Что такое УЗИ — от физики процесса до методов сканирования и расшифровки данных

Что такое УЗИ — от физики процесса до методов сканирования и расшифровки данных

Ультразвуковое исследование (УЗИ) – диагностическая методика, основанная на визуализации структур организма с помощью ультразвуковых волн. При этом не нужно нарушать целостность кожи, вводить лишние химические вещества, терпеть боль и дискомфорт, что делает такой метод, как УЗИ, одним из самых распространенных в медицинской пpaктике.

Суть метода

УЗИ или сонография – это такое исследование, которое основано на способности ультразвука по-разному отражаться от объектов с неодинаковой плотностью. Колебания ультразвуковой волны, генерируемой датчиком, передаются на ткани организма и таким образом распространяются на более глубокие структуры. В однородной среде волна распространяется только по прямой. При возникновении на ее пути преграды с иным сопротивлением волна частично отражается от нее и возвращается обратно, улавливаясь датчиком. От воздушных сред ультразвук отражается пpaктически полностью, именно поэтому этот метод бесполезен при диагностике болезней легких. По этой же причине во время проведения УЗ-исследования необходимо наносить на кожу инертный гель. Этот гель убирает воздушный слой между кожей и сканером и улучшает параметры визуализации.

Виды датчиков и режимы сканирования

Основная особенность ультразвукового датчика – это его способность одновременно генерировать и улавливать ультразвук. В зависимости от методики, цели и техники проведения исследования в функциональной диагностике применяют следующие типы датчиков:

• Линейные, которые обеспечивают высокую четкость изображений, но небольшую глубину сканирования. Этот вид датчиков применяется для УЗИ более поверхностных структур: щитовидной, молочной железы, сосудов, объемных образований в подкожной жировой клетчатке.
• Секторные датчики применяют, когда необходимо проведение УЗИ глубинных структур из небольшой доступной площади: обычно это сканирование через межреберные промежутки.
• Конвексные датчики хаpaктеризуются значительной глубиной визуализации (около 25 см). Этот вариант широко используется в диагностике заболеваний тазобедренных суставов, органов брюшной полости, малого таза.

В зависимости от применяемых методик и исследуемой зоны датчики бывают следующих форм:

• трaнcабдоминальные – датчики, которые устанавливаются непосредственно на кожу;
• трaнcректальные – вводятся в прямую кишку;
• трaнcвaгинальные – во влагалище;
• трaнcвезикальные – в мочеиспускательный канал.

Особенности визуализации отраженных УЗ-волн зависят от выбранного варианта сканирования. Выделяют 7 основных режимов работы аппаратов УЗИ:

• A-режим показывает одномерную амплитуду колебаний: чем выше амплитуда, тем выше коэффициент отражения. Этот режим применяется только при проведении эхоэнцефалографии (УЗИ головного мозга) и в офтальмологической пpaктике для оценки состояния оболочек и структур глазного яблока.
• M-режим подобен режиму A, но он показывает результат по двум осям: по вертикальной – расстояние до исследуемой области, по горизонтальной – время. Этот режим позволяет провести оценку скорости и амплитуды движения сердечной мышцы.
• B-режим дает двухмерные изображения, на которых разные оттенки серого цвета соответствуют определенной степени отражения эхо-сигнала. С увеличением интенсивности эха изображение становится более светлым (гиперэхогенная структура). Жидкостные образования анэхогенны и визуализируются в черном цвете.
• D-режим есть не что иное, как спектральная доплерография. В основе этого метода лежит эффект Доплера – вариабельность частоты отражения УЗ-волны от движущихся объектов. При перемещении в направлении сканера частота усиливается, в обратном направлении – уменьшается. Этот режим применяется при исследовании кровотока по сосудам, за ориентир берется частота отражения волны от эритроцитов.
• СDК-режим, то есть цветовое доплеровское картирование, кодирует определенным оттенком разнонаправленные потоки. Поток, идущий по направлению к датчику, изображается красным цветом, в противоположную сторону – синим.
• 3D-режим позволяет получить трехмерное изображение. Современные аппараты фиксируют в памяти сразу несколько изображений и на их основании воспроизводят трехмерную картинку. Этот вариант чаще используется при УЗИ плода, а в сочетании с доплеровским картированием – при УЗИ сердца.
• 4D-режим дает возможность увидеть движущееся объемное изображение в режиме реального времени. Применяют этот метод также в кардиологии и акушерстве.

Плюсы и минусы

К плюсам УЗИ-диагностики относятся:

• безболезненность;
• отсутствие травматизации тканей;
• доступность;
• безопасность;
• отсутствие абсолютных противопоказаний;
• возможность переноски аппарата УЗИ, что важно для лежачих больных;
• невысокая стоимость;
• высокая информативность – процедypa позволяет оценить размеры и структуру органов и своевременно выявить болезнь.

Тем не менее, УЗИ не лишено недостатков:

• высокая операторо- и аппаратозависимость – интерпретация эхогенной картины в достаточной степени субъективна и зависит от квалификации врача и разрешающей способности аппарата;
• отсутствие системы стандартизованной архивации – пересмотреть результаты УЗИ спустя определенное время после исследования невозможно; даже если остаются сохраненные файлы, не всегда понятно, в каком случае куда был смещен датчик, а это затрудняет интерпретацию результатов;
• недостаточная информативность статичных изображений и снимков, переносимых на пленку.

Области применения

В настоящее время УЗИ является самым распространенным диагностическим методом в медицине. При подозрении на заболевание внутренних органов, сосудов, суставов пpaктически всегда в первую очередь назначают именно этот вариант обследования.

Также значимо применение УЗИ при беременности для определения ее точного срока, особенностей развития плода, количества и качества околоплодных вод, для оценки состояния женской репродуктивной системы.

УЗИ используют в качестве:

• планового обследования;
• экстренной диагностики;
• наблюдения в динамике;
• диагностики во время и после операции;
• контрольного метода при выполнении инвазивных процедур (пункция, биопсия) ;
• скрининга – профилактического обследования, необходимого для раннего выявления болезни.

Показания и противопоказания

Показанием для проведения УЗ-диагностики служит подозрение на следующие изменения в органах и тканях:

• воспалительный процесс;
• новообразования (опухоли, кисты) ;
• наличие камней и кальцинатов;
• смещение органа;
• травматические повреждения;
• нарушение функции органа.

Раннее выявление аномалий развития плода – главное, зачем делают УЗИ при беременности.

УЗИ назначают для обследования следующих органов и систем:

• пищеварительная система (поджелудочная железа, паренхима печени, желчевыводящие пути) ;
• мочепoлoвая система (патологии пoлoвых органов, почек, мочевого пузыря, мочеточников) ;
• головной мозг;
• глазное яблоко;
• железы внутренней секреции (щитовидная железа, надпочечники) ;
• костно-мышечный аппарат (суставы, позвоночник) ;
• сердечно-сосудистая система (при нарушении работы сердечной мышцы и заболеваниях сосудов).

Основное значение УЗИ для медицины заключается в раннем выявлении патологии и, соответственно, в своевременном лечении болезни.

Абсолютных противопоказаний к проведению УЗИ нет. Относительным противопоказанием можно считать кожные заболевания и повреждения в области, куда нужно ставить датчик. Решение о том, можно ли назначать этот метод, принимается в каждой ситуации индивидуально.

Подготовка и ход УЗ-исследования

Специальная подготовка необходима только при отдельных вариантах УЗ-диагностики:

• При трaнcабдоминальном УЗИ органов малого таза очень важно предварительно наполнить мочевой пузырь, выпив большой объем жидкости.
• Непосредственно перед проведением трaнcректального УЗИ простаты железы делают клизму.
• Исследование органов брюшной полости и малого таза проводится натощак. За день до него ограничивают употрeбление продуктов, вызывающих метеоризм. В некоторых случаях, по рекомендации врача, принимают специальные препараты, регулирующие газообразование: эспумизан, мезим, креон. УЗИ Проведение процедуры и расшифровка результатов

Как именно делают УЗИ, зависит от исследуемой области и техники проведения. Обычно обследование проводится лежа. УЗИ почек проводят в положении на боку, а затем стоя для оценки их смещаемости. На кожу наносится инертный гель, по которому скользит датчик. Врач перемещает этот датчик не хаотично, а в строгом порядке, чтобы рассмотреть орган под различными углами.

УЗИ простаты проводится с использованием специального датчика трaнcректально (через прямую кишку). УЗИ мочевого пузыря может выполняться через мочеиспускательный канал – трaнcвезикально, сонография органов малого таза – с помощью влагалищного датчика. Возможно также и трaнcабдоминальное УЗИ женских пoлoвых органов, но оно обязательно проводится с наполненным мочевым пузырем.

Структура органа визуализируется на экране монитора в черно-белом варианте, кровоток – в цветном. Результаты заносятся в специальную форму в письменном либо печатном виде. Обычно результат отдают на руки сразу после завершения процедуры, но это зависит от того, как быстро расшифровывается УЗИ.

При проведении УЗИ расшифровка результатов проводится по следующим показателям:

1. Размеры и объем органа. Увеличение или уменьшение обычно является признаком патологии.
2. Структура ткани органа: наличие уплотнений, кист, полостей, кальцинатов. Неоднородная структура может быть признаком воспалительного процесса.
3. Форма органа. Ее изменение может быть признаком воспаления, наличия объемного образования, травматического повреждения.
4. Контуры. В норме визуализируются ровные и четкие контуры органа. Бугристость указывает на наличие объемного образования, размытость контура – на воспалительный процесс.
5. Эхогенность. Поскольку УЗ-методика основана на принципе эхолокации, то это важный оценочный критерий. Гипоэхогенные участки являются признаком скопления жидкости в тканях, гиперэхогенные – плотных включений (кальцинаты, камни).
6. Функциональные показатели работы органа: скорость кровотока, сердечные сокращения.

Читать еще:  Эндогенное отравление организма

Иногда назначают повторное УЗИ, чтобы оценить изображение в динамике и получить более полную информацию о течении заболевания.

Ультразвуковое исследование является первым «рубежом обороны» на пути многих заболеваний благодаря доступности и информативности. В ситуациях, когда нужно оценить не только структуру, но и функцию органа, УЗИ даже более предпочтительно, чем МРТ или МСКТ. И конечно, не стоит пренебрегать профилактическими УЗ-обследованиями, которые помогут выявить заболевание на ранней стадии и вовремя начать лечение.

Что такое УЗИ — от физики процесса до методов сканирования и расшифровки данных

Ультразвуковое исследование (УЗИ) – диагностическая методика, основанная на визуализации структур организма с помощью ультразвуковых волн. При этом не нужно нарушать целостность кожи, вводить лишние химические вещества, терпеть боль и дискомфорт, что делает такой метод, как УЗИ, одним из самых распространенных в медицинской пpaктике.

Суть метода

УЗИ или сонография – это такое исследование, которое основано на способности ультразвука по-разному отражаться от объектов с неодинаковой плотностью. Колебания ультразвуковой волны, генерируемой датчиком, передаются на ткани организма и таким образом распространяются на более глубокие структуры. В однородной среде волна распространяется только по прямой. При возникновении на ее пути преграды с иным сопротивлением волна частично отражается от нее и возвращается обратно, улавливаясь датчиком. От воздушных сред ультразвук отражается пpaктически полностью, именно поэтому этот метод бесполезен при диагностике болезней легких. По этой же причине во время проведения УЗ-исследования необходимо наносить на кожу инертный гель. Этот гель убирает воздушный слой между кожей и сканером и улучшает параметры визуализации.

Виды датчиков и режимы сканирования

Основная особенность ультразвукового датчика – это его способность одновременно генерировать и улавливать ультразвук. В зависимости от методики, цели и техники проведения исследования в функциональной диагностике применяют следующие типы датчиков:

• Линейные, которые обеспечивают высокую четкость изображений, но небольшую глубину сканирования. Этот вид датчиков применяется для УЗИ более поверхностных структур: щитовидной, молочной железы, сосудов, объемных образований в подкожной жировой клетчатке.
• Секторные датчики применяют, когда необходимо проведение УЗИ глубинных структур из небольшой доступной площади: обычно это сканирование через межреберные промежутки.
• Конвексные датчики хаpaктеризуются значительной глубиной визуализации (около 25 см). Этот вариант широко используется в диагностике заболеваний тазобедренных суставов, органов брюшной полости, малого таза.

В зависимости от применяемых методик и исследуемой зоны датчики бывают следующих форм:

• трaнcабдоминальные – датчики, которые устанавливаются непосредственно на кожу;
• трaнcректальные – вводятся в прямую кишку;
• трaнcвaгинальные – во влагалище;
• трaнcвезикальные – в мочеиспускательный канал.

Особенности визуализации отраженных УЗ-волн зависят от выбранного варианта сканирования. Выделяют 7 основных режимов работы аппаратов УЗИ:

• A-режим показывает одномерную амплитуду колебаний: чем выше амплитуда, тем выше коэффициент отражения. Этот режим применяется только при проведении эхоэнцефалографии (УЗИ головного мозга) и в офтальмологической пpaктике для оценки состояния оболочек и структур глазного яблока.
• M-режим подобен режиму A, но он показывает результат по двум осям: по вертикальной – расстояние до исследуемой области, по горизонтальной – время. Этот режим позволяет провести оценку скорости и амплитуды движения сердечной мышцы.
• B-режим дает двухмерные изображения, на которых разные оттенки серого цвета соответствуют определенной степени отражения эхо-сигнала. С увеличением интенсивности эха изображение становится более светлым (гиперэхогенная структура). Жидкостные образования анэхогенны и визуализируются в черном цвете.
• D-режим есть не что иное, как спектральная доплерография. В основе этого метода лежит эффект Доплера – вариабельность частоты отражения УЗ-волны от движущихся объектов. При перемещении в направлении сканера частота усиливается, в обратном направлении – уменьшается. Этот режим применяется при исследовании кровотока по сосудам, за ориентир берется частота отражения волны от эритроцитов.
• СDК-режим, то есть цветовое доплеровское картирование, кодирует определенным оттенком разнонаправленные потоки. Поток, идущий по направлению к датчику, изображается красным цветом, в противоположную сторону – синим.
• 3D-режим позволяет получить трехмерное изображение. Современные аппараты фиксируют в памяти сразу несколько изображений и на их основании воспроизводят трехмерную картинку. Этот вариант чаще используется при УЗИ плода, а в сочетании с доплеровским картированием – при УЗИ сердца.
• 4D-режим дает возможность увидеть движущееся объемное изображение в режиме реального времени. Применяют этот метод также в кардиологии и акушерстве.

Плюсы и минусы

К плюсам УЗИ-диагностики относятся:

• безболезненность;
• отсутствие травматизации тканей;
• доступность;
• безопасность;
• отсутствие абсолютных противопоказаний;
• возможность переноски аппарата УЗИ, что важно для лежачих больных;
• невысокая стоимость;
• высокая информативность – процедypa позволяет оценить размеры и структуру органов и своевременно выявить болезнь.

Тем не менее, УЗИ не лишено недостатков:

• высокая операторо- и аппаратозависимость – интерпретация эхогенной картины в достаточной степени субъективна и зависит от квалификации врача и разрешающей способности аппарата;
• отсутствие системы стандартизованной архивации – пересмотреть результаты УЗИ спустя определенное время после исследования невозможно; даже если остаются сохраненные файлы, не всегда понятно, в каком случае куда был смещен датчик, а это затрудняет интерпретацию результатов;
• недостаточная информативность статичных изображений и снимков, переносимых на пленку.

Области применения

В настоящее время УЗИ является самым распространенным диагностическим методом в медицине. При подозрении на заболевание внутренних органов, сосудов, суставов пpaктически всегда в первую очередь назначают именно этот вариант обследования.

Также значимо применение УЗИ при беременности для определения ее точного срока, особенностей развития плода, количества и качества околоплодных вод, для оценки состояния женской репродуктивной системы.

УЗИ используют в качестве:

• планового обследования;
• экстренной диагностики;
• наблюдения в динамике;
• диагностики во время и после операции;
• контрольного метода при выполнении инвазивных процедур (пункция, биопсия) ;
• скрининга – профилактического обследования, необходимого для раннего выявления болезни.

Показания и противопоказания

Показанием для проведения УЗ-диагностики служит подозрение на следующие изменения в органах и тканях:

• воспалительный процесс;
• новообразования (опухоли, кисты) ;
• наличие камней и кальцинатов;
• смещение органа;
• травматические повреждения;
• нарушение функции органа.

Раннее выявление аномалий развития плода – главное, зачем делают УЗИ при беременности.

УЗИ назначают для обследования следующих органов и систем:

• пищеварительная система (поджелудочная железа, паренхима печени, желчевыводящие пути) ;
• мочепoлoвая система (патологии пoлoвых органов, почек, мочевого пузыря, мочеточников) ;
• головной мозг;
• глазное яблоко;
• железы внутренней секреции (щитовидная железа, надпочечники) ;
• костно-мышечный аппарат (суставы, позвоночник) ;
• сердечно-сосудистая система (при нарушении работы сердечной мышцы и заболеваниях сосудов).

Основное значение УЗИ для медицины заключается в раннем выявлении патологии и, соответственно, в своевременном лечении болезни.

Абсолютных противопоказаний к проведению УЗИ нет. Относительным противопоказанием можно считать кожные заболевания и повреждения в области, куда нужно ставить датчик. Решение о том, можно ли назначать этот метод, принимается в каждой ситуации индивидуально.

Подготовка и ход УЗ-исследования

Специальная подготовка необходима только при отдельных вариантах УЗ-диагностики:

• При трaнcабдоминальном УЗИ органов малого таза очень важно предварительно наполнить мочевой пузырь, выпив большой объем жидкости.
• Непосредственно перед проведением трaнcректального УЗИ простаты железы делают клизму.
• Исследование органов брюшной полости и малого таза проводится натощак. За день до него ограничивают употрeбление продуктов, вызывающих метеоризм. В некоторых случаях, по рекомендации врача, принимают специальные препараты, регулирующие газообразование: эспумизан, мезим, креон. УЗИ Проведение процедуры и расшифровка результатов

Как именно делают УЗИ, зависит от исследуемой области и техники проведения. Обычно обследование проводится лежа. УЗИ почек проводят в положении на боку, а затем стоя для оценки их смещаемости. На кожу наносится инертный гель, по которому скользит датчик. Врач перемещает этот датчик не хаотично, а в строгом порядке, чтобы рассмотреть орган под различными углами.

УЗИ простаты проводится с использованием специального датчика трaнcректально (через прямую кишку). УЗИ мочевого пузыря может выполняться через мочеиспускательный канал – трaнcвезикально, сонография органов малого таза – с помощью влагалищного датчика. Возможно также и трaнcабдоминальное УЗИ женских пoлoвых органов, но оно обязательно проводится с наполненным мочевым пузырем.

Читать еще:  Очищающие чаи для организма в аптеке

Структура органа визуализируется на экране монитора в черно-белом варианте, кровоток – в цветном. Результаты заносятся в специальную форму в письменном либо печатном виде. Обычно результат отдают на руки сразу после завершения процедуры, но это зависит от того, как быстро расшифровывается УЗИ.

При проведении УЗИ расшифровка результатов проводится по следующим показателям:

1. Размеры и объем органа. Увеличение или уменьшение обычно является признаком патологии.
2. Структура ткани органа: наличие уплотнений, кист, полостей, кальцинатов. Неоднородная структура может быть признаком воспалительного процесса.
3. Форма органа. Ее изменение может быть признаком воспаления, наличия объемного образования, травматического повреждения.
4. Контуры. В норме визуализируются ровные и четкие контуры органа. Бугристость указывает на наличие объемного образования, размытость контура – на воспалительный процесс.
5. Эхогенность. Поскольку УЗ-методика основана на принципе эхолокации, то это важный оценочный критерий. Гипоэхогенные участки являются признаком скопления жидкости в тканях, гиперэхогенные – плотных включений (кальцинаты, камни).
6. Функциональные показатели работы органа: скорость кровотока, сердечные сокращения.

Иногда назначают повторное УЗИ, чтобы оценить изображение в динамике и получить более полную информацию о течении заболевания.

Ультразвуковое исследование является первым «рубежом обороны» на пути многих заболеваний благодаря доступности и информативности. В ситуациях, когда нужно оценить не только структуру, но и функцию органа, УЗИ даже более предпочтительно, чем МРТ или МСКТ. И конечно, не стоит пренебрегать профилактическими УЗ-обследованиями, которые помогут выявить заболевание на ранней стадии и вовремя начать лечение.

Что такое УЗИ — от физики процесса до методов сканирования и расшифровки данных

Сканирование в А-режиме. При этой методике амплитуды (А-режим) эхо-сигналов, вернувшихся от границы тканей, отражаются в виде серий амплитуд отражений вдоль горизонтальной оси, как на осциллоскопе.

Сканирование в В-режиме (режим яркости):
• Принцип: Отраженные ультразвуковые импульсы отображаются на мониторе как пятна различной яркости, пропорциональной их интенсивности. Звуковые волны передаются в ткань параллельно или веерообразно, отраженные эхо-сигналы возвращаются к передатчику и учитываются построчно, в соответствии с временем их возвращения
• Отражение сигнала и воссоздание изображения: для создания двухмерного изображения собирается около 120 линий. Эхо-сигналы различной интенсивности после электронной обработки превращаются в пятна изображения различной плотности или различных оттенков серого (отображение в серой шкале, модуляция яркости).

Сканирование в М-режиме («время-движение»). При этой методике генерируется след «время движение», который регистрирует движение во времени таких отражающих звук структур, как клапаны сердца и миокард.

Непрерывно-волновой (НВ) допплер:
• Принцип: используется два пьезоэлектрических кристалла, один из которых обеспечивает постоянную передачу ультразвуковых импульсов (непрерывная волна), а второй

прием отраженных ультразвуковых сигналов.
• Отображение сигнала: спектр частот возвращенных эхо-сигналов отображается акустически, а при необходимости еще и визуализируется. Изменения частоты могут быть использованы для расчета скорости и направления кровотока. Однако эта методика не позволяет получить информацию о глубине и диапазоне источника эхо-сигналов.

Импульсный допплер:
• Принцип, при этой методике используется один пьезоэлектрический кристалл, который попеременно выступает в роли передатчика и приемника эхо-сигналов (пульсовых волн).
• Отображение сигнала: эхо-сигналы записываются в определенном объеме во время фазы приема сканера. Это позволяет определить глубину и ширину исследуемого объема и исследовать кровоток в ограниченной области.

Дуплексная сонография:
• Принцип: непрерывно-волновой или импульсный допплер комбинируется с отображением в В-режиме, что позволяет под визуальным контролем устанавливать луч допплера и выбирать исследуемый объем.
• Энергетический допплер: эта методика показывает прострaнcтвенное распределение кровотока, однако не позволяет определить его направление. Методика предназначена прежде всего для подтверждения присутствия либо отсутствия кровотока и для его количественной хаpaктеристики. Энергетическая допплерометрия очень хорошо подходит для обнаружения областей с повышенной васкуляризацией (например, при воспалении).
• Спектральный допплер: спектральный анализ кровотока используется для определения времени и скорости распределения кровотока, т.е. его средней и максимальной скорости. Это играет принципиальное значение при диагностике стеноза сосуда.

Принцип работы УЗИ

Если речь идет о техническом обслуживании, ремонте или работе на ультразвуковом оборудовании, в первую очередь необходимо понимать физические основы процессов, с которыми придется иметь дело. Конечно, как и в каждом деле, здесь есть очень много нюансов и тонкостей, но мы предлагаем Вам в первую очередь рассмотреть самую суть процесса. В данной статье мы коснемся следующих вопросов:

1. Что такое ультразвук, каковы его хаpaктеристики и параметры
2. Формирование ультразвука в современной технике на основе пьезокерамики
3. Принципы работы УЗИ: цепь преобразований электрической энергии в энергию ультразвука и обратно.
4. Основы формирования изображения на дисплее УЗИ-аппарата.

Обязательно посмотрите наше видео о том, как работает УЗИ

Наша основная задача — разобраться в том, что такое ультразвук, и какие его свойства помогают нам в современных медицинских исследованиях.

Мы знаем, что частоты от 16 Гц до 18 000 Гц, которые способен воспринимать слуховой аппарат человека, принято называть звуковыми. Но в мире также много звуков, которые мы услышать не можем, поскольку они ниже или выше диапазона доступных нам частот: это инфра- и ультра звук соответственно.

Звук имеет волновую природу, то есть все существующие в нашей вселенной звуки — волны, как, в прочем, и многие другие природные явления.

С физической точки зрения волна — это возбуждение среды, которое распространяется с переносом энергии, но без переноса массы. Другими словами, волны — это прострaнcтвенное чередование максимумов и минимумов любой физической величины, например — плотности вещества или его температуры.

Охаpaктеризовать параметры волны (в том числе и звуковой) можно через ее длину, частоту, амплитуду и период колебания.

Рассмотрим параметры волны более подробно:

Максимумы и минимумы физической величины можно условно представить в виде гребней и впадин волны.

Длиной волны называют расстояние между этими гребнями или между впадинами. Поэтому, чем ближе находятся друг к другу гребни — тем меньше длина волны и тем выше ее частота, чем гребни дальше друг от друга — тем длина волны выше и наоборот — тем ниже ее частота.

Еще один важный параметр — амплитуда колебания, или степень отклонения физической величины от ее среднего значения.

Все эти параметры связаны друг с другом (для каждой взаимосвязи есть точное математическое описание в виде формул, но приводить их здесь мы не будем, поскольку наша задача — понять основной принцип, а описать его с физической точки зрения можно всегда). Важна каждая из хаpaктеристик, но чаще всего Вам придется слышать именно о частоте ультразвука.

Ваш УЗИ аппарат предоставляет плохое качество визуализации? Оставьте заявку на вызов инженера прямо на сайте и он проведет бесплатную диагностику и настроит Ваш УЗИ сканер

Звук высокой частоты: Как вызвать несколько тысяч колебаний в секунду

Существует несколько способов получить ультразвук, но чаще всего в технике используются кристаллы пьезоэлектрических элементов и основанный на их применении пьезоэлектрический эффект: природа пьезоэлектриков позволяет генерировать звук высокой частоты под воздействием электрического напряжения, чем выше частота напряжения, тем быстрее (чаще) начинает вибрировать кристалл, возбуждая высокочастотные колебания в окружающей среде.

Оказавшись в поле высокочастотных звуковых колебаний, пьезокристалл напротив начинает генерировать электроэнергию. Включив такой кристалл в электрическую цепь и определенным образом обpaбатываю получаемые с него сигналы мы можем формировать изображение на дисплее УЗИ-аппарата.

Но чтобы этот процесс стал возможным, необходимо дорогое и сложно организованное оборудование.

Несмотря на десятки и даже сотни взаимосвязанных компонентов УЗИ сканер можно условно разделить на несколько основных блоков, участвующих в преобразовании и передаче различных видов энергии.

Все начинается с источника питания, способного поддерживать высокое напряжение заранее заданных значений. Затем, через множество вспомогательных блоков и под постоянным контролем специального программного обеспечения сигнал передается на датчик, основным элементов которого является пьезокристаллическая головка. Она преобразует электрическую энергию в энергию ультразвуковых колебаний.

Через акустическую линзу, сделанную из особых материалов и согласующий гель ультразвуковая волна попадает в тело пациента.

Читать еще:  Цианистый калий

Как и любая волна, ультразвук имеет свойство отражаться от встречающейся на его пути поверхности.

Далее волна проходит обратных путь через различные ткани человеческого тела, акустический гель и линзу она попадает на пьезокристаллическую решетку датчика, которая преобразует энергию акустической волны в электрическую энергию.

Принимая и правильным образом интерпретируя сигналы с датчика мы можем моделировать объекты, находящиеся на различной глубине и недоступные человеческому глазу.

Принцип построения изображения на основе данных ультразвукового сканирования

Рассмотрим как именно полученная информация помогает нам в построении изображения на УЗИ сканере. В основе этого принципа лежит различный акустический импеданс или сопротивление газообразных, жидких и твердых сред.

Другими словами, кости, мягкие ткани и жидкости нашего тела пропускают и отражают ультразвук в различной степени, частично поглощая и рассеивая его.

На самом деле весь процесс исследования можно разбить на микропериоды, и лишь малую часть каждого периода датчик испускает звук. Остальное время уходит на ожидание ответа. При этом время межу передачей и получением сигнала напрямую переводится в расстояние от датчика до “увиденного” объекта.

Информация о расстоянии до каждой точки помогает нам построить модель изучаемого объекта, а также используется для измерений, необходимых при ультразвуковой диагностике. Данные кодируются цветом — в результате мы получаем на экране УЗИ необходимое нам изображение.

Чаще всего это Черно-белый формат, поскольку считается, что к оттенкам серого наш глаз более восприимчив и с большей точностью. увидит разницу в показаниях, хотя в современных аппаратах используется и цветное представление, например, для исследования скорости кровотока, и даже звуковое представление данных. Последнее вместе с видеорядом в допплеровских режимах помогает поставить диагноз более точно и служит дополнительным источником информации.

Но Вернемся обратно к построению простейшего изображения и рассмотрим подробнее три случая:

Примеры простейших изображений будем изучать на основе B-режима. Визуализация костной ткани и других твердых образований представляет из себя светлые участки (в основном — именно белого цвета), поскольку от твердых поверхностей звук отражается лучше всего и почти в полном объеме возвращается к датчику.

В качестве примера мы можем отчетливо видеть белые области — камни в почках пациента.

Визуализация жидкости или пустот напротив представлена черными участками на снимке, поскольку не встречая преград звук проходит дальше в тело пациента и мы не получаем никакого ответа

Мягкие ткани, как например, структура самой почки будут представлены областями с различной градацией серого цвета. Именно от качества визуализации таких объектов и будет во многом зависеть точность диагноза и здоровье пациента.

Итак сегодня мы с Вами узнали о том, что такое ультразвук и как он используется в УЗИ-сканерах для исследования органов человеческого тела.

Если на Вашем УЗИ аппарате плохое качество изображения, обращайтесь в наш сервисный центр. Инженеры ERSPlus с большим опытом и высокой квалификацией всегда готовы Вам помочь

Расшифровка результатов дуплексного сканирования

Расшифровка результатов дуплексного сканирования БЦА, сосудов головы, шеи

Патологии сосудов и артерий сегодня не редкость. Особого внимания заслуживают вилязивевые артерии и БЦА, ведь они отвечают за подачу крови к мозгу. Сбои в функционировании сонных, позвоночных или подключичных артерий ведут к серьезным последствиям. Метод ультразвукового исследования поможет безопасно и безболезненно провести сканирование.

Применение метода

Дуплексное диагностирование открывает шанс объединить в одном способности двухмерного режима и допплерскопии. В результате удается получить данные относительно состояния тканей возле сосудов самих сосудов, качественные и количественные показатели тока крови.

При помощи подобной диагностики удается получить следующие показатели:

• Присутствие патологий сосудистого русла.
• Стремительность движения крови.
• Причины смены параметра скорости, наличие тромба, бляшек, эмбол.
• Состояние кровотока пpaктически во всех сосудах человеческого тела от мелких до магистральных сосудов. В этом случае, чем больше сосуд, тем больше информации можно получить.

В отношении магистральных сосудов удается установить даже новообразование стенки сосуда и тип осложнений с проходимостью.

Дуплексное диагностирование является довольно информационным методом, если сравнивать с УЗДГ. Эта передовая методика дает возможность четко рассмотреть сосуд на экране аппарата. Это позволяет определить патологию в самом начале ее развития. Причем достоверность результатов достаточно высока. Лучшее рассмотрение возможно только при использовании цветного картирования.

Симптомы, при которых нужно проводить дуплексное сканирование

Ультразвуковое исследование важных сосудов БЦА может назначаться как с целью уточнения диагноза, так и как профилактическая мера. Основными показаниями к назначению являются такие:

1. Симптомы, которые указывают на наличие патологий валлизиева круга.
2. Перед- или после операции на сосудах.
3. Плановая мера для определения состояния сосудов.

Симптомы, которые должны насторожить следующие:

• Шаткость в походке.
• Болевые ощущения в шее/голове.
• Проблемы со слухом и/или зрения.
• Бессонница или сонливость.
• Слабость, проблемы с эмоциональностью.
• Гипер- или гипотония.
• Обмороки.
• Болевые ощущения при смене позиции головы.
• После операций в сердечнососудистой системе как мера отслеживания динамики лечения.

Факторами риска развития патологий сосудов БЦА есть такие:

• Присутствие патологий сосудов.
• Опухоль на шее.
• Патологические состояния в сфере гематологии.
• Планирование сосудистой операции.
• Состояние после перенесенного инсульта.
• Дистония, аритмия, диабет.
• Сидячий образ жизни, перенасыщение эмоциональной или психологической нагрузкой.
• Генетические факторы.
• Возраст старше 40 лет.
• Признаки атеросклероза.

Преимущества и недостатки методологии

Ключевым преимуществами дуплексного исследования являются возможность определения болезни на ранних стадиях. Если обращение к врачу последовало своевременное. Даже при условии, что четкой клинической картины еще нет.

Данные дают возможность провести оценку сосудистого русла и вместе с тем рассмотреть масштабы поражения, их локацию. Все данные диагност получает в режиме реального времени.

За счет проведения функциональных проб удается проверить реакцию сосудов на подобные изменения. Дуплексный метод дает возможность прослеживать динамику лечения, так как может проводиттся многоразово без вреда для состояния здоровья.

Недостатком метода является то, что качество анализа данных целиком и полностью зависит от диагноста, а значит и его опыта, знаний, квалификации. Именно субъективность – ключевая проблема метода. Естественно не последнюю роль играет качество оборудования и умение с ним работать.

Внести свои коррективы может анатомия, точнее особенности строения сосудов пациента.

Меры подготовки и схема проведения

Особая подготовка не нужна. Диеты и режим также не важен. Единственное, что диагносту нужно сообщить о приеме препаратов, которые могут оказать влияние на здоровье сосудов и травмирование в области шеи. Если ранее уже проводилось такое сканирование то его результаты нужно иметь при себе.

Схема проведения исследования:

1. Пациент устраивается на кушетке, на спине.
2. Под шею укладывается валик, для того чтобы обзор для датчика шеи был удобен.
3. На кожу наноситься акустический гель, которые способствует улучшению качества изображения.
4. Проводится исследование всех сосудов БЦА поочередно с фиксацией результатов.

Длительность сканирования не более 40 минут. Протокол исследования пациент получает на руки в течение нескольких минут после завершения.

Что изучают?

Начинают диагностику с сонной артерии – ее просматривают под углом и прямо. Увидеть ее протяжность можно до входа в череп. Проверяется, в каком состоянии стенка сосуда, какой хаpaктер кровотока, есть ли тромбы и/или бляшшки, опухоли.

Все сосуды проходят проверку не только в продольном, но и в поперечном разрезе. Это дает возможность получить полные данные о сужении, тромбозе, окклюзии, поражениях стенок травматического хаpaктера.

При аномальном расположении артерий полные и достоверные данные получить не удастся, но эта ситуация скорее исключение.

В ходе диагностики могут быть выявлены разного рода патологии, которые касаются первичных и вторичных поражения сосудов. Основными и самыми частыми являются:

• Травмирование сосудов и другие механические повреждения.
• Тромбы и бляшшки.
• Дисциркуляция.
• Аневризмы, шунты.
• Аномалии сосудов.
• Ангиопатические расстройства.

Вывод. Дуплексное исследование БЦА – это передовой метод в проверке состояния важнейших сосудов организма человека. Методика безопасная и неинвазивная, что позволяет применять ее для людей разного возраста и состояния. В режиме реального времени удается получить картинку, которая визуализирует состояние сосудов, кровоток. Тем самым оценка патологии осуществляется максимально достоверно и точно.