Глубина проникновения ультразвуковых волн
УЗИ диагностика
Исторические данные
Физические основы ультразвука
Принципы ультразвуковой диагностики
Эхокардиография
УЗИ органов брюшной и тазовой полости
УЗИ органов грудной полости
УЗИ поджелудочной и щитовидной железы
Ультразвуковая диагностика
Ультразвук - это высокочастотные колебания, превышающие по частоте звуки, воспринимаемые человеческим ухом (более 20 КГц). Летучие мыши, дельфины, некоторые рыбы и насекомые могут его издавать и слышать. Остальные виды животных реагируют на него так же, как и человек. В медицине излучение, приём, усиление и обработка ультразвуковых волн осуществляется с помощью специальных приборов - ультразвуковых сканеров и является безвредным, быстрым и эффективным методом диагностики внутренних органов. Ультразвуковая диагностика дополняет, а в некоторых случаях и превосходит метод рентгенографии.
Безвредность обследований для пациента и врача, высокая диагностическая информативность, оценка динамических характеристик движущихся структур (клапаны сердца, кровоток), простота и удобство использования обусловили широкое применение данного метода во многих областях медицины и ветеринарии: в акушерстве, гинекологии, кардиологии, хирургии, онкологии, исследованиях абдомиальной области.
Открытие ультразвука
Ø Ещё Леонардо да Винчи в XV веке погружал в жидкость трубку, пытаясь определить движение и скорость движущихся навстречу друг другу кораблей.
|
|
|
Ø В XIX веке ультразвук произвёл настоящий бум в среде исследователей, объединив усилия учёных различных областей. Например, швейцарский физик Жан – Даниель и математик Чарльз Штурм, занимаясь проблемами скорости звука в воде, внесли немалый вклад в развитие гидролокатора. Учёный Калладон в результате своих экспериментов сумел определить скорость звука в воде. Благодаря этому родилась гидроакустика.
Ø В конце XIX века, в 1877 году, Джон Уильям Струтт разработал теорию звука, которая и явилась основой науки об ультразвуке.. Их открытие пьезоэлектриков стало основой современного ультразвукового оборудования.
Ø В XX веке исследования в области ультразвука были продолжены. Благодаря «сверхзвуковому рефлектоскопу», разработанному в первой половине 20 века учёными Спроулом, Фаярстоуном и Спер стало возможным обнаруживать дефекты в металле, что нашло своё применение в промышленности.
Ø Во второй половине XX века учёные – исследователи Генри Хугес, Кельвин, Боттомли и Баярд изготовили металлический дефектоскоп, а Том Броун с Яном Дональдом разработали первую в мире контактную ультразвуковую машину. Кроме этого, Яну Дональду принадлежит заслуга в исследовании клинических областей использования ультразвука
|
|
|
ИСТОРИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ И СОЗДАНИЯ
В 1955 году Яном Дональдом и доктором Барром были проведены первые исследования твёрдой и кистозной опухолей. При поддержке Яна Дональда инженер Том Браун создал прибор Mark 4, который дифференцировал твёрдые и кистозные опухоли, чем сумел спасти человеческую жизнь.
Физические основы ультразвука
Ультразвук представляет собой механические колебания упругой среды, обладающие определённой энергией. По своей физической природе они не отличаются от звуков и характеризуются лишь более высокой частотой, превышающей порог слышимости.
Ультразвук - это акустические колебания, не воспринимаемые ухом человека. Этот метод позволяет получать достоверные результаты, является неинвазивным, доступным и относительно простым.
Ультразвуковое исследование применяется для получения изображения внутренних органов, оценки их формы, строения и функции, кроме того, с помощью ультразвука можно обнаруживать камни, опухоли, жидкостные образования (кисты, абсцессы, гематомы) в организме пациента.
|
|
|
Природа звука такова, что для его распространения необходима среда волны, где происходят колебания её мельчайших частиц и моменты сжатия и разрежения молекул. Звуковая волна распространяется вдоль своего движения
Ультразвук распространяется в средах в виде чередующихся зон сжатия и расширения вещества. Звуковые волны, в том числе и ультразвуковые, характеризуются: периодом колебания - временем, за которое молекула (частица) совершает одно полное колебание; частотой - числом колебаний в единицу времени; длиной - расстоянием между точками одной фазы; скоростью распространения, которая зависит главным образом от упругости и плотности среды.
Длина волны обратно пропорциональна её частоте. Чем меньше длина волн, тем выше разрешающая способность ультразвукового аппарата. В системах медицинской ультразвуковой диагностики обычно используют частоты от 2 до 10 МГц. Разрешающая способность современных ультразвуковых аппаратов достигает 1-3 мм.
Чем больше частота испускаемых звуковых волн, тем короче их длина.
Соотношения наиболее распространенных частот звуковых волн с их длинами :
Частота (МГц) Длина волны
2 0,77
|
|
|
5 0,31
7,5 0,21
Скорость распространения звука сквозь другие ткани изменяется взависимости от их индивидуальных свойств, в частности от плотности.
| Ткань | Скорость распространения |
| Кость Кровь Печень Жировая ткань Воздух | 4080 м/сек 1570 м/сек 1560 м/сек 1440 м/сек 330 м/сек |
Зависимость такова, чем больше плотность среды, тем выше скорость распространения волн.
Ультразвук и ткани организма
В основе ультразвуковой диагностики лежит тот факт, что звуковые волны при прохождении через ткани могут либо отражаться, преломляться, либо поглощаться. Звуковые волны, которые возвращаются к датчику, создают изображение, которое расшифровывается мощным компьютером и выводится на экран в виде чёрно – белого двух – или трёхмерного изображения.
Чем больше ультразвука вернётся к датчику, тем ярче будет изображение, передаваемое на экран.
Эхогенность является одной из основной характеристик в ультразвуковой диагностике.
Она используется для описания исследуемых органов и зависит от их акустических свойств (отражение, звукопроводимость, преломление, поглощение звуковых волн).
В свою очередь, они определяются морфологическим строением объекта: чем меньше структура имеет жидкости, тем её эхогенность будет выше и, наоборот, чем больше она содержит жидкости, тем ниже её эхогенность.
При исследовании выявляются ультразвуковые объекты 4-х видов:
-гиперэхогенные ( с повышенной эхогенностью),
-изоэхогенные (эхогенность в норме),
-гипоэхогенные( с пониженной эхогенностью)
-анэхогенные ( эхогенность отсутствует).
Степень понижения эхогенности можно подразделить на выраженную (ближе к анэхогенной) и умеренную (ближе к изоэхогенной).
1-Гиперэхогенность – это свойство определённых объектов отражать ультразвуковые волны сверх меры. Такие участки выглядят на мониторе УЗИ, как светлые пятна. Гиперэхогенные образования обладают повышенной плотностью, не содержат жидкости, имеют наибольшую акустическую плотность (отражение звуковой волны) и самую низкую звукопроводимость.
К ним относят: кость, газ, коллаген.
2-Изоэхогенная ткань соответствует неизменённому органу, а также новообразованиям, поскольку они имеют почти одинаковую общую клеточность тканей. Под термином « изоэхогенное образование» понимают участок ткани или органа организма, которое при ультрозвуковом исследовании имеет плотность, сходную с остальными тканями. Обнаруживается это включение только наличием симптоматики сдавливания близлежащих тканей или наличием капсулы.
3-Гипоэхогенность - структура ткани обследуемого органа, характеризующаяся более низкой плотностью во время ультразвукового исследования. Низкая плотность участка ткани означает наличие жидкостной структуры внутри органа. Такой участок определяется более тёмным цветом по сравнению с окружающими тканями. К ним относят паренхиматозные ткани. Он может указывать как на наличие в этом месте патологии, так и на нормальное физиологическое состояние исследуемого органа. Гипоэхогенная ткань соответствует разным диффузным патологиям. Она представляет собой участки высокой клеточности, характерные для определённых типов новообразований.
Изоэхогенные и гипоэхогенные элементы могут соответствовать только клеточным структурам.
4-Анэхогенное образование - это описание включения в каком-либо органе, которое обладает свойствами не отражать ультразвук. Оно бывает как нормой, так и патологией, что часто зависит и от органа, в котором наблюдается. Анэхогенные или гидрофильные структуры не имеют внутренних эхосигналов. Они представлены объектами, содержащими жидкостный компонент ( например, кистозными полостями). Анэхогенные структуры обладают высокой визуальной чувствительностью.
При различных патологических процессах эхогенность органов меняется, поэтому важно знать соотношение эхогенности различных органов между собой в норме.
В порядке уменьшения органы ранжируются:
1. Кость, газ.
2. Стенки сосудов.
3. Почечная лоханка.
4. Жир старых животных.
5. Предстательная железа.
6. Селезёнка.
7. Печень.
8. Мышцы.
9. Жир молодых животных.
10. Мозговое вещество почек.
11. Жидкости.
Рефракция - это изменение направления распространения ультразвуковых волн по мере их прохождения сквозь разные среды.
Затухание - уменьшение интенсивности ультразвукового луча во время его прохождения сквозь ткани.
Затухание прямо пропорционально частоте и проявляется сильнее, например, при прохождении сквозь жировую ткань. Благодаря данному явлению становится ясно, почему для исследования поверхностных тканей у животных, страдающих ожирением, могут использоваться ультразвуковые волны более низкой частоты
Глубина проникновения ультразвуковых волн
Частота (МГц) Глубина(см)
5,0 12-15
7,5 6-8
10 4
Ультразвуковой прибор
Ультразвуковой прибор главным образом состоит из панели управления и монитора либо в виде телевизионного, либо компьютерного экрана, а также датчиков.
Датчики определяют тип используемого прибора УЗИ.
1.Современный аппарат УЗИ
2.Портатипные аппараты УЗИ
Среди отечественных аппаратов хорошо зарекомендовали себя в ветеринарии сканеры УЗИ «Ультраскан» производимый предприятием «НПП «Ратекс» (г. Санкт-Петербург), и их новая модификация – сканеры УЗИ «Раскан».
Современный аппаратУЗИ
С помощью УЗИ ветеринарные врачи получили возможность визуальной оценки того или иного исследуемого органа. При этом существует возможность исследовать морфометрические показатели органа, и на основании полученных данных, дать заключение о его состоянии.
Портативный аппарат УЗИ
Портативный аппарат УЗИ появился лишь сравнительно недавно (около 10 лет назад). Оборудование такого класса способно достаточно информативно визуализировать различные органы. Но, несколько хуже, чем стационарные крупные аппараты. Данное оборудование экспертного класса является универсальным и малогабаритным аппаратом ультразвуковой диагностики с несколькими режимами работы. Среди них имеются: цветной; тканевой; энергетический с двумя направлениями; импульсно-волновой и постоянно-волновой допплер; 3D режим с динамичной визуализацией в реальном времени.
Виды датчиков
Типы датчиков
Ультразвуковой датчик является основной частью любого УЗИ аппарата. Он генерирует и воспринимает звуковые волны, используя принцип пьезоэлектрического эффекта, который был открыт в 1880 году Пьером и Жаком Кюри.
Ультразвуковые волны испускаются внутри датчика пьезоэлектрическим кристаллом, который выполняет две функции: он преобразует электрическую энергию в энергию звука и, наоборот, энергию звука в электрическую энергию.
Датчики классифицируются по типу, являются ли они механическими или электронными, а также в зависимости от формы поля, в котором появляется изображение.
В большинстве случаев контуры будущего поля определяются самим датчиком.
· Линейные датчики
Линейные датчики используют частоту 5-15 Мгц.
Преимуществом линейного датчика является полное соответствие исследуемого органа положению самого трансдюсора на поверхности тела.
Недостатком линейных датчиков является сложность обеспечения во всех случаях равномерного прилегания поверхности трансдюсора к коже пациента, что приводит к искажениям получаемого изображения по краям.
Также линейные датчики за счёт большей частоты позволяют получать изображение исследуемой зоны с высокой разрешающей способностью, однако глубина сканирования достаточно мала (не более 11 см).
Используются в основном для исследования поверхностно расположенных структур - щитовидной железы, молочных желёз, небольших суставов и мышц, а также для исследования сосудов.
· Конвексные датчики
Конвексный датчик использует частоту 1,8-7,5 МГц.
Имеет меньшую длину, поэтому добиться равномерности его прилегания к коже пациента более просто. Однако при использовании конвексных датчиков получаемое изображение по ширине на несколько сантиметров больше размеров самого датчика. Для уточнения анатомических ориентиров врач обязан учитывать это несоответствие.
За счёт меньшей частоты, глубина сканирования достигает 20-25 см.
Обычно используется для исследования глубоко расположенных органов - органы брюшной полости и забрюшинного пространства, мочеполовой системы, тазобедренные суставы.
· Секторный датчик
Секторный датчик работает на частоте 1,5-5 Мгц.
Имеет ещё большее несоответствие между размерами трансдюсора и получаемым изображением, поэтому используется преимущественно в тех случаях, когда необходимо с маленького участка тела получить большой обзор на глубине. Наиболее целесообразно использование секторного сканирования при исследовании, например, через межреберные промежутки.
Типичным применением секторного фазированного датчика является эхокардиография - исследование сердца.
Благодаря секторной фазированной решётке возможно изменение угла луча в плоскости сканирования, что позволяет заглянуть за рёбра, за глаза ( для исследования мозга).
· Внутриполостные датчики
К этим датчикам относятся вагинальные, ректальные, ректально- вагинальные.
Такой тип датчиков используется в области акушерства, гинекологии, урологии.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 1645; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!