Основні режими і датчики в уз-сканері

Основні режими сканування на сучасних ультразвукових діагностичних сканерах: В-режим, кольорове доплерівське картування, енергетичне доплерівське картування, імпульсно-хвильової допплерівський режим, постійно-хвильової допплерівський режим (тільки для кардіологічних досліджень). Всі ці режими реалізовані на трьох основних типах датчиків: конвексних, лінійних, секторних фазованих. Знання основ фізики діагностичного ультразвуку, принципів настройки параметрів сканування в основних режимах, використання інформаційних технологій, реалізованих в сучасному обладнанні, дозволяє отримати максимальну діагностичну ефективність при проведенні ультразвукових досліджень.

В даний час на всіх УЗ сканерах є В-режим в реальному масштабі часу. Більшість приладів підтримують допплерівські режими: колірне і енергетичне доплерівське картування, імпульсно-хвильової допплерівський режим. Прилади, призначені для кардіологічних досліджень, як правило, мають постійно-хвильової допплерівський режим. Імпульсно-хвильової і постійно-хвильової допплерівські режими також називають спектральними. Нерідко замість терміна «допплерівський режим» використовують термін «допплер».

По-режим (від англійського слова Brightness - яскравість, іноді називають також 2D) є основним у всіх областях дослідження. Спробуємо дуже спрощено викласти фізику формування даного режиму. Надсилаються короткі імпульси, які відбиваються від кордонів середовищ з різним акустичним опором. Датчик переважно «слухає», менше «розмовляє». За часом пройшов від моменту посилки сигналу можна розрахувати відстань до об'єкту, що відображає, т.к відома швидкість поширення ультразвуку в тканинах. Інтенсивність відбитого сигналу кодується відтінками сірого кольору. П'єзоелементи працюють групами, які формують УЗ промінь на передачу і прийом. З променя формується «акустична рядок» (орієнтована вертикально). Потім активна група зміщується, формується наступний рядок. Через підрядник формується один кадр зображення в В-режимі.

Мал. 1. Зображення на моніторі УЗ-сканера в B-режимі

M-режим (від англійського слова motion - рух). Даний режим дозволяє отримати інформацію про зміну положення рухомих структур в форматі одновимірного зображення. На осі ординат фіксується відстань від датчика до досліджуваної анатомічної структури, а на осі абсцис - час дослідження. Амплітуда відбитого ехосигналу кодується відтінками сірого кольору.

Мал. 2. Дослідження мітрального клапана серця в M-режимі УЗ-сканера

M-режим історично був довгий час єдиним в УЗ дослідженнях серця, а в даний час використовується в комплексі з іншими режимами. Цей метод дає можливість точно оцінити швидкість і амплітуду переміщення структур серця за рахунок високої тимчасової роздільної здатності.

допплерівські режими
В основі даних режимів візуалізації лежить ефект Доплера - зміна частоти під впливом руху джерела, що створює звук, щодо приймача. Названий по імені австрійського фізика і астронома Крістіана Андреаса Допплера, який в середині 19 століття відкрив даний ефект. В УЗ діагностиці допплерівські режими дозволяють отримати параметри кровотоку на основі вимірювання зміни частоти відбитого сигналу від еритроцитів. На основі отриманих даних можна отримати інформацію про напрямок руху кровотоку (до датчика або від датчика), швидкості кровотоку і т. Д. Результати можуть бути представлені в декількох видах: у вигляді специфічних графіків - спектральний допплерівський режим, у вигляді звуку (як правило доповнення до відображення допплерівського спектра), і у вигляді колірної кодування. Нерідко допплерівські режими називають просто терміном «допплер».

Спектральний допплерівський режим. На графіку (вісь X - час, вісь Y - швидкість потоку), розділеному за допомогою ізолінії (базової лінії) на дві частини, відображається зміна швидкості кровотоку (або допплерівського зсуву частот) в часі. Догори від базової лінії відображаються сигнали від кровотоку спрямованого до датчика, а в нижній - йдуть від датчика. Спектральний допплерівський режим буває постійно-хвильовим (CW - continuous wave) і імпульсно-хвильовим (PW - pulse wave). Перший варіант оптимально підходить точного вимірювання високих швидкостей кровотоку, але має недолік - реєстрація допплерівського сигналу здійснюється майже по всій протяжності УЗ променя (низький дозвіл за глибиною). Другий - для оцінки параметрів кровотоку на заданій глибині в так званому контрольному обсязі; недоліком є обмежений діапазон вимірюваних швидкостей.

Кольорове доплерівське картування (КДК). У режимі КДК кровотік спрямований до датчика кодується відтінками червоного кольору в залежності від швидкості, від датчика - відтінками синього кольору. Кольорове картування - дуже наочний і зручний метод, оскільки дозволяє візуалізувати просвіт судини і швидко отримати наочну інформацію про характер кровотоку.

Енергетичне доплерівське картування (ЕДК, синонім - ангіорежім). ЕДК - різновид колірного картування кровотоку, в якому на відміну від ЦДК використовує інший компонент відбитого сигналу - дані про амплітуду відбитого допплерівського сигналу. Як правило інтенсивність кровотоку кодується відтінками помаранчевого кольору. Віддалено режим ЕДК можна порівняти з рентген-контрастної ангіографією. Однією з особливостей енергетичного доплера є те, що він більш чутливий до низьких швидкостей кровотоку, в т. Ч. В дрібних судинах, дозволяє краще оцінити васкуляризацію паренхіматозних органів і патологічних утворень. Також даний режим є менш «уголзавісімим» в порівнянні з КДК (менше значення має кут між напрямком допплерівського променя і напрямом потоку крові).

Основні типи датчиків
На сьогоднішній день основними є три типи датчиків: лінійні, конвексний (і їх різновид - мікроконвексний), секторні фазовані.

Мал. 1. Лінійка конвексних датчиків одного виробника УЗД-апаратів

Мал. 2. Лінійні датчики для УЗД

Мал. 3. Фазовані датчики для УЗ-апарату

Все розмаїття датчиків, представлених на ринку діагностичної апаратури, є похідним від цих трьох основних типів.

Налаштування В-режиму
Для отримання і оптимізації зображення в В-режимі можна використовувати різні функції налаштовувати такі параметри:

Freeze - перемикання Реальний час / Стоп-кадр,
кінопетля,
Глибина сканування,
Фокусна зона (положення і кількість),
Загальне посилення (Gain),
посилення по глибині TGC,
Автоматична оптимізація зображення,
Мітка орієнтації на датчику (зміна орієнтації зображення),
Розмір сектора сканування,
Частота сканування,
Тканинне гармонійне зображення (включаючи зміну частоти гармоніки і перемикання видів гармоніки),
Складений багатопроменеве сканування,
Адаптивна обробка зображення,
Трапецієвидний режим (віртуальний конвекс),
Локальне збільшення Zoom (в т. Ч. З підвищеною щільністю променів)

Багато з вищевказаних функцій і параметрів сканування є універсальними, т. Е. Застосовуються і в інших режимах сканування.

Налаштування М-режиму
В М-режимі використовується майже всі налаштування В-режиму, і частіше за все:

Загальне посилення (Gain),
глибина,
частота сканування

Налаштування КДК / ЕДК
У цих режимах найчастіше використовуються наступні настройки:

Загальне посилення,
Розмір і положення зони інтересу,
Нахил зони інтересу (на лінійних датчиках),
Частота повторення імпульсів (PRF, шкала швидкостей)

Налаштування спектральних допплерівських режимів
Перш за все використовуються:

Положення і розмір контрольного обсягу (тільки для імпульсно-хвильового доплера),
Коригування допплерівського кута,
Нахил допплерівського променя (на лінійних датчиках),
Базова лінія,
Частота повторення імпульсів (PRF, шкала швидкостей),
Автооптімізація,
інверсія спектра

Практична експлуатація УЗ сканера
Для спрощення роботи на всіх сучасних УЗ сканерах існують так звані «предустановки», це сукупність заданих параметрів сканування, оптимальних для проведення будь-якої спеціалізованої дослідження (наприклад кардіологічного, абдомінального, поверхневих органів і т. П.). Туди ж входять спеціалізовані вимірювання, шаблони написів, мінііконкі області дослідження і т. П. Заводські предустановки можна змінювати або створювати і зберігати свої.

Хоча на сьогоднішній день не існує доведеного негативного впливу діагностичного ультразвуку на тканини і органу, слід пам'ятати про потенційний ризик такого впливу. Ризик механічного впливу відображається на екрані приладу у вигляді механічного індексу MI, ризик термального ушкодження - термальним індексом TI.

Не варто забувати про загальні моменти правильної експлуатації УЗ сканера. ВУкаіни в умовах нестабільної роботи електромереж необхідне підключення приладу (особливо стаціонарного) через джерело безперебійного живлення, характеристики якого потрібно уточнювати у виробника УЗ апарату. Ознайомтесь з розділом інструкції, присвяченому догляду за вашим приладом. Одна з найчастіших проблем - фахівці забувають чистити повітряні фільтри сканера. Дуже важливо зберігати додаються до приладу диски з програмним забезпеченням, ключі і коди додаткових опцій.

висновок
Розуміння принципу роботи ультразвукового діагностичного сканера, знання основ фізики ультразвуку і його взаємодії з тканинами і органами допоможуть уникнути механічного, бездумного використання приладу, і, отже, більш грамотно підходити до процесу діагностики.

Ковинєв А. В.
Експерт з ультразвукової діагностичної апаратури ТОВ «Приватна Медицина» Лікар УЗД ГКГ МВС РФ