Salah satu pencapaian teknis kedokteran modern adalah penggunaannya yang luas untuk mempelajari organ dalam ultrasound frekuensi tinggi, alat diagnostik yang kuat dan tidak berbahaya.
Teknologi ultrasonik sendiri sudah dikenal selama lebih dari 80 tahun. Upaya-upaya untuk menggunakan ultrasound untuk diagnosa medis menyebabkan munculnya echoencephalography satu dimensi pada tahun 1937. Namun, itu hanya mungkin untuk mendapatkan gambar USG dari organ internal dan jaringan seseorang pada awal 1950-an. Mulai sekarang, USG semakin banyak digunakan dalam pengobatan. Hari ini digunakan dalam operasi, dalam berbagai prosedur fisioterapi dan terutama dalam diagnostik. Penggunaan diagnostik USG telah membuat revolusi nyata dalam kebidanan.
Ultrasonografi: prinsip tindakan
Ultrasonik adalah getaran mekanis yang sama dari media elastis dengan suara, hanya berbeda dalam frekuensinya.
Frekuensi USG terletak di luar batas atas rentang pendengaran manusia (20 kHz). Penggunaan USG didasarkan pada kemampuannya tanpa penyerapan yang signifikan untuk menembus ke dalam jaringan lunak tubuh, tercermin dari jaringan yang lebih padat dan heterogenitas.
Dengan pemeriksaan ultrasonografi organ dalam (echografi), berkas tipis gelombang ultrasonik yang dihasilkan oleh sensor piezoelektrik kecil, yang dapat berfungsi baik sebagai generator dan sebagai penerima getaran ultrasonik, diarahkan ke permukaan tubuh. Nasib lebih lanjut dari impuls-impuls ini tergantung pada sifat-sifat jaringan yang terletak di jalurnya: impuls-impuls tersebut dapat melewatinya, dipantulkan atau diserap olehnya.
Analisis sinyal yang dipantulkan (dilakukan dengan menggunakan komputer) memungkinkan Anda untuk mendapatkan gambar penampang tubuh di sepanjang jalur sensor.
Pemeriksaan ultrasonografi (ultrasonografi) memiliki satu fitur yang sangat penting: daya radiasi yang diperlukan untuk pencitraan sangat kecil sehingga tidak menimbulkan efek berbahaya. Ini adalah keunggulan utama USG dibandingkan sinar-X.
Apa itu pemindaian ultrasound?
Pemindaian ultrasound adalah prosedur tanpa rasa sakit yang dilakukan oleh dokter. Lapisan tipis gel khusus diterapkan pada kulit area tubuh yang diselidiki, yang meningkatkan kontaknya dengan sensor (kontak sensor yang baik dengan kulit sangat menentukan kualitas gambar). Selama prosedur, probe perlahan-lahan dipindahkan melalui area uji. Pemindaian ultrasound tidak memerlukan persiapan sebelumnya, dan untuk pemeriksaan seperti itu pasien tidak perlu pergi ke rumah sakit.
Peralatan ultrasound modern memungkinkan Anda untuk mendapatkan berbagai jenis gambar: bergerak atau berurutan bingkai foto. Dalam kedua kasus, gambar dapat direkam untuk analisis lebih lanjut.
Ultrasonografi selama kehamilan
Mungkin penggunaan metode ultrasonografi yang paling penting ditemukan dalam studi wanita hamil. Mereka memungkinkan Anda untuk menerima informasi tentang kondisi janin, tanpa memaparkannya atau ibunya pada bahaya dan, yang sangat penting, pada tahap awal kehamilan (2,5-3 minggu). Seringkali informasi ini tidak dapat diperoleh dengan cara lain.
Dalam tiga bulan pertama kehamilan, ultrasonografi dapat menentukan apakah janin masih hidup, menentukan usia, dan menentukan jumlah embrio yang berkembang. Setelah bulan ketiga, USG dapat mendeteksi beberapa malformasi kongenital janin, seperti spina bifida, dan secara akurat menentukan posisi plasenta, mengungkapkan detasemen prematurnya.
Dengan menggunakan pemindaian ultrasound, Anda dapat menentukan ukuran janin selama kehamilan dan memprediksi tanggal persalinan dengan cukup akurat. Dengan bantuan USG, Anda bahkan dapat melihat detak jantung janin. Pemeriksaan rontgen selama kehamilan sekarang hanya diperlukan dalam keadaan khusus.
Banyak digunakan dalam diagnosa prenatal (prenatal), metode pendeteksian anomali perkembangan janin - amniosentesis (pemilihan cairan dari kantung ketuban di sekitar janin, biasanya pada minggu ke 15 - 17 kehamilan) - dikontrol dengan ultrasound.
Pengembangan dan pengenalan jenis baru penelitian ultrasound ke dalam praktik dan ketersediaannya telah merevolusi praktik kebidanan, menyederhanakan kontrol selama kehamilan dan meningkatkan keandalannya.
Prinsip pengoperasian mesin ultrasound
Diagnosis USG telah berhasil digunakan dalam praktik medis dan telah lama membuktikan dirinya sebagai metode penelitian yang relatif murah dan sepenuhnya aman. Area diagnosis yang paling dicari adalah pemeriksaan wanita hamil, dan semua organ dalam, pembuluh darah dan sendi juga diperiksa. Prinsip ekolokasi adalah dasar dari teknologi pencitraan ultrasound.
Bagaimana cara kerjanya?
Ultrasonografi adalah osilasi akustik dengan frekuensi lebih tinggi dari 20 kHz yang tidak dapat diakses oleh pendengaran manusia. Peralatan USG medis menggunakan rentang frekuensi dari 2 hingga 10 MHz.
Ada yang disebut piezoelektrik - kristal tunggal dari beberapa senyawa kimia yang bereaksi terhadap gelombang ultrasonik dengan muatan listrik, dan terhadap muatan listrik - dengan ultrasound. Ini berarti bahwa kristal (elemen piezoelektrik) adalah penerima dan pemancar gelombang ultrasonik secara bersamaan. Elemen piezoelektrik terletak di sensor ultrasonik, di mana pulsa frekuensi tinggi dikirim ke tubuh manusia. Sensor ini juga dilengkapi dengan cermin akustik dan lapisan penyerap suara. Bagian pantulan gelombang gelombang suara kembali ke sensor, yang mengubahnya menjadi sinyal listrik dan mentransmisikan ke perangkat keras dan sistem perangkat lunak - mesin ultrasound itu sendiri. Sinyal diproses dan ditampilkan di monitor. Format gambar hitam putih yang paling umum digunakan. Bagian yang merefleksikan gelombang ke tingkat tertentu ditunjukkan pada layar dengan gradasi abu-abu, warna putih adalah kain yang sepenuhnya reflektif, dan warna hitam adalah cairan dan lubang.
Bagaimana gelombang ultrasonik?
Sinyal ultrasonik, melewati jaringan tubuh manusia, diserap dan dipantulkan oleh mereka tergantung pada kepadatan dan kecepatan rambat gelombang suara. Lingkungan padat seperti tulang, batu di ginjal, kandung kemih, memantulkan suara hampir secara penuh. Jaringan yang lebih longgar, cairan dan lubang menyerap gelombang sebagian atau seluruhnya.
Karakteristik utama dari gambar USG adalah echogenicity dan konduksi suara. Echogenicity - kemampuan jaringan untuk memantulkan gelombang ultrasonik, membedakan hypo- dan hyperechogenisitas. Konduksi suara - kemampuan jaringan untuk melewati USG. Pada evaluasi karakteristik ini didasarkan pada analisis objek, deskripsi dan kesimpulannya.
Pemeriksaan ultrasonografi untuk pemindai ultrasonografi tingkat ahli
Klinik kami dilengkapi dengan perangkat ultrasonik stasioner modern oleh Medison dan Toshiba, yang mampu melakukan tugas diagnostik apa pun. Pemindai dilengkapi dengan monitor tambahan untuk menduplikasi gambar untuk pasien. Tingkat pakar teknologi menyiratkan metode yang ditingkatkan untuk memperoleh informasi:
- penindasan butir gambar;
- pemindaian majemuk multipath;
- sonografi doppler energi;
- pengaturan yang meningkatkan gambar di tempat yang sulit dijangkau;
- teknologi digital;
- resolusi layar tinggi;
- mode tiga dimensi dan empat dimensi.
Studi-studi ini, jika diinginkan, klien dapat direkam pada DVD-ROM.
Dengan USG, bukan hanya kelas peralatan yang penting, tetapi juga profesionalisme dokter yang melakukan diagnosa. Para spesialis klinik kami memiliki pengalaman kerja bertahun-tahun dan kualifikasi tinggi, yang memungkinkan Anda untuk menguraikan dengan benar hasil penelitian.
Prinsip USG
Ketika datang ke pemeliharaan, perbaikan atau bekerja pada peralatan ultrasonik, pertama-tama perlu untuk memahami dasar fisik dari proses yang harus kita hadapi. Tentu saja, seperti dalam setiap kasus, ada begitu banyak nuansa dan kehalusan, tetapi kami menyarankan agar Anda pertama-tama mempertimbangkan esensi dari proses tersebut. Dalam artikel ini kami akan menyentuh pertanyaan-pertanyaan berikut:
- Apa itu USG, apa karakteristik dan parameternya
- Pembentukan USG dalam teknologi modern berdasarkan piezoceramics
- Prinsip USG: rantai konversi energi listrik menjadi energi USG dan sebaliknya.
- Dasar-dasar pembentukan gambar pada layar mesin ultrasound.
Pastikan untuk menonton video kami tentang cara kerja USG
Tugas utama kami adalah untuk memahami apa itu USG dan apa propertinya membantu kami dalam penelitian medis modern.
Tentang suara.
Kita tahu bahwa frekuensi dari 16 Hz hingga 18.000 Hz, yang mampu dirasakan oleh alat bantu dengar manusia, umumnya disebut suara. Tetapi ada juga banyak suara di dunia yang tidak dapat kita dengar, karena mereka berada di bawah atau di atas kisaran frekuensi yang tersedia bagi kita: ini adalah infra dan ultra suara, masing-masing.
Suara memiliki sifat gelombang, yaitu, semua suara yang ada di alam semesta kita adalah gelombang, seperti, dalam kasus lain, banyak fenomena alam lainnya.
Dari sudut pandang fisik, gelombang adalah eksitasi dari medium yang merambat dengan transfer energi, tetapi tanpa transfer massa. Dengan kata lain, gelombang adalah pergantian spasial maksimum dan minimum dari setiap kuantitas fisik, misalnya, kepadatan suatu zat atau suhunya.
Dimungkinkan untuk mengkarakterisasi parameter gelombang (termasuk suara) melalui panjangnya, frekuensi, amplitudo dan periode osilasi.
Pertimbangkan parameter gelombang secara lebih rinci:
Maksima dan minimum dari kuantitas fisik dapat direpresentasikan secara kondisional sebagai puncak dan palung gelombang.
Panjang gelombang adalah jarak antara bubungan ini atau antara depresi. Oleh karena itu, semakin dekat bubungan satu sama lain - semakin pendek panjang gelombang dan semakin tinggi frekuensinya, semakin jauh dari satu sama lain - semakin tinggi panjang gelombang dan sebaliknya - semakin rendah frekuensinya.
Parameter penting lainnya adalah amplitudo osilasi, atau tingkat penyimpangan kuantitas fisik dari nilai rata-rata.
Semua parameter ini terkait satu sama lain (untuk setiap hubungan ada deskripsi matematis yang tepat dalam bentuk rumus, tetapi kami tidak akan memberikannya di sini, karena tugas kami adalah memahami prinsip dasar, dan kami selalu dapat menggambarkannya dari sudut pandang fisik). Masing-masing karakteristik penting, tetapi lebih sering Anda harus mendengar tentang frekuensi ultrasonik.
Apakah mesin ultrasound Anda memberikan kualitas gambar yang buruk? Tinggalkan permintaan untuk panggilan insinyur langsung di situs dan dia akan melakukan diagnosis gratis dan mengkonfigurasi pemindai ultrasound Anda
Suara Frekuensi Tinggi: Cara menyebabkan beberapa ribu getaran per detik
Ada beberapa cara untuk mendapatkan ultrasound, tetapi paling sering teknik ini menggunakan kristal elemen piezoelektrik dan efek piezoelektrik berdasarkan aplikasinya: sifat piezoelektrik memungkinkan untuk menghasilkan suara frekuensi tinggi di bawah pengaruh tegangan listrik, semakin tinggi frekuensi tegangan, semakin cepat frekuensi tegangan, semakin cepat osilasi frekuensi tinggi di lingkungan.
Begitu berada di bidang getaran suara frekuensi tinggi, piezocrystal, sebaliknya, mulai menghasilkan listrik. Dengan memasukkan kristal seperti itu dalam sirkuit listrik dan dengan cara tertentu, memproses sinyal yang diterima darinya, kita dapat membentuk gambar pada tampilan mesin ultrasound.
Tetapi agar proses ini menjadi mungkin, perlu untuk memiliki peralatan yang mahal dan rumit.
Meskipun terdapat puluhan bahkan ratusan komponen yang saling terkait dari pemindai ultrasound, pemindai ini dapat dibagi menjadi beberapa blok utama yang terlibat dalam konversi dan transmisi berbagai jenis energi.
Semuanya dimulai dengan sumber daya yang mampu mempertahankan tegangan tinggi dari nilai yang telah ditentukan. Kemudian, melalui banyak unit tambahan dan di bawah kendali konstan perangkat lunak khusus, sinyal ditransmisikan ke sensor, elemen utamanya adalah kepala piezocrystalline. Ini mengubah energi listrik menjadi energi USG.
Melalui lensa akustik yang terbuat dari bahan khusus dan gel yang cocok, gelombang ultrasonik memasuki tubuh pasien.
Seperti gelombang apa pun, ultrasonografi cenderung tercermin dari permukaan yang dijumpai di jalurnya.
Selanjutnya, gelombang melewati jalur sebaliknya melalui berbagai jaringan tubuh manusia, gel akustik dan lensa jatuh pada kisi sensor piezocrystalline, yang mengubah energi gelombang akustik menjadi energi listrik.
Dengan menerima dan menafsirkan sinyal dengan benar dari sensor, kita dapat mensimulasikan objek yang berada pada kedalaman yang berbeda dan tidak dapat diakses oleh mata manusia.
Prinsip konstruksi gambar berdasarkan data pemindaian ultrasound
Pertimbangkan dengan tepat bagaimana informasi yang diperoleh membantu kita dalam membangun gambar pada pemindai ultrasound. Dasar dari prinsip ini adalah impedansi akustik yang berbeda atau ketahanan media gas, cair dan padat.
Dengan kata lain, tulang, jaringan lunak, dan cairan tubuh kita mentransmisikan dan memantulkan USG ke berbagai tingkat, sebagian menyerap dan menyebarkannya.
Bahkan, seluruh proses penelitian dapat dibagi menjadi periode mikro, dan hanya sebagian kecil dari setiap periode mentransmisikan sensor. Sisa waktu dihabiskan menunggu jawaban. Pada saat yang sama, waktu antara transmisi dan penerimaan sinyal langsung ditransfer ke jarak dari sensor ke objek "terlihat".
Informasi tentang jarak ke setiap titik membantu kita membangun model objek yang sedang dipelajari, dan juga digunakan untuk pengukuran yang diperlukan untuk diagnostik ultrasound. Data diberi kode warna - sebagai hasilnya, kita mendapatkan gambar yang kita butuhkan di layar ultrasound.
Paling sering, ini adalah format Hitam-Putih, karena diyakini bahwa untuk warna abu-abu mata kita lebih rentan dan dengan akurasi yang lebih besar. akan melihat perbedaan dalam bacaan, meskipun dalam perangkat modern mereka menggunakan representasi warna, misalnya, untuk mempelajari kecepatan aliran darah, dan bahkan presentasi data yang baik. Yang terakhir, bersama dengan urutan video dalam mode Doppler, membantu membuat diagnosis lebih akurat dan berfungsi sebagai sumber informasi tambahan.
Tetapi kembali ke konstruksi gambar yang paling sederhana dan pertimbangkan secara lebih rinci tiga kasus:
Contoh gambar paling sederhana akan dipelajari berdasarkan mode-B. Visualisasi jaringan tulang dan formasi padat lainnya terdiri dari area terang (terutama putih), karena suara memantulkan terbaik dari permukaan padat dan kembali hampir sepenuhnya ke sensor.
Sebagai contoh, kita dapat dengan jelas melihat area putih - batu di ginjal pasien.
Visualisasi cairan atau void berlawanan diwakili oleh area hitam dalam gambar, karena tanpa menemui hambatan suara melewati lebih jauh ke dalam tubuh pasien dan kami tidak menerima respons apa pun.
Jaringan lunak, seperti struktur ginjal itu sendiri, akan diwakili oleh daerah dengan gradasi abu-abu yang berbeda. Keakuratan diagnosis dan kesehatan pasien akan sangat tergantung pada kualitas visualisasi objek tersebut.
Jadi hari ini kita telah belajar tentang apa itu USG dan bagaimana USG digunakan dalam pemindai USG untuk mempelajari organ-organ tubuh manusia.
Jika mesin ultrasound Anda memiliki kualitas gambar yang buruk, silakan hubungi pusat layanan kami. Insinyur ERSPlus dengan pengalaman hebat dan kualifikasi tinggi selalu siap membantu Anda.
Prinsip mesin ultrasound. Sensor ultrasonik
Di bawah USG memahami gelombang suara, frekuensi yang berada di luar rentang frekuensi yang dirasakan oleh telinga manusia.
Penemuan USG tanggal kembali ke pengamatan penerbangan kelelawar. Para ilmuwan, menutup mata kelelawar, telah menemukan bahwa hewan-hewan ini tidak kehilangan orientasi dalam penerbangan dan dapat menghindari rintangan. Tetapi setelah mereka juga menutupi telinga mereka, orientasi di ruang kelelawar terganggu dan mereka menemui hambatan. Ini mengarah pada kesimpulan bahwa kelelawar dalam gelap dipandu oleh gelombang suara yang tidak ditangkap oleh telinga manusia. Pengamatan ini sudah dilakukan pada abad XVII, pada saat yang sama istilah "USG" diusulkan. Kelelawar untuk orientasi di ruang angkasa memancarkan gelombang ultrasonik pulsa pendek. Impuls-impuls ini, tercermin dari rintangan, yang dirasakan setelah beberapa waktu oleh telinga kelelawar (fenomena gema). Menurut waktu yang lewat dari saat radiasi pulsa ultrasonik ke persepsi sinyal yang dipantulkan, hewan menentukan jarak ke objek. Selain itu, kelelawar juga dapat menentukan arah di mana sinyal gema dikembalikan, lokalisasi objek di ruang angkasa. Dengan demikian, ia mengirimkan gelombang ultrasonik dan kemudian merasakan gambar yang dipantulkan dari ruang sekitarnya.
Prinsip lokasi ultrasonik mendasari operasi banyak perangkat teknis. Menurut apa yang disebut prinsip pulsed echo, sonar bekerja, yang menentukan posisi kapal relatif terhadap beting ikan atau dasar laut (echo sounder), serta perangkat diagnostik ultrasound yang digunakan dalam pengobatan: perangkat memancarkan gelombang ultrasonik, kemudian melihat sinyal yang dipantulkan, dan pada saat berlalu dari saat radiasi ke saat persepsi sinyal gema, tentukan posisi spasial dari struktur pemantul.
Apa itu gelombang suara?
Gelombang suara adalah getaran mekanis yang merambat di angkasa seperti gelombang yang terjadi setelah sebuah batu dilemparkan ke dalam air. Perambatan gelombang suara sangat tergantung pada substansi di mana mereka merambat. Ini dijelaskan oleh fakta bahwa gelombang suara hanya terjadi ketika partikel-partikel materi berosilasi.
Karena suara hanya dapat diperbanyak dari benda-benda material, tidak ada suara yang dihasilkan dalam ruang hampa (dalam ujian, pertanyaan "penimbunan" sering ditanyakan: bagaimana suara didistribusikan dalam ruang hampa?).
Suara di lingkungan dapat menyebar baik dalam longitudinal dan dalam arah melintang. Gelombang ultrasonik dalam cairan dan gas bersifat longitudinal, karena partikel individu dari media berosilasi di sepanjang arah rambatan gelombang suara. Jika bidang di mana partikel-partikel medium berosilasi, terletak pada sudut yang tepat ke arah rambat gelombang, seperti, misalnya dalam kasus gelombang laut (osilasi partikel di arah vertikal, dan rambat gelombang di horizontal), bicaralah tentang gelombang transversal. Gelombang seperti itu juga diamati dalam padatan (misalnya, dalam tulang). Pada jaringan lunak, USG merambat terutama dalam bentuk gelombang longitudinal.
Ketika partikel individu dari gelombang longitudinal dipindahkan satu sama lain, kepadatannya, dan, akibatnya, tekanan dalam substansi medium di tempat ini meningkat. Jika partikel-partikel berbeda satu sama lain, kepadatan lokal zat dan tekanan di tempat ini berkurang. Gelombang ultrasonik membentuk zona tekanan rendah dan tinggi. Dengan berlalunya gelombang ultrasonik melalui jaringan, tekanan ini berubah sangat cepat pada titik medium. Untuk membedakan tekanan yang dibentuk oleh gelombang ultrasonik dari tekanan konstan medium, ia juga disebut tekanan variabel, atau sonik.
Parameter gelombang suara
Parameter gelombang suara meliputi:
Amplitudo (A), misalnya, tekanan suara maksimum ("tinggi gelombang").
Frekuensi (v), yaitu jumlah osilasi dalam 1 detik. Satuan frekuensi adalah Hertz (Hz). Dalam perangkat diagnostik yang digunakan dalam kedokteran, gunakan rentang frekuensi dari 1 hingga 50 MG c (1 MHz = 106 Hz, biasanya kisaran 2,5-15 MHz).
Panjang gelombang (λ), yaitu jarak ke puncak gelombang yang berdekatan (lebih tepatnya, jarak minimum antara titik dengan fase yang sama).
Kecepatan rambat, atau kecepatan suara. Itu tergantung pada media di mana gelombang suara merambat, serta pada frekuensi.
Tekanan dan suhu memiliki efek yang signifikan, tetapi dalam rentang suhu fisiologis efek ini dapat diabaikan. Untuk pekerjaan sehari-hari, perlu diingat bahwa semakin padat lingkungan, semakin besar kecepatan suara di dalamnya.
Kecepatan suara di jaringan lunak adalah sekitar 1500 m / s dan meningkat dengan meningkatnya kepadatan jaringan.
Formula ini merupakan pusat ekografi medis. Dengan bantuannya, adalah mungkin untuk menghitung panjang gelombang λ dari USG, yang memungkinkan untuk menentukan ukuran minimum dari struktur anatomi yang masih terlihat dengan USG. Struktur anatomi yang ukurannya kurang dari panjang gelombang ultrasonik, dengan ultrasound tidak dapat dibedakan.
Panjang gelombang memungkinkan Anda untuk mendapatkan gambar yang agak kasar dan tidak cocok untuk mengevaluasi struktur kecil. Semakin tinggi frekuensi ultrasonik, semakin kecil panjang gelombang dan ukuran struktur anatomi yang masih dapat dibedakan.
Kemungkinan perincian meningkat dengan meningkatnya frekuensi USG. Ini mengurangi kedalaman penetrasi ultrasonografi ke dalam jaringan, mis. kemampuan menembusnya berkurang. Dengan demikian, dengan meningkatnya frekuensi ultrasonik, kedalaman penelitian jaringan yang tersedia berkurang.
Panjang gelombang USG yang digunakan dalam ekografi untuk mempelajari jaringan berkisar dari 0,1 hingga 1 mm. Struktur anatomi yang lebih kecil tidak dapat diidentifikasi.
Bagaimana cara mendapatkan USG?
Efek piezoelektrik
Produksi ultrasonografi yang digunakan dalam diagnosa medis didasarkan pada efek piezoelektrik - kemampuan kristal dan keramik untuk berubah bentuk di bawah aksi tegangan yang diberikan. Di bawah aksi tegangan bolak-balik, kristal dan keramik berubah bentuk secara berkala, mis. getaran mekanis muncul dan gelombang ultrasonik terbentuk. Efek piezoelektrik bersifat reversibel: gelombang ultrasonik menyebabkan deformasi kristal piezoelektrik, yang disertai dengan munculnya tegangan listrik yang dapat diukur. Dengan demikian, bahan piezoelektrik berfungsi sebagai generator gelombang ultrasonik, dan penerima mereka.
Ketika gelombang ultrasonik terjadi, ia merambat di media penghubung. "Menghubungkan" berarti ada konduktivitas suara yang sangat baik antara generator ultrasound dan lingkungan di mana ia didistribusikan. Untuk melakukan ini, biasanya menggunakan gel USG standar.
Untuk memfasilitasi transisi gelombang ultrasonik dari keramik padat elemen piezoelektrik ke jaringan lunak, itu dilapisi dengan gel ultrasonik khusus.
Perawatan harus diambil ketika membersihkan sensor ultrasound! Lapisan yang cocok pada kebanyakan sensor ultrasonik memburuk ketika diproses ulang dengan alkohol untuk alasan "higienis". Karena itu, saat membersihkan sensor ultrasonik, Anda harus mengikuti instruksi yang terpasang pada perangkat dengan ketat.
Struktur sensor ultrasonik
Generator getaran ultrasonik terdiri dari bahan piezoelektrik, sebagian besar keramik, di sisi depan dan belakang yang ada kontak listrik. Lapisan yang cocok diterapkan pada sisi depan yang menghadap pasien, yang dirancang untuk ultrasound optimal dalam jaringan. Di sisi belakang, kristal piezoelektrik ditutupi dengan lapisan, yang sangat menyerap ultrasound, yang mencegah pantulan gelombang ultrasonik ke arah yang berbeda dan membatasi mobilitas kristal. Ini memungkinkan kami untuk memastikan bahwa sensor ultrasonik memancarkan pulsa ultrasonik sesingkat mungkin. Durasi pulsa adalah faktor penentu dalam resolusi aksial.
Sensor untuk ultrasound dalam mode-b, sebagai suatu peraturan, terdiri dari sejumlah kecil, berdekatan satu sama lain kristal keramik, yang dikonfigurasikan secara individu atau dalam kelompok.
Sensor ultrasonik sangat sensitif. Ini dijelaskan, di satu sisi, oleh fakta bahwa dalam kebanyakan kasus mengandung kristal keramik yang sangat rapuh, di sisi lain, oleh fakta bahwa komponen-komponen sensor terletak sangat dekat satu sama lain dan dapat digeser atau rusak dengan goncangan atau goncangan mekanis. Biaya sensor ultrasonik modern tergantung pada jenis peralatan dan kira-kira sama dengan biaya mobil kelas menengah.
Sebelum mengangkut perangkat ultrasonik, perbaiki sensor ultrasonik dengan aman pada perangkat, dan putuskan sambungan dengan lebih baik. Sensor mudah pecah saat jatuh, dan bahkan guncangan ringan dapat menyebabkan kerusakan serius.
Dalam rentang frekuensi yang digunakan dalam diagnosa medis, tidak mungkin untuk mendapatkan sinar yang terfokus tajam, mirip dengan laser, yang memungkinkan untuk "menyelidiki" jaringan. Namun, untuk mendapatkan resolusi spasial yang optimal, perlu berusaha untuk mengurangi diameter sinar ultrasonografi sebanyak mungkin (sebagai sinonim untuk sinar ultrasonografi, istilah "sinar ultrasonografi" kadang-kadang digunakan). diameter).
Semakin kecil sinar ultrasonik, semakin baik detail struktur anatomi yang terlihat dengan ultrasonografi.
Oleh karena itu, USG difokuskan sejauh mungkin pada kedalaman tertentu (agak lebih dalam dari struktur yang diteliti), sehingga sinar USG membentuk "pinggang". Mereka fokus USG baik dengan bantuan "lensa akustik" atau dengan menerapkan sinyal berdenyut ke elemen piezoceramic transduser yang berbeda dengan perubahan timbal balik yang berbeda dalam waktu. Pada saat yang sama, fokus pada kedalaman yang lebih besar membutuhkan peningkatan permukaan aktif, atau aperture, transduser ultrasonik.
Ketika sensor terfokus, ada tiga zona di bidang ultrasonografi:
Gambar USG paling jelas diperoleh saat objek yang diteliti berada di zona fokus dari sinar USG. Objek terletak di zona fokus ketika sinar ultrasonik memiliki lebar terkecil, yang berarti resolusinya maksimum.
Dekat area USG
Zona dekat berbatasan langsung dengan sensor ultrasonik. Di sini, gelombang ultrasonik yang dipancarkan oleh permukaan berbagai elemen piezoceramic dilapiskan satu sama lain (dengan kata lain, gangguan gelombang ultrasonik terjadi), oleh karena itu bidang tajam yang tidak homogen terbentuk. Mari kita jelaskan ini dengan contoh yang jelas: jika Anda melemparkan segenggam kerikil ke dalam air, lalu gelombang melingkar, menyimpang dari masing-masing, saling tumpang tindih. Di dekat tempat kerikil jatuh, sesuai dengan zona dekat, ombaknya tidak beraturan, tetapi agak jauh mereka secara bertahap mendekati lingkaran. Cobalah setidaknya sekali untuk melakukan percobaan ini dengan anak-anak ketika berjalan di dekat air! Ketidakhomogenan yang nyata dari zona ultrasonik dekat membentuk gambar kabur. Media homogen itu sendiri di zona dekat tampak seperti garis-garis terang dan gelap bolak-balik. Oleh karena itu, zona ultrasonografi dekat untuk menilai gambar hampir atau tidak cocok sama sekali. Efek ini paling menonjol pada sensor cembung dan sektor yang memancarkan sinar ultrasonik yang berbeda; Untuk sensor linier, heterogenitas zona dekat paling tidak diucapkan.
Dimungkinkan untuk menentukan seberapa jauh zona ultrasound dekat menyebar, jika, memutar kenop, Anda akan memperkuat sinyal, sementara secara bersamaan menonton bidang ultrasonik yang berdekatan dengan sensor. Zona ultrasonografi dekat dapat dikenali oleh selembar putih di dekat sensor. Coba bandingkan zona dekat sensor linier dan sektor.
Karena zona USG dekat tidak berlaku untuk penilaian gambar suatu objek, selama pemeriksaan USG, mereka berusaha untuk meminimalkan zona dekat dan menggunakannya dalam berbagai cara untuk menghapusnya dari area yang diteliti. Ini dapat dilakukan, misalnya, dengan memilih posisi optimal dari sensor atau dengan meratakan secara elektronik ketidakrataan bidang ultrasonik. Namun dalam praktiknya, ini paling mudah untuk dicapai dengan bantuan yang disebut buffer yang diisi dengan air, yang ditempatkan di antara sensor dan objek penelitian. Ini memungkinkan Anda untuk menampilkan suara dari zona dekat dari lokasi objek yang diteliti. Biasanya, nozel khusus untuk sensor individu atau gel pad universal digunakan sebagai penyangga. Alih-alih air, nozel plastik berbasis silikon saat ini digunakan.
Dengan pengaturan dangkal dari struktur yang diteliti, penggunaan buffer secara signifikan dapat meningkatkan kualitas gambar USG.
Area fokus
Zona fokus dicirikan oleh fakta bahwa, di satu sisi, diameter (lebar) dari sinar USG adalah yang terkecil di sini, dan di sisi lain, karena efek dari lensa pengumpul, intensitas USG adalah yang terbesar. Ini memungkinkan untuk resolusi tinggi, mis. kemampuan untuk secara jelas membedakan detail objek. Oleh karena itu, formasi anatomi atau objek yang akan diselidiki harus terletak di area fokus.
Area ultrasonografi jauh
Di zona ultrasonografi jauh, sinar ultrasonik menyimpang. Karena sinar ultrasonik melemah ketika melewati jaringan, intensitas ultrasonografi, terutama komponen frekuensi tinggi, berkurang. Kedua proses ini mempengaruhi resolusi, dan karenanya kualitas gambar USG. Oleh karena itu, dalam penelitian di zona ultrasonografi jauh, kejelasan objek hilang - semakin jauh dari sensor.
Resolusi perangkat
Resolusi sistem penelitian visual, baik optik dan akustik, ditentukan oleh jarak minimum di mana dua objek dalam gambar dianggap terpisah. Resolusi adalah indikator kualitatif penting yang menandakan efektivitas metode penelitian pencitraan.
Dalam praktiknya, sering diabaikan bahwa peningkatan resolusi hanya berarti ketika objek yang diteliti secara substansial berbeda dalam sifat akustiknya dari jaringan di sekitarnya, mis. memiliki kontras yang cukup. Meningkatkan resolusi tanpa adanya kontras yang cukup tidak meningkatkan kemampuan diagnostik penelitian. Resolusi aksial (dalam arah rambat berkas ultrasonografi) terletak di wilayah nilai panjang gelombang dua kali lipat. Sebenarnya, durasi pulsa individu sangat penting. Ini terjadi sedikit lebih dari dua fluktuasi berturut-turut. Ini berarti bahwa dengan sensor dengan frekuensi kerja 3,5 MHz, struktur jaringan 0,5 mm secara teoritis harus dianggap sebagai struktur yang terpisah. Dalam prakteknya, ini diamati hanya di bawah kondisi bahwa struktur cukup kontras.
Resolusi lateral (lateral) tergantung pada lebar sinar ultrasonik, serta pada fokus dan, oleh karena itu, pada kedalaman investigasi. Dalam hal ini, resolusi sangat bervariasi. Resolusi tertinggi diamati di zona fokus dan sekitar 4-5 panjang gelombang. Dengan demikian, resolusi lateral 2-3 kali lebih lemah dari resolusi aksial. Contoh khas adalah USG dari saluran pankreas. Lumen saluran dapat divisualisasikan dengan jelas hanya jika tegak lurus dengan arah sinar ultrasonik. Bagian dari saluran yang terletak di kiri dan kanan dari sudut yang berbeda tidak lagi terlihat, karena resolusi aksial lebih kuat daripada yang lateral.
Resolusi sagital tergantung pada lebar berkas ultrasonografi pada bidang yang tegak lurus terhadap bidang pemindaian, dan mengkarakterisasi resolusi dalam arah yang tegak lurus terhadap arah rambat, dan, konsekuensinya, ketebalan lapisan gambar. Resolusi sagital biasanya lebih buruk daripada aksial dan lateral. Dalam instruksi yang terlampir pada mesin ultrasound, parameter ini jarang disebutkan. Namun, harus diasumsikan bahwa resolusi sagital tidak dapat lebih baik daripada resolusi lateral dan bahwa kedua parameter ini hanya dapat dibandingkan dalam bidang sagital di zona fokus. Dengan sebagian besar sensor ultrasonik, fokus sagital diatur hingga kedalaman tertentu dan tidak dinyatakan dengan jelas. Dalam praktiknya, pemfokusan sagital dari sinar ultrasonik dilakukan dengan menggunakan lapisan yang cocok pada sensor sebagai lensa akustik. Pemfokusan variabel tegak lurus terhadap bidang gambar, dengan demikian, mengurangi ketebalan lapisan ini hanya dapat dicapai dengan bantuan matriks piezoelements.
Dalam kasus-kasus di mana dokter peneliti ditugaskan dengan uraian terperinci tentang struktur anatomi, perlu diselidiki dalam dua bidang yang saling tegak lurus, jika fitur anatomi daerah yang diteliti memungkinkannya. Pada saat yang sama, resolusi berkurang dari arah aksial ke lateral dan dari lateral ke sagital.
Jenis sensor ultrasonik
Tergantung pada lokasi elemen piezoelektrik, ada tiga jenis sensor ultrasonik:
Dalam sensor linier, elemen piezoelektrik terletak di sepanjang garis lurus secara terpisah atau dalam kelompok dan memancarkan gelombang ultrasonik dalam jaringan secara paralel. Setelah setiap bagian melalui fabric, gambar persegi panjang muncul (untuk 1 s - sekitar 20 gambar atau lebih). Keuntungan dari sensor linier adalah kemungkinan mendapatkan resolusi tinggi di dekat lokasi sensor (mis., Kualitas gambar yang relatif tinggi di zona dekat), kerugiannya adalah di bidang kecil dari tinjauan ultrasound pada kedalaman yang sangat besar (ini disebabkan oleh fakta bahwa, tidak seperti cembung dan sektor) sensor, sinar ultrasonik dari sensor linier tidak berbeda).
Sensor array bertahap menyerupai sensor linear, tetapi lebih kecil. Terdiri dari serangkaian kristal dengan pengaturan terpisah. Sensor jenis ini membuat gambar sensor sektor pada monitor. Sementara dalam kasus sensor sektor mekanik, arah pulsa ultrasonik ditentukan oleh rotasi elemen piezoelektrik, ketika bekerja dengan sensor dengan array bertahap, sinar ultrasonik terfokus diarahkan diperoleh dengan pergeseran waktu (pergeseran fase) dari semua kristal yang diaktifkan. Ini berarti bahwa elemen piezoelektrik individu diaktifkan dengan penundaan waktu dan akibatnya, sinar ultrasonik dipancarkan dalam arah miring. Ini memungkinkan Anda untuk memfokuskan sinar ultrasonik sesuai dengan tugas penelitian (pemfokusan elektronik) dan pada saat yang sama meningkatkan resolusi di bagian gambar ultrasonografi yang diinginkan. Keuntungan lain adalah kemampuan untuk secara dinamis memfokuskan sinyal yang diterima. Dalam hal ini, fokus selama penerimaan sinyal diatur ke kedalaman optimal, yang juga secara signifikan meningkatkan kualitas gambar.
Dalam sensor sektor mekanis, sebagai akibat dari osilasi mekanik elemen transduser, gelombang ultrasonik dipancarkan ke arah yang berbeda, sehingga gambar terbentuk dalam bentuk sektor. Setelah setiap bagian melalui kain, gambar terbentuk (10 atau lebih dalam 1 detik). Keuntungan dari sensor sektor adalah memungkinkan Anda untuk mendapatkan bidang pandang yang luas pada kedalaman yang besar, dan kerugiannya adalah tidak mungkin untuk belajar di zona dekat, karena bidang pandang di dekat sensor terlalu sempit.
Dalam sensor cembung, elemen piezoelektrik terletak di sepanjang satu sama lain dalam busur (sensor melengkung). Kualitas gambar adalah persilangan antara gambar yang diperoleh dengan sensor linier dan sektor. Sensor cembung, seperti yang linear, ditandai dengan resolusi tinggi di zona dekat (meskipun tidak mencapai resolusi sensor linier) dan, pada saat yang sama, bidang pandang yang luas di kedalaman jaringan mirip dengan sensor sektor.
Hanya dengan susunan dua dimensi dari elemen-elemen transduser ultrasound dalam bentuk matriks, dimungkinkan untuk memfokuskan sinar ultrasound secara simultan dalam arah lateral dan sagital. Ini disebut matriks piezoelements (atau matriks dua dimensi) juga memungkinkan untuk memperoleh data pada tiga dimensi, yang tanpanya mustahil untuk memindai jumlah jaringan di depan sensor. Pembuatan matriks elemen piezoelektrik adalah proses yang melelahkan yang membutuhkan penggunaan teknologi terbaru, oleh karena itu baru-baru ini produsen mulai melengkapi perangkat ultrasonik mereka dengan sensor cembung.
Metode diagnostik ultrasonografi
Metode diagnostik ultrasonik adalah metode memperoleh citra medis berdasarkan registrasi dan analisis komputer dari gelombang ultrasonik yang dipantulkan dari struktur biologis, yaitu, berdasarkan efek gema. Metode ini sering disebut sebagai echography. Perangkat modern untuk ultrasound (ultrasound) adalah sistem digital resolusi tinggi universal dengan kemampuan untuk memindai dalam semua mode (Gbr. 3.1).
Kekuatan diagnostik USG sebenarnya tidak berbahaya. Ultrasonografi tidak memiliki kontraindikasi, aman, tidak menyakitkan, atraumatik, dan tidak memberatkan. Jika perlu, dapat dilakukan tanpa persiapan pasien. Peralatan USG dapat dikirim ke unit fungsional untuk pemeriksaan pasien yang tidak dapat diangkut. Keuntungan besar, terutama dalam kasus gambaran klinis yang tidak jelas, adalah kemungkinan pemeriksaan simultan dari banyak organ. Juga penting adalah keefektifan biaya tinggi dari ekografi: biaya USG beberapa kali lebih sedikit daripada pemeriksaan x-ray, dan bahkan lebih sedikit computed tomography dan magnetic resonance.
Namun, metode ultrasonik memiliki beberapa kelemahan:
- ketergantungan aparatur dan operator yang tinggi;
- subyektivitas yang hebat dalam interpretasi gambar-gambar echografis;
- konten informasi rendah dan rendahnya tampilan gambar beku.
Ultrasonografi kini telah menjadi salah satu metode yang paling umum digunakan dalam praktik klinis. Dalam pengenalan penyakit pada banyak organ, ultrasound dapat dianggap sebagai metode diagnostik pilihan, pertama dan utama. Dalam kasus yang sulit didiagnosis, data USG memungkinkan kami untuk menguraikan rencana pemeriksaan lebih lanjut pasien menggunakan metode radiasi yang paling efektif.
Basis fisik dan biofisik dari metode DIAGNOSTIK ULTRASOUND
Ultrasound mengacu pada getaran suara yang berada di atas ambang batas pendengaran organ manusia, yaitu, memiliki frekuensi lebih dari 20 kHz. Dasar fisik USG adalah efek piezoelektrik yang ditemukan pada tahun 1881 oleh saudara-saudara Curie. Aplikasi praktisnya terhubung dengan pengembangan deteksi cacat industri ultrasonik oleh ilmuwan Rusia S. Ya Sokolov (akhir 20-an - awal 30-an abad ke-XX). Upaya pertama untuk menggunakan metode ultrasound untuk tujuan diagnostik dalam pengobatan adalah milik akhir 30-an. Abad kedua puluh. Penggunaan ultrasound secara luas dalam praktik klinis dimulai pada 1960-an.
Inti dari efek piezoelektrik adalah bahwa ketika kristal tunggal terdeformasi, beberapa senyawa kimia (kuarsa, titanium-barium, kadmium sulfida, dll.), Khususnya, di bawah pengaruh gelombang ultrasonik, muatan listrik dari tanda berlawanan muncul pada permukaan kristal-kristal ini. Inilah yang disebut efek piezoelektrik langsung (piezo dalam bahasa Yunani berarti menekan). Sebaliknya, ketika muatan listrik bolak-balik diterapkan pada kristal tunggal ini, osilasi mekanis muncul di dalamnya dengan emisi gelombang ultrasonik. Dengan demikian, elemen piezo yang sama dapat secara bergantian menjadi penerima, kemudian menjadi sumber gelombang ultrasonik. Bagian dari mesin ultrasonik ini disebut transduser akustik, transduser, atau sensor.
Ultrasonografi didistribusikan dalam media dalam bentuk zona bolak-balik dari kompresi dan penghalusan molekul suatu zat yang membuat gerakan berosilasi. Gelombang suara, termasuk ultrasonik, dicirikan oleh periode osilasi - waktu di mana sebuah molekul (partikel) melakukan satu osilasi lengkap; frekuensi - jumlah osilasi per unit waktu; panjang adalah jarak antara titik-titik pada fase yang sama dan kecepatan rambat, yang terutama tergantung pada elastisitas dan kepadatan medium. Panjang gelombang berbanding terbalik dengan frekuensinya. Semakin kecil panjang gelombang, semakin tinggi resolusi perangkat ultrasonik. Dalam sistem diagnostik ultrasonografi medis, frekuensi dari 2 hingga 10 MHz biasa digunakan. Resolusi perangkat USG modern mencapai 1-3 mm.
Setiap lingkungan, termasuk berbagai jaringan tubuh, mencegah penyebaran ultrasound, yaitu memiliki impedansi akustik yang berbeda, nilainya tergantung pada kepadatan dan kecepatan ultrasound. Semakin tinggi parameter ini, semakin besar impedansi akustik. Karakteristik umum dari setiap media elastis dilambangkan dengan istilah "impedansi".
Setelah mencapai batas dua media dengan resistensi akustik yang berbeda, sorotan gelombang ultrasonik mengalami perubahan signifikan: satu bagian terus menyebar dalam media baru, sampai batas tertentu diserap olehnya, yang lain tercermin. Koefisien refleksi tergantung pada perbedaan dalam ketahanan akustik dari jaringan-jaringan yang berdampingan satu sama lain: semakin besar perbedaan ini, semakin besar pantulan dan, secara alami, semakin besar amplitudo dari sinyal yang direkam, yang berarti bahwa semakin terang dan semakin terang akan terlihat pada layar perangkat. Reflektor lengkap adalah batas antara jaringan dan udara.
METODE PENELITIAN ULTRASOUND
Saat ini dalam praktek klinis digunakan USG dalam b - dan M-mode dan Doppler.
B-mode adalah teknik yang memberikan informasi dalam bentuk gambar tomografi seroscale dua dimensi dari struktur anatomi secara real time, yang memungkinkan untuk mengevaluasi keadaan morfologisnya. Mode ini adalah yang utama, dalam semua kasus dengan penggunaannya dimulai USG.
Peralatan ultrasound modern menangkap perbedaan terkecil dalam tingkat pantulan pantulan, yang ditampilkan dalam berbagai warna abu-abu. Hal ini memungkinkan untuk membedakan antara struktur anatomi, bahkan sedikit berbeda satu sama lain dalam impedansi akustik. Semakin rendah intensitas gema, semakin gelap gambar, dan, sebaliknya, semakin besar energi sinyal yang dipantulkan, semakin terang gambar.
Struktur biologis dapat berupa anechoic, hypoechoic, echogenic medium, hyperechoic (Gbr. 3.2). Gambar anechoic (hitam) adalah karakteristik dari formasi yang diisi dengan fluida, yang secara praktis tidak mencerminkan gelombang ultrasonik; hypoechoic (abu-abu gelap) - kain dengan hidrofilisitas yang signifikan. Gambar echo-positif (abu-abu) memberikan sebagian besar struktur jaringan. Peningkatan echogenicity (abu-abu terang) memiliki jaringan biologis yang padat. Jika gelombang ultrasonik sepenuhnya dipantulkan, maka objek terlihat hyperechoic (putih terang), dan di belakangnya ada yang disebut bayangan akustik, memiliki penampilan jalur gelap (lihat Gambar 3.3).
Fig. 3.2. Skala tingkat ekogenisitas struktur biologis: a - anechoic; b - hypoechoic; echogenicity dalam - menengah (echopositive); g - peningkatan echogenisitas; d - hyperechoic
Fig. 3.3. Ekogram ginjal pada bagian longitudinal dengan penunjukan struktur yang berbeda
echogenicity: a - kompleks cup-pelvis anechoic dilatasi; b - parenkim hypoechoic dari ginjal; di - parenkim hati echogenicity rata-rata (echopositive); sinus d-ginjal dengan peningkatan echogenisitas; d - kalkulus hyperechoic di segmen pelvis-ureter
Mode waktu nyata menyediakan untuk mendapatkan di layar monitor gambar "hidup" organ dan struktur anatomi yang berada dalam keadaan fungsional alami mereka. Ini dicapai oleh fakta bahwa perangkat ultrasonik modern menghasilkan banyak gambar yang saling mengikuti dengan interval ratusan detik, yang bersama-sama menciptakan gambar yang terus berubah memperbaiki perubahan kecil. Sebenarnya, teknik ini dan, secara umum, metode USG tidak boleh disebut "echography", tetapi "echoscopy".
M-mode - satu dimensi. Di dalamnya, salah satu dari dua koordinat spasial digantikan oleh yang temporal sehingga sepanjang sumbu vertikal jarak dari sensor ke struktur yang ditempatkan disimpan, dan sepanjang sumbu horisontal - waktu. Mode ini digunakan terutama untuk penelitian jantung. Ini memberikan informasi dalam bentuk kurva yang mencerminkan amplitudo dan kecepatan pergerakan struktur jantung (lihat Gambar 3.4).
Sonografi Doppler adalah teknik yang didasarkan pada penggunaan efek Doppler fisik (sesuai nama fisikawan Austria). Inti dari efek ini adalah bahwa dari benda bergerak gelombang ultrasonik tercermin dengan frekuensi yang dimodifikasi. Pergeseran frekuensi ini proporsional dengan kecepatan gerakan struktur yang berada, dan jika gerakannya diarahkan ke sensor, frekuensi sinyal yang dipantulkan meningkat, dan, sebaliknya, frekuensi gelombang yang dipantulkan dari objek bergerak berkurang. Kami mengalami efek ini terus-menerus, mengamati, misalnya, perubahan frekuensi suara dari mobil, kereta api, dan pesawat terbang yang lewat.
Saat ini, dalam praktik klinis, sonografi doppler spektral fluoresen, pemetaan Doppler warna, doppler daya, doppler warna konvergen, pemetaan doppler warna tiga dimensi, dopplerografi energi tiga dimensi digunakan untuk berbagai tingkat.
Sonografi flop doppler spektral dirancang untuk menilai aliran darah secara relatif besar
Fig. 3.4. Kurva M - modal pergerakan katup mitral anterior
pembuluh dan bilik jantung. Jenis utama dari informasi diagnostik adalah rekaman spektrografi, yang merepresentasikan kecepatan aliran darah dari waktu ke waktu. Pada grafik ini, kecepatan diplot pada sumbu vertikal, dan waktu diplot pada sumbu horizontal. Sinyal yang ditampilkan di atas sumbu horizontal, pergi dari aliran darah yang diarahkan ke sensor, di bawah sumbu ini - dari sensor. Selain kecepatan dan arah aliran darah dengan bentuk spektrogram Doppler, dimungkinkan untuk menentukan sifat aliran darah: aliran laminar ditampilkan sebagai kurva sempit dengan kontur yang jelas, dan turbulen dengan kurva lebar yang tidak seragam (Gambar 3.5).
Ada dua opsi untuk aliran doppler sonografi: kontinyu (gelombang konstan) dan berdenyut.
Ultrasonografi Doppler kontinu didasarkan pada radiasi konstan dan penerimaan konstan gelombang ultrasonik pantulan. Besarnya pergeseran frekuensi dari sinyal yang dipantulkan ditentukan oleh pergerakan semua struktur di sepanjang jalur sinar ultrasonik dalam kedalaman penetrasi. Informasi yang dihasilkan adalah total. Ketidakmungkinan analisis aliran terisolasi di tempat yang ditentukan secara ketat adalah kerugian dari sonografi doppler terus menerus. Pada saat yang sama, ia memiliki keuntungan penting: memungkinkan pengukuran laju aliran darah tinggi.
Sonografi doppler berdenyut didasarkan pada emisi periodik dari serangkaian pulsa gelombang ultrasonik, yang, tercermin dari sel darah merah, secara konsisten dirasakan
Fig. 3.5. Doppler spektrogram aliran darah transmitral
oleh sensor yang sama. Dalam mode ini, sinyal dipantulkan, hanya dipantulkan dari jarak tertentu dari sensor, yang diatur atas kebijaksanaan dokter. Situs aliran darah disebut volume kontrol (KO). Kemampuan untuk menilai aliran darah pada titik tertentu adalah keuntungan utama dari sonografi Doppler berdenyut.
Pemetaan Color Doppler didasarkan pada pengkodean warna dari nilai pergeseran Doppler dari frekuensi yang dipancarkan. Teknik ini memberikan visualisasi langsung aliran darah di jantung dan di pembuluh yang relatif besar (lihat Gambar 3.6 untuk inset warna). Warna merah sesuai dengan aliran ke arah sensor, biru - dari sensor. Nuansa gelap dari warna ini sesuai dengan kecepatan rendah, warna terang - dengan yang tinggi. Teknik ini memungkinkan kita untuk mengevaluasi keadaan morfologis pembuluh dan keadaan aliran darah. Keterbatasan metode ini adalah ketidakmungkinan mendapatkan gambar pembuluh darah kecil dengan kecepatan aliran darah rendah.
Energy Doppler didasarkan pada analisis pergeseran Doppler non-frekuensi, yang mencerminkan kecepatan sel darah merah, seperti pemetaan Doppler konvensional, tetapi amplitudo dari semua gema spektrum Doppler, mencerminkan kepadatan sel darah merah dalam volume yang diberikan. Gambar yang dihasilkan mirip dengan pemetaan Doppler warna biasa, tetapi berbeda bahwa semua kapal menerima pencitraan, terlepas dari arahnya relatif terhadap sinar ultrasonik, termasuk pembuluh darah dengan diameter sangat kecil dan dengan laju aliran darah kecil. Namun, tidak mungkin untuk menilai dari pola Doppler energi baik tentang arah, sifat, atau kecepatan aliran darah. Informasi hanya dibatasi oleh fakta aliran darah dan jumlah pembuluh darah. Nuansa warna (sebagai aturan, dengan transisi dari oranye gelap ke oranye terang dan kuning) membawa informasi bukan tentang kecepatan aliran darah, tetapi tentang intensitas sinyal gema yang dipantulkan oleh elemen darah yang bergerak (lihat Gambar 3.7 pada sisipan warna). Nilai diagnostik sonografi Doppler energi adalah kemampuan untuk menilai vaskularisasi organ dan area patologis.
Kemungkinan pemetaan Doppler warna dan power doppler digabungkan dalam teknik doppler warna konvergen.
Kombinasi mode-B dengan streaming atau pemetaan warna energi disebut sebagai studi dupleks, memberikan informasi terbanyak.
Pemetaan Doppler tiga dimensi dan energi Doppler tiga dimensi adalah teknik yang memungkinkan untuk mengamati gambar tiga dimensi dari penataan ruang pembuluh darah secara real time dari sudut mana pun, yang memungkinkan mereka menilai hubungan mereka secara akurat dengan berbagai struktur anatomi dan proses patologis, termasuk tumor ganas..
Kontras gema. Teknik ini didasarkan pada pemberian intravena zat kontras khusus yang mengandung gelembung mikro gas gratis. Untuk mencapai kontras yang efektif secara klinis, prasyarat berikut diperlukan. Ketika diberikan secara intravena dengan agen kontras-echo seperti itu, hanya zat-zat yang melewati secara bebas melalui kapiler dari sirkulasi paru-paru yang dapat memasuki lapisan arteri, mis. Gelembung gas harus kurang dari 5 mikron. Prasyarat kedua adalah stabilitas microbubbles gas ketika mereka bersirkulasi dalam sistem vaskular umum selama minimal 5 menit.
Dalam praktik klinis, teknik kontras gema digunakan dalam dua cara. Yang pertama adalah angiografi kontras gema dinamis. Pada saat yang sama, visualisasi aliran darah meningkat secara signifikan, terutama di pembuluh darah dangkal dengan laju aliran darah rendah; sensitivitas pemetaan Doppler warna dan sonografi Doppler energi meningkat secara signifikan; adalah mungkin untuk mengamati semua fase kontras vaskular secara real time; meningkatkan akurasi penilaian lesi stenotik pembuluh darah. Arah kedua adalah kontras gema jaringan. Dipastikan oleh fakta bahwa beberapa zat kontras-gema secara selektif termasuk dalam struktur organ-organ tertentu. Dalam hal ini, derajat, kecepatan, dan waktu akumulasi mereka berbeda dalam jaringan yang tidak berubah dan dalam jaringan patologis. Dengan demikian, secara umum, adalah mungkin untuk menilai perfusi organ, resolusi kontras antara jaringan normal dan yang terpengaruh membaik, yang berkontribusi untuk meningkatkan akurasi diagnosis berbagai penyakit, terutama tumor ganas.
Kemampuan diagnostik metode USG juga telah berkembang karena munculnya teknologi baru untuk akuisisi dan pemrosesan pasca-gambar ultrasound. Ini termasuk, khususnya, sensor multi-frekuensi, teknologi untuk membentuk layar lebar, panorama, gambar tiga dimensi. Area yang menjanjikan untuk pengembangan lebih lanjut dari metode diagnostik ultrasound adalah penggunaan teknologi matriks untuk mengumpulkan dan menganalisis informasi tentang struktur struktur biologis; pembuatan mesin USG, memberikan gambar bagian lengkap dari area anatomi; analisis spektral dan fase gelombang ultrasonik pantulan.
APLIKASI KLINIS DARI METODE DIAGNOSTIK ULTRASOUND
USG saat ini digunakan dalam banyak cara:
- memantau kinerja manipulasi instrumental diagnostik dan terapeutik (tusukan, biopsi, drainase, dll);
USG darurat harus dianggap sebagai metode pertama dan wajib pemeriksaan instrumental pasien dengan penyakit bedah akut pada perut dan panggul. Pada saat yang sama, akurasi diagnostik mencapai 80%, akurasi pengenalan kerusakan organ parenkim adalah 92%, dan deteksi cairan di perut (termasuk hemoperitoneu-ma) adalah 97%.
Pemantauan ultrasound dilakukan berulang kali dengan frekuensi berbeda selama proses patologis akut untuk menilai dinamika, keefektifan terapi, diagnosis dini komplikasi.
Tujuan dari studi intraoperatif adalah untuk mengklarifikasi sifat dan tingkat proses patologis, serta untuk memantau kecukupan dan radikalitas operasi.
Ultrasonografi pada tahap awal setelah operasi ditujukan terutama untuk mengidentifikasi penyebab dari periode pasca operasi yang tidak menguntungkan.
Kontrol ultrasonik atas kinerja manipulasi diagnostik dan terapeutik instrumental memberikan akurasi penetrasi yang tinggi pada satu atau beberapa struktur anatomi atau area patologis lainnya, yang secara signifikan meningkatkan efektivitas prosedur ini.
Skrining USG, yaitu, studi tanpa indikasi medis, dilakukan untuk deteksi dini penyakit yang belum termanifestasi secara klinis. Kelayakan studi ini menunjukkan, khususnya, bahwa frekuensi penyakit yang baru didiagnosis pada organ perut selama skrining USG orang "sehat" mencapai 10%. Hasil yang sangat baik dari diagnosis dini tumor ganas disediakan dengan skrining USG kelenjar susu pada wanita yang lebih tua dari 40 tahun dan prostat pada pria yang lebih tua dari 50 tahun.
Ultrasonografi dapat dilakukan dengan pemindaian eksternal dan intracorporeal.
Pemindaian eksternal (dari permukaan tubuh manusia) adalah yang paling mudah diakses dan sangat ringan. Tidak ada kontraindikasi untuk implementasinya, hanya ada satu batasan umum - adanya permukaan luka di area pemindaian. Untuk meningkatkan kontak sensor dengan kulit, gerakan bebas di atas kulit dan untuk memastikan penetrasi gelombang ultrasonik terbaik ke dalam tubuh, kulit di lokasi penelitian harus diolesi dengan gel khusus secara melimpah. Pemindaian objek pada kedalaman yang berbeda harus dilakukan dengan frekuensi radiasi tertentu. Jadi, dalam studi organ superfisial (kelenjar tiroid, kelenjar susu, struktur jaringan lunak sendi, testis, dll.), Frekuensi 7,5 MHz dan lebih tinggi lebih disukai. Untuk studi organ dalam digunakan sensor dengan frekuensi 3,5 MHz.
Ultrasonografi intrakorporal dilakukan dengan memasukkan sensor khusus ke dalam tubuh manusia melalui lubang alami (transrectally, transvaginally, transesophageally, transurethrally), tusukan ke dalam pembuluh, melalui luka bedah, dan endoskopi. Sensor dibawa sedekat mungkin ke organ ini atau itu. Dalam hal ini, dimungkinkan untuk menggunakan transduser frekuensi tinggi, karena resolusi metode meningkat secara dramatis, menjadi mungkin untuk memberikan visualisasi berkualitas tinggi dari struktur terkecil yang tidak dapat diakses selama pemindaian eksternal. Misalnya, USG transrektal dibandingkan dengan pemindaian eksternal memberikan informasi diagnostik tambahan yang penting dalam 75% kasus. Deteksi trombi intrakardiak dalam ekokardiografi transesophageal adalah 2 kali lebih tinggi daripada dalam studi eksternal.
Pola umum pembentukan citra seroskale echografis dimanifestasikan oleh gambar spesifik yang khas untuk satu atau lain organ, struktur anatomi, proses patologis. Pada saat yang sama, bentuk, ukuran dan posisi, sifat kontur (rata / tidak rata, jelas / tidak jelas), struktur internal, kemampuan dipindahkan, dan untuk organ berongga (kantong empedu), serta keadaan dinding (ketebalan, kepadatan gema, elastisitas ), adanya rongga inklusi patologis, terutama batu; tingkat kontraksi fisiologis.
Kista yang diisi dengan cairan serosa ditampilkan dalam bentuk zona bulat, seragam, anechoic (hitam) yang dikelilingi oleh tepi (abu-abu) gema kapsul dengan kontur yang tajam. Tanda echographic spesifik kista adalah efek dari amplifikasi dorsal: dinding belakang kista dan jaringan di belakangnya tampak lebih terang daripada sisa panjangnya (Gbr. 3.8).
Formasi perut dengan isi patologis (abses, rongga tuberkular) berbeda dari kista oleh ketidakrataan kontur dan, yang paling penting, oleh heterogenitas struktur echo-negatif internal echo.
Infiltrasi inflamasi ditandai oleh bentuk bulat tidak teratur, kontur fuzzy, ekogenisitas proses patologis yang berkurang secara merata dan sedang.
Gambaran echografis dari hematoma organ parenkim tergantung pada waktu berlalu sejak saat cedera. Dalam beberapa hari pertama, itu adalah ehonegatif homogen. Kemudian inklusi echo-positif muncul di dalamnya, yang merupakan cerminan dari pembekuan darah, yang jumlahnya terus meningkat. Setelah 7-8 hari, proses kebalikannya dimulai - lisis bekuan darah. Isi hematoma menjadi echo-negative secara seragam.
Echostruktur tumor ganas adalah heterogen, dengan zona seluruh spektrum
Fig. 3.8. Gambar ekografi dari kista soliter ginjal
echogenicity: anechoic (perdarahan), hypoechoic (necrosis), echo-positif (jaringan tumor), hyperechoic (kalsifikasi).
Gambaran echografis dari batu-batu tersebut sangat demonstratif: struktur hyperechoic (putih terang) dengan bayangan negatif gelap akustik di belakangnya (Gbr. 3.9).
Fig. 3.9. Gambar sonografi batu empedu
Saat ini, USG tersedia hampir di semua bidang anatomi, organ, dan struktur anatomi seseorang, walaupun dalam derajat yang berbeda-beda. Metode ini merupakan prioritas dalam menilai keadaan morfologis dan fungsional jantung. Hal ini juga sangat informatif dalam diagnosis penyakit fokal dan cedera pada organ perut parenkim, penyakit kandung empedu, organ panggul, organ genital eksternal pria, kelenjar tiroid dan kelenjar susu, mata.
INDIKASI UNTUK MELAKUKAN PENGGUNAAN
1. Studi tentang otak pada anak-anak kecil, terutama dalam kasus dugaan gangguan perkembangan bawaan.
2. Studi tentang pembuluh darah otak untuk menentukan penyebab gangguan sirkulasi otak dan untuk menilai efektivitas operasi yang dilakukan pada pembuluh darah.
3. Pemeriksaan mata untuk diagnosis berbagai penyakit dan cedera (tumor, ablasi retina, perdarahan intraokular, benda asing).
4. Studi tentang kelenjar ludah untuk menilai keadaan morfologisnya.
5. Pemantauan intraoperatif untuk pengangkatan total tumor otak.
1. Studi tentang arteri karotis dan vertebra:
- sakit kepala parah yang berkepanjangan dan berulang;
- sinkop berulang;
- tanda-tanda klinis gangguan sirkulasi otak;
- sindrom klinis mencuri subklavia (stenosis atau oklusi kepala brakialis dan arteri subklavia);
- cedera mekanik (kerusakan pembuluh darah, hematoma).
2. Pemeriksaan kelenjar tiroid:
- segala kecurigaan tentang penyakitnya;
3. Pemeriksaan kelenjar getah bening:
- kecurigaan lesi metastasis mereka dalam kasus tumor ganas yang diidentifikasi organ apa pun;
- limfoma di lokasi mana pun.
4. Neoplasma anorganik pada leher (tumor, kista).
1. Pemeriksaan jantung:
- diagnosis cacat jantung bawaan;
- diagnosis kelainan jantung yang didapat;
- penilaian kuantitatif keadaan fungsional jantung (kontraktilitas sistolik global dan regional, pengisian diastolik);
- penilaian keadaan morfologis dan fungsi struktur intrakardial;
- identifikasi dan penentuan derajat kelainan hemodinamik intrakardiak (pirau darah yang patologis, aliran regurgitasi jika katup jantung tidak mencukupi);
- diagnosis miokardiopati hipertrofik;
- diagnosis trombus dan tumor intrakardiak;
- deteksi penyakit miokard iskemik;
- penentuan cairan di rongga perikardial;
- penilaian kuantitatif hipertensi arteri paru;
- diagnostik kerusakan jantung jika terjadi cedera mekanis pada dada (memar, robekan dinding, partisi, akord, katup);
- evaluasi radikalisme dan efektivitas operasi jantung.
2. Pemeriksaan organ pernapasan dan mediastinum:
- penentuan cairan di rongga pleura;
- klarifikasi sifat lesi dinding dada dan pleura;
- diferensiasi jaringan dan neoplasma kistik mediastinum;
- penilaian kelenjar getah bening mediastinum;
- diagnosis tromboemboli dari batang dan cabang-cabang utama dari arteri paru-paru.
3. Pemeriksaan kelenjar susu:
- klarifikasi data radiologis yang tidak pasti;
- diferensiasi kista dan lesi jaringan yang terdeteksi oleh palpasi atau mamografi sinar-X;
- evaluasi benjolan payudara dari etiologi yang tidak diketahui;
- penilaian keadaan kelenjar susu dengan peningkatan kelenjar getah bening aksila, sub- dan supraklavikula;
- penilaian keadaan prostesis payudara silikon;
- biopsi formasi di bawah kendali ultrasound.
1. Studi tentang organ parenkim sistem pencernaan (hati, pankreas):
- diagnosis penyakit fokal dan difus (tumor, kista, proses inflamasi);
- diagnostik kerusakan jika terjadi cedera mekanis pada perut;
- deteksi lesi metastasis hati pada tumor ganas dari lokalisasi apa pun;
- diagnosis hipertensi portal.
2. Investigasi saluran empedu dan kantong empedu:
- diagnosis kolelitiasis dengan penilaian kondisi saluran empedu dan definisi kalkulus di dalamnya;
- klarifikasi sifat dan keparahan perubahan morfologis pada kolesistitis akut dan kronis;
- membangun sifat sindrom postcholecystectomy.
