Vysvetlenie ultrazvuku (sonografia)

Sonografia (synonymá: ultrazvuk, echografia) je diagnostický postup používaný v rádiológmi na vytvorenie prierezových obrazov takmer ľubovoľného orgánu v ktoromkoľvek rezu. Generovanie sonogramu spočíva v emitovaní vysokofrekvenčných zvukových vĺn na povrchu tela, ktoré sa odrážajú od vyšetrovaného tkaniva. Aj keď je sonografické vyšetrenie rádiologickým zákrokom, jeho drvivú väčšinu vykonávajú lekári v iných odboroch. Použitie sonografie je často prvým diagnostickým postupom pri vyšetrení pacienta, ale je možné ho použiť napríklad aj na sledovanie priebehu rôznych chorôb alebo v prenatálnej starostlivosti. Dôvodom rozsiahleho používania sonografie je relatívne nízke riziko poškodenia v porovnaní s konvenčnými Röntgen vyšetrenia. Prvú lekársku aplikáciu sonografie uskutočnil americký neurológ Karl Dussik v roku 1942. Základná myšlienka sonografie pochádzala z XNUMX. svetovej vojny, keď ultrazvuk na lokalizáciu ponoriek sa používali vlny.

postup

Princíp sonografie je založený na použití zvuku v rozsahu od 1 MHz do asi 20 MHz, ktorý je generovaný veľkým počtom kryštálových prvkov v ultrazvuk sonda cez piezoelektrický jav (výskyt elektrického napätia na pevnej látke, keď je elasticky deformovaná). Tieto kryštály sú umiestnené priamo vedľa meniča (kontaktná plocha v meniči). Zvukové linky sú generované kryštálmi v meniči. The hustota zvukových liniek určuje rozlišovaciu schopnosť generovaného sonogramu. Z tohto dôvodu sú zvukové vlny zoskupené a zaostrené, aby bol vytvorený obraz vernejší obrazu. Po generovaní zvukových vĺn z meniča sa stretávajú s rôznymi tkanivovými štruktúrami v tele, od ktorých sa odrážajú. To spôsobuje v tkanive energetický útlm, ktorý je silnejší, čím je vyšší frekvenčný rozsah vĺn. V dôsledku zvýšenej straty energie vo vysokofrekvenčnom rozsahu sa hĺbka penetrácie ultrazvukových vĺn v tkanive zmenšuje. Generovanú frekvenciu meničov však nie je možné ľubovoľne znížiť, pretože vyššie frekvencie sú spojené s kratšou vlnovou dĺžkou, a teda majú lepšiu rozlišovaciu schopnosť. Keď generovaná zvuková vlna narazí na štruktúru tkaniva, stupeň odrazu zvukovej vlny je priamo závislý od vlastností tkaniva. Každý typ tkaniva má iný počet reflexných štruktúr, ktoré sa líšia hustota a číslo. Aj keď sa odrazy vyskytujú v každom tkanive, do ktorého narážajú ultrazvukové vlny, je stále možné, že nie každá odrazená zvuková vlna vedie k dostatočne silnému signálu spätného rozptylu, ktorý je možné detegovať na sonograme. Ak dôjde k odrazu v tkanive, zvukové vlny sa čiastočne prenášajú späť do meniča, kde ich prijímajú kryštálové prvky. Prijaté informácie sa teraz spracúvajú pomocou tvarovača lúčov (metóda lokalizácie zdrojov zvuku) a odosielajú sa ďalej ako elektrické impulzy na digitalizáciu. Digitalizáciu vykonáva prijímač a po tomto procese sa sonogramy stanú viditeľnými na monitore. Pre šírenie ultrazvukových vĺn má rozhodujúci význam impedancia. Impedancia predstavuje jav, ktorý vzbudzuje obavy pri šírení všetkých zvukových vĺn a popisuje odpor, ktorý je proti šíreniu vĺn. Na zníženie javu impedancie sa pri sonografickom vyšetrení používa špecifický gél, ktorý zabraňuje odrážaniu zvuku vzdušnými priestormi medzi meničom a povrchom tela. Na zobrazenie prijatých ultrazvukových vĺn a na rekonštrukciu obrazu sa používajú nasledujúce systémy:

  • Metóda A-režimu (synonymum: metóda modulovaná amplitúdou): v tejto metóde, ktorá je technicky jednoduchou metódou na zobrazovanie echo signálov, je zobrazovacia funkcia založená na amplitúdovom posunutí jednotlivých ultrazvukových vĺn. Po odrazení a rozptýlení zvukových vĺn tkanivom dopadajú vracajúce sa ozveny na snímač a zobrazujú sa ako amplitúdy zapojené do série. Ako indikácia použitia procesu v režime A sa počíta napríklad kontrola kvality v zváranie technológia švov.
  • Metóda B-režimu (synonymum: metóda jasového režimu): Na rozdiel od amplitúdovo modulovanej metódy táto metóda produkuje dvojrozmerný rezový obraz, v ktorom je vymedzenie rôznych tkanivových štruktúr dosiahnuté rôznymi úrovňami jasu. Pri tejto metóde kóduje intenzita vracajúcich sa ultrazvukových vĺn obraz v šedých úrovniach. V závislosti na intenzite ozveny sú jednotlivé pixely elektronicky spracovávané s rôznou hustotou. Pomocou metódy B-režimu je možné spúšťať jednotlivé sonogramy ako animovanú sekvenciu obrázkov, takže túto metódu možno označiť aj ako metódu v reálnom čase. Tento dvojrozmerný postup v reálnom čase je možné spojiť s ďalšími postupmi, ako je napríklad M-režim alebo Dopplerovo sonografické vyšetrenie. Tvar snímača na skenovanie sa vykonáva konvexne tvarovaným skenerom.
  • Metóda M-režimu (synonymum: pohybový režim): táto metóda je predurčená na zaznamenávanie pohybových sekvencií, napríklad pri zaznamenávaní funkcie celého srdce alebo jeden ventil. Skenovanie sa vykonáva pomocou kruhového vektorového skenera, z ktorého sa lúče môžu šíriť rôznymi smermi.
  • Dopplerovské sonografické postupy (pozri nižšie Dopplerova sonografiaÚvod.
  • Multidimenzionálne aplikácie: V posledných rokoch boli ako ďalšie postupy zavedené trojrozmerné a štvorrozmerné sonografické vyšetrenie. Pomocou 3D postupu je možné vytvárať priestorové obrázky. 4D procedúra ponúka možnosť vykonať dynamické funkčné vyšetrenie napríklad zobrazením inej roviny v kombinácii s 3D procedúrou.

Okrem ďalšieho vývoja v oblasti multidimenzionálnej sonografie sa uskutočnil najmä ďalší vývoj v oblasti digitálneho spracovania signálu. Najmä vďaka zvýšenému výpočtovému výkonu procesorov ultrazvukového zariadenia je teraz možné presne oddeliť okolitý hluk od predtým generovaných zvukových vĺn, aby bolo možné zlepšiť rozlíšenie obrazu. Ďalej sa optimalizovalo použitie kontrastných látok na ultrazvukové vyšetrenie, čo viedlo k spresneniu sonografického vaskulárneho vyšetrenia. Ultrazvuk s kontrastom (CEUS) sa stal nepostrádateľným štandardom v liečbe malígnych chorôb. Postup zisťuje s väčšou istotou ako iné zobrazovacie techniky, či je nádor benígny alebo malígny. To platí najmä pre pevné orgány, ako napríklad pečeň, oblička a pankreasu. Počas chemoterapie, imunoterapia príp rádioterapia, CEUS možno použiť na zistenie, či terapie má zníženú alebo úplnú elimináciu perfúzie nádoru. Procedúru je teda možné použiť aj na terapie kontrola a počiatočná terapia monitoring.Kontrastná sonografia je postup prvej voľby u pacientov s nádorom, u ktorých oblička funkcia je obmedzená, a kardiostimulátor zabraňuje použitiu magnetickej rezonancie (MRI), je potrebné sa vyhnúť vystaveniu žiareniu, alebo jód alergie je prítomný. Medzi výhody sonografického vyšetrenia patria:

  • Jedná sa o nízkorizikový a bežne používaný postup s veľmi vysokým štandardom kvality, ktorý nevyžaduje vystavenie žiareniu, ktoré je nebezpečné zdravie.

Nevýhody sonografického vyšetrenia sú nasledujúce:

  • Pretože je to veľmi zložitý postup, štúdium považuje sa to pre lekára za ťažké. Z tohto dôvodu objektívnosť postupu sa považuje za nízku.
  • Okrem toho je rozlíšenie postupu nižšie ako napríklad počítačová tomografia.

Ďalej sú uvedené nasledujúce aplikácie ultrazvuku: