik. Ha az ultrahangos hullámok teljesen tükröződnek, akkor az objektumok hiperhéikusnak (fényes fehérnek) tűnnek, és mögöttük van egy úgynevezett akusztikus árnyék, melynek sötét útja van (lásd 3.3. Ábra).
Ábra. 3.2. A biológiai struktúrák echogenicitásának szintjei: a - hangtalan; b - hypoechoic; közepes echogenitással (echopozitív); g - fokozott echogenitás; d - hiperheaikus
Ábra. 3.3. A vesék echogramja a hosszanti metszetben, különböző szerkezetek kijelölésével
echogenitás: a - visszhangos tágított csésze-medence komplex; b - a vese hypoechoikus parenchima; - az átlagos echogenitással járó máj parenchimája (echopozitív); d - megnövekedett echogenitással rendelkező vese szinusz; d - hiperhechikus kalkulus a medence-ureteric szegmensben
A valós idejű mód biztosítja, hogy a monitor képernyőjén egy „élő” képet kapjanak a természetes funkcionális állapotban lévő szervekről és anatómiai struktúrákról. Ez azzal a ténnyel érhető el, hogy a modern ultrahangos készülékek sokféle képet követnek egymás után egy másodperces századnyi intervallummal, amelyek együttesen folyamatosan változó képet hoznak létre a legkisebb változások rögzítésében. Szigorúan figyelembe véve ezt a technikát és általában az ultrahang-módszert nem szabad „echográfiának” nevezni, hanem „echoszkópiának”.
M-mód - egydimenziós. Ebben a két térbeli koordináta egyikét helyettesíti az időbeli, így a függőleges tengely mentén az érzékelőtől a felépített szerkezetig eltolódik a távolság és a vízszintes tengely mentén - az idő. Ezt az üzemmódot elsősorban a szívkutatáshoz használják. Információkat nyújt görbék formájában, amelyek a szívstruktúrák mozgásának amplitúdóját és sebességét tükrözik (lásd 3.4. Ábra).
A Doppler szonográfia a fizikai Doppler hatás használatán alapuló technika (egy osztrák fizikus neve után). Ennek a hatásnak a lényege, hogy a mozgó tárgyakból az ultrahanghullámok módosított frekvenciával jelennek meg. Ez a frekvenciaeltolódás arányos a fekvő struktúrák mozgási sebességével, és ha mozgásuk az érzékelő felé irányul, a visszaverődő jel frekvenciája növekszik, és ezzel ellentétben a mozgó tárgyból visszavert hullámok frekvenciája csökken. Ezzel a hatással állandóan találkoztunk, megfigyelve például az autók, vonatok és repülőgépek rohanásainak gyakoriságának változását.
Jelenleg a klinikai gyakorlatban a fluoreszcens spektrális doppler-szonográfia, a színes Doppler-leképezés, a teljesítmény-doppler, a konvergens színes doppler, a háromdimenziós színes doppler-leképezés, a háromdimenziós energia-dopplográfia különböző mértékben használatos.
A fluxus spektrális doppler ultrahangvizsgálat célja a véráramlás viszonylag nagy mértékű felmérése
Ábra. 3.4. Az elülső mitrális szelep mozgásának M - modális görbéje
hajók és kamrák. A diagnosztikai információk fő típusa egy spektrográfiai felvétel, amely a véráramlás sebességének időbeli lefutását jelenti. Ezen a grafikonon a sebességet a függőleges tengelyen ábrázoljuk, és az időt a vízszintes tengelyen ábrázoljuk. A vízszintes tengely fölött megjelenő jelek az érzékelőhöz irányított véráramlástól az érzékelőtől indulnak. A véráramlás sebessége és iránya mellett a Doppler spektrogram formáján kívül meg lehet határozni a véráramlás természetét: a lamináris áramlást szűk görbékkel, tiszta kontúrokkal és egy turbulens, széles, nem egyenletes görbével mutatjuk be (3.5. Ábra).
Két lehetőség van az áramlás doppler ultrahang vizsgálatára: folyamatos (állandó hullám) és impulzus.
A folyamatos Doppler ultrahang állandó sugárzáson és a visszavert ultrahangos hullámok állandó vételén alapul. A visszavert jel frekvenciaeltolásának nagyságát az összes szerkezet mozgása határozza meg az ultrahangos sugár teljes útján a behatolás mélységében. A kapott információ tehát teljes. A szigorúan meghatározott helyen az izolált áramláselemzés lehetetlensége a folyamatos doppler-szonográfia hátránya. Ugyanakkor fontos előnye van: lehetővé teszi a magas véráramlás mérését.
Az impulzusos doppler-ultrahang-kép ultrahang-hullámok sorozatának periodikus kibocsátásán alapul, amely a vörösvértestekből való visszaverődés után következetesen érzékelhető
Ábra. 3.5. Doppler spektrogramja az adási véráramlásnak
azonos érzékelővel. Ebben az üzemmódban a jelek tükröződnek, és csak az érzékelőtől való bizonyos távolságra tükröződnek, amit az orvos mérlegelése alapján állítanak be. A véráramlás helyét nevezzük kontroll térfogatnak (KO). A pulzáló Doppler-szonográfia egyik fő előnye, hogy bármely adott ponton megvizsgáljuk a véráramlást.
A színes Doppler-leképezés a sugárzott frekvencia Doppler-eltolódási értékének színezésén alapul. A technika a szív és a viszonylag nagy edények véráramlásának közvetlen megjelenítését biztosítja (lásd a 3.6. Ábrát a színes betétek esetében). A piros szín megfelel az érzékelő irányában az áramlásnak, az érzékelőtől. Ezeknek a színeknek a sötét árnyalatai megfelelnek az alacsony sebességeknek, a fényes árnyalatoknak - magasnak. Ez a technika lehetővé teszi számunkra az edények morfológiai állapotának és a véráramlás állapotának értékelését. A módszer korlátozása az, hogy a véráramlás alacsony sebességével rendelkező kis erek képe nem képződik.
Az energia Doppler a nem frekvencia Doppler eltolódások elemzésén alapul, ami a vörösvértestek sebességét tükrözi, mint a hagyományos Doppler-leképezésnél, de a Doppler-spektrum összes visszhangjának amplitúdója, ami a vörösvértestek sűrűségét tükrözi egy adott térfogatban. Az így kapott kép hasonlít a szokásos Doppler-térképezéshez, de különbözik attól, hogy az összes edény képalkotást kap, függetlenül attól, hogy az ultrahang sugárhoz viszonyítva milyen mértékben halad, beleértve a nagyon kis átmérőjű és kis véráramlású véredényeket. Azonban az energia Doppler-mintákból nem lehet megítélni sem a véráramlás irányát, a természetét, sem a sebességét. Az információt csak a véráramlás és a hajók száma korlátozza. A színárnyalatok (általában a narancssárga és a narancssárga szín közötti átmenet) nem a véráramlás sebességéről szólnak, hanem a mozgó vérelemek által visszaverődő visszhangjelzések intenzitásáról (lásd a 3.7. Ábrát a színbetéten). Az energia Doppler szonográfia diagnosztikai értéke a szervek és patológiás területek vaszkularizációjának értékelésére való képesség.
A színes Doppler-leképezés és a teljesítmény-doppler lehetőségeit egy konvergens színes doppler technikában kombinálják.
A B-mód és a streaming vagy az energia színtérképezés kombinációját duplex vizsgálatnak nevezzük, amely a legnagyobb mennyiségű információt adja.
A háromdimenziós Doppler-leképezés és a háromdimenziós Doppler-energia olyan technikák, amelyek lehetővé teszik a véredények térbeli elrendezésének valós idejű megjelenítését bármely szögből, ami lehetővé teszi számukra, hogy pontosan értékeljék kapcsolatukat különböző anatómiai struktúrákkal és patológiás folyamatokkal, beleértve a rosszindulatú daganatokat.
Echo kontraszt. Ez a módszer a szabad gáz mikrobuborékokat tartalmazó specifikus kontrasztanyagok intravénás adagolásán alapul. A klinikailag hatékony kontraszt eléréséhez a következő előfeltételek szükségesek. Ha ilyen echo-kontrasztanyagokkal intravénásán adjuk be, csak azok az anyagok léphetnek be az artériás ágyba, amelyek szabadon áthaladnak a pulmonáris keringés kapillárisain keresztül, azaz a gázbuborékoknak 5 mikronnál kisebbnek kell lenniük. A második előfeltétel a gáz mikrobuborékainak stabilitása, ha az általános érrendszerben legalább 5 percig keringenek.
A klinikai gyakorlatban az echo kontraszt technikát kétféleképpen alkalmazzák. Az első egy dinamikus visszhang kontrasztos angiográfia. Ugyanakkor jelentősen javul a véráramlás megjelenése, különösen alacsony mélységű, alacsony véráramlási sebességű edényekben; a színes Doppler leképezés és az energia Doppler szonográfia érzékenysége jelentősen megnő; valós időben megfigyelhető a vaszkuláris kontraszt minden fázisa; növeli a véredények szteroid elváltozásainak értékelését. A második irány a szövet visszhang kontrasztja. Ezt biztosítja az a tény, hogy egyes echo-kontrasztanyagok szelektíven szerepelnek bizonyos szervek szerkezetében. Ebben az esetben a felhalmozódás mértéke, sebessége és ideje változatlan és patológiás szövetekben eltérő. Így általában lehetséges a szervek perfúziójának értékelése, a normál és az érintett szövet közötti kontrasztfeloldás javulása, ami hozzájárul a különböző betegségek, különösen a rosszindulatú daganatok diagnózisának javításához.
Az ultrahangos módszer diagnosztikai képességei szintén bővültek az új technológiák megjelenése miatt az ultrahang képek megszerzésére és feldolgozására. Ezek közé tartoznak különösen a többfrekvenciás érzékelők, a szélesvásznú, panorámás, háromdimenziós kép kialakításának technológiái. Az ultrahangos diagnosztikai módszer továbbfejlesztésének ígéretes területei a mátrix technológia alkalmazása a biológiai struktúrákra vonatkozó információk gyűjtésére és elemzésére; ultrahangos gépek létrehozása, anatómiai területek teljes részeinek képei; a visszaverődött ultrahanghullámok spektrális és fázisanalízise.
AZ ULTRASOUND DIAGNOSZTIKAI MÓDSZER KLINIKAI ALKALMAZÁSA
Az ultrahangot jelenleg számos módon használják:
- a diagnosztikai és terápiás műszeres manipulációk (szúrás, biopszia, vízelvezetés stb.) teljesítményének figyelemmel kísérése;
A sürgősségi ultrahangot a has és a medence akut műtéti betegségeiben szenvedő betegek első és kötelező módszerének kell tekinteni. Ugyanakkor a diagnosztikai pontosság 80% -ot ér el, a parenchymás szervek károsodásának felismerési pontossága 92%, és a folyadék kimutatása a hasban (beleértve a hemoperitoneu-ma-t is) 97%.
Az ultrahangok monitorozását az akut patológiai folyamat során többször, különböző gyakorisággal végezzük annak dinamikájának, a terápia hatékonyságának, a komplikációk korai diagnosztizálásának értékelésére.
Az intraoperatív vizsgálatok célja a patológiai folyamat jellegének és mértékének tisztázása, valamint a műtét megfelelőségének és radikálisságának ellenőrzése.
Az ultrahang a műtét utáni korai stádiumokban elsősorban a posztoperatív időszak kedvezőtlen lefolyásának okait azonosítja.
A műszeres diagnosztikai és terápiás manipulációk teljesítményének ultrahangos vezérlése nagy pontosságot biztosít az egyik vagy másik anatómiai struktúrához vagy patológiás területhez, ami jelentősen növeli ezen eljárások hatékonyságát.
Az ultrahangok szűrését, azaz orvosi indikáció nélküli vizsgálatokat végzik a még klinikailag nem nyilvánvaló betegségek korai felismerésére. Ezeknek a tanulmányoknak a megvalósíthatósága különösen azt mutatja, hogy a hasi szervek újonnan diagnosztizált betegségeinek gyakorisága az „egészséges” emberek ultrahangvizsgálata során 10% -ot ér el. A rosszindulatú daganatok korai diagnózisának kiváló eredményeit 40 évnél idősebb nők és az 50 évnél idősebb férfiak prosztata ultrahangának szűrésével biztosítják.
Az ultrahangot külső és intracorporális vizsgálat is elvégezheti.
A külső beolvasás (az emberi test felületéről) a leginkább hozzáférhető és teljesen könnyű. A megvalósításra nincs ellenjavallat, csak egy általános korlátozás van - a sebfelület jelenléte a szkennelési területen. Az érzékelő bőrrel való érintkezésének javítása, a bőrön keresztüli szabad mozgása és az ultrahangos hullámok testbe történő lehető legjobb behatolása érdekében a vizsgálati helyszínen lévő bőrt speciális géllel kell kimeríteni. A tárgyak különböző mélységben történő szkennelését bizonyos sugárzási gyakorisággal kell elvégezni. Így a felszíni szervek (a pajzsmirigy, az emlőmirigyek, az ízületek lágyszöveti struktúrái, a herék stb.) Tanulmányozása során előnyben részesítjük a 7,5 MHz-es frekvenciát. A mély szervek vizsgálatához 3,5 MHz frekvenciájú érzékelőket használnak.
Az intracorporális ultrahangokat úgy végezzük, hogy speciális érzékelőket vezetünk be az emberi testbe természetes nyílásokkal (transzrektálisan, transzvaginálisan, transzszofagálisan, transzuretrálisan), az edényekbe szúrva, sebészeti sebeken és endoszkóposan. Az érzékelő a lehető legközelebb van ehhez a szervhez. Ebben a tekintetben nagy frekvenciájú átalakítók is használhatók, amelyek miatt a módszer felbontása drámai módon nő, lehetővé válik a külső szkennelés során nem elérhető legkisebb struktúrák kiváló minőségű megjelenítése. Például a külső szkenneléshez képest a transzrektális ultrahang fontos esetekben további diagnosztikai információkat szolgáltat az esetek 75% -ában. Az intracardiacis thrombi kimutatása a transzeszophagealis echokardiográfiában 2-szer magasabb, mint egy külső vizsgálatban.
Az echográfiai szeroscale kép kialakulásának általános mintázatát az egyik vagy más szervre jellemző speciális képek, az anatómiai szerkezet, a patológiai folyamat jellemzi. Ugyanakkor formájuk, méretük és helyzetük, a kontúrok jellege (egyenletes / egyenetlen, tiszta / fuzzy), belső echostruktúra, elmozdíthatóság és üreges szervek (epehólyag), valamint a fal állapota (vastagság, visszhangsűrűség, rugalmasság) ), a patológiás zárványok, különösen a kövek jelenléte az üregben; fiziológiai összehúzódás mértéke.
A serikus folyadékkal töltött cisztákat lekerekített, egyenletesen visszhangzó (fekete) zónák formájában mutatják be, amelyek a kapszula echo-pozitív (szürke) peremével vannak, még éles kontúrokkal. A ciszták specifikus echográfiai jele a hátsó amplifikáció hatása: a ciszta hátsó fala és a mögötte lévő szövetek világosabbak, mint a többi hosszúság (3.8. Ábra).
A patológiás tartalmú hasi formációk (tályogok, tuberkuláris üregek) a cisztáktól eltérnek a kontúrok egyenetlenségétől, és ami a legfontosabb, az echo-negatív belső echostruktúra heterogenitása.
A gyulladásos beszivárgásokat szabálytalan kerek forma, fuzzy kontúrok, egyenletesen és mérsékelten csökkent a patológiai folyamat echogenitása jellemzi.
A parenchymás szervek hematómájának echográfiai képe a sérülés pillanatától eltelt időtől függ. Az első néhány napban homogén építmény. Ekkor megjelennek a visszhang-pozitív zárványok, amelyek a vérrögök tükröződései, amelyek száma folyamatosan növekszik. 7-8 nap után a fordított folyamat megkezdődik - a vérrögök lízise. A hematoma tartalma ismét egyenletesen visszhangzik.
A rosszindulatú daganatok echostruktúrája heterogén, a teljes spektrum zónáival
Ábra. 3.8. A vese magányos cisztájának echográfiai képe
echogenitás: visszhang (vérzés), hypoechoicus (nekrózis), echo-pozitív (tumorszövet), hiperheaikus (kalcifikáció).
A kövek echográfiai képe nagyon demonstratív: hiperhechikus (fényes fehér) struktúra, akusztikus sötét negatív árnyéka mögött (3.9. Ábra).
Ábra. 3.9. Az epehólyag kövek szonográfiai képe
Jelenleg az ultrahang szinte minden személy anatómiai területe, szerve és anatómiai szerkezete rendelkezésre áll, bár különböző mértékben. Ez a módszer a szív morfológiai és funkcionális állapotának értékelésében elsőbbséget élvez. Szintén nagy tájékoztató jellegű a gyulladásos megbetegedések és a parenchymás hasi szervek, az epehólyag-betegségek, a medence szervei, a külső külső nemi szervek, a pajzsmirigy és az emlőmirigyek, a szemek diagnózisában.
A HASZNÁLAT FELHASZNÁLÁSÁRA VONATKOZÓ JAVASLATOK
1. Az agy tanulmányozása a kisgyermekekben, főként a veleszületett gyulladásos betegség gyanúja esetén.
2. Agyi erek vizsgálata az agyi keringési zavarok okainak megállapítása és a hajókon végzett műveletek hatékonyságának értékelése céljából.
3. Szemvizsgálat különböző betegségek és sérülések diagnosztizálására (tumorok, retina leválás, intraokuláris vérzés, idegen testek).
4. A nyálmirigyek vizsgálata morfológiai állapotuk értékelésére.
5. Az agydaganatok teljes eltávolításának intraoperatív ellenőrzése.
1. A nyaki és nyaki artériák vizsgálata:
- tartós, ismétlődő súlyos fejfájás;
- ismétlődő szinkope;
- az agyi keringés károsodásának klinikai tünetei;
- a szublaviai ellopás klinikai szindróma (a brachialis fej és a szublaviai artéria stenózisa vagy elzáródása);
- mechanikai sérülés (véredények károsodása, hematomák).
2. Pajzsmirigy vizsgálat:
- a betegség gyanúja;
3. Nyirokcsomó vizsgálat:
- metasztatikus károsodás gyanúja bármely szerv azonosított rosszindulatú daganata esetén;
- tetszőleges hely limfóma.
4. A nyak szervetlen neoplazmái (tumorok, ciszták).
1. A szív vizsgálata:
- a veleszületett szívhibák diagnosztizálása;
- megszerzett szívhibák diagnosztizálása;
- a szív funkcionális állapotának mennyiségi értékelése (globális és regionális szisztolés kontraktilitás, diasztolés töltés);
- az intracardialis struktúrák morfológiai állapotának és működésének értékelése;
- az intracardiacis hemodinamikai rendellenességek azonosítása és meghatározása (a patológiás véráramlás, regurgitáns áramlás a szívszelepek elégtelensége esetén);
- hipertrófiai myocardiopathia diagnózisa;
- intracardiacális thrombus és tumorok diagnosztizálása;
- az ischaemiás myocardialis betegség kimutatása;
- a folyadék meghatározása a perikardiális üregben;
- a pulmonalis artériás hypertonia kvantitatív értékelése;
- szívkárosodás diagnosztikája a mellkas mechanikai sérülése esetén (zúzódások, falak könnyei, válaszfalak, akkordok, szelepek);
- a szív működésének radikalizmusának és hatékonyságának értékelése.
2. A légzőszervi és mediastinalis szervek vizsgálata:
- a folyadék meghatározása a pleurális üregekben;
- a mellkasfal és a mellhártya elváltozásának természetének tisztázása;
- a mediastinum szöveti és cisztás daganatai differenciálódása;
- a mediastinalis nyirokcsomók értékelése;
- a pulmonalis artéria törzsének és fő ágainak tromboembólia diagnózisa.
3. Az emlőmirigy vizsgálata:
- a bizonytalan radiológiai adatok tisztázása;
- a palpáció vagy röntgen mammográfia által detektált ciszták és szöveti elváltozások differenciálódása;
- ismeretlen etiológiájú mellcsomók értékelése;
- az emlőmirigyek állapotának felmérése az axilláris, al- és szupraclavikális nyirokcsomók növekedésével;
- a szilikon mell protézisek állapotának értékelése;
- a képződmények biopsziája ultrahangszabályozás alatt.
1. Az emésztőrendszer parenchymás szerveinek vizsgálata (máj, hasnyálmirigy):
- fókuszos és diffúz betegségek (tumorok, ciszták, gyulladásos folyamatok) diagnosztizálása;
- károsodás diagnosztikája a has mechanikai sérülése esetén;
- a metasztatikus májkárosodás kimutatása bármely lokalizáció rosszindulatú daganataiban;
- a portál hipertónia diagnózisa.
2. Az epeutak és az epehólyagok vizsgálata:
- cholelithiasis diagnózisa az epehólyag állapotának és a számítás meghatározásában;
- az akut és krónikus kolecisztitis morfológiai változásainak természetének és súlyosságának tisztázása;
- a postcholecystectomiás szindróma természetének megállapítása.
