Самым революционным открытием в медицине XX века стала ультразвуковая диагностика. Результат УЗИ (ультразвуковое исследование) часто является решающим аргументом при постановке диагноза и выборе тактики лечения многих заболеваний. Ультразвуковое исследование благодаря своей высокой информативности, быстроте выполнения, возможности многократного повторения без вреда для здоровья пациента занимает одно из ведущих мест среди других методов исследования.
Проблема своевременной и точной диагностики заболеваний и травм опорно-двигательного аппарата является весьма актуальной в современной медицине. Наряду с традиционными методами диагностики в травматологии, как, например, рентгенологическое исследование, в настоящее время все более широко применяется ультразвуковое исследование. Последние десять лет ультразвук является наиболее быстро развивающимся методом визуализации костно-мышечной системы. Постоянно совершенствующееся оборудование, современные методики; сканирования, невысокая стоимость делают ультразвуковое исследование методом выбора при скрининговом обследовании пациентов.
Современные ультразвуковые сканеры позволяют детально отобразить структуру сухожилий, связок, мышц, хрящевой ткани, надкостницы, выявить изменения в суставах на ранних доклинических стадиях заболевания. Кроме того, уникальные методики визуализации сосудов (так называемая ультразвуковая ангиография) позволяют оценить степень кровоснабжения тканей. Это дает дополнительную информацию о выраженности воспалительного процесса, а также для ранней диагностики опухолевых образований мягких тканей.
Весьма информативно ультразвуковое исследование при жалобах пациента на боль в плечевом суставе, так как чаще всего она связана с повреждением ротаторной манжеты – сухожилия, отвечающего за движение сустава. Однако необходимо помнить, что аналогичные болевые ощущения бывают и при болях в шейном отделе позвоночника, поэтому ультразвуковое исследование необходимо для проведения дифференциального диагноза. Патологические процессы, проявляющиеся болезненным отведением плеча, чаще всего связаны с наличием у пациента субакромиально-субдельтовидного бурсита, к которому на более поздних стадиях присоединяется воспаление сухожилия надостной мышцы с последующим ее полным или частичным разрывом. Поэтому ранняя и точная диагностика важна для благоприятного прогноза заболевания.
Наиболее частыми клиническими областями применения УЗИ коленного сустава являются спортивная травма, ревматология, мягкотканные образования. При ультразвуковом исследовании отлично выявляется структура сухожилий, связок, мышц. Для уточнения состояния менисков и крестообразных связок в ряде случаев требуется магнитно-резонансная томография. Причиной острой или хронической боли в коленном суставе может быть патология околосуставных сумок (бурсит). УЗИ позволяет точно визуализировать количество и характер жидкости в сумках, утолщение синовиальной оболочки. УЗ-ангиография выявляет степень активности воспалительного процесса (острое или хроническое). Ультразвук является методом выбора в диагностике ревматоидного артрита, остеоартроза коленного сустава. Такие УЗ-симптомы как, выпот, синовиальная гипертрофия, истончение суставного хряща, хондрокальциноз, кисты Бейкера выявляются при данных заболеваниях.
Современный прогресс в развитии ультразвуковой техники и, прежде всего, появление высокочастотных датчиков с высоким разрешением позволяет проводить динамические исследования мелких суставов кисти и стопы. Ультразвук выявляет ранние воспалительные изменения, такие как синовит, дефекты хрящевой ткани.
Отдельно можно выделить роль ультразвукового исследования при проведении инвазивных вмешательств по поводу заболеваний костно-мышечной системы. Инъекции лекарственных препаратов в суставы, сухожильные влагалища и мягкие ткани, выполненные под ультразвуковым контролем, обладают более выраженным терапевтическим эффектом. Врач, проводя динамическое УЗ-исследование, точно локализует место патологии и выбирает наиболее безопасный доступ для инъекции. Ультразвук необходим при мониторинге лечения заболеваний и травм опорно-двигательного аппарата, так как он безвреден для пациента и не требует предварительной подготовки.
Ультразвуковое исследование (УЗИ) — один из важнейших современных диагностических методов. При исключительно высокой информативности он абсолютно безвреден — не несет лучевой нагрузки, может проводиться многократно, требует минимальной подготовки. По данным ВОЗ за более, чем полувековую практику использования ультразвука его побочные эффекты не выявлены. Основой метода является взаимодействие ультразвука (звуковых волн высокой частоты, не слышимых человеческим ухом) с тканями тела человека (отражение и рассеивание от границы сред с разной акустической плотностью).
Возможности УЗИ и необходимость ежегодного проведения профилактического исследования
В связи с неблагополучной экологией в нашей стране отмечается неуклонный рост заболеваемости патологией щитовидной железы. При выявлении узлового образования в щитовидной железе необходимо проведение контрольных УЗИ каждые 6 мес. (при быстром росте узла или при его размерах, превышающих 8-10 мм, необходима диагностическая пункция для исключения рака щитовидной железы). Контрольные исследования необходимы также для наблюдения за динамикой объема и структуры железы при ее диффузных изменениях (контроль за эффективностью лечения). Во всех случаях можно рекомендовать современное исследование с использованием методик уз-ангиографии.
Брахиоцефальные сосуды
УЗИ позволяет оценить состояние сосудов шеи, снабжающих кровью головной мозг. С помощью современных ультразвуковых методик можно выявить наличие атеросклеротических бляшек, сужений (с определением % сужения), определить количественные показатели кровотока. Исследование необходимо для лиц, страдающих головокружениями, обмороками, а также, как профилактическое исследование у лиц, старше 50-55 лет (1 раз в 2-3 года).
Молочные железы
По статистике до 3-4 женщин из 100 заболевает раком молочной железы, причем у 1-2 из них заболевание приводит к летальному исходу. Успешное лечение рака молочной железы возможно только при своевременном выявлении болезни. Такой широко пропагандируемый диагностический прием, как ежемесячная самопальпация, позволяет заподозрить заболевание вовремя только в 10-40% случаев, поэтому эффективную вторичную профилактику рака молочной железы у женщин 20-45 лет позволяет осуществить только ежегодное УЗИ. Для женщин старше 45 лет более информативна рентгеновская маммография.
Органы брюшной полости
В протокол исследования входят следующие органы, доступные УЗИ: поджелудочная железа, печень, желчный пузырь, селезенка и их сосуды (в случае проведения современного комплексного исследования с уз-ангиографией). Любые жалобы гастроэнтерологического профиля (боли в животе, тяжесть после еды, вздутие живота, изжога и др.) требуют назначения УЗИ органов брюшной полости. Кроме того, УЗИ необходимо для лиц, страдающих хроническим вирусным гепатитом или регулярно употребляющих алкогольные напитки. Ежегодное проведение этого исследования позволяет выявить: формирование камней в желчном пузыре, развитие диффузных изменений поджелудочной железы (панкреатит), начальные (обратимые) изменения в печени у лиц, употребляющих алкоголь (жировая инфильтрация печени — первая стадия алкогольной болезни печени, которая требует снижение дозы алкоголя или полной абстиненции), изменения селезенки при инфекционных или гематологических заболеваниях и др.
Органы малого таза.
При исследовании органов малого таза (матки и придатков у женщин; предстательной железы и семенных пузырьков у мужчин) желательно проведение современного полостного исследования (трансвагинального (ТВУЗИ) у женщин и трансректального (ТРУЗИ) у мужчин), так как традиционное УЗИ с наполненным мочевым пузырем является устаревшим ориентировочным методом. При ТВУЗИ возможно выявить: беременность малого срока (от 5-7 дней задержки МЦ), гинекологические заболевания (миому и эндометриоз матки, кисты и опухоли яичников, воспалительные заболевания придатков и др.).
Проведение ТРУЗИ необходимо: у молодых мужчин для исключения хронического простатита, у пожилых для исключения аденомы в т.ч. рака предстательной железы.
Хронический простатит часто протекает бессимтомно, особенно у мужчин, перенесших в прошлом специфический уретрит (гонорея, хламидиоз и тд.). ТРУЗИ позволяет осуществить наблюдение за течением заболевания и успешностью проводимого лечения. Рак предстательной железы занимает третье место по встречаемости у мужчин в возрастной группе старше 50-55 лет. Его своевременное выявление при ТРУЗИ позволяет назначить своевременное эффективное лечение, продлевающее жизнь до глубокой старости. После 50-55 лет необходимо ежегодное проведение ТРУЗИ, как вторичная профилактика рака и средство для контроля за динамикой роста доброкачественной гиперплазии предстательной железы, развивающейся у 75-90 % мужчин.
Суставы
При исследовании суставов ультразвуковой метод позволяет выявить травматические повреждения и дегенеративные или воспалительные изменения связочного аппарата или капсулы сустава. УЗИ является «золотым» стандартом для обнаружения выпота (жидкости) в суставе, возникающего при травматическом повреждении или воспалении. Особенно информативно УЗИ при исследовании плечевого и коленного суставов.
УЗИ сосудов нижних конечностей (триплексное ангиосканирование):
Артерий нижних конечностей
Cогласно И.В. Давыдовскому и В.М. Дильману, атеросклероз — это неизбежное природно-видовое явление, связанное с возрастом (т.е. являющееся одним из компонентов общего старения организма). Уже после 30-40 лет можно наблюдать случаи довольно обширного атеросклеротического повреждения (АП) крупных артерий, которое нарастает в последующие десятилетия. Клиническими симптомами АП артерий нижних конечностей могут являться: онемение, быстрая утомляемость, появление болей в ногах при нагрузке или ходьбе, постоянная холодность кожных покровов. На ранней стадии развития патологического процесса заболевание протекает бессимптомно.
До введения в широкую практику ультразвукового метода исследования сосудов конечностей, АП прижизненно диагностировалось только при проведении рентгеновской ангиографии либо при хирургическом лечении. Таким серьезным медицинским вмешательствам подвергались больные с развернутой клинической картиной заболевания, у которых уже не возможно радикально улучшить их состояние и качество жизни. Поэтому в настоящее время ведущее значение придается раннему выявлению сосудистых поражений, когда успешное лечение еще возможно. Методом выбора, обладающим максимальной информативностью для выявления атеросклеротического поражения сосудов, является ультразвуковое исследование с использованием современных допплеровских методик, которое можно пройти в нашем центре.
Вен нижних конечностей
Клапанная недостаточность поверхностных и глубоких вен нижних конечностей в той или иной степени выражена у 20-30 % взрослого населения. Наследственная предрасположенность, излишний вес, длительная работа в статичном положении — основные факторы риска развития этого состояния. На ранней стадии заболевание протекает малосимптомно — отмечается отечность конечностей, усиливающаяся в вечернее время, иногда тупые боли, появление сосудистых «звездочек», усиление венозного рисунка конечностей. При отсутствии профилактических и лечебных мероприятий клиническая картина нарастает: усиливаются отеки и боли (особенно при длительной ходьбе и физической нагрузке), появляется варикозное расширение подкожных вен (значительный косметический дефект). На позднем этапе могут развиться трофические изменения мягких тканей голени или тромбоз глубоких вен конечностей, который является основной причиной смертельно опасного осложнения — тромбоэмболии легочных артерий.
Ультразвуковой метод является оптимальным и в данном случае, поскольку в отличии от рентгеновского исследования, позволяет не только подтвердить проходимость сосудов (т.е. всего лишь исключить их грубую патологию — тромбоз или тромбофлебит), но и выявить их клапанную несостоятельность с определением ее степени при функциональных пробах. Это исследование возможно пройти в нашем центре.
Читайте также: Степени дифференцировки опухолевой ткани
УЗИ при беременности. Определение пола плода.
· Определение срока беременности высчитываются с точностью до 1 дня.
· Определение данных для проведения скринингов, направленных на раннюю диагностику анатомических дефектов и ультразвуковых маркеров хромосомных болезней (в сроки 11-14 недель).
· Детальное изучение внутренних органов, строения головного мозга, скелета и конечностей плода.
· Эхокардиография плода.
· Определение состояния плода с использованием допплерометрии.
· Проводится расчет массы и роста плода.
· Определение пола плода.
· Оценка количества околоплодных вод, состояние плаценты.
При проведении исследования УЗИ при беременности на руки выдается медицинское заключение о состоянии плода с расчетом массы и роста плода и фотоснимки.
Исследование УЗИ при беременности сопровождается комментариями доктора с показом изображений на экране в реальном режиме времени.
Исследования проводят опытные доктора нашего центра.
Беременным женщинам предлагается исследование по показаниям всего спектра уз-исследований (Эхокардиография, УЗИ щитовидной и молочных желез, вен нижних конечностей, органов брюшной полости, суставов, сосудов мозга, определение срока беременности, определение пола плода, допплерометрия плода, допплерометрия матки, прентальная диагностика, врожденные пороки развития плода). Показания для проведения УЗИ при беременности:
Плацента
Скрининговое ииследование
Ранние сроки беременности
Внематочная беременность
Толщина воротникового пространства
Носовые кости
Плацентит
Хромосомнве аномалии у плода
Истмико-цервикальная недостаточность
Обвитие пуповиной
два сосуда в пуповине
Синдром Арнольда-Киари
Гипоплазия мозжечка
Артрогрипоз
дихориальная моноамниотическая двойня
ДМЖП
Гипоплазия левых отделов сердца
Предлежание плацентьи
Ретрохориальная гематома
Отслойка хориона
Гипертонус матки
Средняя мозговая артерия
Маточньие артерии
Омфалоцеле
Гастрошизис
Плодное яйцо
Маловодие
Многоводие
Околоплодньте воды
Масса и рост плода
Определение пола плода
Кровоток в венозном протоке
Срок беременности
Гидронефроз почек
Мегауретер
Укорочение трубчатьтх костей
ВЗРП
Миома матки
Киста яичника
Эндометриоз
Фето-плацентарная недостаточность
Пороки развития плода
Врожденньтй порок сердца
Полидактилия
Незаращение неба
Волчья пасть
Заячья губа
Спино-мозговая грыжа
Атрезия 1 2-перстной кишки
Гидроцефалия
Кисть сосудистьтх сплетений
Болезнь дауна.
УЛЬТРАЗВУКОВОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
История изучения ультразвука
Ультразвуковая диагностика занимает важное место во многих областях клинической медицины и является од-ним из наиболее распространенных методов исследова-ния. Пожалуй, никакой другой метод лучевой диагностики не имеет столько достоинств: высокая информативность, безвредность и безопасность диагностической процедуры для врача и пациента, доступное по стоимости оборудова-ние, небольшие затраты времени на проведение исследо-вания, неинвазивность, простота методик и хорошая вос-производимость результатов диагностики.
История изучения ультразвука начинается с 1880 г., когда братья Пьер и Жак Кюри открыли явление пьезо-электрического эффекта, суть которого заключается в том, что при сжатии кварцевой пластинки на ее гранях появля-ются электрические заряды. Через год это явление было теоретически обосновано другим французским ученым Г.Липманом и названо прямым пьезоэффектом. Им же был описан и принцип обратного пьезоэффекта, который сос-тоял в деформации пластинки под действием разницы электрических потенциалов. Но далее, в течение многих десятилетий, эти открытия не получили должного призна-ния и применения. Лишь в 1916 г. на английских и фран-цузских подводных лодках стали устанавливать ультра-звуковые эхолокаторы для обнаружения кораблей против-ника.
В 1929 г. российским исследователем С.Я.Соколо-вым были разработаны основы ультразвуковой дефекто-скопии, т. е. обнаружение скрытых дефектов в металличе-ских изделиях, бетонных блоках и т. д. Вскоре появились первые простые медицинские аппараты, работающие в од-номерном режиме. Но уже они дали возможность полу-чать изображение камней в желчном пузыре, регистриро-вать смещение срединных структур головного мозга при наличии в полости черепа объемного образования.
В 50-х годах XX века появляются аппараты, дающие двухмерное изображение внутренних органов. Теоретиче-ски обоснованы и экспериментально исследованы приме-нение допплеровских систем в диагностике. В течение по-следующих лет происходит значительное усовершенство-вание аппаратуры, создаются устройства «серой шкалы», разрабатываются модели аппаратов, работающих в реаль-ном масштабе времени. Постепенно появляются аппараты, имеющие не только блоки измерений и расчетов различных биологических параметров, но и систему цифровой ком-пьютерной обработки изображения.
В настоящее время производятся ультразвуковые ди-агностические устройства различной степени сложности — от портативных и переносных аппаратов до крупногаба-ритных стационарных и специализированных диагности-ческих систем.
Принципы получения УЗ-изображения
Физические свойства ультразвука
Основой метода ультразвуковой диагностики явля-ется взаимодействие ультразвука с тканями тела человека. Знание физических свойств ультразвука, основ его взаимо-действия с тканями, а также принципов работы ультразву-ковой диагностической установки, позволяют избежать не-оправданного использования прибора и дают возможность более грамотно подходить к процессу диагностики.
Звук — это механическая продольная волна, в которой колебания частиц происходят в той же плоскости, что и направление распространения энергии. Волна переносит не материю, а энергию. В отличие от электромагнитных волн, звук не может распространяться в вакууме, для его распространения нужна среда. Как и все волны, ультразвук можно охарактеризовать рядом параметров: частотой, дли-ной волны, скоростью распространения в среде, периодом колебаний, амплитудой, интенсивностью. Частота, период, амплитуда и интенсивность определяются источником звука, скорость распространения — средой, а длина волны — и средой, и источником звука.
Частота — число полных колебаний в единицу вре-мени. Величиной измерения являются герц (Гц) или мега-герц (МГц). 1 Гц — это одно колебание в секунду. 1 МГц= 1000000 Гц. К ультразвуку относятся колебания с частотой более 20000 Гц. В современных диагностических ультра-звуковых приборах для получения изображения использу-ется ультразвук с частотой более 2 МГц.
Период — это время, за которое происходит один пол-ный цикл колебаний. Измеряется в секундах (с). Период — это величина, обратная частоте:
где Т — период колебаний (с),
Длина волны — это длина, которую занимает в прост-ранстве одно колебание. Единица измерения — метр (м).
где с — скорость распространения ультразвука (м/с),
Скорость распространения ультразвука- это скоро-сть, с которой длина волны распространяется в среде. Еди-ницей измерения является метр в секунду (м/с). Этот па-раметр зависит прежде всего от свойств среды — упругос-ти и плотности. Скорость распространения ультразвука
возрастает с увеличением упругости и уменьшением плот-ности среды. Средняя скорость распространения ультра-звука в тканях человека составляет 1540 м/с; на эту скоро-сть запрограммировано большинство ультразвуковых ди-агностических приборов.
Амплитуда колебаний — расстояние, на которое ко-леблющиеся частицы среды отклоняются от положения покоя. Величина амплитуды зависит от упругих свойств среды и от мощности ультразвуковой волны.
Мощность ультразвуковой волны — это энергия, кото-рая передается окружающей среде от излучателя в едини-цу времени. Единица измерения — ватт (Вт).
Интенсивность ультразвукового излучения — это наи-более важная характеристика для живых тканей; опреде-ляется как мощность, приходящаяся на единицу площади (Вт/м2, Вт/см2).
Получение и прием ультразвука
Для получения ультразвука используют специальные преобразователи, которые превращают электрическую энергию в энергию ультразвука. Их называют датчиками, или трансдьюсерами. Наиболее важная часть датчика — пьезоэлектрический кристалл, который обладает способ-ностью деформироваться под воздействием разности по-тенциалов, и наоборот, механическая деформация пьезо-электрика вызывает появление на его гранях переменного электрического тока.
Получение ультразвука основано на обратном пьезо-электрическом эффекте, который заключается в следую-щем. Если к граням пьезоэлектрика приложить электричес-кое напряжение, то произойдет механическая деформация кристалла. При отсутствии электрического тока кристалл вновь возвращается в первоначальное состояние. А при смене полярности тока снова возникает деформация, но уже в другом направлении. Следовательно, под действием переменного электрического тока кристалл начинает сжи-маться и расширяться, т. е. совершать колебательные дви-жения, что в свою очередь вызывает генерирование уль-тразвуковых волн. Частота возникающего ультразвука за-висит от толщины кристалла — чем тоньше кристалл, тем выше частота.
Прием отраженных сигналов основан на прямом пьезоэлектрическом эффекте. Отраженные ультрахвуко-вые сигналы вызывают деформацию пьезокристалла и воз-никновение на его гранях переменного электрического тока.
Испускаемый датчиком ультразвук пульсирует. Уль-тразвуковой импульс продолжительностью 1 мкс переда-ется 1000 раз в секунду. Оставшееся большее время дат-чик работает как воспринимающая антенна.
При прохождении ультразвуковой волны через ткани тела интенсивность ультразвука постепенно уменьшается. Это явление называется ослаблением. Причиной его явля-ется поглощение ультразвука тканями в виде тепла.
Не поглощенная часть ультразвука может рассеива-ться или отражаться тканями и вновь возвращаться к дат-чику. Прохождение ультразвука через ткань определяется ее плотностью и эластичностью. Последние определяют так называемое акустическое сопротивление ткани или импеданс.
где Z — акустическое сопротивление (импеданс),
с — скорость распространения ультразвука в ткани.
Чем больше изменение акустического сопротивле-ния, тем больше отражение ультразвуковой волны. Наи-большее различие в акустическом сопротивлении сущест-вует на границе воздух — мягкие ткани. От нее происходит почти полное отражение ультразвука. Именно этим объяс-няется использование в качестве прослойки между кожей пациента и датчиком специального ультразвукового геля для устранения воздуха, который может задержать ультра-звуковой луч. Поэтому ультрасонография не может отобра-жать области брюшной полости, скрытые газом кишечни-ка, или легочную ткань, заполненную воздухом. Кроме то-го, значительная разность в акустическом сопротивлении существует на границе кости — мягкие ткани, и большин-ство костных структур мешает проведению ультрасоно-графии.
Методы получения ультразвукового
В основе получения ультразвукового изображения ведущим является принцип эхолокации, который заключа-ется в приеме отраженных сигналов по мере прохождения луча через ткани, их обработке и выводе информации на экран.
Принцип эхолокации реализуется на практике неско-лькими методами.
А-метод (от англ. amplitude — амплитуда) относится к одномерной эхографии. Отраженные сигналы отобража-ются в виде пиков на горизонтальной оси экрана, на кото-рой откладывается расстояние от датчика. По другой оси откладывается интенсивность отраженных сигналов. Ам-плитуда отраженного сигнала дает возможность в опреде-ленной мере судить о характере препятствия на пути уль-
тразвукового луча (рис. 104).
М-метод (от англ. motion — движение) — временная развертка одномерного изображения. Амплитуда отражен-ного сигнала при этом отображается не пиком, а яркостью свечения точки в месте отражения. По вертикали регист-рируются перемещения отражающих структур в виде точек различной яркости, а по горизонтали — смещение положе-ния этих точек во времени (рис. 105).
В-метод (от англ. brigthness — яркость) — двухмерное ультразвуковое сканирование, эхотомография, двухмерная эхография, ультрасонография. В настоящее время абсолют-ное большинство ультразвуковых исследований произво-дится именно в этом режиме. Этот тип развертки позволя-ет получить информацию об отраженных сигналах по ярко-сти отдельных точек в плоскости сканирования.
Читайте также: Как выглядит флизелиновая ткань
Двухмерное изображение может быть получено дву-мя способами. Электронное сканирование — это способ по-лучения изображения путем поочередного включения пьезоэлектрического датчика. При механическом сканиро-вании датчик имеет один пьезоэлемент, который приво-дится в движение микромотором (рис. 106).
D-метод или ультразвуковая допплерография. Ме-тод основан на эффекте, открытом австрийским физиком К.Допплером в 1842 г. Суть этого эффекта состоит в изме-нении длины волны при ее отражении от движущегося объекта. Приближение объекта к источнику сигнала вы-зывает увеличение частоты колебаний, а удаление ведет к ее уменьшению. При сопоставлении исходной частоты ультразвука с измененной можно определить так называе-мый допплеровский сдвиг и рассчитать скорость движе-ния объекта. Таким образом, метод ультразвуковой доппле-
Рис. 104. Одномерная эхограмма
Рис. 105. Временная развертка одномерного изображения
Рис. 106. Двухмерная эхограмма
Рис. 107. Ультразвуковая допплерограмма
Рис. 108. Цветное допплеровское картирование изображения
Рис. 109. Энергетическая допплерограмма
рографии позволяет не только получить информацию о структуре органа, но и охарактеризовать потоки крови в сосудах (рис. 107).
Существуют два способа получения допплеровской информации: непрерывный и импульсный. При непрерыв-ной допплерографии датчик прибора содержит два вида пьезоэлементов, один из которых постоянно излучает уль-тразвук, а другой постоянно принимает отраженные сиг-налы. При импульсной допплерографии излучение и прием отраженных сигналов происходит поочередно.
В результате дальнейшего усовершенствования доп-плерографии появился новый метод — цветного доппле-ровского картирования (ЦДК или CD-метод). Суть его со-стоит в следующем. На обычном двухмерном изображе-нии выбирается и отмечается интересующий участок. На этом участке цветом указывается направление движения структур (кровотока) в зависимости от значения доппле-ровского сдвига. Отраженные сигналы при этом проходят цифровую обработку. Обычно движение кровотока по на-правлению к датчику кодируется красным цветом, в про-тивоположную сторону — синим. Области турбулентных по-токов кодируются желтым или зеленым цветом. При от-сутствии движения крови визуализируются участки черно-го цвета (рис. 108). Метод цветного допплеровского карти-рования позволяет визуализировать и оценивать кровооб-ращение на уровне мелких артериальных и венозных со-судов, выявлять их сужение, атеросклеротические бляш-ки.
В последние годы появился новый вариант цветного допплеровского картирования — энергетический допплер (Power Doppler). При использовании этого метода опреде-ляется не допплеровский сдвиг в отраженном сигнале, а энергия этого сигнала, т. е. энергия кровотока. Этот метод более чувствителен к низким скоростям, позволяет визуа-лизировать кровоток на уровне мелких сосудов, однако определить направление кровотока и абсолютное значе-ние его скорости энергетический допплер не позволяет (рис. 109).
Ультразвуковая диагностическая аппаратура
Устройство и принципы работы
В настоящее время широко применяются различные виды и типы ультразвуковых диагностических приборов. Приборы медленного (ручного) сканирования в современ-ной практике уже не используются, они уступили место аппаратам быстрого сканирования (т. е. работающим в ре-жиме реального времени), которые дают возможность на-блюдать движение органов и структур в момент обследо-вания. Несмотря на некоторые особенности аппаратов, обусловленные областью их применения, принципиальная схема их построения однотипна (рис. 110, 111).
Ультразвуковой датчик всегда соединен с генерато-ром электрических сигналов. получаемый при этом пере-менный электрический ток вызывает колебание одного или нескольких пьезоэлементов. Принятые датчиком отражен-ные сигналы поступают в приемно-усилительное устрой-ство, имеющее систему ВАРУ (временная автоматическая регулировка усиления). По мере прохождения сигнала через ткани происходит его ослабление в результате отра-
жения, рассеивания и поглощения. Чем позже отраженный сигнал достигнет датчика, тем больше он должен быть усилен, чтобы изображение на экране было равномерным по яркости. Это и обусловливает необходимость ВАРУ.
Рис. 110. Ультразвуковой диагностический аппарат
Рис. 111. Схема устройства ультразвукового аппарата
Рис. 112. Дополнительное оснащение аппарата
Через приемно-усилительное устройство сигналы по-ступают в блок обработки и формирования изображения. В современных диагностических аппаратах здесь проис-ходит цифровая компьютерная обработка сигналов, что су-щественно повышает качество изображения. После обра-ботки информация выводится на экран, представляющий собой электронно-лучевую трубку. Корректировка пара-метров и режимов работы производится обычно с передней панели управления аппаратом (клавиатура).
Помимо основных блоков, аппарат может иметь до-полнительное регистрирующее устройство (принтер, ви-деокамера, видеомагнитофон), а также компьютерную при-ставку (рис. 112).
Современный рынок диагностической аппаратуры представлен большим количеством ультразвуковых прибо-ров. В зависимости от технических характеристик и функ-циональных возможностей их можно разделить на аппа-раты:
ü общего назначения, предназначенные для осмотра органов брюшной полости, забрюшинного пространства, малого таза, а также молочых и щитовидной желез при наличии дополнительных датчиков;
ü специального назначения — эхокардиограф, эхомам-москоп, эхоофтальмоскоп и др.;
ü универсальные, которые, помимо возможностей об-щего назначения, имеют ряд дополнительных: осмотр внутриполостными датчиками, исследования в операцион-ной ране, программы для прицельной биопсии.
Отличаются ультразвуковые аппараты и по своим размерам.
Портативные приборы отличаются небольшими раз-мерами и весом. Их можно использовать в ситуациях ока-зания скорой и неотложной помощи, в палатах интенсив-ной терапии, в предродовых палатах для оценки акушерс-кой ситуации и т. д.
Переносные диагностические аппараты имеют не-сколько большие размеры и массу. Их легко переносить к месту обследования больного. В отличие от портативных, они имеют широкий набор датчиков, в том числе внутри-полостные, интраоперационнные, биопсийные.
Полустационарные аппараты — это более сложные приборы. Они имеют большой экран, несколько сменных рабочих датчиков. Аппарат установлен на подставке с ко-лесами, что дает возможность при необходимости перево-зить его в другие помещения (операционная, реанимаци-онная палата). Но чаще эти аппараты устанавливаются в кабинетах для постоянного использования.
Стационарные ультразвуковые приборы представля-ют собой большие, технически сложные, дорогостоящие системы, оснащенные устройствами для компьютерной обработки изображения. Они требуют больших помеще-ний, специального монтажа и сборки перед использова-нием. К этому классу относится, например, ультразвуко-вой иммерсионный маммограф.
Датчик ультразвукового аппарата представляет собой устройство, преобразующее электрическую энергию в энергию ультразвукового луча. Это важнейшая часть диа-гностического прибора, поскольку он одновременно пере-дает и принимает ультразвуковые сигналы.
С учетом различных параметров датчики могут быть разделены следующим образом (рис. 113):
ü в зависимости от применяемого метода исследова-ния и способа получения изображения — одномерные и двумерные;
ü по количеству пьезоэлементов — одноэлементные и многоэлементные;
ü в зависимости от типов сканирования — механичес-кие и электронные;
ü по форме рабочей поверхности — линейные, конвек-сные и секторные;
ü по количеству рабочих поверхностей — одноплано-вые и многоплановые.
В зависимости от расположения исследуемого объек-та используют датчики различных частот (2-15 МГц). По-верхностно расположенные участки исследуются высоко-частотными датчиками (7,5 МГц и более). Для осмотра более глубоких зон (органов брюшной полости, забрю-шинного пространства и малого таза) применяют датчики
Рис. 113. Ультразвуковые датчики
более низких частот (3,5-5,0 МГц). Существуют также дат-чики специального типа, которые применяются для полу-чения объемных изображений.
Наиболее часто в клинической практике используют датчики общего назначения: абдоминальные, педиатричес-кие, акушерские, для исследования поверхностно распо-ложенных органов и тканей. К датчикам специального на-значения относятся: пункционные, кардиологические, ин-траоперационные, внутриполостные (вагинальные, ректа-льные, пищеводные, гастроскопические, колоноскопичес-кие, интраваскулярные) и ряд других.
Основными характеристиками ультразвукового изоб-ражения являются эхогенность и звукопроводимость. На оценке этих характеристик строится анализ объекта, его описание и заключение.
Эхогенность — это способность тканей отражать уль-тразвуковые волны. С понятием эхогенности тесно связана внутренняя эхоструктура ткани.
Если внутри какой-либо структуры отсутствует отра-жение ультразвука, ее называют эхонегативной или анэхо-генной зоной. В организме человека анэхогенными явля-ются жидкости (кровь, содержимое мочевого и желчного пузырей, кисты и т. д.). Изображение жидкостных струк-тур на экране монитора ультразвукового аппарата пред-ставляется участком черного цвета.
Паренхиматозные органы, мягкие ткани и другие об-разования на экране изображены участками различных от-тенков серого цвета (при работе аппарата в В-режиме), так как имеют сложное строение и в их состав входят элемен-ты, по-разному отражающие ультразвук (соединительная, паренхиматозная ткани, строма органа и т. д.).
Изменение эхогенности проявляется ее снижением или повышением. Для обозначения этих изменений испо-льзуют термины гипоэхогенность и гиперэхогенность. Из-менение эхогенности, т. е. изменение способности отра-жать ультразвук, может указывать в определенной степени на наличие патологического процесса и характер заболе-вания. Гипоэхогенный участок имеет более темный, по сра-внению с обычным для данного органа или ткани, цвет. Гиперэхогенный участок выглядит более светлой зоной по сравнению с окружающей нормальной тканью (рис. 114).
Метод эхолокации не позволяет количественно оце-нить истинную акустическую плотность тканей. Характе-ристика изображения на экране в значительной степени зависит от установки режимов работы аппарата, субъекти-
Рис. 114. Нарушение эхогенности
вно выбранных специалистом (яркость, контрастность, уровень серого цвета и др.). Поэтому сравнивать эхоген-ность и внутреннюю структуру тканей у разных пациен-тов или у одного и того же человека по фото- или термо-изображениям не рекомендуется. Всегда следует учиты-вать субъективность восприятия и широкий диапазон ва-риантов нормы.
Изображение внутренней структуры различных ор-ганов и тканей (кроме жидкостей) на ультразвуковом срезе выглядит неоднородно. При отсутствии патологических изменений на разных эхотомографических срезах органа эта неоднородность выглядит одинаково, поэтому она обо-значается как равномерная эхоструктура. Это один из важ-ных признаков нормы для большинства тканей. При этом нормальная эхоструктура и ультразвуковая архитектоника разных тканей будет неодинакова. Равномерная эхострук-тура паренхимы печени всегда отличается от равномерной эхоструктуры щитовидной, предстательной желез, парен-химы почки и т. д., а также от равномерной эхоструктуры каких-либо доброкачественных образований.
Неравномерная эхоструктура тканей возникает вслед-ствие диффузных или очаговых патологических процессов. Диффузная неравномерность — это изменение эхоструктуры без четких контуров и границ (при гепатите, хроническом панкреатите, аутоиммунном тиреоидите и др.). Очаговая неравномерность проявляется наличием участков с более или менее четкими контурами и иной эхогенностью. Внут-реннее строение таких очагов может быть различным и описывается такими же терминами. Очаговая неравномер-ность эхоструктуры наблюдается при циррозе печени, до-брокачественном или злокачественном объемном образо-вании печени, поджелудочной железы, узловой фиброми-оме тела матки, узловом зобе и др. (рис. 115).
Читайте также: Ткань зеленая с рисунком текстура бесшовная
Рис. 115. Неравномерная эхогенность
Звукопроводимость — это способность тканей про-пускать через себя ультразвуковые колебания.
Высокой звукопроводимостью обладают жидкостные среды. Они проводят ультразвуковые волны практически без ослабления звука. Это обстоятельство используется для создания естественного акустического окна при осмотре органов малого таза, желудка (заполненный мочевой пу-зырь, желудок с введенной в него жидкостью). Высокой звукопроводимостью обладают кистозные образования. Кисты визуализируются как анэхогенные округлые образо-вания с ровными контурами, позади которых отмечается эффект дорзального усиления звука в виде подчеркнутого заднего контура при небольших размерах кисты, либо в виде «белой дорожки» позади большой кисты; при этом может наблюдаться боковая тень (рис. 116).
Снижение звукопроводимости обусловлено отраже-нием ультразвуковых волн, их рассеиванием и поглощени-ем. Низкая звукопроводимость характерна для костной ткани и полостей, содержащих воздух (газ). Признаками снижения звукопроводимости за счет отражения является визуализация гиперэхогенного переднего контура иссле-дуемого объекта и наличие гипоэхогенной тени позади этого контура.
Камни в желчном пузыре или в чашечно-лоханочных структурах почки визуализируются как гиперэхогенные об-разования, позади которых отмечается эффект дистального ослабления звука или так называемая эхотень (рис. 117).
Визуализация легких и органов средостения затруд-нена из-за наличия воздуха в легочной ткани. Патологи-ческий очаг в легких становится доступным для осмотра
Рис. 117. Ультразвуковые признаки конкремента
лишь в том случае, если он расположен субплеврально или на фоне ателектаза, т. е. если на пути ультразвукового луча нет воздушной прослойки.
Снижение звукопроводимости вследствие рассеива-ния и поглощения характерно для некоторых опухолей. При этом опухоль визуализируется как гипоэхогенный очаг, позади которого не отмечается эффекта дорзального уси-ления звука, а порой наблюдается дорзальное ослабление эхосигнала.
Поглощение ультразвука жировой тканью выше по сравнению с паренхиматозными органами или мягкими тканями. Поэтому изображение паренхимы печени при жировой дистрофии характеризуется снижением звукопро-водимости. Этим же объясняются трудности обследования пациентов с ожирением.
Подготовка больных и методика осмотра
Для проведения ультрасонографии органов брюшной полости и забрюшинного пространства требуется опреде-ленная подготовка пациентов, которая включает в себя прием адсорбентов, а также препаратов, улучшающих ра-боту желудочно-кишечного тракта, в том числе фермента-тивных средств. За 2 суток до исследования рекомендуют-ся очистительные клизмы с последующим применением дегазирующих средств и ферментов. Не следует делать очистительные клизмы в день осмотра перед проведением обследования. Осмотр делается натощак.
После рентгенологических исследований с приме-нением контрастных средств ультрасонография делается после их полного выведения из организма.
Трансабдоминальное исследование органов малого таза проводится при полном мочевом пузыре больного, в то время как для внутриполостного (трансвагинального или трансректального) обследования наполнения мочево-го пузыря не требуется.
Осмотр органов брюшной полости и забрюшинного пространства проводится в положении больного лежа. Для лучшего доступа к органам и участкам тела его последо-вательно поворачивают на бок, на живот, на спину с тем, чтобы избежать препяствий на пути ультразвукового луча. Для более полного представления о положении и разме-рах органов осмотр производят в фазах глубокого вдоха, выдоха, а также при обычном дыхании.
Совокупность перечисленных приемов определяет принцип полипозиционности, на котором основывается ультрасонографическое исследование.
Еще один принцип, лежащий в основе ультразвуко-вой диагностики, состоит в полипроекционности осмотра. Любой орган или область тела исследуются в нескольких плоскостях путем получения множества томографических срезов. Таким образом, только соблюдение принципов по-липозиционности и полипроекционности позволяет полу-чить наиболее полную информацию об исследуемом объекте.
Полученные при ультрасонографии данные оформ-ляются в виде заключения. Протокол ультразвукового ис-следования должен включать в себя сведения о пациенте (Ф.И.О., возраст, место жительства, предварительный ди-агноз, кем направлен пациент), а также описание осмот-ренных органов. При описании органа оценивается его положение, размеры, форма, контуры, эхогенность, звуко-проводимость ткани, эхоструктура, основные сосуды, при допплеровских исследованиях — характеристика кровото-ка. При наличии очаговых изменений они описываются по той же схеме. В конце протокола делается заключение, в котором либо устанавливается окончательный диагноз, либо (чаще) указывается на ультразвуковые признаки того или иного процесса, а также возможны рекомендации по дальнейшей тактике диагностического обследования.
Контрастные средства для ультразвука
Ультразвуковое изображение создается в результате отражения ультразвуковой волны от границы тканей с раз-личным акустическим сопротивлением. Чем больше раз-ница в акустическом сопротивлении, тем более мелкие структуры визуализируются на экране.
Однако естественные различия между акустическим сопротивлением тканей организма малы, за исключением воздуха, костей и жировой ткани. Отражающая способно-сть тканей и органов зависит от количества в них коллаге-на, жировой и фиброэластической тканей. В настоящее время созданы контрастные средства, которые повышают отражающую способность различных структур.
Контрастные ультразвуковые средства — это эхоген-ные вещества, которые вводятся в организм для того, что-бы повысить его эхогенность, т. е. способность отражать ультразвуковую энергию. Вводятся эти препараты внутри-венно. Подобно другим контрастным препаратам, они дол-жны обладать низкой токсичностью и быстро выводиться из организма.
Среди ультразвуковых контрастных средств можно назвать ряд препаратов, находящихся на разных стадиях разработки и клинического применения:
ü взвеси в воде твердых частиц; например, этиловый эфир йодипамида применяется для исследования желчных путей, вводится в кровь, повышая ее эхогенность, а после фагоцитоза в печени повышает эхогенность ее паренхи-мы;
ü капельки соединений перфторуглерода; маслянис-тый жидкий препарат, который также повышает эхоген-ность крови, а затем печени;
ü микропузырьки газа, внедренные в галактозу (эхо-вист) или заключенные в галактозу и жировые кислоты (левовист);
ü жидкость, вводимая в кровь и выделяющая в ней микропузырьки газа (эхоген).
Если эховист используется только для исследования сердца и крупных сосудов, так как быстро захватывается легкими, то другие препараты имеют более широкий спектр применения. Контрастные средства помогают иден-тифицировать глубоко расположенные сосуды, опухоли, улучшают визуализацию стенозов, зон инфарктов и ише-мий (рис. 118).
Рис. 118. Контрастная ультрасонограмма
Клиническое применение ультразвука
в диагностическом процессе
Метод ультразвуковой диагностики относится к ин-струментальным исследованиям и основывается на зри-тельном анализе полученного изображения. Поэтому ему неотъемлемо сопутствует определенная доля субъективи-зма (так же, как и рентгенологическим, эндоскопическим методам). Однако достоверность полученных данных за-висит не только от квалификации специалиста, но и от возможностей используемой аппаратуры. Кроме того, эф-фективность метода повышается при сопоставлении по-лученной информации с данными клинического осмотра, анамнеза, а также других методов исследования.
В результате ультразвукового исследования должна быть получена наиболее полная информация об исследуе-мом объекте, которая позволяет либо поставить диагноз, либо по-возможности подробно описать патологический процесс с тем, чтобы выбрать дальнейшую тактику обсле-дования. Недостаточное представление практических вра-чей о возможностях метода ульразвуковой диагностики не-редко приводит к тому, что исследование назначается в ситуациях, когда применение его неинформативно, что мо-жет привести к диагностическим ошибкам, и наоборот, оно не назначается при наличии показаний.
Несмотря на ряд преимуществ ультрасонографии, это обследование не может назначаться бессистемно, а лишь по определенным показаниям, и они должны основывать-ся на представлениях о возможностях метода в различных клинических ситуациях. Метод достаточно информативен, но имеет некоторые пределы возможностей. Например, визуализация органов, содержащих газ или воздух (кишеч-ник, легкие), невозможна или малоинформативна; иссле-дование костей и расположенных за ними структур также имеет ограниченные возможности. В ряде случаев резуль-таты ультразвукового исследования имеют варианты трак-товки. Поэтому ультрасонография должна применяться в качестве дополнительного, уточняющего метода обследо-вания больного.
Назначение ультразвукового исследования на нача-льном этапе диагностики рекомендуется при ургентных состояниях: закрытая травма грудной клетки, брюшной полости, подозрение на внутреннее кровотечение или на-личие жидкости в плевральной или брюшной полостях. В таких ситуациях ультрасонография призвана решить конк-ретные узкие задачи: определить наличие жидкости в по-лости или перистальтики в кишечнике, что позволяет опре-делить дальнейшую тактику ведения больного.
В остальных случаях ультразвуковое исследование применяется как часть комплексного обследования. Оче-редность его назначения может меняться, но всегда оно проводится после осмотра врачом-клиницистом, при нали-чии предварительного диагноза с указанием цели данного исследования.
Биологическое действие и безопасность
Проблема безвредности диагностического ультра-звука является актуальной и остро волнует врачей, иссле-дователей и пациентов. О влиянии ультразвука на больно-го и врача, проводящего осмотр, продолжаются дискуссии в литературе.
Известно, что при диагностическом исследовании ультразвуковые волны переносят энергию (в виде импуль-сов давления), и ее большая поглощается тканями, вызывая тем самым их нагревание. Поэтому на врача, работающе-го на ультразвуковом аппарате, возможно действие его по-вреждающих факторов. Прежде всего к ним можно отнес-ти локальное повышение температуры тканей и кавита-цию. Кавитация — это процесс формирования газовых пу-зырьков в среде, содержащей жидкость. Этот процесс ос-нован на переходе вещества из жидкого состояния в газо-образное. Изменение состояния возникает при изменении его температуры или при снижении окружающего давле-ния (с сохранением постоянной температуры). При про-хождении ультразвуковой волны определенной пороговой интенсивности через ткани происходит существенное раз-ряжение (отрицательное давление), что может оказаться достаточным для того, чтобы спровоцировать переход ве-щества из жидкого состояния в газообразное. Следует иметь в виду, что вышесказанное о кавитации относится к очень мощным ультразвуковым волнам, которые исполь-зуются в технике, а не в медицине. Однако об этом опас-ном явлении следует помнить, так как мощность исполь-зуемой в ультразвуковой диагностике аппаратуры посто-янно возрастает.
До настоящего времени не было каких-либо сообще-ний о появлении у пациентов или операторов изменений, вызванных ультразвуком с интенсивностью, используемой в диагностических аппаратах. Хотя существует возмож-ность того, что в будушем могут быть определены какие-либо биологические эффекты, современные данные указы-вают на то, что преимущества диагностического использо-вания ультразвука перевешивают возможный риск.
Биологическая безопасность диагностического уль-тразвука не доказана. По этой причине в повседневной практике следует использовать самую низкую интенсив-ность ультразвука, которая является достаточной для уста-новления диагноза, и сделать исследование настолько крат-ким, насколько это возможно. Как и при использовании любого другого диагностического метода, важно опреде-лить показания для выполнения ультразвукового исследо-вания, прежде всего к допплерографии.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом