Metodi di ricerca ad ultrasuoni
1. Il concetto di KM
Ultra onde sonore sono oscillazioni elastiche del mezzo con una frequenza superiore all'intervallo udibile dall'uomo suoni - sopra i 20 kHz. Il limite superiore delle frequenze ultrasoniche può essere considerato 1 - 10 GHz. Questo limite è determinato dalle distanze intermolecolari e dipende quindi dallo stato di aggregazione della sostanza in cui si propagano le onde ultrasoniche. Hanno un'elevata capacità di penetrazione e attraversano i tessuti corporei che non lo consentono luce visibile. Le onde ultrasoniche sono classificate come radiazioni non ionizzanti e nel range utilizzato in diagnostica non causano cause significative effetti biologici. In termini di intensità media, la loro energia non supera quando si utilizzano impulsi brevi di 0,01 W/cm 2 . Pertanto, non ci sono controindicazioni allo studio. La stessa procedura diagnostica ecografica è breve, indolore e può essere ripetuta più volte. L'installazione ad ultrasuoni occupa poco spazio, non richiede alcuna protezione. Può essere utilizzato per esaminare sia pazienti ricoverati che ambulatoriali.
Pertanto, il metodo ad ultrasuoni è un metodo per determinare a distanza la posizione, la forma, le dimensioni, la struttura e i movimenti di organi e tessuti, nonché i focolai patologici utilizzando la radiazione ultrasonica. Garantisce che vengano registrati anche i più piccoli cambiamenti di densità. mezzi biologici. Nei prossimi anni diventerà probabilmente la modalità di imaging tradizionale nella medicina diagnostica. Per la sua semplicità, innocuità ed efficacia, nella maggior parte dei casi, dovrebbe essere utilizzato fasi iniziali processo diagnostico.
Per generare gli ultrasuoni vengono utilizzati dispositivi chiamati emettitori di ultrasuoni. I più diffusi sono gli emettitori elettromeccanici basati sul fenomeno dell'effetto piezoelettrico inverso. L'effetto piezoelettrico inverso consiste nella deformazione meccanica dei corpi sotto l'azione di campo elettrico. La parte principale di un tale radiatore è una piastra o asta costituita da una sostanza con proprietà piezoelettriche ben definite (quarzo, sale di Rochelle, materiale ceramico a base di titanato di bario, ecc.). Gli elettrodi vengono depositati sulla superficie della piastra sotto forma di strati conduttivi. Se applicato agli elettrodi, una variabile tensione elettrica dal generatore, quindi la piastra, per effetto piezoelettrico inverso, inizierà a vibrare irradiando un'onda meccanica della frequenza corrispondente.
L'effetto maggiore della radiazione delle onde meccaniche si verifica quando viene soddisfatta la condizione di risonanza. Quindi, per piastre con uno spessore di 1 mm, la risonanza avviene per il quarzo ad una frequenza di 2,87 MHz, sale di Rochelle - 1,5 MHz e titanato di bario - 2,75 MHz.
È possibile creare un ricevitore a ultrasuoni basato sull'effetto piezoelettrico (effetto piezoelettrico diretto). In questo caso, sotto l'azione di un'onda meccanica (onda ultrasonica), si verifica una deformazione del cristallo che porta alla generazione di un campo elettrico alternato durante l'effetto piezoelettrico; è possibile misurare la tensione elettrica corrispondente.
L'uso degli ultrasuoni in medicina è associato alle peculiarità della sua distribuzione e alle proprietà caratteristiche. Consideriamo questa domanda. Per la sua natura fisica, gli ultrasuoni, come il suono, sono un'onda meccanica (elastica). Tuttavia, la lunghezza d'onda degli ultrasuoni è molto più piccola della lunghezza d'onda del suono. La diffrazione delle onde dipende essenzialmente dal rapporto tra la lunghezza d'onda e le dimensioni dei corpi su cui l'onda si diffrange. Un corpo "opaco" di 1 m non costituirà un ostacolo per un'onda sonora di 1,4 m di lunghezza, ma diventerà un ostacolo per un'onda ultrasonica di 1,4 mm di lunghezza, apparirà una "ombra ultrasonica" . Ciò consente in alcuni casi di non tenere conto della diffrazione delle onde ultrasoniche, considerando queste onde come raggi durante la rifrazione e la riflessione, analogamente alla rifrazione e riflessione dei raggi luminosi).
La riflessione degli US al confine di due mezzi dipende dal rapporto tra le loro impedenze d'onda. Pertanto, gli ultrasuoni si riflettono bene ai confini del muscolo - periostio - osso, sulla superficie degli organi cavi, ecc. Pertanto, è possibile determinare la posizione e la dimensione di inclusioni eterogenee, cavità, organi interni, ecc. (US posizione). Nella localizzazione ad ultrasuoni vengono utilizzate sia la radiazione continua che quella pulsata. Nel primo caso, la ricerca onda stazionaria, derivante dall'interferenza delle onde incidenti e riflesse dall'interfaccia. Nel secondo caso si osserva l'impulso riflesso e si misura il tempo di propagazione degli ultrasuoni verso l'oggetto studiato e ritorno. Conoscendo la velocità di propagazione degli ultrasuoni, determinare la profondità dell'oggetto.
La resistenza alle onde (impedenza) dei mezzi biologici è 3000 volte maggiore della resistenza alle onde dell'aria. Pertanto, se si applica un emettitore di ultrasuoni al corpo umano, gli ultrasuoni non penetreranno all'interno, ma verranno riflessi a causa di un sottile strato d'aria tra l'emettitore e l'oggetto biologico. Per eliminare lo strato d'aria, la superficie dell'emettitore di ultrasuoni viene ricoperta da uno strato di olio.
La velocità di propagazione delle onde ultrasoniche e il loro assorbimento dipendono in modo significativo dallo stato del mezzo; Questa è la base per l'uso degli ultrasuoni per studiare le proprietà molecolari di una sostanza. Studi di questo tipo sono oggetto dell'acustica molecolare.
2. Sorgente e ricevitore della radiazione ultrasonica
La diagnosi ecografica viene eseguita utilizzando un'unità ad ultrasuoni. È un dispositivo complesso e allo stesso tempo abbastanza portatile, è realizzato sotto forma di dispositivo fisso o mobile. Per generare gli ultrasuoni vengono utilizzati dispositivi chiamati emettitori di ultrasuoni. La sorgente e il ricevitore (sensore) delle onde ultrasoniche in tale installazione è una piastra piezoceramica (cristallo) posizionata nell'antenna (sonda sonora). Questa piastra è un trasduttore ad ultrasuoni. Variabile elettricità cambia la dimensione della piastra, eccitando così le vibrazioni ultrasoniche. Le vibrazioni utilizzate per la diagnostica hanno una lunghezza d'onda corta, che consente di formare da esse un raggio stretto, diretto alla parte del corpo esaminata. Le onde riflesse vengono percepite dalla stessa piastra e convertite in segnali elettrici. Questi ultimi vengono alimentati ad un amplificatore ad alta frequenza e ulteriormente elaborati e presentati all'utente sotto forma di un'immagine unidimensionale (sotto forma di curva) o bidimensionale (sotto forma di immagine). Il primo è chiamato ecogramma e il secondo ecografia (ecografia) o ecografia.
La frequenza delle onde ultrasoniche viene selezionata in base allo scopo dello studio. Per le strutture profonde vengono utilizzate frequenze più basse e viceversa. Ad esempio, le onde con una frequenza di 2,25-5 MHz vengono utilizzate per studiare il cuore, 3,5-5 MHz in ginecologia e 10-15 MHz per l'ecografia dell'occhio. Nelle strutture moderne vengono sottoposti a ecografia ed ecografia analisi informatica secondo programmi standard. Le informazioni vengono stampate in formato alfabetico e digitale, è possibile registrarle su videocassetta, anche a colori.
Tutti i dispositivi ad ultrasuoni, ad eccezione di quelli basati sull'effetto Doppler, funzionano in modalità ecolocalizzazione a impulsi: viene emesso un breve impulso e viene percepito il segnale riflesso. A seconda degli obiettivi dello studio, utilizzare diversi tipi sensori. Alcuni di essi sono progettati per la scansione dalla superficie del corpo. Altri sensori sono collegati a una sonda endoscopica e vengono utilizzati nell'esame intracavitario, anche in combinazione con l'endoscopia (endosonografia). Questi sensori, così come le sonde progettate per la localizzazione ad ultrasuoni tavolo operativo consentire la sterilizzazione.
Secondo il principio di funzionamento, tutti i dispositivi ad ultrasuoni sono divisi in due gruppi: eco a impulsi e Doppler. I dispositivi del primo gruppo vengono utilizzati per determinare le strutture anatomiche, la loro visualizzazione e misurazione. I dispositivi del secondo gruppo consentono di ottenere una caratteristica cinematica dei processi che si verificano rapidamente: flusso sanguigno nei vasi, contrazioni cardiache. Tuttavia, questa divisione è condizionata. Esistono installazioni che consentono di studiare contemporaneamente sia parametri anatomici che funzionali.
3. Oggetto dell'esame ecografico
Grazie alla sua innocuità e semplicità, il metodo ad ultrasuoni può essere ampiamente utilizzato nell'esame della popolazione durante gli esami medici. È indispensabile nello studio dei bambini e delle donne incinte. In clinica viene utilizzato per rilevare cambiamenti patologici nelle persone malate. Per l'esame del cervello, degli occhi, della tiroide e ghiandole salivari, ghiandola mammaria, cuore, reni, donne incinte con un periodo superiore a 20 settimane. addestramento speciale non richiesto.
Il paziente viene esaminato con una diversa posizione del corpo e una diversa posizione della sonda manuale (sensore). In questo caso, il medico di solito non si limita alle posizioni standard. Modificando la posizione del sensore, cerca di ottenere le informazioni più complete sullo stato degli organi. La pelle sopra la parte del corpo da esaminare viene lubrificata con un agente ultrasonico ben trasmesso per un migliore contatto (vaselina o gel speciale).
L'attenuazione degli ultrasuoni è determinata dalla resistenza ultrasonica. Il suo valore dipende dalla densità del mezzo e dalla velocità di propagazione dell'onda ultrasonica al suo interno. Giunto al confine di due mezzi con diversa impedenza, il fascio di queste onde subisce una modifica: parte di esso continua a propagarsi nel nuovo mezzo, e parte viene riflesso. Il coefficiente di riflessione dipende dalla differenza di impedenza dei mezzi in contatto. Maggiore è la differenza di impedenza, maggiore è la quantità di onde riflesse. Inoltre il grado di riflessione è legato all'angolo di incidenza delle onde sul piano adiacente. La riflessione più grande avviene quando angolo retto autunno. A causa della riflessione quasi completa delle onde ultrasoniche al confine di alcuni mezzi, l'esame ecografico deve occuparsi di zone "cieche": si tratta di polmoni pieni d'aria, intestino (se è presente gas), aree di tessuto situate dietro le ossa . Sul bordo tessuto muscolare e le ossa vengono riflesse fino al 40% delle onde, e al confine dei tessuti molli e del gas - quasi il 100%, poiché il gas non conduce le onde ultrasoniche.
Più comune in pratica clinica hanno trovato tre metodi di diagnostica ecografica: esame unidimensionale (ecografia), esame bidimensionale (scansione, ecografia) e dopplerografia. Tutti si basano sulla registrazione dei segnali eco riflessi dall'oggetto.
1) Ecografia unidimensionale
Un tempo, il termine "ecografia" significava qualsiasi ecografia, ma in l'anno scorso si chiama principalmente il metodo della ricerca unidimensionale. Ne esistono due varianti: metodo A e metodo M. Nel metodo A il sensore si trova in una posizione fissa per registrare il segnale dell'eco nella direzione della radiazione. I segnali di eco sono presentati in una forma unidimensionale, come segni di ampiezza sull'asse del tempo. Da qui, a proposito, il nome del metodo. Viene da parola inglese ampiezza. In altre parole, il segnale riflesso forma una figura sotto forma di picco su una linea retta sullo schermo dell'indicatore. Il picco iniziale sulla curva corrisponde al momento della generazione dell'impulso ultrasonico. I picchi ripetuti corrispondono agli echi provenienti dalle strutture anatomiche interne. L'ampiezza del segnale visualizzato sullo schermo caratterizza l'entità della riflessione (a seconda dell'impedenza) e il tempo di ritardo relativo all'inizio dello scansione caratterizza la profondità della disomogeneità, cioè la distanza dalla superficie corporea al tessuti che riflettevano il segnale. Pertanto, il metodo unidimensionale fornisce informazioni sulle distanze tra gli strati di tessuto lungo il percorso di un impulso ultrasonico.
Il metodo A ha conquistato una posizione di rilievo nella diagnosi delle malattie del cervello, dell'organo della vista e del cuore. Nella clinica di neurochirurgia viene utilizzata sotto il nome di ecoencefalografia per determinare le dimensioni dei ventricoli del cervello e la posizione delle strutture diencefaliche mediane. Spostamento o scomparsa del picco corrispondente a strutture intermedie, indica la presenza di un focolaio patologico all'interno del cranio (tumore, ematoma, ascesso, ecc.). Lo stesso metodo chiamato "eco-oftalmografia" viene utilizzato nella clinica delle malattie degli occhi per studiare la struttura bulbo oculare, opacità vitreali, distacchi di retina o coroide, per la localizzazione nell'orbita di un corpo estraneo o di un tumore. IN ambulatorio cardiologico L’ecocardiografia valuta la struttura del cuore. Ma qui usano una varietà del metodo A - il metodo M (dall'inglese motion - movimento).
Anche nel metodo M il sensore si trova in una posizione fissa. L'ampiezza del segnale eco cambia quando viene registrato un oggetto in movimento (cuore, vaso). Se l'ecogramma viene spostato leggermente ad ogni impulso di sondaggio successivo, si ottiene un'immagine sotto forma di curva, chiamata ecogramma M. La frequenza di invio degli impulsi ultrasonici è elevata: circa 1000 per 1 s e la durata dell'impulso è molto breve, solo 1 μs. Pertanto, il sensore funziona solo nello 0,1% dei casi come emettitore e nel 99,9% come dispositivo ricevente. Il principio del metodo M è che gli impulsi di corrente elettrica generati nel sensore vengono trasmessi all'unità elettronica per l'amplificazione e l'elaborazione, e quindi emessi al tubo a raggi catodici del monitor video (ecocardiografia) o al sistema di registrazione - registratore (ecocardiografia).
2) Scansione ad ultrasuoni(ecografia)
La scansione ad ultrasuoni fornisce un'immagine bidimensionale degli organi. Questo metodo è noto anche come metodo B (dall'inglese brillante -luminosità). L'essenza del metodo è spostare il raggio ultrasonico sulla superficie del corpo durante lo studio. Ciò garantisce la registrazione dei segnali simultaneamente o in sequenza da molti punti dell'oggetto. La serie di segnali risultante viene utilizzata per formare un'immagine. Appare sullo schermo indicatore e può essere registrato su carta o pellicola polaroid. Questa immagine può essere studiata con l'occhio, oppure può essere sottoposta ad elaborazione matematica, determinando le dimensioni: area, perimetro, superficie e volume dell'organo studiato.
Durante la scansione ad ultrasuoni, la luminosità di ciascun punto luminoso sullo schermo indicatore dipende direttamente dall'intensità del segnale eco. Un'eco forte provoca un punto luminoso sullo schermo, mentre i segnali deboli causano fenomeni diversi sfumature grigie, fino al nero (sistema in scala di grigi). Sui dispositivi con tale indicatore, le pietre appaiono di un bianco brillante e le formazioni contenenti liquido appaiono nere.
La maggior parte dei dispositivi ad ultrasuoni consente la scansione con un raggio d'onda di diametro relativamente grande e con un frame rate elevato al secondo, quando il tempo di movimento del raggio ultrasonico è molto inferiore al periodo di movimento degli organi interni. Ciò consente l'osservazione diretta dei movimenti degli organi (contrazioni e rilassamenti del cuore, movimenti respiratori degli organi, ecc.) sullo schermo indicatore. Si dice che tali studi siano condotti in tempo reale (studio "in tempo reale").
L'elemento più importante scanner ad ultrasuoni, che fornisce una modalità operativa in tempo reale, è un blocco di memoria digitale intermedio. In esso, l'immagine ecografica viene convertita in digitale e si accumula man mano che i segnali vengono ricevuti dal sensore. Allo stesso tempo, l'immagine viene letta dalla memoria da un dispositivo speciale e presentata alla velocità richiesta sullo schermo televisivo. La memoria intermedia ha un altro scopo. Grazie a lei l'immagine ha un carattere in scala di grigi, lo stesso della radiografia. Ma la gamma di gradazioni colore grigio alla radiografia non supera 15-20 e nell'unità ad ultrasuoni raggiunge 64 livelli. La memoria digitale intermedia consente di fermare l'immagine di un organo in movimento, cioè di creare un "fermo immagine" e di studiarlo attentamente sullo schermo del monitor televisivo. Se necessario, questa immagine può essere catturata su pellicola o carta polaroid. Puoi registrare i movimenti dell'organo su supporto magnetico: disco o nastro.
3) Dopplerografia
La dopplerografia è una delle più eleganti tecniche strumentali. Si basa sul principio Doppler. Si afferma che la frequenza di un'eco riflessa da un oggetto in movimento è diversa dalla frequenza di un segnale emesso. La sorgente delle onde ultrasoniche, come in qualsiasi installazione ad ultrasuoni, è un trasduttore ultrasonico. È immobile e forma uno stretto fascio di onde diretto all'organo in esame. Se questo organo si muove durante il processo di osservazione, la frequenza delle onde ultrasoniche che ritornano al trasduttore differisce dalla frequenza delle onde primarie. Se un oggetto si muove verso un sensore fermo, incontra più onde ultrasoniche nello stesso periodo di tempo. Se l'oggetto si allontana dal sensore, ci sono meno onde.
La dopplerografia è una metodica diagnostica ecografica basata sull'effetto Doppler. L'effetto Doppler è un cambiamento nella frequenza delle onde ultrasoniche percepite dal sensore, che si verifica a causa del movimento dell'oggetto studiato rispetto al sensore.
Esistono due tipi di studi Doppler: continui e pulsati. Nel primo, la generazione delle onde ultrasoniche viene effettuata in modo continuo da un elemento piezocristallino, mentre la registrazione delle onde riflesse viene effettuata da un altro. Nell'unità elettronica del dispositivo vengono confrontate due frequenze di vibrazioni ultrasoniche: dirette al paziente e riflesse da lui. Lo spostamento di frequenza di queste oscillazioni viene utilizzato per giudicare la velocità di movimento delle strutture anatomiche. L'analisi dello spostamento di frequenza può essere eseguita acusticamente o utilizzando registratori.
L'ecografia Doppler continua è un metodo di ricerca semplice ed economico. È più efficace in caso di flussi sanguigni elevati, che si verificano, ad esempio, nelle aree di vasocostrizione. Tuttavia, questo metodo presenta uno svantaggio significativo. La variazione della frequenza del segnale riflesso non è dovuta solo al movimento del sangue nel vaso esaminato, ma anche a qualsiasi altra struttura in movimento che si trova sul percorso dell'onda ultrasonica incidente. Pertanto, con l'ecografia Doppler continua, viene determinata la velocità totale di movimento di questi oggetti.
La Pulse Dopplerografia è esente da questo inconveniente. Ti permette di misurare la velocità dato dal medico area del volume di controllo. Le dimensioni di questo volume sono piccole - solo pochi millimetri di diametro, e la sua posizione può essere fissata arbitrariamente dal medico in base al compito specifico dello studio. In alcuni dispositivi, la velocità del flusso sanguigno può essere determinata simultaneamente in diversi volumi di controllo, fino a 10. Tali informazioni riflettono quadro completo flusso sanguigno nell'area esaminata del corpo del paziente. Segnaliamo, tra l'altro, che lo studio della velocità del flusso sanguigno è talvolta chiamato fluorometria ad ultrasuoni.
I risultati di uno studio Doppler pulsato possono essere presentati al medico in tre modi: sotto forma di indicatori quantitativi della velocità del flusso sanguigno, sotto forma di curve e uditivamente, cioè come segnali acustici all'uscita del suono. L'emissione sonora consente di differenziare all'orecchio un flusso sanguigno omogeneo, regolare, laminare e un flusso sanguigno turbolento a vortice in un vaso patologicamente alterato. Quando scritto su carta, il flusso sanguigno laminare è caratterizzato da una curva sottile, mentre il flusso sanguigno vorticoso viene visualizzato come una curva ampia e disomogenea.
Le maggiori opportunità differiscono dalle installazioni per la dopplerografia bidimensionale in tempo reale. Forniscono l'implementazione di una tecnica speciale, chiamata angiodinografia. In questi dispositivi, attraverso complesse trasformazioni elettroniche, si ottiene la visualizzazione del flusso sanguigno nei vasi e nelle camere del cuore. In questo caso, il sangue che si muove verso il sensore è colorato di rosso e dal sensore di blu. L'intensità del colore aumenta con l'aumento della velocità del flusso sanguigno. Gli scanogrammi bidimensionali contrassegnati (codificati) con il colore sono chiamati angiodinogrammi.
La dopplerografia viene utilizzata in clinica per studiare la forma, i contorni e gli spazi vuoti. vasi sanguigni. La parete fibrosa del vaso è un buon riflettore delle onde ultrasoniche ed è quindi chiaramente visibile negli ecografie. Ciò consente di rilevare il restringimento e la trombosi dei vasi sanguigni, le singole placche aterosclerotiche in essi contenute, i disturbi del flusso sanguigno e determinare lo stato della circolazione collaterale.
Di particolare importanza negli ultimi anni è la combinazione di ecografia ed ecografia Doppler (la cosiddetta ecografia duplex). Con esso si ottiene sia un'immagine dei vasi (informazioni anatomiche) sia una registrazione della curva del flusso sanguigno in essi (informazioni fisiologiche). Esiste la possibilità di un esame diretto non invasivo per la diagnosi delle lesioni occlusali vari vasi con valutazione simultanea del flusso sanguigno in essi. Pertanto, monitorano il riempimento sanguigno della placenta, le contrazioni del cuore nel feto, la direzione del flusso sanguigno nelle camere del cuore, determinano il flusso inverso del sangue nel sistema vena porta, calcolare il grado di stenosi della nave, ecc.
L'esame ecografico (ultrasuoni) è uno dei metodi diagnostici comuni che utilizza le onde ultrasoniche per ottenere immagini degli organi interni di una persona. A differenza di altri metodi simili, gli ultrasuoni non causano disagio e impatto negativo sul corpo.
Preparazione del paziente per un'ecografia
Per prestazioni ottimali diagnosi accurata mediante ecografia, il paziente deve eseguire una serie di manipolazioni e prescrizioni prima dell'ecografia, vale a dire:
Il processo ad ultrasuoni
All'ora designata personale medico invita il paziente a sedersi su un divano speciale.
- stomaco;
- ghiandola mammaria;
- eccetera.
Il medico tratta la pelle del soggetto con un gel speciale, che aiuta a condurre qualitativamente le onde ultrasoniche attraverso il corpo. Inoltre, in vari punti del corpo del paziente, il medico preme un sensore sensibile, che trasmette l'immagine degli organi interni sul monitor dell'apparecchio.
Il costo degli ultrasuoni
Il costo di un esame ecografico dipende da una serie di fattori che vengono stabiliti individualmente, in base alla tecnica utilizzata e alla diagnosi del paziente. Maggiori dettagli dai nostri specialisti.
Indubbiamente, ogni persona cerca di più modi migliori studio del suo corpo. Ecco perché siamo pronti ad aiutarti. Per fare ciò, è necessario contattare i nostri specialisti per un consiglio compilando.
Riferimento: Le onde ultrasoniche sono onde sonore con una frequenza superiore a 20 kilohertz. Usa gli ultrasuoni per navigare nello spazio i pipistrelli e delfini. Gli ultrasuoni hanno trovato la loro applicazione in molti ambiti della vita umana: per l'analisi della struttura del metallo e dell'ecolocalizzazione fondale marino, nel trasporto aereo e nella pesca, nella pratica quotidiana di un ispettore della polizia stradale, ecc. Dal 1956, le onde ultrasoniche vengono utilizzate per determinare varie malattie.
Uzi è...
L'esame ecografico (ultrasuoni) è uno studio dello stato di organi e tessuti utilizzando onde ultrasoniche. L'esame ecografico si basa sulla capacità degli ultrasuoni di essere riflessi da organi interni e tessuti di varia densità, che appaiono come un'immagine sullo schermo dello scanner. Questo metodo esamina quegli organi che non contengono aria.
L'ecografia è uno dei metodi diagnostici più comuni grazie alla sua sicurezza. Gli ultrasuoni utilizzati nell'apparecchio sono completamente innocui. Non ne evoca alcuno effetti collaterali e ancora più danni. L'esame ecografico è molto più sicuro rispetto ai raggi X e in molti casi consente la diagnosi più accurata della malattia.
Vantaggi degli ultrasuoni
Il metodo ad ultrasuoni presenta numerosi vantaggi rispetto ad altri metodi simili. Questo:
Sicurezza e indolore
Multifunzionalità
(usando le onde ultrasoniche, puoi vedere quasi tutti gli organi interni durante una visita dal medico).
Rapidità
(Riceverai un referto ecografico 5-10 minuti dopo la fine dell'esame).
Come viene eseguita un'ecografia?
Tutti gli esami ecografici vengono eseguiti, di norma, quando il paziente è sdraiato sul lettino. Il medico applica un gel trasparente sulla pelle del paziente per creare il contatto più stretto, poiché l'aria non conduce gli ultrasuoni e li spegne anche prima che i raggi penetrino nei tessuti del paziente, il che peggiora drasticamente l'immagine degli organi. Dopo aver applicato il gel, il medico esegue un'ecografia con uno speciale sensore che emette onde ultrasoniche e riceve onde riflesse.
Tipi di ultrasuoni. I loro obiettivi. Preparazione.
Di seguito sono riportati i tipi ricerca sugli ultrasuoni, lo scopo della loro applicazione e formazione in esso:
1. Ecografia degli organi addominali (fegato, cistifellea, pancreas, milza)
Prodotto per valutare le dimensioni e la struttura di questi organi, consente di identificarli anomalie congenite patologia dello sviluppo, diffusa e focale organi parenchimali(fegato, pancreas, milza), valutare lo stato delle pareti della colecisti (presenza di alterazioni infiammatorie, alterazioni associate a disordini metabolici, identificare la presenza di formazioni occupanti spazio (polipi e formazioni maligne), valutare lo stato della cavità della cistifellea (presenza di calcoli, ecc.), lo stato delle vie biliari, i vasi sanguigni cavità addominale e i linfonodi retroperitoneali, la funzione motoria della cistifellea, traggono indirettamente una conclusione sulle malattie dello stomaco e dell'intestino.
Preparazione per l'ecografia degli organi addominali: prima di esaminare gli organi addominali, è necessario astenersi dal mangiare qualsiasi liquido, nicotina e inoltre non masticare gomma da masticare 6-8 ore prima dello studio. Idealmente, questa ecografia dovrebbe essere eseguita rigorosamente a stomaco vuoto al mattino.
2. Ecografia del sistema urinario (reni, ureteri, vescica)
Consente di valutare le dimensioni degli organi, la struttura del parenchima renale, lo stato del sistema pielocaliceale (escrezione delle urine) dei reni, lo stato delle pareti e della cavità della vescica, per identificare patologie diffuse e focali dei reni, la presenza di calcoli (calcoli) in tutti i reparti sistema urinario e anomalie congenite dello sviluppo.
COME preparazione per gli ultrasuoni sistema urinario, bere 600-700 ml di qualsiasi liquido (non gassato) 1 ora prima dell'ecografia e non urinare per 1 ora. Puoi mangiare e bere.
3. Ultrasuoni del sistema riproduttivo nelle donne
Consente di valutare le dimensioni e la struttura dell'utero, tube di Falloppio e ovaie, per identificare malformazioni congenite, cisti, focali, nodulari e forme diffuse malattie, identificare disturbi ormonali, osservare il processo di maturazione e rilascio dell'ovulo (follicologenesi), trarre una conclusione sulle cause dell'infertilità, diagnosticare la gravidanza in termine anticipato, così come la patologia della gravidanza, per valutare lo sviluppo del feto.
Per le donne adulte, l'ecografia degli organi pelvici viene eseguita sia per via transaddominale (attraverso l'addome) che per via transvaginale (con un sensore intracavitario attraverso la vagina). La combinazione di questi due metodi di esame consente di fornire informazioni più accurate sullo stato degli organi pelvici e non richiede preparazione.
Preparazioni per ultrasuoni gli organi pelvici nelle donne non sono richiesti.
4. Ultrasuoni del sistema riproduttivo negli uomini
Prodotto per valutare le dimensioni e la struttura degli organi, identificare le malattie natura infiammatoria, le loro complicanze (cisti, calcoli, disturbi del deflusso urinario, ecc.) e le formazioni volumetriche (adenomi e formazioni maligne).
Per ispezione prostata vengono utilizzati due metodi di esame: attraverso l'addome (transaddominale) e attraverso il retto (ecografia transrettale - TRUS).
Per la preparazione di all'ecografia transaddominale (attraverso l'addome) è necessario accumulare vescia, cioè. 1 ora prima dell'ecografia bere circa 600-700 ml di liquido non gassato e non urinare per 1 ora. Prima dell'ecografia transrettale (TRUS), è necessario eseguire due clisteri purificanti: la sera prima dell'esame e la mattina prima dell'esame, non è necessario riempire la vescica. Puoi mangiare prima di entrambi i tipi di esame.
5. Ecografia ostetrica (ecografia del feto)
Prodotto a 10-14 settimane, 20-24 settimane e 30-34 settimane. Lo scopo dell'esame è valutare il corretto sviluppo del feto, salvo eccezione difetti di nascita sviluppo.
preparativi non richiesto per questo studio.
6. Ultrasuoni della tiroide
Consente di valutare le dimensioni e la struttura della ghiandola, per identificare diffusi, focali e patologia nodulare ghiandola tiroidea. Dato che la nostra regione è endemica per carenza di iodio nell'acqua, nell'aria e negli alimenti, abbiamo molte patologie della tiroide. Tiroide controlla il livello del metabolismo, quindi è molto organismo importante e ha bisogno di attenzione.
preparativi per l'ecografia della tiroide non è richiesta.
7. Ecografia del seno
Permette la diagnosi di predisposizione a malattie gravi ghiandole mammarie (cambiamenti disormonali), così come queste malattie stesse (mastopatia, cisti e formazioni volumetriche benigni e maligni). L'esame delle ghiandole mammarie include l'esame linfonodi ascellari.
preparativi per l'ecografia delle ghiandole mammarie non è richiesta.
8. Ultrasuoni delle ghiandole salivari
Prodotto per valutare la loro dimensione e struttura per la diagnosi di malattie infiammatorie, diffuse e lesioni focali questi organi, che non sono rari.
preparativi per l'ecografia delle ghiandole salivari non è richiesta.
9. Ultrasuoni dei linfonodi periferici
Viene eseguita per verificare che la massa sottocutanea palpabile sia costituita da linfonodi, nonché per differenziare i linfonodi infiammatori e metastatici, sebbene la maggior parte metodo esatto la differenziazione è biopsia con ago formazioni palpabili.
preparativi per ultrasuoni linfonodi periferici non richiesto.
10. Ultrasuoni delle formazioni sottocutanee
Spesso le persone trovano sigilli o formazioni sotto la pelle e non sanno a chi rivolgersi e cosa fare. Vengono per gli ultrasuoni e scopriamo la natura dell'educazione.
preparativi per l'ecografia delle formazioni sottocutanee non è richiesta.
11. Ecografia delle suture postoperatorie
Nei casi di prolungata mancata guarigione suture postoperatorie Gli ultrasuoni svolgono un ruolo cruciale nella diagnosi della causa di questa condizione.
Per questo tipo di ultrasuoni formazione non richiesto.
12. Ultrasuoni delle articolazioni
Consente di determinare la causa del dolore nell'area articolare. Il fatto è che non è sempre l'articolazione in sé a far male, ma fanno male le persone che la circondano tessuti soffici. Gli ultrasuoni consentono di valutare le condizioni dei tessuti molli delle articolazioni e i contorni delle ossa che formano l'articolazione. Esame radiografico determina lo stato strutture ossee condizione articolare ed ecografica della cartilagine, superfici articolari, membrana sinoviale dell'articolazione, legamenti e menischi, la presenza di liquido nella cavità articolare e nelle borse che la circondano, ovvero l'ecografia consente di valutare processi infiammatori, traumatici, degenerativi e cambiamenti distruttivi nelle articolazioni e nei tessuti molli circostanti.
preparativi per l'ecografia delle articolazioni non è richiesta.
13. Per i bambini: ecografia del cervello (neurosonografia)
Viene effettuato per valutare il corretto sviluppo delle strutture cerebrali dei bambini, la presenza ipertensione endocranica conseguenze del trauma della nascita.
14. Ultrasuoni delle articolazioni dell'anca
Condotto per valutare la correttezza dello sviluppo articolazione dell'anca. Anche per questi studi non è richiesta alcuna preparazione.
Metodi ad ultrasuoni
Esistono diversi tipi di esami ecografici, tra i quali la scansione (quella che tradizionalmente viene chiamata ecografia) è quella più comunemente utilizzata. Recentemente è stata aggiunta la dopplerografia. L'effetto Doppler si basa sull'effetto Doppler (si tratta di un cambiamento nella lunghezza d'onda riflessa dagli oggetti in movimento). Questo effetto consente di studiare il flusso sanguigno e lo stato di pervietà dei vasi sanguigni.
Negli ultimi anni, gli studi intracavitari sono stati ampiamente utilizzati come tecnica per studiare le onde ultrasoniche. Per loro sono stati sviluppati sensori speciali. Si eseguono anche esami ginecologici transvaginali e urologici transrettali. Questi metodi diagnostici sono i più accurati e moderni e consentono di ottenere informazioni su quasi ogni millimetro dei tessuti degli organi genitali interni femminili e della ghiandola prostatica negli uomini, quindi, in medicina moderna sono consigliati per uso generale. Quando si conducono studi intracavitari, viene prestata molta attenzione alla loro sterilità, per la quale vengono utilizzati ugelli speciali per sensori a ultrasuoni e tecnologie di elaborazione dei sensori. Anche gli esami intracavitari sono indolori e non causano alcun disagio significativo al paziente, sebbene la preparazione a questi esami sia di grande importanza.
La diagnosi ecografica è rapida, indolore e metodo sicuro ottenere informazioni affidabili sulla tua salute. L'ecografia aiuta a mettere diagnosi accurata V appena possibile e monitorare l’efficacia del trattamento.
Ultrasuoni in medicina
Metodi di diagnostica ecografica
4.2.1. Sonografia
4.2.2. dopplerografia
4.2.3. Metodi di acquisizione delle immagini
L'uso dei metodi diagnostici ecografici in medicina pratica
4.3.1. Misurazione della velocità del flusso sanguigno
4.3.2. Diagnosi ecografica dei disturbi circolazione cerebrale
4.3.3. Ecoencefalografia
4.3.4. Diagnostica ecografica di alcuni organi interni
4.3.5. Diagnostica ecografica in cardiologia
4.3.6. Diagnostica ecografica in pediatria
4.3.7. Diagnostica ecografica in ginecologia e ostetricia
4.3.8. Diagnostica ecografica in endocrinologia
4.3.9. Diagnostica ecografica in oftalmologia
4.3.10. Vantaggi e svantaggi della diagnostica ecografica
Ultrasuoni in medicina
Ultrasuoni dentro pratica medica trova esclusivamente ampia applicazione. Viene utilizzato in diagnostica (encefalografia, cardiografia, osteodensitometria, ecc.), trattamento (frantumazione di calcoli, fonoforesi, agopuntura, ecc.), preparazione di medicinali, pulizia e sterilizzazione di strumenti e preparati.
Gli ultrasuoni vengono utilizzati in cardiologia, chirurgia, odontoiatria, urologia, ostetricia, ginecologia, pediatria, oftalmologia, patologia addominale e altre aree della pratica medica.
Metodi diagnostici ad ultrasuoni.
IN diagnostica ecografica viene utilizzata sia la riflessione delle onde (eco) da oggetti stazionari (la frequenza dell'onda non cambia) sia la riflessione da oggetti in movimento (la frequenza dell'onda cambia - effetto Doppler).
Pertanto, ad ultrasuoni metodi diagnostici divisi in ecografici e dopplerografici.
transilluminazione ultrasonica si basa sul diverso assorbimento degli ultrasuoni da parte dei diversi tessuti del corpo. Durante la ricerca organo interno su di esso viene diretta un'onda ultrasonica di una certa intensità e l'intensità del segnale trasmesso viene registrata da un sensore situato sull'altro lato dell'organo. A seconda del grado di variazione dell'intensità, viene riprodotta un'immagine struttura interna organo.
Sonografia
Sonografia - questo è un metodo per studiare la struttura e la funzione degli organi e ottenere un'immagine di una sezione di organi corrispondente alle loro dimensioni e condizioni reali.
L'ecografia distingue tra ecolocalizzazione ed ecografia.
Ecolocalizzazione - questo è un metodo per registrare l'intensità del segnale riflesso (eco) dal confine di fase.
Principi generali La formazione di segnali di eco dai confini dei tessuti e degli organi studiati è simile ai principi noti del radar e del sonar. L'oggetto in studio viene irradiato con brevi impulsi ultrasonici, la cui energia è concentrata lungo un raggio stretto.
L'impulso, propagandosi nel mezzo dalla sorgente US, dopo aver raggiunto l'interfaccia tra mezzi con diversa impedenza d'onda Z, viene riflesso dall'interfaccia e colpisce il ricevitore US (sensore). L'energia dell'impulso riflesso è tanto maggiore quanto maggiore è la differenza nelle impedenze d'onda di questi mezzi. Conoscendo la velocità di propagazione di un impulso ultrasonico (nei tessuti biologici, in media, 1540 m/s) e il tempo durante il quale l'impulso ha percorso la distanza fino al confine del mezzo e ritorno, possiamo calcolare la distanza d dalla sorgente ultrasonica a questo confine:
Questo rapporto è alla base dell'imaging ecografico di oggetti in ecolocalizzazione.
Lo spostamento del sensore consente di identificare la dimensione, la forma e la posizione dell'oggetto oggetto di studio.
Infatti, la velocità degli ultrasuoni varia per i diversi tessuti entro + - 5%. Pertanto, con una precisione del 5%, è possibile determinare la distanza dai confini dell'oggetto e, con una precisione del 10%, l'estensione dell'oggetto studiato lungo il raggio.
L'ecolocalizzazione emette solo brevi impulsi. Nelle apparecchiature mediche ad ultrasuoni, il generatore di ultrasuoni funziona in modalità pulsata con una frequenza di 2,5 - 4,5 MHz.
Ad esempio, l'ecocardiografia utilizza impulsi ultrasonici della durata di circa 1 microsecondo. Il sensore funziona in modalità di emissione per meno dello 0,1% del tempo e per il resto del tempo (99,9%) in modalità di ricezione. In questo caso, il paziente riceve dosi minime di radiazioni ultrasoniche, fornendo un livello sicuro di esposizione ai tessuti.
Importanti vantaggi dell'ecografia includono la sua natura non ionizzante e la bassa intensità dell'energia utilizzata. La sicurezza del metodo è determinata anche dalla brevità dell'impatto. Come già notato, i trasduttori a ultrasuoni funzionano in modalità radiazione solo per 0,1 -0,14 tempi di ciclo. A questo proposito, durante un esame di routine, il tempo di esposizione effettivo è di circa 1 s. A ciò va aggiunto che fino al 50% dell'energia delle onde ultrasoniche, attenuandosi, non raggiunge l'oggetto studiato.
Scansione ad ultrasuoni
utilizzato per ottenere immagini di organi. ecografia.
La scansione è il movimento di un raggio ultrasonico diretto su un oggetto durante lo studio. La scansione fornisce la registrazione dei segnali in sequenza da punti diversi oggetto; l'immagine appare sullo schermo del monitor e viene registrata nella memoria del dispositivo e può essere riprodotta su carta fotografica o pellicola. L'immagine può essere sottoposta ad elaborazione matematica, in particolare, misurando le dimensioni di diversi elementi dell'oggetto. La luminosità di ciascun punto sullo schermo è direttamente correlata all'intensità del segnale eco. L'immagine sullo schermo del monitor è solitamente rappresentata da 16 sfumature di grigio o da una tavolozza di colori che riflette la struttura acustica dei tessuti.
Nella diagnostica ecografica vengono utilizzati tre tipi di scansione: parallela (propagazione parallela delle onde ultrasoniche), settoriale (distribuzione delle onde ultrasoniche sotto forma di raggio divergente) e complessa (durante il movimento o l'oscillazione della sonda).
Scansione parallela
La scansione parallela viene eseguita utilizzando sensori multicristallo che forniscono la propagazione parallela delle vibrazioni ultrasoniche. Quando si esaminano gli organi addominali, la ricerca dei punti di riferimento anatomici necessari è più rapida. Questo tipo di scansione fornisce la visione di un ampio campo visivo in un'area ristretta e alta densità linee acustiche in campo lontano.
Scansione del settore
La scansione settoriale offre il vantaggio di una piccola area di contatto con l'oggetto quando l'accesso all'area studiata (occhi, cuore, cervello attraverso la fontanella) è limitato. La scansione settoriale fornisce un ampio campo visivo nel campo lontano.
Scansione del settore convesso
La scansione a settori convessi, che è una variante della scansione a settori, è caratterizzata dal fatto che i cristalli del sensore sono disposti su una superficie convessa. Ciò fornisce un ampio campo visivo mantenendo un buon campo visivo nel campo vicino.
Scansione complessa
La scansione complessa viene eseguita quando il sensore si muove in direzione perpendicolare alla linea di propagazione del fascio ultrasonoro. Poiché il sensore è in costante movimento e lo schermo ha una lunga luminosità residua, gli impulsi riflessi si fondono, formando un'immagine della sezione dell'organo esaminato ad una determinata profondità. Per scansioni complesse, il sensore è fissato su uno speciale treppiede. Oltre al movimento del sensore sulla superficie, questo oscilla di un certo angolo attorno al proprio asse. Ciò garantisce un aumento della quantità di energia riflessa percepita.
DOPLEROGRAFIA
La dopplerografia è una metodica diagnostica basata sull'effetto Doppler.
effetto Doppler
Nel 1842, DOPPLER (Doppler - Doppler) Christian, fisico e astronomo austriaco, indicò l'esistenza di un effetto che in seguito prese il suo nome.
L'effetto Doppler rappresenta un cambiamento nella frequenza di un'onda emessa da una sorgente quando la sorgente o il ricevitore si sposta rispetto al mezzo in cui si propaga l'onda.
Nella dopplerografia, ciò si esprime in un cambiamento nella frequenza delle onde ultrasoniche emesse da una sorgente stazionaria in seguito alla riflessione di oggetti in movimento e ricevute da un ricevitore stazionario.
Se il generatore emette ultrasuoni con una frequenza ע G e l'oggetto in esame si muove a una velocità V, la frequenza ultrasonica ע P registrata dal ricevitore (sensore) può essere trovata con la formula:
dove V è la velocità del corpo nel mezzo,
C è la velocità di propagazione delle onde ultrasoniche nel mezzo.
La differenza tra le frequenze delle onde emesse dal generatore e percepite dal ricevitore, עd, è chiamata spostamento di frequenza Doppler. IN ricerca medica Lo spostamento della frequenza Doppler è calcolato dalla formula:
dove V è la velocità dell'oggetto, C è la velocità di propagazione degli ultrasuoni nel mezzo, ע Г è la frequenza iniziale del generatore.
Lo spostamento di frequenza determina la velocità dell'oggetto studiato.
I metodi Doppler utilizzano sia radiazioni continue che segnali pulsati.
In modalità continua, la sorgente di radiazioni e il ricevitore funzionano simultaneamente. Il segnale ricevuto viene elaborato e viene determinata la velocità dell'oggetto.
Nella modalità a impulsi viene utilizzato anche un sensore per l'emissione e la ricezione. Lui periodicamente poco tempo funziona come emettitore e, negli intervalli tra le radiazioni, come ricevitore. La risoluzione spaziale si ottiene emettendo brevi impulsi ultrasonici.
La dopplerografia viene utilizzata efficacemente nella diagnosi del flusso sanguigno e del cuore. In questo caso, viene determinata la dipendenza della variazione della frequenza del segnale in arrivo dalla velocità di movimento degli eritrociti o dei tessuti in movimento del cuore.
Se la velocità dell'oggetto v è molto inferiore alla velocità dell'onda ultrasonica v uz, lo spostamento della frequenza Doppler F rispetto alla frequenza dell'onda originale f verrà scritto come:
F= 2fcosθ v vol. /v nodi
Qui θ è l'angolo tra la direzione del flusso e la direzione del fascio di ultrasuoni (Fig. 23).
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Il raddoppio dello spostamento di frequenza è dovuto al fatto che gli oggetti svolgono prima il ruolo di ricevitori mobili e poi di emettitori mobili.
Dalla formula sopra segue anche che se gli oggetti si muovono verso i sensori, allora F>0, se lontano dai sensori, allora F<0.
Se misuriamo F, quindi, conoscendo l'angolo θ, possiamo determinare la velocità dell'oggetto.
Ad esempio, se la velocità degli ultrasuoni nel tessuto è 1540 m/s e la frequenza del segnale di sondaggio ecografico è 5-10 MHz, la velocità del flusso sanguigno può essere 1-100 cm/s e lo spostamento della frequenza Doppler sarà 10 2 -10 4 Hz, t .e. Lo spostamento della frequenza Doppler verrà visualizzato nella gamma di frequenze audio.
Il metodo della dopplerografia viene utilizzato anche per studiare i principali vasi della testa (dopplerografia transcranica).
Un metodo diagnostico ad ultrasuoni è un metodo per ottenere un'immagine medica basato sulla registrazione e sull'analisi computerizzata delle onde ultrasoniche riflesse dalle strutture biologiche, cioè sulla base dell'effetto eco. Il metodo è spesso chiamato ecografia. I moderni dispositivi per l'esame ecografico (ultrasuoni) sono sistemi digitali universali ad alta risoluzione con la capacità di scansionare in tutte le modalità (Fig. 3.1).
Gli ultrasuoni di potere diagnostico sono praticamente innocui. L'ecografia non ha controindicazioni, è sicura, indolore, atraumatica e non gravosa. Se necessario, può essere effettuato senza alcuna preparazione dei pazienti. L'apparecchiatura ad ultrasuoni può essere consegnata a qualsiasi unità funzionale per l'esame di pazienti non trasportabili. Un grande vantaggio, soprattutto in caso di quadro clinico poco chiaro, è la possibilità di uno studio simultaneo di più organi. Altrettanto importante è l'elevato rapporto costo-efficacia dell'ecografia: il costo degli ultrasuoni è molte volte inferiore agli studi a raggi X, e ancor più alla tomografia computerizzata e alla risonanza magnetica.
Tuttavia, il metodo ad ultrasuoni presenta anche alcuni svantaggi:
Elevata dipendenza dall'apparato e dall'operatore;
Maggiore soggettività nell'interpretazione delle immagini ecografiche;
Basso contenuto informativo e scarsa dimostratività delle immagini congelate.
Gli ultrasuoni sono ormai diventati una delle metodiche più comunemente utilizzate nella pratica clinica. Nel riconoscimento delle malattie di molti organi, l'ecografia può essere considerata il metodo diagnostico preferito, primo e principale. Nei casi diagnosticamente difficili, i dati ecografici consentono di delineare un piano per un ulteriore esame dei pazienti utilizzando i metodi di radioterapia più efficaci.
FONDAMENTI FISICI E BIOFISICI DELLA DIAGNOSI ULTRASONICA
Gli ultrasuoni sono chiamate vibrazioni sonore che si trovano al di sopra della soglia di percezione da parte dell'organo uditivo umano, cioè con una frequenza superiore a 20 kHz. La base fisica degli ultrasuoni è l'effetto piezoelettrico scoperto nel 1881 dai fratelli Curie. La sua applicazione pratica è associata allo sviluppo da parte dello scienziato russo S. Ya. Sokolov del rilevamento di difetti industriali ad ultrasuoni (fine anni '20 - inizio anni '30 del XX secolo). I primi tentativi di utilizzo della metodica ecografica a fini diagnostici in medicina risalgono alla fine degli anni '30. XX secolo. L’uso diffuso degli ultrasuoni nella pratica clinica iniziò negli anni ’60.
L'essenza dell'effetto piezoelettrico sta nel fatto che durante la deformazione di singoli cristalli di alcuni composti chimici (quarzo, titanio-bario, solfuro di cadmio, ecc.), in particolare, sotto l'influenza delle onde ultrasoniche, cariche elettriche di segno opposto si formano sulla superficie di questi cristalli. Si tratta del cosiddetto effetto piezoelettrico diretto (piezo in greco significa premere). Al contrario, quando a questi singoli cristalli viene applicata una carica elettrica alternata, in essi si originano vibrazioni meccaniche con emissione di onde ultrasoniche. Pertanto, lo stesso elemento piezoelettrico può essere alternativamente un ricevitore o una sorgente di onde ultrasoniche. Questa parte nei dispositivi a ultrasuoni è chiamata trasduttore acustico, trasduttore o sensore.
Gli ultrasuoni si propagano nei media sotto forma di zone alternate di compressione e rarefazione delle molecole di una sostanza, che eseguono movimenti oscillatori. Le onde sonore, comprese quelle ultrasoniche, sono caratterizzate da un periodo di oscillazione, il tempo durante il quale una molecola (particella) effettua un'oscillazione completa; frequenza: il numero di oscillazioni per unità di tempo; lunghezza - la distanza tra i punti di una fase e la velocità di propagazione, che dipende principalmente dall'elasticità e dalla densità del mezzo. La lunghezza d'onda è inversamente proporzionale alla sua frequenza. Quanto più corta è la lunghezza d'onda, tanto maggiore è la risoluzione del dispositivo ad ultrasuoni. Nei sistemi diagnostici medici ad ultrasuoni vengono comunemente utilizzate frequenze da 2 a 10 MHz. La risoluzione dei moderni dispositivi ad ultrasuoni raggiunge 1-3 mm.
Qualsiasi mezzo, compresi i vari tessuti del corpo, impedisce la propagazione degli ultrasuoni, cioè ha una resistenza acustica diversa, il cui valore dipende dalla loro densità e dalla velocità degli ultrasuoni. Più alti sono questi parametri, maggiore è l'impedenza acustica. Tale caratteristica generale di qualsiasi mezzo elastico è indicata con il termine "impedenza".
Avendo raggiunto il confine di due mezzi con diversa resistenza acustica, il fascio di onde ultrasoniche subisce cambiamenti significativi: una parte di esso continua a propagarsi nel nuovo mezzo, venendone in una certa misura assorbita, l'altra viene riflessa. Il coefficiente di riflessione dipende dalla differenza nei valori di impedenza acustica dei tessuti adiacenti: maggiore è questa differenza, maggiore sarà la riflessione e, ovviamente, maggiore sarà l'ampiezza del segnale registrato, il che significa che apparirà più chiaro e luminoso sullo schermo del dispositivo. Un riflettore completo è il confine tra i tessuti e l'aria.
TECNICHE ULTRASUONI
Attualmente nella pratica clinica vengono utilizzati gli ultrasuoni in modalità B e M e l'ecografia Doppler.
Modalità B è una tecnica che fornisce informazioni sotto forma di immagini tomografiche bidimensionali in scala di grigi di strutture anatomiche in tempo reale, che consente di valutare il loro stato morfologico. Questa modalità è quella principale; in tutti i casi gli ultrasuoni iniziano con il loro utilizzo.
Le moderne apparecchiature a ultrasuoni catturano le più piccole differenze nei livelli degli echi riflessi, che vengono visualizzati in molte sfumature di grigio. Ciò consente di distinguere strutture anatomiche, anche leggermente diverse tra loro in termini di impedenza acustica. Minore è l'intensità dell'eco, più scura è l'immagine e, viceversa, maggiore è l'energia del segnale riflesso, più luminosa è l'immagine.
Le strutture biologiche possono essere anecoiche, ipoecogene, mediamente ecogene, iperecogene (Fig. 3.2). Un'immagine anecoica (nera) è caratteristica delle formazioni piene di liquido, che praticamente non riflette le onde ultrasoniche; ipoecogeno (grigio scuro) - tessuti con significativa idrofilicità. Un'immagine ecopositiva (grigia) mostra la maggior parte delle strutture tissutali. I tessuti biologici densi hanno una maggiore ecogenicità (grigio chiaro). Se le onde ultrasoniche vengono riflesse completamente, gli oggetti appaiono iperecogeni (bianco brillante) e dietro di loro c'è una cosiddetta ombra acustica, che sembra una traccia scura (vedi Fig. 3.3).
a B C D E
Riso. 3.2. Scala dei livelli di ecogenicità delle strutture biologiche: a - anecoica; b - ipoecogeno; c - ecogenicità media (ecopositiva); d - maggiore ecogenicità; e - iperecogeno
Riso. 3.3. Ecogrammi dei reni in sezione longitudinale con la designazione di strutture diverse
ecogenicità: a - complesso pelvico-caliceale dilatato anecogeno; b - parenchima renale ipoecogeno; c - parenchima epatico di media ecogenicità (ecopositivo); d - seno renale di maggiore ecogenicità; e - calcolo iperecogeno nel segmento ureteropelvico
La modalità in tempo reale fornisce un'immagine "dal vivo" di organi e strutture anatomiche nel loro stato funzionale naturale sullo schermo del monitor. Ciò è ottenuto dal fatto che i moderni dispositivi a ultrasuoni forniscono molte immagini una dopo l'altra con un intervallo di centesimi di secondo, che in totale crea un'immagine in costante cambiamento che cattura i più piccoli cambiamenti. A rigor di termini, questa tecnica e il metodo ecografico in generale non dovrebbero essere chiamati "ecografia", ma "ecoscopia".
Modalità M - unidimensionale. In esso, una delle due coordinate spaziali viene sostituita da una temporale, in modo che la distanza dal sensore alla struttura individuata sia tracciata lungo l'asse verticale e il tempo lungo l'asse orizzontale. Questa modalità viene utilizzata principalmente per esaminare il cuore. Fornisce informazioni sotto forma di curve che riflettono l'ampiezza e la velocità del movimento delle strutture cardiache (vedi Fig. 3.4).
dopplerografia è una tecnica basata sull'utilizzo dell'effetto fisico Doppler (dal nome di un fisico austriaco). L'essenza di questo effetto è che le onde ultrasoniche vengono riflesse da oggetti in movimento con una frequenza modificata. Questo spostamento di frequenza è proporzionale alla velocità di movimento delle strutture localizzate e, se il loro movimento è diretto verso il sensore, la frequenza del segnale riflesso aumenta e, al contrario, diminuisce la frequenza delle onde riflesse dall'oggetto che si allontana. Incontriamo costantemente questo effetto, osservando, ad esempio, un cambiamento nella frequenza del suono proveniente dal passaggio di automobili, treni e aerei.
Attualmente, nella pratica clinica, la dopplerografia spettrale di flusso, la mappatura color Doppler, il power Doppler, il color Doppler convergente, la mappatura color Doppler tridimensionale e l'imaging power Doppler tridimensionale vengono utilizzati a vari livelli.
Dopplerografia spettrale a flusso progettato per valutare il flusso sanguigno in un ambiente relativamente ampio
Riso. 3.4. M - curva modale del movimento del lembo anteriore della valvola mitrale
vasi e camere del cuore. Il tipo principale di informazioni diagnostiche è una registrazione spettrografica, che rappresenta un'analisi della velocità del flusso sanguigno nel tempo. In un grafico di questo tipo, la velocità è tracciata lungo l'asse verticale e il tempo lungo l'asse orizzontale. I segnali visualizzati sopra l'asse orizzontale provengono dal flusso sanguigno diretto al sensore, sotto questo asse - dal sensore. Oltre alla velocità e alla direzione del flusso sanguigno, il tipo di spettrogramma Doppler può determinare anche la natura del flusso sanguigno: il flusso laminare viene visualizzato come una curva stretta dai contorni netti, il flusso turbolento viene visualizzato come un'ampia curva non uniforme (Fig. 3.5).
Esistono due opzioni per lo streaming Doppler: continuo (onda costante) e pulsato.
L'ecografia Doppler continua si basa sull'emissione costante e sulla ricezione costante di onde ultrasoniche riflesse. In questo caso, l'entità dello spostamento di frequenza del segnale riflesso è determinata dal movimento di tutte le strutture lungo l'intero percorso del raggio ultrasonico nella profondità della sua penetrazione. Le informazioni ricevute sono quindi cumulative. L'impossibilità di un'analisi isolata dei flussi in un luogo rigorosamente definito è uno svantaggio dell'ecografia Doppler continua. Allo stesso tempo ha anche un vantaggio importante: consente la misurazione di flussi sanguigni elevati.
La Pulse Dopplerografia si basa sull'emissione periodica di serie di impulsi di onde ultrasoniche che, riflesse dagli eritrociti, percepiscono costantemente:
Riso. 3.5. Spettrogramma Doppler del flusso sanguigno trasmissivo
con lo stesso sensore. In questa modalità vengono registrati i segnali riflessi solo da una certa distanza dal sensore, impostata a discrezione del medico. La posizione dello studio del flusso sanguigno è chiamata volume di controllo (CV). La capacità di valutare il flusso sanguigno in un dato punto è il vantaggio principale dell’ecografia Doppler pulsata.
mappatura color-doppler si basa sulla codificazione in colori del valore dello spostamento Doppler della frequenza emessa. La tecnica fornisce la visualizzazione diretta del flusso sanguigno nel cuore e in vasi relativamente grandi (vedere Fig. 3.6 sull'inserto colorato). Il colore rosso corrisponde al flusso che va verso il sensore, blu - dal sensore. Le tonalità scure di questi colori corrispondono a velocità basse, tonalità chiare - alte. Questa tecnica consente di valutare sia lo stato morfologico dei vasi che lo stato del flusso sanguigno. Il limite della tecnica è l'impossibilità di ottenere un'immagine di piccoli vasi sanguigni con una bassa velocità del flusso sanguigno.
Power Doppler si basa sull'analisi non degli spostamenti della frequenza Doppler, che riflettono la velocità degli eritrociti, come nella mappatura Doppler convenzionale, ma delle ampiezze di tutti gli echi dello spettro Doppler, che riflettono la densità degli eritrociti in un dato volume. L'immagine risultante è simile alla mappatura color Doppler convenzionale, ma differisce in quanto vengono acquisiti tutti i vasi indipendentemente dal loro percorso rispetto al fascio di ultrasuoni, compresi i vasi sanguigni con diametri molto piccoli e flussi sanguigni bassi. Tuttavia, secondo il power dopplerogramma è impossibile giudicare né la direzione, né la natura, né la velocità del flusso sanguigno. L'informazione è limitata solo dal flusso sanguigno e dal numero di vasi. Le sfumature di colore (di norma, con una transizione dall'arancione scuro all'arancione chiaro e al giallo) trasportano informazioni non sulla velocità del flusso sanguigno, ma sull'intensità dei segnali eco riflessi dagli elementi del sangue in movimento (vedere Fig. 3.7 sul colore inserire). Il valore diagnostico della power dopplerografia risiede nella possibilità di valutare la vascolarizzazione di organi e aree patologiche.
Le possibilità della mappatura color Doppler e del Power Doppler sono riunite in una tecnica dopplerografia convergente a colori.
La combinazione della modalità B con lo streaming o la mappatura dei colori Power viene definita studio duplex, che fornisce la maggior parte delle informazioni.
Doppler 3D e Power Doppler 3D - si tratta di tecniche che consentono di osservare in tempo reale da qualsiasi angolazione un'immagine tridimensionale della disposizione spaziale dei vasi sanguigni, che consente di valutare con precisione la loro relazione con varie strutture anatomiche e processi patologici, compresi i tumori maligni.
ecocontrastante. Questa tecnica si basa sulla somministrazione endovenosa di speciali mezzi di contrasto contenenti microbolle di gas libero. Per ottenere un miglioramento del contrasto clinicamente efficace, sono necessari i seguenti prerequisiti. Con la somministrazione endovenosa di tali mezzi di contrasto ecografico, solo quelle sostanze che passano liberamente attraverso i capillari della circolazione polmonare possono entrare nel letto arterioso, cioè le bolle di gas dovrebbero essere inferiori a 5 micron. Il secondo prerequisito è la stabilità delle microbolle di gas durante la loro circolazione nel sistema vascolare generale per almeno 5 minuti.
Nella pratica clinica la tecnica dell'ecocontrasto viene utilizzata in due direzioni. Il primo è l'angiografia dinamica con ecocontrasto. Ciò migliora significativamente la visualizzazione del flusso sanguigno, soprattutto nei piccoli vasi profondi con una bassa portata sanguigna; la sensibilità della mappatura color Doppler e della power Dopplerografia è significativamente aumentata; è prevista la possibilità di osservare in tempo reale tutte le fasi del contrasto vascolare; aumenta l'accuratezza della valutazione delle lesioni stenotiche dei vasi sanguigni. La seconda direzione è l'ecocontrasto tissutale. Ciò è assicurato dal fatto che alcune sostanze di ecocontrasto sono incluse selettivamente nella struttura di alcuni organi. Allo stesso tempo, il grado, la velocità e il tempo del loro accumulo nei tessuti invariati e patologici sono diversi. Pertanto, in generale, diventa possibile valutare la perfusione degli organi, migliorare la risoluzione del contrasto tra tessuti normali e malati, il che contribuisce ad aumentare l'accuratezza della diagnosi di varie malattie, in particolare dei tumori maligni.
Le capacità diagnostiche del metodo ecografico si sono ampliate anche a causa dell'emergere di nuove tecnologie per l'ottenimento e l'elaborazione post-elaborazione delle immagini ecografiche. Tra queste si annoverano, in particolare, sensori multifrequenza, tecnologie di imaging widescreen, panoramiche, tridimensionali. Direzioni promettenti per l'ulteriore sviluppo del metodo diagnostico ad ultrasuoni sono l'uso della tecnologia a matrice per raccogliere e analizzare informazioni sulla struttura delle strutture biologiche; la realizzazione di dispositivi ad ultrasuoni che restituiscono immagini di sezioni complete delle regioni anatomiche; analisi spettrale e di fase delle onde ultrasoniche riflesse.
APPLICAZIONE CLINICA DELLA DIAGNOSI ULTRASUONI
Gli ultrasuoni sono attualmente utilizzati in molte aree:
Studi programmati;
Diagnostica urgente;
Monitoraggio;
Diagnostica intraoperatoria;
Studi postoperatori;
Monitoraggio dell'attuazione delle manipolazioni strumentali diagnostiche e terapeutiche (punture, biopsie, drenaggi, ecc.);
Selezione.
L'ecografia urgente dovrebbe essere considerata il primo e obbligatorio metodo di esame strumentale dei pazienti con malattie chirurgiche acute dell'addome e della pelvi. Allo stesso tempo, l'accuratezza della diagnosi raggiunge l'80%, l'accuratezza del riconoscimento del danno agli organi parenchimali è del 92% e il rilevamento del liquido nella cavità addominale (incluso l'emoperitoneo) è del 97%.
Il monitoraggio ecografico viene eseguito ripetutamente a diversi intervalli durante un processo patologico acuto per valutarne la dinamica, l'efficacia della terapia e la diagnosi precoce delle complicanze.
Gli obiettivi degli studi intraoperatori sono chiarire la natura e la prevalenza del processo patologico, nonché il controllo sull'adeguatezza e la radicalità dell'intervento chirurgico.
L'ecografia nelle prime fasi dopo l'intervento chirurgico ha principalmente lo scopo di stabilire la causa del decorso sfavorevole del periodo postoperatorio.
Il controllo ultrasonico sull'esecuzione delle manipolazioni diagnostiche e terapeutiche strumentali garantisce un'elevata precisione di penetrazione in determinate strutture anatomiche o aree patologiche, che aumenta significativamente l'efficacia di queste procedure.
Gli ultrasuoni di screening, cioè studi senza indicazione medica, vengono effettuati per la diagnosi precoce di patologie non ancora manifestate clinicamente. L'opportunità di questi studi è testimoniata, in particolare, dal fatto che la frequenza delle malattie degli organi addominali di nuova diagnosi durante lo screening ecografico di persone “sane” raggiunge il 10%. Ottimi risultati nella diagnosi precoce dei tumori maligni sono forniti dallo screening ecografico delle ghiandole mammarie nelle donne sopra i 40 anni e della prostata negli uomini sopra i 50 anni.
L'ecografia può essere eseguita sia mediante scansione esterna che intracorporea.
La scansione esterna (dalla superficie del corpo umano) è la più accessibile e per nulla onerosa. Non ci sono controindicazioni alla sua attuazione, esiste solo una limitazione generale: la presenza di una superficie della ferita nell'area di scansione. Per migliorare il contatto del sensore con la pelle, il suo libero movimento lungo la pelle e per garantire la migliore penetrazione delle onde ultrasoniche nel corpo, la pelle nel sito di esame deve essere generosamente lubrificata con un gel speciale. La scansione di oggetti situati a diverse profondità dovrebbe essere eseguita con una certa frequenza di radiazioni. Pertanto, quando si esaminano organi situati superficialmente (ghiandola tiroidea, ghiandole mammarie, strutture dei tessuti molli delle articolazioni, testicoli, ecc.), è preferibile una frequenza di 7,5 MHz e superiore. Per studiare gli organi situati in profondità vengono utilizzati sensori con una frequenza di 3,5 MHz.
L'ecografia intracorporea viene effettuata introducendo sensori speciali nel corpo umano attraverso aperture naturali (transrettale, transvaginale, transesofagea, transuretrale), puntura nei vasi, attraverso ferite chirurgiche e anche per via endoscopica. Il sensore viene portato il più vicino possibile a un particolare organo. A questo proposito, è possibile utilizzare trasduttori ad alta frequenza, che aumentano notevolmente la risoluzione del metodo e diventa possibile visualizzare le strutture più piccole inaccessibili con la scansione esterna. Ad esempio, l'ecografia transrettale rispetto alla scansione esterna fornisce importanti informazioni diagnostiche aggiuntive nel 75% dei casi. Il rilevamento di trombi intracardiaci nell'ecocardiografia transesofagea è 2 volte superiore rispetto all'esame esterno.
I modelli generali della formazione di un'immagine ecografica in scala di grigi si manifestano con modelli specifici caratteristici di un particolare organo, struttura anatomica e processo patologico. Allo stesso tempo, la loro forma, dimensione e posizione, la natura dei contorni (lisci/irregolari, chiari/sfocati), l'ecostruttura interna, lo spostamento e, per gli organi cavi (vescica biliare e urinaria), inoltre, lo stato dei parete (spessore, densità dell'eco, elasticità), presenza di inclusioni patologiche nella cavità, principalmente pietre; grado di contrazione fisiologica.
Le cisti piene di liquido sieroso vengono visualizzate come zone arrotondate omogeneamente anecoiche (nere) circondate da un bordo della capsula ecopositivo (grigio) con contorni uniformi e chiari. Un segno ecografico specifico delle cisti è l'effetto di potenziamento dorsale: la parete posteriore della cisti e i tessuti retrostanti appaiono più chiari rispetto al resto della lunghezza (Fig. 3.8).
Le formazioni cavernose con contenuti patologici (ascessi, cavità tubercolari) differiscono dalle cisti per contorni irregolari e, soprattutto, disomogeneità dell'ecostruttura interna eco-negativa.
Gli infiltrati infiammatori sono caratterizzati da una forma rotonda irregolare, contorni sfocati, ecogenicità uniforme e moderatamente ridotta della zona del processo patologico.
Il quadro ecografico dell'ematoma degli organi parenchimali dipende dal tempo trascorso dalla lesione. Nei primi giorni è eco-negativo omogeneo. Quindi compaiono inclusioni ecopositive, che sono un riflesso di coaguli di sangue, il cui numero è in costante crescita. Dopo 7-8 giorni inizia il processo inverso: la lisi dei coaguli di sangue. Il contenuto dell'ematoma diventa nuovamente uniformemente eco-negativo.
L'ecostruttura dei tumori maligni è eterogenea, con zone dell'intero spettro
Riso. 3.8. Immagine ecografica di una cisti renale solitaria
ecogenicità: anecogena (emorragie), ipoecogena (necrosi), ecopositiva (tessuto tumorale), iperecogena (calcificazioni).
Il quadro ecografico delle pietre è molto dimostrativo: una struttura iperecogena (bianco brillante) con dietro un'ombra scura eco-acustica negativa (Fig. 3.9).
Riso. 3.9. Immagine ecografica dei calcoli della colecisti
Attualmente, gli ultrasuoni sono disponibili in quasi tutte le regioni anatomiche, organi e strutture anatomiche di una persona, tuttavia in misura diversa. Questo metodo è prioritario nella valutazione dello stato morfologico e funzionale del cuore. È anche altamente informativo nella diagnosi di malattie focali e lesioni degli organi parenchimali dell'addome, malattie della colecisti, organi pelvici, organi genitali maschili esterni, tiroide e ghiandole mammarie, occhi.
INDICAZIONI PER GLI ULTRASUONI
Testa
1. Esame del cervello nei bambini piccoli, principalmente con sospetto di un disturbo congenito del suo sviluppo.
2. Esame dei vasi cerebrali per stabilire le cause dell'incidente cerebrovascolare e valutare l'efficacia degli interventi eseguiti sui vasi.
3. Esame degli occhi per la diagnosi di varie malattie e lesioni (tumori, distacco della retina, emorragie intraoculari, corpi estranei).
4. Esame delle ghiandole salivari per valutarne lo stato morfologico.
5. Controllo intraoperatorio della totalità della rimozione dei tumori cerebrali.
Collo
1. Esame delle arterie carotidi e vertebrali:
Forti mal di testa prolungati e spesso ricorrenti;
Svenimenti frequenti;
Segni clinici di disturbi della circolazione cerebrale;
Sindrome da furto della succlavia clinica (stenosi o occlusione del tronco brachiocefalico e dell'arteria succlavia);
Trauma meccanico (danni ai vasi sanguigni, ematomi).
2. Esame della tiroide:
Qualsiasi sospetto della sua malattia;
3. Esame dei linfonodi:
Sospetto della loro lesione metastatica con un tumore maligno rilevato di qualsiasi organo;
Linfomi di qualsiasi localizzazione.
4. Neoplasie inorganiche del collo (tumori, cisti).
Seno
1. Esame del cuore:
Diagnosi di difetti cardiaci congeniti;
Diagnosi di difetti cardiaci acquisiti;
Valutazione quantitativa dello stato funzionale del cuore (contrattilità sistolica globale e regionale, riempimento diastolico);
Valutazione dello stato morfologico e funzionale delle strutture intracardiache;
Identificazione e determinazione del grado di violazioni dell'emodinamica intracardiaca (shunt patologico del sangue, flussi di rigurgito in caso di insufficienza delle valvole cardiache);
Diagnosi di miocardiopatia ipertrofica;
Diagnosi di trombi e tumori intracardiaci;
Identificazione della malattia miocardica ischemica;
Determinazione del liquido nella cavità pericardica;
Quantificazione dell'ipertensione arteriosa polmonare;
Diagnosi di danno cardiaco in caso di trauma meccanico del torace (contusioni, rotture di pareti, tramezzi, corde, valvole);
Valutazione della radicalità e dell'efficacia della chirurgia cardiaca.
2. Esame degli organi respiratori e mediastinici:
Determinazione del liquido nelle cavità pleuriche;
Chiarimento della natura delle lesioni della parete toracica e della pleura;
Differenziazione delle neoplasie tissutali e cistiche del mediastino;
Valutazione dello stato dei linfonodi mediastinici;
Diagnosi di tromboembolia del tronco e dei rami principali dell'arteria polmonare.
3. Esame delle ghiandole mammarie:
Chiarimento dei dati radiologici incerti;
Differenziazione di cisti e formazioni tissutali rilevate mediante palpazione o mammografia a raggi X;
Valutazione dei sigilli nella ghiandola mammaria di eziologia poco chiara;
Valutazione dello stato delle ghiandole mammarie con aumento dei linfonodi ascellari, sottoclavicolari e sopraclavicolari;
Valutazione dello stato delle protesi in silicone delle ghiandole mammarie;
Biopsia tramite puntura delle formazioni sotto controllo ecografico.
Stomaco
1. Esame degli organi parenchimali dell'apparato digerente (fegato, pancreas):
Diagnostica delle malattie focali e diffuse (tumori, cisti, processi infiammatori);
Diagnosi di lesioni nel trauma meccanico dell'addome;
Identificazione del danno epatico metastatico nei tumori maligni di qualsiasi localizzazione;
Diagnosi di ipertensione portale.
2. Esame delle vie biliari e della cistifellea:
Diagnosi della malattia dei calcoli biliari con una valutazione dello stato delle vie biliari e la determinazione dei calcoli in esse contenuti;
Chiarimento della natura e della gravità dei cambiamenti morfologici nella colecistite acuta e cronica;
Determinazione della natura della sindrome postcolecistectomia.
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