vod do ultrasonografie

  • View
    219

  • Download
    2

Embed Size (px)

Text of vod do ultrasonografie

  • I. Hrazdira vod do ultrasonografie

    1

    VOD DO ULTRASONOGRAFIE V OTZKCH A ODPOVDCH

    pro studenty lkask fakulty

    st I. Principy ultrazvukovch diagnostickch metod

    a zpsoby jejich vyuit

    Prof. MUDr. Ivo Hrazdira, DrSc.,

    Klinika zobrazovacch metod LF MU

    Fakultn nemocnice u Sv. Anny v Brn

    Brno 2008

  • I. Hrazdira vod do ultrasonografie

    2

    OBSAH

    ________________________________ Strun o historii.3 1. Fyzikln principy zobrazen ultrazvukem...4 - Jak vznik ultrazvukov obraz? - Jak jsou hlavn typy ultrazvukovho zobrazen? - Co je digitln zpracovn obrazu? - Co je harmonick zobrazen? - Co je panoramatick zobrazen? - Je mon diferencovat odrazivost jednotlivch tkn? - Co jsou echokontrastn ltky a jak se chovaj v lidskm organismu? - Jak jsou zpsoby aplikace echokontrastnch ltek? - Jak jsou principy trojrozmrnho (3D) zobrazen? - Co je ultrazvukov elastografie a jak m diagnostick vznam? 2. Aplikace Dopplerova jevu v ultrazvukov diagnostice13 - Co je Dopplerv jev a jak m diagnostick vznam? - Jak jsou hlavn typy dopplerovskch mi? - Co jsou duplexn a triplexn metody? - Jak jsou hlavn zpsoby barevnho kdovn? - Jak je technologie dynamickho toku? - Jak se provd transkraniln vyeten? - Jak jsou vhody barevnch dopplerovskch metod? 3. Ultrazvukov diagnostick pstroj.22 - Kter jsou hlavn sti ultrasonografu? - Jak mme vyetovac sondy? - Co obsahuje ovldac panel pstroje? - Jak podit obrazov zznam a jak jej hodnotit? 4. Vlastn ultrazvukov vyeten..27 - Jak pipravit pacienta? - Jak provst vyeten? - Co je intervenn ultrasonografie? 5. Mon rizika ultrasonografickch metod30 - Jak riziko pedstavuje ultrasonografie? - Jak jsou rizikov faktory biologickho rizika? - M vyetujc monost posoudit mon riziko? - Co je pinou interpretanch rizik? - Jak jsou dsledky interpretanch chyb? - Jak minimalizovat mon rizika?

  • I. Hrazdira vod do ultrasonografie

    3

    STRUN O HISTORII

    Ultrasonografie je dnes nejrozenj a nejsnze dostupn modern diagnostick zobrazovac metoda. Pat j proto msto prvnho kroku v diagnostickm vyetovacm algoritmu. Ultrazvukov diagnostick metody se zaaly vyvjet na potku 50 let 20. stolet, a to po dvou samostatnch linich. Zkladem zobrazovacch metod, urench ke studiu morfologie zobrazovanch tkn, byla ultrazvukov prmyslov defektoskopie - metoda nedestruktivnho prkazu vad materilu, pouvan v prmyslu od 30.let minulho stolet Tato metoda je zaloena na detekci akustickch rozhran, tj. rozhran dvou prosted o rznch akustickch impedancch. K detekci tchto rozhran se nejastji pouv impulsn odrazov metody. Druh skupina metod, zaloen na Dopplerov principu, slou k detekci pohybu tkn a k men rychlosti toku krve. Zpotku se ob skupiny metod vyvjely oddlen a teprve v prvn polovin sedmdestch let dochz k jejich kombinaci. Od t doby se mimo jednoelovch dopplerovskch pstroj pro speciln angiologick ely a malch penosnch ultrasonograf vyrbj ultrazvukov diagnostick pstroje obsahujc jak zobrazovac, tak dopplerovsk moduly.

    Ultrazvukov diagnostick technika, jak zobrazovac, tak dopplerovsk, prodlala za vce ne 50 let sv existence neobyejn prudk technick rozvoj a stala se integrln soust zobrazovac diagnostiky v ad lkaskch obor. Vzhledem k mobilnosti a poizovac cen, a tm i dostupnosti, se ultrasonografie stala nejastji pouvanou diagnostickou zobrazovac metodou v ad lkaskch obor.

    Text byl zpracovn a doplnn obrzky na zklad mnohaletch zkuenost s vukou ultrasonografie v rmci pedmtu diagnostick zobrazovac metody ve IV. ronku lkaskho studia. Jeho pprava a voln umstn na webov strnce kliniky byla umonna dky pispn eskho zastoupen firmy Diagnostic Pharmaceuticals. Vm, e se tento text stane vhodnou studijn pomckou, a to nejen pro ppravu ke zkouce.

    Text je uren vhradn pro studijn ely poslucha Lkask fakulty MU v Brn. Koprovn textu nebo obrzk a jejich pouit pro jin ne studijn ely bez vdom autora nebo veden kliniky bude sthno podle prvnch pedpis.

    Brno, lto 2008

    Ivo Hrazdira

  • I. Hrazdira vod do ultrasonografie

    4

    1. FYZIKLN PRINCIPY ZOBRAZEN ULTRAZVUKEM

    Jak vznik ultrazvukov obraz?

    Ultrazvukem rozumme mechanick kmity o frekvenci vy ne je horn frekvenn mez slyitelnosti lidskho ucha., tj vy ne 20 kHz. Pro diagnostick ely se vak pouv vysokch frekvenc v megahertzov oblasti. Ultrazvukov kmity se prunm prostedm formou vlnn, v mkkch tknch a tekutinch lidskho tla formou vlnn podlnho. Jen v kostech se ultrazvuk t formou vlnn pnho. Zdrojem ultrazvukovch kmit pro diagnostick ely jsou pevn elektricky buzen piezoelektrick mnie.

    Kad prosted, a iv i neiv, je z akustickho hlediska charakterizovno nkolika parametry. Nejdleitjmi z nich jsou rychlost en ultrazvuku danm prostedm (tzv. fzov rychlost), akustick impedance a tlum. Mnostv akustick energie odraen na akustickm rozhran, je funkc rozdlu akustickch impedanc tkn, tvocch toto rozhran. Diagnostick informace je zskna zachycenm, zpracovnm a zobrazenm ultrazvukovch signl, odraench od tkovch rozhran. tlum je zvisl na kmitotu ultrazvukovch kmit a hraje dleitou roli pi volb zobrazovac frekvence.

    Jak jsou hlavn typy ultrazvukovho zobrazen?

    Nejjednodum typem ultrazvukovho obrazu je jednorozmrn zobrazen A, charakterizovan sledem vchylek asov zkladny osciloskopu (obr. 1.1 a). Poloha vchylky odpovd mstu odrazu, jej amplituda mnostv odraen akustick energie (oznaen A je z anglickho Amplitude: odrazy moduluj amplitudu vchylek). Tento typ zobrazen je dosud pouvn v oftalmologii pedevm k biometrickm menm.

    Obr 1-1 a,b Zobrazen A. Vlevo princip, vpravo obraz cysty ve ttn lze (ipka)

  • I. Hrazdira vod do ultrasonografie

    5

    Rozhodujcm meznkem ve vvoji ultrazvukovch diagnostickch metod vak bylo zaveden dvojrozmrnho zobrazen, oznaovanho jako zobrazen B (z anglickho slova Brightness - jas: zachycen odrazy moduluj jas stopy na obrazovce). U pvodnho tzv. statickho zobrazen B vznikal obraz velmi pomalu runm posunem a naklnnm sondy, tvoen jedinm mniem (obr. 1-2). Tmto zpsobem nebylo mono zachytit a posoudit obrazy pohyblivch struktur (srden stny, chlopn apod.) ani podrobnj vnitn strukturu vyetovanch tkn a orgn..

    Obr. 1-2 a, b Statick zobrazen B. Vlevo princip, vpravo obraz lunku se 2 kameny (ipky), kter vytvej akustick stny

    Pro poteby kardiologickho vyeten byla proto vypracovna metoda zobrazen M (pvodn TM z anglickho Time Motion). Pi zachycen pohybujc se struktury (nap. srden stny, cpu srden chlopn) A - obrazem se na obrazovce objev tzv. plovouc echo, z nho je mono rozeznat jen hranice pohybu. Nahrazenm vchylek asov zkladny svtcmi body je mono zaznamenat asov prbh jejich vzjemnho pohybu (obr. 1-3).

    Obr. 1.3 Zznam pohybu srdench struktur v A-obraze a v TM-obraze (ipka oznauje pohyb mitrln chlopn)

    V souasn dob se vhradn vyuv zobrazen B dynamickho typu s rychlm zpsobem snmn a irokou stupnic edi (128 - 256 stup edi). Jeho podstatou je vytvoen postupn srie obraz vyetovan oblasti, umoujc jej souvisl pehldnut vetn monosti sledovn pohybu. Nkdy se dynamick systmy oznauj jako systmy

  • I. Hrazdira vod do ultrasonografie

    6

    pracujc v relnm ase (obr 1-4).

    Obr. 1-4 a,b Dynamick B-obraz: vlevo obraz jater a lunku s drobnm konkrementem, vpravo pn ez ttnou lzou

    Obecn lze ci, e dynamick B- zobrazen tvo zklad ultrazvukov diagnostiky tm, e poskytuje zkladn morfologick informace, tj. informace o odrazivosti jednotlivch tkovch struktur vyetovan oblasti.

    Co je digitln zpracovn obrazu? Na potku vvoje ultrazvukovch diagnostickch metod byly odrazy od tkovch struktur zpracovvny analogov: odraz (echo) ultrazvukovho signlu byl v elektroakustickm mnii pemnn na elektrick signl, kter byl jako takov dle zpracovn a zobrazen. K jeho zobrazen bylo poteba pouvat speciln obrazovky (pamov, konvertorov). Souasn ultrasonografy zpracovvaj zachycen signly pomoc potaov technologie. Analogovou st pstroje tvo jen detekn systm tj. vznik ultrazvukovho signlu elektrickm buzenm piezoelektrickho mnie, zachycen jeho odrazu a pemna v elektrick signl. Nsleduje analogov digitln pevodnk, kter pevede elektrick signl do seln podoby, v n je dle zpracovn a zobrazen (obr. 1-5). Vhoda potaov technologie spov pedevm v irok monosti programovn. Je mono jednak naprogramovat optimln podmnky pro jednotliv vyeten (preprocessing), jednak dodaten upravovat zachycen obraz (postprocessing). Dal vhodou tohoto zpsobu zpracovn je monost ukldn obrazu na vhodn pamov media (magnetooptick disky,