Методов ультразвукового исследования позволяющий определить. Ультразвуковые методы исследований

Прежде чем рассмотреть виды и направления ультразвукового обследования, необходимо понять и разобраться, на чем основывается диагностический эффект УЗИ. История ультразвука уходит своими корнями в далекий 1881 год, когда братья Кюри открыли «пьезоэффект». Ультразвуком называются звуковые колебания, лежащие выше порога восприятия органа слуха человека. «Пьезоэффект», благодаря которому получают ультразвуковые колебания, нашел первое применение во время первой мировой войны, когда впервые был разработан сонар, использовавшийся для навигации судов, определения расстояния до цели и поиска подводных лодок. В 1929 году ультразвук нашел свое применение в металлургии для определения качества получаемого продукта (дефектоскопия). Первые попытки применения ультразвука в целях медицинской диагностики привели к появлению в 1937 году одномерной эхоэнцефалографии. Только в начале пятидесятых годов девятнадцатого столетия удалось получить первое ультразвуковое изображение внутренних органов человека. С этого момента ультразвуковая диагностика стала широко применяться в лучевой диагностике многих патологий и повреждений внутренних органов. В дальнейшем, ультразвуковая диагностика постоянно совершенствовалась и расширяла сферу своего применения.

Виды ультразвукового обследования

Ультразвуковое обследование совершило определенный прорыв в медицине, позволив быстро и безопасно, а самое главное правильно диагностировать и проводить лечение множества патологий. В настоящее время ультразвуковое обследование используется практически во всех областях медицины. Например, с помощью УЗИ брюшной полости определяют состояние внутренних органов, УЗИ и Допплер сосудов применяется для диагностики множества сосудистых заболеваний. Различают следующие виды и направления ультразвукового обследования: А) Ультразвуковое исследование с компьютерной обработкой и цветным допплеровским картированием (УЗИ щитовидной железы, УЗИ печени УЗИ молочных желез, УЗИ желчного пузыря, УЗИ поджелудочной железы, УЗИ мочевого пузыря, УЗИ селезенки, УЗИ почек, исследования с вагинальным и ректальным датчиками, УЗИ органов малого таза у женщин, УЗИ простаты у мужчин); Б) Ультразвуковое исследование с допплерографией, цветным дуплексным сканированием (УЗИ сосудов головного мозга и шеи, нижних конечностей, суставы и позвоночник, УЗИ при беременности).

Ультразвуковое обследование позволяет создать изображения внутренних органов посредствам применения звуковых волн высокой частоты. УЗИ исследование безболезненно. Ультразвуковое обследование безопасно для беременных и детей, так как не связано с радиацией. Для получения УЗИ изображений на кожу пациента, в том месте, где будет проводиться обследование, наносится гель, далее специалист перемещает датчик УЗИ аппарата над данной областью. Компьютер обрабатывает полученный сигнал и выводит его на экран монитора в виде объемного изображения.

УЗИ щитовидной железы

В обследовании щитовидной железы ультразвуковое обследование является ведущим и позволяет определить наличие узлов, кист, изменения размера и структуры железы. Как показывает практика, в силу физических особенностей строения не все органы можно достоверно исследовать ультразвуковым методом. Например, полые органы желудочно-кишечного тракта труднодоступны для исследования из-за преобладающего содержания в них газа. Однако ультразвуковое обследование может применяться для определения признаков кишечной непроходимости и косвенных признаков спаечного процесса. При помощи УЗИ щитовидной железы можно выявить наличие свободной жидкости в брюшной полости, если ее достаточно много, что может играть решающую роль в лечебной тактике ряда терапевтических и хирургических заболеваний и травм.

УЗИ печени

Ультразвуковое обследование печени является достаточно высокоинформативным методом диагностики. Применение данного вида обследования позволяет специалисту оценить размеры, структуру и однородность, а также наличие очаговых изменений и состояние кровотока. УЗИ печени позволяет с достаточно высокой чувствительностью и специфичностью выявить как диффузные изменения печени (жировой гепатоз, хронический гепатит и цирроз), так и очаговые (жидкостные и опухолевые образования). Пациенту необходимо знать, что любые ультразвуковые заключения исследования как печени, так и других органов, необходимо оценивать и рассматривать только в совокупности с клиническими, анамнестическими данными, а также данными дополнительных обследований. Только в этом случае специалист сможет воспроизвести полную картину и поставить правильный и адекватный диагноз.

УЗИ молочных желез (ультразвуковая маммография)

Главное применение ультразвукового обследования в маммологии заключается в уточнении природы образований в молочной железе. Ультразвуковая маммография относится к наиболее полному и эффективному обследованию молочных желез. Современное ультразвуковое обследование молочной железы позволяет с максимальной детализацией одинаково эффективно оценивать состояние как поверхностно, так и глубоко расположенных тканей молочной железы любых размеров и строения. За счет максимальной детализации тканей еще больше удается приблизить ультразвуковую анатомию молочных желез к их морфологическому строению.

УЗИ молочных желез является как самостоятельным методом выявления доброкачественных и злокачественных образований в молочной железе, так и дополнительным, применяемым в совокупности с маммографией. В ряде случаев, ультразвуковое обследование по своей результативности превосходит маммографию. Например, при исследовании плотных молочных желез у молодых женщин; у женщин, имеющих фиброзно-кистозную мастопатию; при выявлении кист. Кроме того, УЗИ молочных желез применяется для динамического наблюдения за уже выявленными доброкачественными образованиями молочной железы , что позволяет выявить динамику и вовремя принять адекватные меры. Современное развитие медицинских технологий привело к тому, что в протокол ультразвукового исследования включена не только оценка состояния молочных желез, но и регионарных лимфатических узлов (подмышечных, надключичных, подключичных, загрудинных, переднегрудных). Одной из составных частей ультразвукового исследования является оценка кровотока молочных желез с помощью специальной методики – допплерографии (спектральной и цветокодированной – цветовое допплеровское картирование (ЦДК) и энергетическая допплерография), что имеет решающее значение при выявлении злокачественных образований молочной железы на самых ранних стадиях развития.

УЗИ желчного пузыря

УЗИ желчного пузыря является информативным методом диагностики. Для выявления различных патологий желчного пузыря специалисты часто применяют ультразвуковое обследование. Желчный пузырь отвечает за хранение и выделение желчи, вырабатываемой печенью. Этот процесс может быть нарушен множеством заболеваний, которым подвержен орган: камни, полипы, холецистит и даже рак. Чаще всего встречается дискинезия желчного пузыря и желчевыводящих путей.

Целью ультразвукового обследования является определение размеров, положение, исследование стенок желчного пузыря и содержимого полости. Эхографию желчного пузыря и желчевыводящих протоков проводят обязательно натощак, не ранее чем через 8–12 часов после приема пищи. Это необходимо для достаточного заполнения пузыря желчью. Пациента обследуют в трех позициях – в положении на спине, на левом боку, стоя, на высоте глубокого вдоха. УЗИ желчного пузыря вполне безопасно и не вызывает осложнений. К показаниям для проведения УЗИ желчного пузыря можно отнести клиническое подозрение на заболевание желчного пузыря, в том числе острое, а также пальпируемое образование в проекции желчного пузыря, кардиалгии неясного характера, динамическое наблюдение при консервативном лечении хронического холецистита, желчнокаменной болезни, подозрение на опухоль желчного пузыря.

УЗИ поджелудочной железы

Ультразвуковое обследование поджелудочной железы позволяет получить врачу дополнительную информацию для постановки диагноза и назначения правильного лечения. При ультразвуковом обследовании поджелудочной железы оцениваются ее размеры, форма, контуры, однородность паренхимы, наличие образований. К сожалению, качественное УЗИ поджелудочной железы часто довольно затруднительно, так как она может частично, или полностью перекрываться газами, находящимися в желудке, тонком и толстом кишечнике. Наиболее часто выносимое врачами ультразвуковой диагностики заключение «диффузные изменения в поджелудочной железе» может отражать как возрастные изменения (склеротические, жировая инфильтрация), так и возможные изменения вследствие хронических воспалительных процессов. В любом случае, ультразвуковое обследование поджелудочной железы является неотъемлемым этапом проведения адекватного лечения.

УЗИ почек, надпочечников и забрюшинного пространства

Проведение ультразвукового обследования забрюшинного пространства, почек и надпочечников является достаточно трудной процедурой для врача-узиста. В первую очередь это обусловлено особенностями расположения данных органов, сложностью их строения и многогранности, а также неоднозначности трактовки ультразвуковой картины этих органов. При исследовании почек оценивается их размер, расположение, форма, контуры и структура паренхимы и чашечно-лоханочной системы. Ультразвуковое обследование позволяет выявить аномалии почек, наличие конкрементов, жидкостных и опухолевых образований, также изменения вследствие хронических и острых патологических процессов почек.

В последние годы получили широкое развитие методы УЗИ диагностики и лечения путем пункции под контролем ультразвука. Этот раздел ультразвуковой диагностики имеет большое будущее, поскольку позволяет поставить точный морфологический диагноз. Дополнительным плюсом проведения лечебных пункций под контролем УЗИ является значительно меньшая травматичность в сравнении с обычными медицинскими манипуляциями. Например, патологический участок, из которого берется материал на исследование, располагается в глубине организма, поэтому без контроля над ходом биопсии с помощью специальной визуализирующей аппаратуры нельзя быть уверенным в том, что материал для исследования взят из нужного места. Для контроля над ходом пункционной биопсии применяется УЗИ. Данный метод высокоинформативен и позволяет легко определить положение иглы в органе и быть уверенным в правильности биопсии. Без проведения такого контроля биопсия многих органов невозможна.

В заключении, необходимо отметить, что виды и направления ультразвукового обследования настолько многогранны, а также применимы в самых разных областях современной медицины, что не представляется возможным полностью охватить УЗИ диагностику в одном материале. На сегодняшний день, ультразвуковое обследование, благодаря относительно невысокой стоимости и широкой доступности является распространенным методом обследования пациента. УЗИ диагностика позволяет выявить достаточно большое количество заболеваний, таких как онкологические заболевания, хронические диффузные изменения в органах. Например, диффузные изменения в печени и поджелудочной железе, почках и паренхиме почек, предстательной железе, наличие конкрементов в желчном пузыре, почках, наличие аномалий внутренних органов, жидкостных образований в органах и т. д. Следите за своим здоровьем, не забывайте про профилактическое обследование и Вы избавите себя от многих проблем в будущем.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Физическая природа и лечебные действия ультразвука. Основные направления его медико-биологического приложения. Опасность и побочные эффекты ультразвукового исследования. Сущность эхокардиографии. Постановка диагноза заболеваний внутренних органов.

презентация , добавлен 10.02.2016


Изучение физических основ ультразвуковой диагностики. Метрологические прослеживаемые акустические параметры, характеризующие ультразвуковое излучение медицинского оборудования. Государственная поверочная схема для средств измерений мощности излучения.

курсовая работа , добавлен 20.12.2015


История, принципы выполнения, преимущества и недостатки рентгенологического, ультразвукового и эндоскопического методов исследования пациентов. Применение аспирационной и операционной биопсии в клинической практике. Особенности компьютерной томографии.

курсовая работа , добавлен 16.06.2015


Методы диагностики патологии поджелудочной железы и двенадцатиперстной кишки. Показания к назначению ультразвукового исследования. Подготовка пациента к процедуре магнитно-резонансной томографии. Эндоскопическая ретроградная панкреатохолангиография.

презентация , добавлен 02.03.2013


Сущность и значение эхокардиографии как широко распространенной современной ультразвуковой методики, применяемой для диагностики многообразной сердечной патологии. Принципы работы ультразвукового датчика. Показаниями для чреспищеводной эхокардиографии.

презентация , добавлен 16.05.2016


Формы вирусного гепатита. Диагностические возможности ультразвукового метода. Радиоизотопные методы исследования. Диагностика желтухи при желчнокаменной болезни и новообразованиях гепатопанкреатодуоденальной зоны (рак головки поджелудочной железы).

презентация , добавлен 13.05.2014


Сущность ультразвукового метода как принципиально нового способа получения медицинского изображения, его разработка и внедрение в практику. Физические свойства и биологическое действие ультразвука. Преимущества эхографии, ее безопасность, виды датчиков.

курсовая работа , добавлен 15.06.2013


Значение определения опухолевых маркеров. Компьютерная томография грудной клетки. Преимущества виртуальной колоноскопии. Применение эндоскопических методов исследования в диагностике и профилактике ЗНО. Достоинства метода ультразвуковой диагностики.

Доктора часто направляют пациента на проведение ультразвуковой диагностики. Это является рутинным и вспомогательным диагностическим методом исследования внутренних органов. Чтобы понять, как проводится УЗИ и для чего необходима процедура, стоит рассмотреть, что это такое и из чего состоит.

Как получается и проводится ультразвук

Пьезоэлектрический эффект – основа для создания уникального ультразвука. Благодаря воздействию электрического напряжения изменяется конфигурация кристаллов и керамики датчика. Образуются механические колебания, посылаемые внутреннему органу, тот отражает сигнал, который воспринимается пьезоэлектрическим материалом.

Для достижения высокой точности исследования необходима соединяющая среда, ею выступает УЗ-гель. Чтобы получить полную картину о состоянии внутреннего органа необходимо настроить длину волны. Чем меньше глубина проникновения, тем точнее результат. Волна должна охватывать весь исследуемый объект.



Для фокусирования УЗ-луча применяется «акустическая линза» — часть датчика, которая непосредственно контактирует с кожными покровами. Она создает правильную геометрию луча.

Что такое ультразвуковое исследование

УЗ-исследование – малоинвазивный метод обследования внутренних органов человека, состояния кровеносных сосудов и их проходимости. В медицинской практике широко используется ввиду своей доступности и информативности.

Виды УЗИ диагностики:

1. желчный пузырь и желчевыводящие протоки;
2. поджелудочная железа;
3. селезенка;
• УЗИ забрюшинного пространства: , патологическое накопление жидкости.
• УЗИ органов малого таза:
  1. у женщин: матка, яичники, маточные трубы, шейка матки;
  2. у мужчин: предстательная железа, ;
  3. мочевой пузырь;
  4. мочеточники;
• УЗИ гемососудов конечностей и туловища (допплерография).
• УЗИ суставов.
• (Эхо-кардиоскопия).
• УЗ в педиатрии: исследование головного мозга при незакрытом родничке и прочее.

В силу особенностей ультразвуковой волны можно исследовать органы для скрининга онкологических патологий, диффузных изменений в тканях, наличие конкрементов в желчном, мочевом пузыре, а также почках, врожденные и приобретенные аномалии строения, накопление патологической жидкости.

Ограничением для исследования служат органы с наличием газа внутри них, таких как желудок, кишечник.

Преимущества УЗ-диагностики



Главным плюсом обследования служит безопасность УЗ-луча. Преимущества:

• высокая точность и информативность;
• диагностика развития заболеваний в начальной стадии;
• нет ограничений по количеству манипуляций, поэтому появляется возможность отслеживать состояние органа в динамике после консервативного или оперативного лечения;
• отсутствие лучевой нагрузки, благодаря чему можно назначать новорожденным детям.

Как выполняется УЗИ



Больного укладывают на кушетку, просят освободить от одежды предполагаемое место исследования. В зависимости от того, какая область требует осмотра, существует несколько методик проведения процедуры:

1. Трансабдоминальная – пациенту на кожные покровы наносят специальный гель, подносят датчик, прикладывают к коже и водят по поверхности.
2. Трансвагинальная – удлиненный датчик погружают в презерватив, наносят немного геля и вводят женщине во влагалище. Такая методика наиболее информативна, поскольку наиболее плотно прилегает к исследуемым структурам.
3. Трансректальная – на удлиненный датчик одевается презерватив, наносится гель и вводится в прямую кишку. Обычно проводится мужчинам для детального осмотра предстательной железы.

Ультразвуковое исследование – информативный метод диагностики, однако не стоит самостоятельно интерпретировать полученный результат. Разобраться в этом может квалифицированный доктор.

Ультразвуковое исследование (сонография) – это один из наиболее современных, информативных и доступных методов инструментальной диагностики. Несомненным преимуществом УЗИ является его неинвазивность, т. е. в процессе исследования на кожу и другие ткани не оказывается повреждающего механического воздействия. Диагностика не связана с болевыми или иными неприятными для пациента ощущениями. В отличие от широко распространенной , при УЗИ не используются опасные для организма излучения.

Принцип действия и физические основы

Сонография дает возможность выявить малейшие изменения в органах и застать болезнь на той стадии, когда клиническая симптоматика еще не развилась. Как следствие, у больного, своевременно прошедшего УЗИ, многократно повышаются шансы на полное выздоровление.

Обратите внимание : первые успешные исследования пациентов с помощью ультразвука были проведены в середине пятидесятых годов прошлого столетия. Ранее данный принцип использовался в военных сонарах для обнаружения подводных объектов.



Для изучения внутренних органов применяются звуковые волны сверхвысокой частоты – ультразвук. Поскольку «картинка» выводится на экран в режиме реального времени, это дает возможность отслеживать ряд динамических процессов, происходящих в организме, в частности – движение крови в сосудах.

С точки зрения физики ультразвуковое исследование базируется на пьезоэлектрическом эффекте. В качестве пьезоэлементов, которые попеременно работают в качестве передатчика и приемника сигнала, используются монокристаллы кварцы или титаната бария. При воздействии на них высокочастотных звуковых колебаний на поверхности возникают заряды, а при подаче на кристаллы тока – механические вибрации, сопровождающиеся излучением ультразвука. Колебания обусловлены стремительным изменением формы монокристаллов.

Пьезоэлементы-трансдюсеры являются базовой составляющей диагностических аппаратов. Они представляют собой основу датчиков, в которых помимо кристаллов предусмотрен особый звукопоглощающий фильтр волн и акустическая линза для фокусировки прибора на нужной волне.

Важно: базовой характеристикой исследуемой среды является ее акустический импеданс, т. е. степень сопротивления ультразвуку.

По мере достижения границы зон с разным импедансом волновой пучок сильно меняется. Часть волн продолжает движение в определенном ранее направлении, а часть – отражается. От разницы показателей сопротивления двух соседних сред зависит коэффициент отражения. Абсолютным отражателем является область, пограничная между человеческим телом и воздухом. В обратном направлении от этой границы раздела уходит 99,9 % волн.

При изучении кровотока применяется более современная и глубокая методика, базирующаяся на эффекте Допплера. Эффект основан на том, что при движении приемника и среды друг относительно друга меняется частота сигнала. Сочетание исходящих от прибора и отраженных сигналов создает биения, которые выслушиваются при помощи акустических динамиков. Допплеровское исследование дает возможность установить скорость перемещения границы зон различной плотности, т. е. в данном случае - определить скорость движения жидкости (крови). Методика практически незаменима для объективной оценки состояния кровеносной системы пациента.

Все изображения передаются с датчиков на монитор. Полученную картинку в режиме можно записать на цифровой носитель или распечатать на принтере для более детального исследования.

Исследование отдельных органов



Для исследования сердца и сосудов применяется такая разновидность УЗИ, как эхокардиография. В сочетании с оценкой состояния кровотока посредством допплерографии методика позволяет выявить изменения со стороны сердечных клапанов, установить размеры желудочков и предсердий, а также патологическое изменение толщины и строения миокарда (сердечной мышцы). В ходе диагностики можно также исследовать участки венечных артерий.

Уровень сужения просвета сосудов позволяет выявить постоянноволновая допплерография.

Насосная функция оценивается с помощью импульсного допплеровского исследования.

Регургитацию (движение крови через клапаны в направлении, обратном физиологическому) можно выявить посредством цветного допплеровского картирования.

Эхокардиография помогает диагностировать такие серьезные патологии, как скрытая форма ревматизма и ИБС, а также выявить новообразования. Противопоказаний к данной диагностической процедуре нет. При наличии диагностированных хронических патологий сердечно-сосудистой системы целесообразно проходить эхокардиографию не реже одного раза в год.



УЗИ органов брюшной полости

УЗИ брюшной полости применяется для оценки состояния печени, желчного пузыря, селезенки, магистральных сосудов (в частности – брюшной аорты) и почек.

Обратите внимание : для УЗИ брюшной полости и малого таза оптимальной является частота в диапазоне от 2,5 до 3,5 МГц.

УЗИ почек

УЗИ почек позволяет выявить кистозные новообразования, расширение почечной лоханки и наличие конкрементов (). Данное исследование почек обязательно проводится при .

УЗИ щитовидной железы

УЗИ щитовидной железы показано при этого органа и появлении узелковых новообразований, а также если имеют место дискомфорт или боли в области шеи. В обязательном порядке данное исследование назначается всем жителям экологически неблагополучных районов и областей, а также регионов, где в питьевой воде низок уровень содержания йода.

УЗИ органов малого таза

УЗИ малого таза необходимо для оценки состояния органов женской репродуктивной системы (матки и яичников). Диагностика позволяет в том числе выявить беременность на ранних сроках. У мужчин метод дает возможность выявить патологические изменения со стороны предстательной железы.

УЗИ молочных желез

УЗИ молочных желез применяется для установления характера новообразований в области груди.

Обратите внимание: для обеспечения максимально плотного контакта датчика с поверхностью тела, на кожу пациента перед началом исследования наносят особый гель, в состав которого в частности входят стироловые соединения и глицерин.

Рекомендуем прочитать:

Ультразвуковое сканирование в настоящее время широко применяется в акушерстве и перинатальной диагностике, т. е. для исследования плода на разных сроках беременности. Оно позволяет выявить наличие патологий развития будущего ребенка.

Важно: в период беременности плановое обследование с помощью ультразвука настоятельно рекомендуется пройти как минимум трижды. Оптимальные сроки, не которых может быть получен максимум полезной информации - 10-12, 20-24 и 32-37 недель.

На УЗИ акушер-гинеколог может выявить следующие аномалии развития:

• незаращение твердого неба («волчья пасть»);
• гипотрофию (недоразвитие плода);
• многоводие и маловодие (ненормальный объем амниотической жидкости);
• предлежание плаценты.

Важно: в ряде случаев исследование позволяет выявить угрозу выкидыша. Это дает возможность своевременно поместить женщину в стационар «на сохранение», дав возможность благополучно выносить малыша.

Без УЗИ достаточно проблематично обойтись при диагностике многоплодной беременности и определении положения плода.

Согласно докладу Всемирной организации здравоохранения, при подготовке которого использовались данные, полученные в ведущих клиниках мира на протяжении многих лет, УЗИ считается абсолютно безопасным для пациента методом исследования.

Обратите внимание : неразличимые для органов слуха человека ультразвуковые волны не являются чем-то чужеродным. Они присутствуют даже в шуме моря и ветра, а для некоторых видов животных являются единственным средством общения.

Вопреки опасениям многих будущих матерей, ультразвуковые волны не причиняют вреда даже ребенку в период внутриутробного развития, то есть УЗИ при беременности не опасно. Тем не менее, для применения данной диагностической процедуры должны иметься определенные показания.

Ультразвуковое исследование с применением технологий 3D и 4D

Стандартное УЗ-исследование осуществляется в двухмерном режиме (2D), то есть на монитор выводится изображение исследуемого органа только в двух плоскостях (условно говоря, можно увидеть длину и ширину). Современные технологии дали возможность добавить глубину, т.е. третье измерение. Благодаря этому получают объемное (3D) изображение исследуемого объекта.

Аппаратура для трехмерного УЗИ дает цветное изображение, что немаловажно при диагностике некоторых патологий. Мощность и интенсивность ультразвука такая же, как и у обычных 2D-приборов, поэтому о каком-то риске для здоровья пациента говорить не приходится. По сути, единственным минусом 3D УЗИ является то, что на стандартную процедуру уходит не 10-15 минут, а до 50.

Наиболее широко 3D-УЗИ сейчас применяется для исследования плода в утробе матери. Многие родители хотят посмотреть на лицо малыша еще до его рождения, а на обычной двухмерной черно-белой картинке разглядеть что-то может только специалист.



Но нельзя считать осмотр лица ребенка обычной прихотью; объемное изображение позволяет различить аномалии строения челюстно-лицевой области плода, которые нередко свидетельствуют о тяжелых (в том числе – генетически обусловленных) заболеваниях. Данные, полученные при УЗИ, в ряде случаев могут стать одним из оснований для принятия решения о прерывании беременности.

Важно: нужно учесть, что даже объемное изображение не даст полезной информации, если ребенок развернулся спиной к датчику.

К сожалению, пока только обычное двухмерное УЗИ может дать специалисту нужную информацию о состоянии внутренних органов эмбриона, поэтому 3D-исследование может рассматриваться только в качестве дополнительного диагностического метода.

Наиболее «продвинутой» технологией является ультразвуковое исследование в 4D. Теперь к трем пространственным измерениям добавлено время. Благодаря этому, можно получить объемное изображение в динамике, что позволяет, например, посмотреть на изменение мимики еще не рожденного ребенка.

Ультразвук в медицине

Методы ультразвуковой диагностики

4.2.1. Эхография

4.2.2. Доплерография

4.2.3. Методы получения изображения

Использование ультразвуковых методов диагностики в практической медицине

4.3.1. Измерение скорости кровотока

4.3.2. Ультразвуковая диагностика нарушений мозгового кровообращения

4.3.3. Эхоэнцефалография

4.3.4. Ультразвуковая диагностика некоторых внутренних органов

4.3.5. Ультразвуковая диагностика в кардиологии

4.3.6. Ультразвуковая диагностика в педиатрии

4.3.7. Ультразвуковая диагностика в гинекологии и акушерстве

4.3.8. Ультразвуковая диагностика в эндокринологии

4.3.9. Ультразвуковая диагностика в офтальмологии

4.3.10. Преимущества и недостатки ультразвуковой диагностики

Ультразвук в медицине

Ультразвук в медицинской практике находит исключительно широкое применение. Он используется в диагностике (энцефалография, кардиография, остеоденситометрия и др.), лечении (дробление камней, фонофорез, акупунктура и др.), приготовлении лекарств, очистка и стерилизации инструмента и препаратов.

УЗ используется в кардиологии, хирургии, стоматологии, урологии, акушерстве, гинекологии, педиатрии, офтальмологии абдоминальной патологии и других областях медицинской практики.

Ультразвуковые методы диагностики.

В ультразвуковой диагностике используется как отражение волн (эхо) от неподвижных объектов (частота волны не изменяется), так и отражение от подвижных объектов (частота волны изменяется – эффект Доплера).

Поэтому ультразвуковые диагностические методы делятся на эхографические и доплерографические.

Ультразвуковое просвечивание основано на различном поглощении ультразвука разными тканями организма. При исследовании внутреннего органа в него направляют ультразвуковую волну определенной интенсивности и регистрируют интенсивность прошедшего сигнала датчиком, расположенным по другую сторону органа. По степени изменения интенсивности воспроизводится картина внутреннего строения органа.





Эхография

Эхография - это метод исследования структуры и функции органов и получения изображения среза органов, соответствующего их реальным размерам и состоянию.

В эхографии различают эхолокацию и ультразвуковое сканирование.

Эхолокация - это метод регистрации интенсивности отражённого сигнала (эхо) от границы раздела фаз.

Общие принципы формирования эхосигналов от границ исследуемых тканей и органов схожи с известными принципами радиолокации и гидролокации. Исследуемый объект облучается короткими УЗ импульсами, энергия которых сконцентрирована вдоль узкого луча.

Импульс, распространяясь в среде от источника УЗ, дойдя до границы раздела сред с разными волновыми сопротивлениями Z, отражается от границы и попадает на приёмник УЗ (датчик). Энергия отраженного импульса тем больше, чем больше разность волновых сопротивлений этих сред. Зная скорость распространения УЗ импульса (в биологических тканях, в среднем, 1540 м/с) и время, за которое импульс прошел расстояние до границы сред и обратно, можно вычислить расстояние d от источника УЗ до этой границы:

Это соотношение лежит в основе УЗ визуализации объектов при эхолокации.

Перемещение датчика позволяет выявить размеры, форму и расположение исследуемого объекта.

Фактически скорость УЗ варьируется для различных тканей в пределах +- 5%. Поэтому, с точностью 5% можно определять расстояния до границ объекта и с точностью 10% протяжённость исследуемого объекта вдоль луча.

При эхолокации излучаются только короткие импульсы. В медицинской УЗИ аппаратуре генератор УЗ работает в импульсном режиме с частотой 2,5 - 4,5 МГц.

Например, в эхокардиографии используют ультразвуковые импульсы длительностью около 1 микросекунды. Датчик работает в режиме излучения менее 0,1% времени, а остальное время (99,9%) в режиме приёма. При этом пациент получает минимальные дозы УЗ облучения, обеспечивающие безопасный уровень воздействия на ткани.

К важным преимуществам эхографии следует отнести ее неионизирующую природу и низкую интенсивность используемой энергии. Безопасность метода определяется также краткостью воздействия. Как уже отмечалось, ультразвуковые проебразователи работают в режиме излучения только 0,1 -0,14 времени цикла. В связи с этим при обычном обследовании фактически время облучения составляет около 1 с. К этому необходимо добавить, что до 50% энергии ультразвуковых волн, затухая, не достигает исследуемого объекта.

Ультразвуковое сканирование

Для получения изображения органов используется ультразвуковое сканирование .

Сканирование – перемещение ультразвукового пучка направленного на объект во время исследования. Сканирование обеспечивает регистрацию сигналов последовательно от разных точек объекта; изображение возникает на экране монитора и регистрируется в памяти прибора и может быть воспроизведено на фотобумаге или пленке. Изображение можно подвергать математической обработке, измеряя, в частности, величину разных элементов объекта. Яркость каждой точки на экране находится в прямой зависимости от интенсивности эхо-сигнала. Изображение на экране монитора представлено обычно 16-ю оттенками серого цвета или цветной палитрой, отражающими акустическую структуру тканей.

В ультразвуковой диагностике используется три типа сканирования: параллельное (параллельное распространение УЗ волн), секторное (распространение УЗ волн в виде расходящегося пучка) и сложное (при движении или покачивании датчика).

Параллельное сканирование

Параллельное сканирование осуществляется с использованием многокристаллических датчиков, обеспечивающих параллельное распространение УЗ колебаний. При исследовании органов брюшной полости быстрее осуществляется поиск необходимых анатомических ориентиров. Такой вид сканирования обеспечивает видение широкого обзорного поля в близкой зоне и высокой плотности акустических линий в дальней зоне.

Секторное сканирование

Секторное сканирование обеспечивает преимущество малой площади контакта с объектом, когда ограничен доступ в исследуемую зону (глаза, сердца, мозга через родничок). Секторное сканирование обеспечивает широкое обзорное поле в дальней зоне.

Выпукло секторное сканирование

Выпукло секторное сканирование, являющееся разновидностью секторного, отличается тем, что кристаллы датчика скомпонованы на выпуклой поверхности. Это обеспечивает широкое обзорное поле, при сохранении хорошего обзорного поля в ближней зоне.

Сложное сканирование

Сложное сканирование осуществляется при движении датчика в направлении, перпендикулярном линии распространения УЗ луча. Поскольку датчик находится в постоянном движении, а экран имеет длительное послесвечение, отражённые импульсы сливаются, формируя изображение сечения обследуемого органа на заданной глубине. При сложном сканировании датчик фиксируют на специальном штативе. Кроме движения датчика по поверхности, осуществляется его покачивание на определенный угол вокруг его оси. При этом обеспечивается увеличение количества воспринимаемой отражённой энергии.

ДОПЛЕРОГРАФИЯ

Доплерография представляет собой метод диагностики, основанный на эффекте Доплера.

Эффект Доплера

В 1842 г. ДОПЛЕР (Допплер - Doppler) Кристиан, австрийский физик и астроном, указал на существование эффекта, названного позже его именем.

Эффект Доплера представляет изменение частоты волны, излучённой источником, при движении источника или приёмника относительно среды в которой распространяется волна.

В доплерографии это выражается в изменении частоты УЗ волн излучённых неподвижным источником при отражении от движущихся объектов и принятых неподвижным приёмником.

Если генератор излучает ультразвук с частотой ע Г, а изучаемый объект движется со скоростью V, то, частота УЗ ע П зарегистрированная приёмником (датчиком) может быть найдена по формуле:

где V - скорость тела в среде,

С - скорость распространения УЗ волны в среде.

Разность частот волн, излучаемых генератором и воспринимаемых приёмником, עд называется доплеровским сдвигом частоты. В медицинских исследованиях доплеровский сдвиг частот рассчитывается по формуле:

где V - скорость движения объекта, С - скорость распространения УЗ в среде, ע Г - исходная частота генератора.

По сдвигу частоты определяется скорость движения исследуемого объекта.

При Доплеровских методах используют как непрерывное излучение, так и импульсные сигналы.

В непрерывном режиме одновременно работают источник и приёмник излучения. Полученный сигнал обрабатывается и определяется скорость движения объекта.

В импульсном режиме также используется один датчик на излучение и приём. Он периодически короткое время работает как излучатель, а в промежутках между излучением, как приемник. Пространственное разрешение достигается благодаря излучению коротких УЗ импульсов.

Доплерография эффективно используется в диагностике кровотока и сердца. При этом определяется зависимость изменения частоты пришедшего сигнала от скорости движения эритроцитов или подвижных тканей сердца.

Если скорость объекта v об много меньше скорости УЗ волны v уз, то доплеровский сдвиг частоты F относительно частоты исходной волны f запишется в виде:

F= 2fcosθ v об. /v уз.

Здесь θ – угол между направлением потока и направлением УЗ луча (Рис. 23).

Кровь

Датчик



Удвоение сдвига частоты получается из-за того, что объекты сперва играют роль движущихся приемников, а затем движущихся излучателей.

Из приведенной формулы также следует, что если объекты движутся навстречу датчикам, то F>0, если от датчиков, то F<0.

Если измерить F, то, зная угол θ, можно определить скорость движения объекта.

К примеру, если скорость УЗ в ткани равна 1540 м/с, а частота УЗ зондирующего сигнала 5-10 МГц, то скорость кровотока может составлять 1-100 см/с, а доплеровский сдвиг частоты будет составлять 10 2 -10 4 Гц, т.е. доплеровский сдвиг частот будет проявляться в звуковом диапазоне частот.

Метод доплерографии используются также для исследования магистральных сосудов головы (транскраниальная доплерография).