Физико-технические основы

ультразвукового исследования

2

Ультразвуком называют высокочастотные звуковые волны с частотой свыше 20000 Гц. Эти волны, не воспринимаемые человеческим ухо, и используются для сканирования тканей тела.

В диагностике наиболее часто используются частоты в диапазоне 2-10 МГц (1МГц= миллион герц)

Ультразвук в радиологии используют для двух основных задач: формирование секционных изображений и измерение скорости тока крови.

3

Ультрасонография осуществляется пропусканием через тело узконаправленного ультразвукового луча от датчика. Ультразвук отражается от различных тканей и возвращается к датчику в виде эха. Это создает основу для формирования изображения

4

Средняя скорость распространения ультразвуковой волны в мягких тканях составляет 1540м/с.

Ультразвук с частотой 3МГц имеет длину волны в мягких тканях 0,5мм, в то время как ультразвук с частотой 6МГц имеет длину волны 0,25мм.

5

Чем короче волна, тем выше разрешающая способность, позволяющее получать более четкое и детальное изображение на экране.

Таким образом, высокие частоты дают более детально изображение, но имеют меньшую проникающую способность.

6

Интенсивность ультразвука постепенно уменьшается с прохождением через ткани тела. Общая потеря интенсивности (или мощности) называется ослаблением.

Основной причиной ослабления является поглощение ультразвука в виде тепла. Чем выше частота, тем больше потери энергии в виде тепла.

Не поглощенная часть ультразвука может быть рассеяна или отражена тканями назад к датчику в виде эха. Скорость и легкость прохождения ультразвука через ткани зависит от ее плотности и эластичности.

7

Плотность и эластичность ткани вместе определяют ее так называемое акустическое сопротивление.

Чем больше акустическое сопротивление, тем больше отражение ультразвука. Крайне большое различие в акустическом сопротивлении существует на границе мягкая ткань-газ, и почти весь ультразвук отражается от нее.

Этим объясняется применение прослойки между кожей пациента и датчиком геля, для устранения воздуха, который может задержать ультразвуковой луч.

8

Поэтому ультрасонография не может отобразить скрытые кишечным газом области или заполненную воздухом легочную ткань. Большинство костных структур мешает проведению ультразвукового исследования.  

9

 Снижение эхогенности тканей, расположенных кзади от структуры, в которой происходит выраженное затухание ультразвуковых волн.

Противоположностью акустической тени

является акустическое усиление

Акустическая тень

10

 Увеличение эхогенности (яркости эхо) тканей, лежащих кзади от структуры, в которой происходит либо очень слабое затухание, либо вообще не происходит затухания ультразвуковой волны, например — в заполненной жидкостью кисте. Противоположностью акустическому усилению является акустическая тень.

Акустическое усиление

11

 Эхогенная внутренняя структура различных размеров, формы, с неровным контуром в объемной структуре, содержащей жидкость. Может быть подвижной, изменяющейся при перемене положения тела пациента или при его движении.

Взвесь (осадок)

12

 Ткань или структура, не препятствующая распространению ультразвуковых волн и таким образом являющаяся окном для визуализации более глубоко расположенных структур. Например, заполненный жидкостью мочевой пузырь создает великолепное акустическое окно, через которое происходит визуализация тазовых структур. Обычно правую почку легче визуализировать через печень, чем через толстые мышцы спины. В этом случае печень является акустическим окном.

Акустическое окно

13

 Образование, имеющее место на ультразвуковом изображении, не соответствующее, однако, какой-либо анатомической или патологической структуре ни по форме, ни по направлению или расстоянию. Некоторые артефакты помогают в интерпретации изображения, но некоторые приводят к неправильной постановке диагноза.

Артефакт

14

А-режим (амплитудный) – режимный формат дает только одномерное изображение изменения акустического сопротивления вдоль линии прохождения ультразвукового луча и крайне редко используется для диагностики.Отраженные сигналы отображаются в виде пиков, при этом можно замерить расстояние между двумя различными структурами. Сама структура в этом режиме не изображается.

15

М-режим (motion-движение) – является способом отражения движения, используется в кардиологии.В радиологии используется искючительно В-режим.

В-режим (brigttness-яркость) – эхо отображается на экране в виде ярких точек, яркость определяется силой эха, режим дает двухмерное изображение в реальном масштабе времени. Изображения динамичны, можно наблюдать пульсацию сосудов, сердечные сокращения, движения плода, перистальтику стенок кишки, оно меняется при любом положении датчика. Изображение можно записать на видеопленку, «заморозить» с целью произвести измерения или зафиксировать на бумаге

16

Доплерография – дает возможность определения наличия и

измерения скорости в отдельно взятом сосуде.

17

Доплеровский спектр кровотока

18

Цветовое доплеровское картированиеМетод ориентирован на определение скорости и направления движения эритроцитов. В основе лежит отображение в помощью цвета частотного сдвига движущихся эритроцитов (эффект Доплера). Эритроциты, движущиеся по направлению к датчику формируют на экране монитора сигнал красного цвета (положительный сдвиг), а от датчика – синего цвета (отрицательный сдвиг). Конкретный цвет не может быть однозначно привязан только к артериальному или только к венозному кровотоку, т.е. например красный сосуд необязательно является артериальным.

19

Режим ЦДК. Печеночная вена окрашена в синий цветПеченочная артерия – в красный

20

С помощью доплерографии можно получить доплеровскую кривую, которая уже несет информацию о характере сосуда. Эта информация может быть проанализирована и обсчитана. Кривая, располагающаяся над базовой линией, отражает движение кровотока по направлению к датчику. Если же кривая располагается под базовой линией, то ток крови направлен от датчика. Таким образом, доплеровская кривая несет информацию не только о типе сосуда –артерия, вена, но и о и функциональной фазе этого сосуда – систолическая и диастолическая скорость.

21

Энергетическое доплеровское картированиеМетод, при котором используется амплитуда эхосигнала, которая

отражает плотность эритроцитов в заданном объеме.С помощью энергетического доплера можно получать углонезависимые

изображения сосудистых структур и практически любой сосуд, идущий под любым углом к ультразвуковому лучу отражается на экране монитора. Правда, при этом невозможно определить его направление.

22

Контрастное усиление используют при изучении сосудов. В первую очередь это относится к сосудам небольшого калибра со слабым кровотоком. Чувствительность УЗ метода может быть значительно повышена при использовании внутривенно вводимых контрастных препаратов ( по аналогии с контрастным усилением в КТ и МРТ).

В качестве контрастного средства используют ся различные вещества, содержащие микропузырьки газа. Размеры пузырьков достаточно малы, чтобы проникнуть через легочные капилляры (4-6 микрон). Находясь в просвете сосуда, они резонируют с ультразвуковым лучом частотой от 2 до 10МГц и усиливают его отражающую способность на 3 порядка.

23

Контрастные гармоники Если раньше при построении ультразвуковых

изображений нелинейные сигналы отбрасывались, то в новой методике нативной или тканевой гармоники, они дают свой вклад в создании картинки.

Такие изображения несут дополнительную информацию и делают визуализацию многих структур более четкой.

24

Инверсивная гармоника. В-режимМетастатическое поражение печени

Инверсивная гармоника. В-режим, после введения контраста

Инверсивная гармоника. В-режим, после введения контраста

25

Сканирующие датчики 

Датчики являются наиболее дорогой частью любой ультразвуковой установки. Датчик имеет один или несколько пъезоэлектрических кристаллов, которые излучают ультразвуковые импульсы и воспринимают отраженные сигналы во время сканирования.

В зависимости от типа датчика поток ультразвуковых волн варьирует по форме и размеру.

26

1.Линейный датчик. Срезы при его использовании

имеют форму прямоугольнока.

Наиболее удобны в акушерской

практике, при исследованиях

молочной и щитовидной желез.

27

2.Секторный датчикСрезы имеют форму веера, почти треугольного. Удобно использовать при наличии очень небольшого по площади, доступного для исследования пространства. Используются для исследования верхних отделов брюшной полости, в гинекологии и кардиологии.

28

3.Конвексный датчикПолучаемый срез имеет форму, промежуточный между формой среза линейного и секторного датчиков. Используется для сканирования всех частей тела, кроме эхокардиографии. 

29

Наилучшим датчиком для общей практики, где проводятся исследования брюшной полости, таза у взрослых, в том числе и акушерские исследования предпочтительным является конвексный или секторный с частотой 3,5МГц и глубиной фокусировки 7-9см.

30

Основные правила ультразвуковых исследований

Каждое ультразвуковое исследование является поиском, оно должно давать трехмерную информацию о структуре исследуемого органа и структуре рядом расположенных органов. Для этого необходимо делать множество срезов в различных проекциях. Очень редко единственный срез в одной плоскости дает достаточную информацию для правильной постановки диагноза.

31

ПодготовкаПациент не должен есть и пить в течение 8 часов перед

исследованием. Если жидкость необходима для предотвращения дегидротации, можно давать пациенту только воду. За день до исследования из пищи исключают молоко, черный хлеб, свежие фрукты и овощи, фруктовые соки. Для исследования мочевого пузыря и органов малого таза за 1-2часа до исследования пациент должен выпить 2-3стака жидкости.

При острой симптоматике (ургентная хирургия !) исследование проводят без подготовки.

При более углубленном исследовании может быть полезным дополнительный прием воды, особенно при исследованиях поджелудочной железы и нижних отделов живота и таза (жидкость в данном случае, как не препятствующая распространению ультразвука среда, является акустическим окном).

32

При исследовании брюшной полости важно визуализировать:1.Аорту и нижнюю полую вену2.Печень, воротную вену и печеночные вены3.Желчевыводящие пути и желчный пузырь4.Селезенку5.Поджелудочную железу6.Почки7.Диафрагму8.Мочевой пузырь (если наполнен)9.Органы малого таза.

33

Ультразвуковое исследование в настоящее время используется как ведущий метод диагностики заболеваний желчевыводящих и мочевыводящих путей, как скрининговый - при выявлении очаговых изменений в паренхиме органов брюшной полости, а также структурных изменений органов и тканей.

34

Работа в кабинетах УЗ диагностики строиться согласно приказу МЗ РСФСР №132 от 02.08.1991 по которому ультразвуковая служба включается в отделение лучевой диагностики. В приложениях этого приказа разработаны положения о враче и медицинской сестре и предложены примерные расчеты времени на проведение УЗ процедур.

Например: Печень+ желчный пузырь - 20мин.Желчный пузырь с определением функции - 60 мин.Поджелудочная железа - 20минСелезенка -20мин.Почки + надпочечники – 20минМочевой пузырь с определением остаточной мочи – 15минИ т.д.Расчетная норма нагрузки на врача УЗ диагностики при 6,5 часовом рабочем

дне – 33 условные единицыЗа условную единицу принимается работа продолжительностью 10 минутПри сочетанных исследованиях нескольких органов расчетные нормы на

каждый последующий орган сокращаются на 5 минутПри исследовании детей норма времени увеличивается на 10%