Полный справочник медицинской аппаратуры
Шрифт:
Идеальный датчик должен быть эффективен как излучатель и чувствителен как приемник, иметь хорошие характеристики излучаемых им импульсов со строго определенными показателями, а также принимать широкий диапазон частот, отраженных от исследуемых тканей. В электронных датчиках ультразвуковые колебания возбуждаются благодаря подаче высоковольтных импульсов на пьезокристаллы. Количество раз, сколько кристалл вибрирует за секунду, определяет частоту датчика.
Датчики с высокой частотой колебаний обеспечивают лучшее разрешение изображения при исследовании неглубоко расположенных тканей, так же как низкочастотные датчики позволяют обследовать более глубоко расположенные органы, уступая высокочастотным качеством изображения. Это разногласие является основным определяющим фактором при использовании датчиков. Для улучшения характеристик датчиков и увеличения области применения ультразвуковых сканеров при различных медицинских обследованиях используют ультразвуковые гели и другие жидкости. В ультразвуковой диагностике применяются различные конструкции датчиков: представляющие собой диски с одним элементом, а также объединяющие несколько
В основном используются пять типов датчиков: аннулярные, линейные, механические секторные, конвексные, датчики с фазированным сканированием, различающиеся по методу формирования ультразвуковых колебаний; методу излучения; создаваемому ими формату изображения на экране монитора (см. рис. 3).
В диагностических целях обычно используют датчики с частотами: 3,0 МГц, 3,5 МГц, 5,0 МГц, 6,5 МГц, 7,5 МГц. Кроме того, в последние годы на рынке ультразвуковой техники появились приборы, оснащенные высокочастотными датчиками 10–20 МГц. Применение датчиков в зависимости от области исследования: 1) 3,0 МГц (конвексные и секторные) используются в кардиологии;
2) 3,5 МГц (конвексные и секторные) – в абдоминальной диагностике и исследованиях органов малого таза;
3) 5,0 МГц (конвексные и секторные) – в педиатрии;
4) 5,0 МГц с коротким фокусом могут применяться для обследования молочной железы;
5) 6,0–6,5 МГц (конвексные, линейные, секторные, аннулярные) – в полостных датчиках;
6) 7,5 МГц (линейные, датчики с водной насадкой) – при исследовании поверхностно расположенных органов (щитовидной железы, молочных желез, лимфатической системы).
Биофизика ультразвука
Ткани человеческого тела близки по своим свойствам к жидкой среде, поэтому давление на них ультразвуковой волны может быть описано как сила, действующая на жидкость. Изменение давления в среде может происходить как перпендикулярно в плоскости вибрации источника ультразвука, так и поперечно. В одном случае волну называют продольной, в другом – поперечной, одновременное использование волн дает возможность получения на экране плоскостного изображения органов, через которые прошел ультразвук. В ультразвуковой диагностике основную информацию несут преимущественно продольные волны. В твердых телах, например в костях или металлах, возникают поперечные волны. Как известно, технический прогресс не стоит на месте. Современные компьютеры, на которых базируются ультразвуковые сканеры последнего поколения, позволили анализировать бесконечное множество отраженных сигналов в секунду в разных плоскостях и формировать на экране истинную объемную картину исследуемых органов. Так появился новый метод диагностики – трехмерный ультразвук. При воздействии звуковой волны происходит смещение частиц упругой среды от точки равновесия. Именно за счет упругости и происходит передача звуковой энергии через ткань. Упругость – это возможность объекта после сжатия или растяжения вновь приобретать свою форму и размер. Скорость распространения ультразвука зависит прежде всего от упругости и от плотности ткани. Чем больше плотность материала, тем медленнее должны распространяться в нем ультразвуковые волны. Но к этому физическому параметру следует подходить с осторожностью. Скорость звука при прохождении его через разные среды биологического организма может быть различной, в таблице представлены скорости распространения ультразвука в различных средах (см. табл. 1).
Таблица 1
Скорость распространения звука в различных средах
Для различных типов ультразвуковых исследований применяются разные виды ультразвуковых волн. Наиболее важными параметрами являются частота излучения, диаметр поверхности трандюсера и фокусировка ультразвукового пучка. В аппаратах имеется возможность регулировать излучаемый и принимаемые сигналы, также имеется возможность усиления изображения эхосигналов.
Ультразвуковое исследование брюшной полостиследует проводить утром натощак после 10–12 ч голодания. При повышенном газообразовании в кишечнике рекомендуются прием активированного угля и ферментных препаратов (фестала), трехдневная диета, исключающая сырые овощи и фрукты. В ходе исследования выявляются изменения, характерные для острых, хронических заболеваний и травматических повреждений, оцениваются размеры органов, их структура, взаимное расположение, наличие дополнительных образований, воспалительных очагов. При исследовании печени следует обратить внимание на ультразвуковые признаки следующих поражений: цирроза, острого и хронического гепатита, жировой инфильтрации, доброкачественных образований (кист, ге-мангиом, аденом, кальцификатов), паразитарных кист, злокачественных образований (первичного рака, метастазов), вторичных изменений, связанных с заболеваниями сердца. При исследовании желчного пузыря выявляются аномалии развития (форма, положение, количество, размеры), наличие в нем эхогенно неоднородных очагов (желчно-каменной болезни и ее осложнений), патологические изменения стенок пузыря и желчевыводящих протоков (воспалительные заболевания – острый и хронический холецистит), полипы, доброкачественные опухолевые поражения, злокачественные поражения (метастазы и др.). Поджелудочная железа: определяются аномалии развития (форма, положение, количество, размеры), ультразвуковые признаки острого панкреатита и его осложнений (псевдокисты, абсцессы,
Селезенка: наиболее часто ультразвуковое исследование этого органа выполняется при повреждениях селезенки, которые встречаются в 22 % случаев всех травм органов брюшной полости, а также при подозрении на пороки развития (неправильное расположение, полное отсутствие, блуждающая селезенка, изменение формы, наличие добавочных селезенок). Кроме того, диагностируется увеличение селезенки (спленомегалия) при воспалительных ее поражениях и при заболеваниях печени, определяются кисты, кальцификаты, инфаркты, абсцессы, опухоли (гемангиомы, лим-фангиомы, лимфомы, саркомы, метастатические поражения), изменения при системных заболеваниях крови (лейкозы). В забрю-шинном пространстве оцениваются лимфатические узлы. Оценка сосудов включает определение расположения магистральных и внутриорганных сосудов, их размеров, состояние просвета.
УЗИ в акушерстве и гинекологии
Особое место ультразвуковое исследование занимает в акушерстве. Именно оно дает возможность акушерам-гинекологам наблюдать за внутриутробным развитием плода и принимать экстренные меры при малейших отклонениях от нормы. Обычно при нормальном течении беременности проводятся три плановых ультразвуковых исследования (по одному в каждом триместре). Но при наличии клинических показаний УЗИ может проводиться в любые сроки беременности с той периодичностью, с которой назначит доктор. В настоящие дни эта область медицины не представляется без ультразвуковых исследований, которые носят многоплановый характер и имеют широкие возможности в диагностике различных заболеваний. Приоритетное использование метода в акушерстве связано с отсутствием ионизирующего излучения и возможностью динамического наблюдения за пациентом. Кроме того, техническая простота также относится к преимуществам УЗИ. Необходимо отметить важность достоверности данной диагностики, а именно снижение заболеваний и смертности матери и плода, что может быть достигнуто за счет более точного определения срока беременности и родов, выявления аномалий развития плода и многоплодия, ранней диагностики внематочной беременности. Кроме того, ультразвуковое исследование в гинекологии позволяет оценить расположение органов, их размеры; выявить изменения, свойственные воспалительным заболеваниям матки и яичников; определить наличие дополнительных образований матки и яичников с проведением дифференциальной диагностики доброкачественных и злокачественных изменений; произвести точную диагностику миомы матки, внутреннего эндометриоза, патологии эндометрия; производить контроль при проведении гинекологических операций (например, в процессе искусственного прерывания беременности у больных миомой матки, биопсии эндометрия, удаления внутриматочной спирали). При трансабдоминальном исследовании необходим хорошо наполненный мочевой пузырь. При трансвагинальном исследовании мочевой пузырь должен быть пуст.
УЗИ в педиатрии
Безвредность (отсутствие радиационной нагрузки), безболезненность, неинвазивность, простота и экономичность метода позволяют применять весь спектр ультразвуковых исследований как на самых ранних этапах обследования, так и на этапах окончательного установления диагноза.
УЗИ в онкологии
Сейчас одной из самых актуальных проблем в онкологии является ранняя диагностика злокачественных новообразований. Несомненно, ведущая роль принадлежит ультразвуковым исследованиям, которые применяют на самом первом этапе обследования больных с онкологическим риском и используют в дальнейшем для решения следующих задач:
1) выявления при ультразвуковом обследовании опухолевых и неопухолевых заболеваний;
2) контроля результатов химиотерапевтического и (или) лучевого лечения;
3) выявления рецидивов после проведенной терапии;
4) уточнения местной распространенности и обнаружения метастазов;
5) контроля при проведении пункций.
При обследовании молочных желез следует обращать внимание на ультразвуковые признаки таких заболеваний, как диспла-зии (нарушение симметричности, размеров), дисгормональные гиперплазии (увеличение желез), кисты (типичны для менструирующих женщин в возрасте 30–50 лет), расширение млечных протоков, острые воспаления (мастит диффузной и узловой формы), опухоли: доброкачественные (фиброаденомы составляют 95 % всех доброкачественных опухолей у женщин 15–40 лет), злокачественные (из них до 6 % составляют метастазы).
УЗИ почки и мочевого пузыря
При ультразвуковом обследовании почек оценивают расположение, форму, контуры, размеры, структуру паренхимы, состояние собирательных полостей, наличие дополнительных образований. Анализируя результаты, можно выявить следующие аномалии развития почек: количество (отсутствие, удвоение); положение (опущение, расположение обеих почек на одной стороне); аномалии сращения почек; аномалии величины (врожденное уменьшение размеров); аномалии структуры (мультикистоз, поликистоз, простые кисты); аномалии развития верхних мочевых путей (удвоение чашечно-лоханочной системы и мочеточника и др.). Кроме того, можно выявить признаки острых и хронических воспалительных заболеваний (таких как острый пиелонефрит, карбункул, абсцесс, туберкулезный процесс); мочекаменную болезнь, расширение верхних мочевых путей, закупорку мочевых путей; диффузные заболевания почечной паренхимы; опухоли: доброкачественные (аденомы, ангиомиолипомы), злокачественные. Для обследования мочевого пузыря он должен быть наполнен – содержать 300–350 мл жидкости. За 1,5–2 ч до исследования рекомендуется выпить 1 л любой жидкости. Выявляются ультразвуковые признаки нарушения развития, наличие конкрементов, опухолевых поражений (доброкачественные и злокачественные новообразования).