ULTRASONOGRAFIA_teoria

Ćwiczenie laboratoryjne nr 7, 8:
ULTRASONOGRAFIA
WSTĘP TEORETYCZNY
ZAGADNIENIA DO PRZYGOTOWANIA
1. Podstawy fizyczne ultrasonografii.
2. Budowa skanera USG
3. Zasada działania USG. Jak tworzy się obraz?
4. Rodzaje prezentacji USG.
5. Rodzaje głowic USG.
6. Budowa i działanie głowicy USG (mechanicznej i elektronicznej)
7. Jakie istnieją możliwości przetwarzania i pomiarów na obrazie USG.
8. Rozdzielczość osiowa i poprzeczna.
9. Zastosowania medyczne techniki ultrasonograficznej.
LITERATURA
PODSTAWOWA
1. Augustyniak Piotr – wykład.
2. http://home.agh.edu.pl/~asior/stud/doc/ULTRASONOGRAFIA_14.pdf
UZUPEŁNIAJĄCA
3. Matthias Hofer, red. wyd. pol. Ludomir Stefańczyk. Podręcznik ultrasonografii.
Podstawy wykonywania i interpretacji badań ultrasonograficznych, Medipage
Wydawnictwo, Warszawa 2008.
4. Gunter
Schmidt,:
Ultrasonografia
(Ultrasound),
red.
wyd.
Stefańczyk.Warszawa 2008.
WPROWADZENIE TEORETYCZNE
Tworzenie obrazu USG:
1
pol.
Ludomir
W badaniu ultrasonograficznym (USG) do tworzenia obrazu wykorzystuje się falę
ultradźwiękową (mechaniczną), której częstotliwość znajduje się poza zakresem słyszalności
dla ludzkiego ucha tj. powyżej 20 000 Hz (20 kHz). Do diagnostyki medycznej używane są
najczęściej fale o częstotliwości 2 - 10 MHz. Fala przechodząc przez tkanki ciała ludzkiego,
ulega częściowemu odbiciu, załamaniu i rozpraszaniu na granicy tkanek o różnej impedancji
(gęstości) akustycznej oraz absorpcji (osłabieniu) w samych tkankach. Do obrazowania
wykorzystywana jest część odbita fali w postaci tzw. powracającego echa, które analizowane
jest pod kątem położenia i intensywności. Po komputerowym przetworzeniu danych na ekranie
telewizyjnym widoczne są punkty odpowiadające umiejscowieniu odbicia fali. Intensywności
echa przyporządkowane są odpowiednim odcieniom ze skali szarości od tonu najciemniejszego
(czarnego) dla braku lub bardzo małej intensywności echa, do białego przy bardzo dużym jego
natężeniu. W wysokiej klasy aparatach możliwe jest zastąpienie skali szarości skalą odcieni
innego koloru. Uzyskany w ten sposób obraz ultrasonograficzny tkanek zwany jest
dwuwymiarową (2D) prezentacją B i przedstawia ich budowę w dowolnych, zależnych od
położenia głowicy przekrojach.
Opisując obraz ultrasonograficzny tkanek w odniesieniu do intensywności odbieranego
echa, używa się pojęcia echogeniczności. Prawidłową, typową intensywność echa dla danego
narządu lub tkanki określa się jako normoechogeniczną, silne odbicia fali ultradźwiękowej lub
intensywniejsze od normy jako hiperechogeniczne oraz odbicia o małej intensywności
odpowiednio jako hipoechogeniczne. Do badania przepływu za pomocą fali ultradźwiękowej
wykorzystuje się zjawisko Dopplera.
Zjawisko Dopplera:
Efekt Dopplera, został opisany przez austriackiego profesora matematyki
w 1842 roku. Po raz pierwszy efekt ten zastosował N. Salomura w 1956 roku do oceny
przepływu krwi. Polega on na zmianie częstotliwości fali w zależności od ruchu źródła
(nadajnika) lub obserwatora (odbiornika). W przypadku badań naczyniowych źródło fali
ultradźwiękowej (głowica) jest nieruchome. Płynąca krew, odbijająca falę ultradźwiękową
zmienia jej częstotliwość.
Różnica między częstotliwością fali wysyłanej a częstotliwością fali odbitej, odbieranej
przez głowicę nazywana jest przesunięciem lub częstotliwością dopplerowską.
fd 
Częstotliwość dopplerowska:
f d − częstotliwość dopplerowska
f
− częstotliwość fali wysyłanej
2 fV cos 
C
[Hz]
[Hz],
[Hz],
m
[ ],
s
α − kąt zawarty między kierunkiem fal ultradźwiękowych a kierunkiem ruchu
powierzchni odbijającej,
m
C − prędkość rozchodzenia się fal w danym ośrodku [ ] .
s
V − prędkość ruchu powierzchni odbijającej fale ultradźwiękowe
2
(1)
Częstotliwość dopplerowska jest tym wyższa, im szybciej porusza się powierzchnia
odbijająca ultradźwięki oraz im bliższy 900 jest kąt między kierunkiem fal ultradźwiękowych a
kierunkiem ruchu powierzchni odbijającej.
Wielkość przesunięcia dopplerowskiego zależy od prędkości przepływu krwi. Zmiana
częstotliwości jest większa przy większych prędkościach, lecz mieści się zawsze w zakresie fal
słyszalnych dla ucha ludzkiego. Dlatego też przepływ można zarejestrować w postaci sygnału
dźwiękowego lub krzywej widma dopplerowskiego. Przy odpowiednim przetworzeniu sygnału
dopplerowskiego można go dokładnie umiejscowić na obrazie anatomicznym
dwuwymiarowym oraz zakodować w kolorze.
Zasada badania dopplerowskiego:
W praktyce klinicznej dokonuje się dopplerowskiej analizy przepływu krwi, której
powierzchnię odbijającą ultradźwięki stanowi błona krwinek czerwonych. Znając
częstotliwość wysyłanej wiązki ultradźwiękowej, kąt  oraz zakładając przybliżoną prędkość
rozchodzenia się fal ultradźwiękowych w tkankach miękkich (1540 m/s) możemy obliczyć
prędkość przepływu krwi.
Prędkość przepływu krwi rutynowo przedstawia się na wykresie względem osi czasu,
obok standardowego zapisu elektrokardiograficznego, co pozwala na ustalenie wzajemnych
relacji czasowych między przepływem krwi a cyklem pobudzenia serca.
Prędkość wyznaczona jest w metrach lub centymetrach na sekundę, co umożliwia ocenę
aktualnej prędkości przepływu krwi.
Wśród badań dopplerowskich przepływu krwi wyróżniamy trzy metody:
1. Fali ciągłej (CW – Continuous Wave)
2. Fali impulsowej (pulsacyjnej PW – Pulsate Wave)
3. Wizualizacji przepływu krwi w kolorze (CDFI – Color Doppler Flow Image)
Ultrasonografia z jednoczesnym obrazowaniem przepływu = ultrasonografia z
podwójnym obrazowaniem:
Aby zrozumieć metodę podwójnego obrazowania (duplex Doppler) należy zrozumieć
czym jest prezentacja B.
Prezentacja B (Brightness):
Jednym z najczęściej używanych sposobów przedstawienia obrazu jest prezentacja B,
dzięki której uzyskujemy dwuwymiarowy przekrój badanego narządu w wybranych przez
badającego płaszczyznach. Badanie USG w prezentacji B umożliwia uwidocznienie
większości
tętnic
ustroju.
Głównie
służy ono do
oceny
zmian ściany
naczyniowej
oraz
jest
pomocne
w
pomiarze
przepływu
krwi.
3
Rysunek 1: Obraz aorty zstępującej na przekroju poprzecznym– badanie za
pomocą prezentacji B.
Podwójne obrazowanie - duplex Doppler:
Ultrasonografia z podwójnym obrazowaniem łączy obraz anatomiczny tkanek w
prezentacji B dwuwymiarowej z obrazem przepływu w badanym obszarze. Ultrasonografia z
podwójnym obrazowaniem naczyń obejmuje ich uwidocznienie w przekrojach podłużnych i
poprzecznych, ocenę ich morfologii oraz
wybrane miejsce przepływu krwi. Po
włączeniu opcji dopplerowskiej pojawia
się linia przebiegu wiązki dopplerowskiej
oraz obszar objętości próbkowania, tzw.
bramka
wyznaczająca
przestrzeń
rejestracji przepływu. Położenie i wielkość
bramki ustawiane są przez badającego. Z
dokładnie
zaznaczonego
miejsca
próbkowania (zaznaczony obszar bramki)
uzyskuje się zapis krzywej przepływu. Po
wyznaczeniu za pomocą odpowiedniego
znacznika linii przepływu i wyliczeniu kąta
dopplerowskiego (kąta między kierunkiem
fali ultradźwiękowej a kierunkiem
przepływu krwi) można uzyskać dane
liczbowe
dotyczące
różnych
zaprogramowanych
parametrów
przepływu.
Rysunek 2: Badanie aorty metodą duplex Doppler.
Badanie ultrasonograficzne kodowane kolorem:
4
Badanie kolorowym dopplerem jest rozszerzeniem techniki duplex. W metodzie tej w
wybranym, zaznaczonym ramką na obrazie morfologicznym obszarze, wzdłuż poszczególnych
linii analizowane jest występowanie zjawiska Dopplera. W miejscu stwierdzanego ruch
uzyskany sygnał oceniany jest pod kątem kierunku przepływu i najczęściej jednego parametru
(średniej częstotliwości lub prędkości), którym przyporządkowuje się odpowiedni kolor.
Na czarno-białym obrazie tkanek, w wybranym obszarze, w którym obecny jest ruch
następuje jego wypełnienie kolorem. Pozwala to uzyskać mapę naczyniową badanego obszaru.
Dla oznaczenia kierunku przepływu używa się zazwyczaj barwy czerwonej i niebieskiej (w
kierunku do lub od głowicy) oraz odcieni tych kolorów dla przedstawienia różnych prędkości
przepływu.
Podstawowe zalety badania kolorowym Dopplerem to:

Połączenie obrazu anatomicznego tkanek i naczyń z obrazem przepływu
rzeczywistym,
 Szybkie uwidocznienie naczyń i przepływu w wybranym na obrazie naczyniu,
 Różnicowanie naczyń z innymi strukturami płynowymi,
 Łatwiejsze, dokładne umiejscowienie zwężeń.
w czasie
Rysunek 3: Tętnica szyjna
wewnętrzna na przekroju
podłużnym – badanie przy pomocy
kolorowego dopplera.
Ultrasonografia podwójna z jednoczesnym obrazowaniem przepływu w
systemie "Dopplera mocy"
Dalszym udoskonaleniem ultrasonograficznych badań naczyniowych, jest tzw. Doppler
mocy (Power Doppler) technika zwana również angiografią ultrasonograficzną. Do oznaczenia
przepływu wykorzystuje się całkowite natężenie lub moc (energię) sygnału dopplerowskiego,
który jest mierzony i kodowany kolorem. W dużym uproszczeniu całkowite natężenie jest
proporcjonalne do liczby krwinek przepływających przez badaną objętość nie zależnie od
kierunku przepływu. Amplituda przepływu w różnych kierunkach ulega sumowaniu.
Umożliwia to szybsze zebranie i przetwarzanie danych.
Podstawowe zastosowanie badania w systemie "Dopplera mocy" to:
5




Stwierdzenie przepływu zwłaszcza tam, gdzie istnieją trudności w badaniu za pomocą
metody dopplerowskiej kodowanej kolorem i spektralnej,
Uwidocznienie układu naczyń, w tym bardzo drobnych i patologicznych,
Uwidocznienie obszarów ubytku w przepływie,
Uwidocznienie obszarów bez naczyń lub obszarów przekrwienia w tkankach
miękkich.
Rysunek 4: Żyła udowa wspólna w
przekroju poprzecznym– badanie
przy pomocy dopplera mocy.
Widoczny zakrzep krwi
w świetle naczynia.
Rysunek 5: Żyła udowa
powierzchniowa w przekroju
podłużnym– badanie przy pomocy
dopplera mocy
ZRÓDŁA I DETEKTORY ULTRADŹWIĘKÓW
Przetworniki - przetwarzają jeden rodzaj energii na energię akustyczną. W zależności od
rodzaju przetwarzanej energii możemy je podzielić w następujący sposób:
1 Przetworniki mechaniczne
Przetwornikami mechanicznymi mogą być drgające płytki, strony, gwizdki, syreny,
2 Przetworniki optyczne
Źródłem fali może być wiązka laserowa (metoda bezkontaktowa). Wykorzystujemy
odkształcenie ośrodka powstające pod wpływem energii wchodzącej do ośrodka (impulsy ns i
ps, mechanizm termosprężysty).
3 Przetworniki termiczne
Przetwornikami termicznymi są źródła ciepła. Przykładowo mogą to być:
· silne źródło światła (laser)
6
· ciepło powstające poprzez wyładowania elektryczne w płynach
· wykorzystanie ciepła Joule'a - Lenza
4 Przetworniki elektromagnetyczne
Przetworniki tego typu są wykorzystywane w ultrasonografii. Są to przetworniki odwracalne
czyli mogą działać jako źródło i jako odbiornik. Wśród przetworników elektromagnetycznych
możemy wyróżnić:
Przetworniki elektrostatyczne
Przetworniki te wykorzystują stałe pole elektryczne.
Przetworniki elektryczne
Wśród tych przetworników możemy wyróżnić przetwornik kondensatorowy, piezoelektryczny,
elektrostrykcyjny.
-Przetwornik elektrostrykcyjny
Są to przetworniki wykorzystujące zjawisko elektrostrykcji.
Elektrostrykcja - pod wpływem pola elektrycznego E w materiale następują odkształcenia
mechaniczne proporcjonalne do E. Zjawisko to zachodzi dla ferroelektryków. Obserwujemy
występowanie histerezy dielektrycznej.
Zjawisko histerezy dielektrycznej - polega na tym że dla tej samej wartości natężenia pola
elektrycznego polaryzacja próbki ferrolektryka (zwanego też segnetoelektrykiem) może mieć
różne wartości, zależnie od poprzedniej wartości polaryzacji tej próbki.
Zjawisko elektrostrykcji odwrotne - polega na wytwarzaniu pod wpływem naprężeń pola
elektrycznego E o wielkości proporcjonalnej do naprężenia w kwadracie.
- Przetwornik piezoelektryczny
Zjawisko piezoelektryczne proste - dla pewnych dielektryków takich jak kwarc, turmalin,
siarczek kadmu, niobian litu, tantalan litu, pod wpływem odkształcenia mechanicznego
(ściskanie, rozciąganie) może pojawiać się polaryzacja elektryczna. Im większe jest
odkształcenie tym większa jest polaryzacja [C/m]. Inny jest kierunek i zwrot polaryzacji przy
ściskaniu a inny przy rozciąganiu. Polaryzację powoduje też zewnętrzne pole
elektryczne.
Zjawisko piezoelektryczne jest liniowe tzn. zależność polaryzacji od naprężeń, a także
naprężeń od napięcia (U) są zależnościami liniowymi.
Płytka działa również jako detektor. Umieszcza się ją w układzie mechanicznym, który
powoduje jej ściskanie lub rozciąganie. Docierająca fala powoduje odkształcenie płytki a to
powoduje jej polaryzację. Pomiar ładunku na ściankach płytki pozwala na detekcję fali.
Natomiast płytka umieszczona w polu np. między okładkami kondensatora lub pomiędzy
elektrodami zmienia swe rozmiary i w ten sposób generuje falę.
Zjawisko piezoelektryczne odwrotne - wytworzenie polaryzacji elektrycznej przez zewnętrzne
pole elektryczne (przyłożenie napięcia U) powoduje zmianę naprężeń mechanicznych
dielektryka. Wielkość zmiany naprężenia mechanicznego jest proporcjonalna do przyłożonego
napięcia.
Przetworniki elektromagnetyczne
Są to przetworniki wykorzystujące zmienne pole magnetyczne i elektryczne. Przykładem tych
przetworników są przetworniki magnetoelektryczne.
Przetworniki magnetyczne
7
Przykładem takich przetworników mogą być przetworniki piezomagnetyczne,
magnetostrykcyjne. Są to przetworniki oparte na indukcji prądów wirowych.
- Przetwornik magnetostrykcyjny
Magnetostrykcja - powstanie naprężeń mechanicznych w ferromagnetykach (np. Fe, Co, Ni) i
w ferrimagnetykach (np. ferryty) pod wpływem pola magnetycznego. Naprężenia są
proporcjonalne do kwadratu pola. Przetwornik magnetostrykcyjny jest najbardziej stabilnym i
skutecznym przetwornikiem ultradźwięków.
Nadajnik i głowica magnetostrykcyjna - napięcie powoduje że pojawia się pole magnetyczne B
które powoduje odkształcenie pręta ferrytowego. W zależności od tego jak będzie się pole
zmieniać w czasie obserwujemy drgania pręta.
Zjawisko magnetostrykcji odwrotne - zmiany naprężeń powodują zmiany pól magnetycznych
(magnetyzacja - proporcjonalna do kwadratu odkształcenia). Zjawisko magnetostrykcji
zachodzi dla polikryształów.
Zjawisko piezoelektryczne dla magnesów trwałych lub monokryształów - odkształcenie zależy
liniowo
od indukcji pola magnetycznego H. Zjawisko to nie znalazło zastosowania dla ultradźwięków.
GŁOWICE ULTRADŹWIĘKOWE
Rys.1 Głowice ultrasonograficzne
8
Rys.2 Głowica 2-D
Głowica 3-D
9
Rys.3 Nowa głowica dwupłaszczyznowa do badań przezrektalnych
Nowa głowica dwupłaszczyznowa do badań przezrektalnych
częstotliwość 5 MHz
płaszczyzna wzdłuż osi –90 stopni
płaszczyzna prostopadła do osi 125 stopni
elektroniczne przełączanie
Tabela.1
GŁOWICE ELEKTRONICZNE
Typ
głowicy
Częstotliwość
Zakres
ogniskowania
Szer.
skanu
ilosc linii
CA-3.5
CA-3.5/5
3.5 MHz
3.5-5MHz
20 - 160 mm
55''/ 128
LA-3.5
3.5 MHz
10 - 100 mm 77mm /128
LA-5
5.0 MHz
10 - 80 mm
51mm/128
LA-7.5
7.5 MHz
10 - 80 mm
51mm/128
CAV-6.0
6.0 MHz
10 - 100 mm
110'/128
przezpochwowe
LR-5
5.0 MHz
10 - 80 mm
61mm/128
przezrektalne
10
Płaszczyzna
badania
Zastosowania
położnicze, jama
brzuszna
położnicze, jama
brzuszna
pediatryczne,
niewielkie
narządy
tarczyca, sutki,
naczyniowe
GŁOWICE MECHANICZNE
Tabela.2
Typ
głowicy
S-2.5
S-3.5
SD-3.5/5
S-5
SD-5/7.5
S-7.5
V-5
V-7.5
VD5/7.5
Częstotliwość
Pole
Zakres
skanowani
ogniskowania
a
2.5 MHz
3.5 MHz
3.5-5 MHz
5 MHz
50 - 80 mm
90'
5-7.5 MHz
7.5 MHz
30 - 50 mm
90'
5.0 MHz
7.5 MHz
5-7.5 MHz
30 - 50 mm
60'/30'
Płaszczyzna
badania
Zastosowania
Doppler PW
położnictwo,
kardiologia,
jama brzuszna,
pediatria
tarczyca, sutki,
niewielkie
narządy,
pediatria.
Doppler PW
przezpochwowe,
przezrektalne
METODY ULTRADŹWIĘKOWEJ DIAGNOSTYKI
POMIAROWEJ
METODA PRZEPUSZCZANIA
polega na pomiarze ciśnienia akustycznego fali ultradźwiękowej po przejściu przez
badany ośrodek, lub wyznaczeniu czasu przejścia przez ten ośrodek.
METODA REZONANSU
polega na wprowadzeniu do warstwy o grubości g fali ultradźwiękowej i modulacji jej
częstotliwości; w ten sposób szuka się fali stojącej spełniającej warunek rezonansu
g = n x /2 = nc / 2f
gdzie:
g - grubość ośrodka [m]
n - liczba całkowita podająca numer drgań harmonicznych
x - długość fali [m]
c - prędkość rozchodzenia się fal ultradźwiękowych
f - częstotliwość fali, która odczytujemy z przyrządu pomiarowego, który
wskazuje na spełnienie warunku rezonansowego [Hz]
11
METODA IMPULS - ECHO
Dostarcza informacji o wielkości powierzchni odbijającej, określonej poprzez wielkość
impulsu odbitego (echa). na podstawie czasu impulsu można wyznaczyć głębokość
zalegania powierzchni odbijającej lub prędkość rozchodzenia się fal ultradźwiękowych,
a na podstawie kształtu (widma) odbieranego echa wnioskować o charakterze
powierzchni odbijającej.
METODA MODULACJI CZĘSTOTLIWOŚCIOWEJ
polega na ciągłym nadawaniu fal częstotliwościowo modulowanych, z przedziałem
czasowym pomiędzy przebiegami modulującymi.
METODY WIZUALNE
SONOHOLOGRAFIA
holografia ultradźwiękowa oparta na wizualizacji amplitudy i fazy czoła fali
przechodzącego przez badany ośrodek lub odbitego od niego.
TECHNIKI REKONSTRUKCJI PŁASZCZYZN
A-Mode Ultrasound
prezentacja typu A (umowny skrót od słowa amplituda) jest najprostszą metodą
rejestracji ech ultradźwiękowych na ekranie lampy oscyloskopowej lub ekranie telewizora.
Można odczytać
 czas przejścia impulsu na podstawie czasu
 wysokość impulsu, która odpowiada wartości odbieranego ciśnienia akustycznego
Metodę tę stosujemy gdy chcemy zmierzyć dokładna odległość od obiektu.
Rys.4 Zapis obrazu w prezentacji typu A
B- Mode Ultrasound
prezentacja typu B; głowica ultrasonograficzna porusza się (tam iż powrotem ) po
torze krzywoliniowym, którym jest ciało pacjenta. Napięcie jest proporcjonalne do odchylenia
położenia głowicy i dopasowane jest do płytek odchylenia pionowego. Odległość między
pikami stanowi proponowaną różnicę odległości od przeszkody. Dostajemy informację o
położeniu i wielkości obiektu.
12
Rys.5 Zapis obrazu w prezentacji typu B
C – Mode Ultrasound
prezentacja typu C; głowica zbiera informacje z kilku różnych wzajemnie równoległych
i prostopadłych płaszczyzn do powierzchni skóry, a następnie w wyniku odpowiednich
przeliczeń następuje odtworzenie obrazu płaszczyzny równoległej do powierzchni skóry.
Metoda ta jest realizowana przez obliczenia w trzech wymiarach i pozwala na odtworzenie
obrazów i konturów.
M – Mode Ultrasound
metoda ta nosi także nazwe T – M mode. Stosując tą metodę otrzymujemy zależność czasu
przejścia impulsu od głębokości. Wykonując badanie otrzymujemy przekrój w jednej
płaszczyźnie. prezentacja ta jest odpowiednia do obrazowania zawału serca (infarctio
myocardii)
Rys.6 Zapis obrazu w prezentacji typu M
Badania Dopplerowskie
Zastosowanie metody dopplerowskiej pozwala uzyskać informacje dotyczące przepływu krwi,
rozpoznawanie fal zwrotnych i przecieków wewnątrzsercowych.
Do podstawowych zastosowań metody dopplerowskiej należą: oznaczenie gradientów ciśnień i
zwężeń
zastawkowych,
obliczanie
powierzchni
ujść
(tętniczych
i
przedsionkowo-komorowych), ocena stopnia fal zwrotnych (przez zastawki naturalne i
sztuczne), ocena wielkości przecieków i rzutu serca, obliczanie ciśnień w pniu płucnym i
wewnątrzsercowym, analiza czynnościowa lewej komory.
13
Rys.7 Obraz defektu przegrody międzyprzedsionkowej serca wykonany metodą Dopppler Color
ZASTOSOWANIE ULTRADŹWIĘKÓW W
MEDYCYNIE
DIAGNOSTYKA :
Dermatologia
Badanie struktury skóry
Monitorowanie leczenia różnych zmian skórnych, twardziny, zmian w przebiegu chorób
grudkowo- złuszczających (głównie łuszczycy)
ocena rozległości zmiany i jej naciekania na rozległe tkanki w przypadku nowotworów skóry
kwalifikacja znamion do usunięcia chirurgicznego celem profilaktyki nowotworów
Urządzenie do badania zmian skórnych
Mikroskan
parametry techniczne :
częstotliwość ultradźwięków - 30 – 40 MHz
rozdzielczość osiowa
i poprzeczna
- ok. 0,1 mm
zasięg badania
- 5 mm
14
Rys.8 Obraz ultrasonograficzny skóry normalnej
Rys.9 Obraz ultrasonograficzny cysty w tęczówce
Rys.10 Obraz ultrasonograficzny zmiany nowotworowej skóry
Rys.11 Obraz ultrasonograficzny twardziny skóry
Kosmetologia
ocena skóry i tkanki podskórnej w przebiegu celulitis oraz monitorowanie skuteczności
środków kosmetycznych
Okulistyka
obrazowanie guzów w przedniej części oka aż do tylniej części tęczówki
odróżnienie cysty tęczówki lub czerniaka co umożliwia szybszy wybór metody leczenia
pacjentów
uwidacznianie kąta przesączania i ewentualnych zmian patologicznych w tym obszarze
Urządzenie do badania gałki ocznej :
Echofal –ultrasonograf okulistyczny
15
Rys.12 Obraz ultrasonograficzny gałki ocznej w prezentacji typu B i typu A
Kardiologia
Echografia przezprzelykowa TEE
Zastosowanie głowicy przezprzełykowej umożliwiło ominiecie problemów związanych z
propagacją fali ultradźwiękowej przez ścianę klatki piersiowej i tkankę płucna oraz na
uzyskanie większej rozdzielczości obrazu.
Dzięki głowicom umieszczonym na fiberoskopie, metoda ta szczególne zastosowanie
znalazła w diagnostyce :
-
rozwarstwienia aorty
zapalenia wsierdzia
skrzepliny w jamach serca i uszku lewego przedsionka
oceny funkcji zastawek (mitralnej i jej protezy)
obrazowaniu struktury i funkcji serca w przypadku trudności z dostępem
przezklatkowym
niedokrwienia w trakcie operacji pozasercowych
Z nowszych zastosowań TEE należy wymienić ocenę anatomii proksymalnych odcinków tętnic
wieńcowych.
Stress echokardiografia
Pozwala na wykrycie choroby wieńcowej przez wywołanie stresem zaburzenia kurczliwości
mięśnia sercowego wywołane niedokrwieniem. Możliwość porównywania kurczliwości serca
przed, w czasie i po stymulacji, pozwala na łatwiejsza ocenę zaburzeń. Wiele ośrodków w
16
chwili obecnej przeprowadza echograficzne testy z użyciem dobutaminy, dipirydamolu lub
adenozyny
Echokardiografia trójwymiarowa 3-D
Umożliwia dokładną ocenę objętości i czynności komór. Daje możliwość nie tylko
przedstawiania serca w standardowych projekcjach echokardiograficznych z dodaniem głębi
obrazu, ale także tworzenia (komputerowo) obrazów trójwymiarowych umożliwiających
lepszy wgląd w anatomię i strukturę żywego organizmu
Echokardiografia kontrastowa EK
Korzysta ze zjawiska wzmocnionego odbicia sygnału ultradźwiękowego od środka
kontrastowego podanego droga dożylną. Pęcherzyki kontrastu wnikając do mikrokrążenia
powodują większe wzmocnienie sygnału, czego efektem jest wzmocnienie refleksu świadczące
o perfuzji danego segmentu.
Technika ta jest obiecującą metoda w diagnostyce żywotności mięśnia sercowego, lecz
wymaga ona podania środka kontrastowego drogą dożylną a więc jest metoda inwazyjną
-diagnostyka wad serca
-ocena funkcji lewej komory
-badanie zjawiska no–reflow fenomen, które stanowi wyzwanie dla współczesnej kardiologii
inwazyjnej EK. EK pozwala na precyzyjne określenie obszaru nawet o bardzo małym
wzmocnieniu sygnału znajdującego się zazwyczaj na obrzeżu obszaru niedokrwionego i w
którym częściowo zachowany jest przepływ włośniczkowy
Dopplerowskie obrazowanie ruchu tkanek DORT
Metoda ta jest modyfikacja konwencjonalnej echokardiografii dopplerowskiej. Zasadnicza
różnica polega na tym, że o ile w echokardiografii kolorowej obraz przepływu krwi
pokazywany jest tylko w tych obszarach sektora, w których nie pojawiły się echa od struktur
stałych np. ściana serca, o tyle w technice DORT kolor pojawia się jedynie w miejscu, w
którym odbijane są echa od ruchomego narządu. DORT umożliwia obrazowanie kilkakrotnie
mniejszych prędkości (niższych częstotliwości niż stosowane dotychczas), oraz nie wymaga
tak dużego wzmocnienia
Echokardiografia śródnaczyniowa IVUS
pozwala na bezpośrednie uwidocznienie zmian miażdżycowych i innych patologii w ścianie
naczynia. Głowica ultradźwiękowa wysokoczęstotliwościowa (20-30 MHz) dzięki
miniaturyzacji może być również wkładana do światła naczyń wieńcowych, dając bardzo
szczegółowy obraz ścian naczynia podobny do przekroju histologicznego, ponieważ fale
ultradźwiękowe penetrują ścianę naczynia i odbijane są od jej poszczególnych warstw.
Dodatkowo, IVUS dostarcza informacji o strukturze blaszki miażdżycowej. Miejsca o dużej
zawartości wapnia sa bardzo jasne i wytwarzają cień w obszarze dystalnym od głowicy,
podczas gdy miejsca o dużej zawartości lipidów są kolorem ciemniejszym od otaczającej
ściany naczynia.
17
Rys.13 Obraz echokardiograficzny serca w prezentacji B + M
POŁOŻNICTWO
Badanie echosonograficzne umożliwia pelna kontrolę przebiegu ciąży, ocenę rozwoju płodu i
stanu matki. Stanowi ono podstawowe rutynowo wykonywane badanie prenatalne,
umożliwiające wczesne (ok. 16 –18 tyg.) wykrycie wad rozwojowych płodu np. wady serca,
dysmorfie, wady genetyczne itp.
oraz wczesna ingerencje lekarska (obecnie możliwe jest wykonywanie operacji naprawczych
wad serca płodu ).
Badanie to umożliwia także dokładne oszacowanie czasu trwania ciąży, liczby płodów, stanu
łożyska, a także ocenę wielkości płodu według następującego wzoru :
18
Rys.14 Obraz ultrasonograficzny płodu
Rys.15 Obraz USG twarzy Płodu wykonany techniką 3-D
CHIRURGIA
Zastosowanie ultradźwięków obejmuje szeroką diagnostykę i ocenę stanu narządów jamy
brzusznej (wątroba, trzustka, drogi żółciowe, obecność płynu w otrzewnej, stan naczyń
wątrobowych oraz aorty, jądra, nerki i pęcherz moczowy wraz z prostatą, macica z
przydatkami), tarczycy, oraz mózgu u niemowląt i dzieci młodszych.
19
Rys.16 Obraz ultrasonograficzny metodą Duplex Doppler prezentujacy przepływ krwii w aorcie brzusznej
GINEKOLOGII
Zastosowanie ultradźwięków w ginekologii ma charakter badania profilaktycznego szczególne
w przypadku oceny stany szyjki macicy oraz przydatków, (których struktura morfologiczna
podatna jest na powstawanie stanów przednowotworowych i nowotworowych) oraz piersi.
Badanie USG piersi zalecane jest jako badanie podstawowe w profilaktyce antynowotworowej.
Kobietom do 45 roku życia (wg.WHO), a jako badanie uzupełniające mammografię kobietom
po 45 roku życia.
20
Rys.17 Technika wykonywania USG intravaginalnego
Rys.18 Ultrasonogram jajnika wykonany z dojścia metodą intravaginalną
ORTOPEDIA
Diagnostyka osteoporozy
Pomiar gęstości kości pozwala na rozpoznanie osteoporozy, oszacowanie ryzyka złamań,
monitorowanie wpływu na kości innych chorób, które przyczyniają się do postępu
osteoporozy, oraz na monitorowanie efektów leczenia.
Złamanie jest wypadkową wytrzymałości kości, jej ułożenia oraz sil skręcających i
ściskających podczas urazu. Wytrzymałość kości jest funkcją masy kostnej, mikroarchitektury
kości oraz jakości tkanki kostnej. Gęstość mineralna kości (BMD) ściśle koreluje z
wytrzymałością kości oraz ryzykiem złamania. Większość aparatów ultradźwiękowych do
pomiaru BMD mierzy tłumienie fali ultradźwiękowej (broadbound ultrasonic attenuation
–BUA).
Tłumienie fali w czasie przechodzenia przez kość zależy od ilości tkanki kostnej napotkanej
przez falę oraz struktury beleczkowatej kości. Do badania ultradźwiękowego najczęściej
wybiera się kość piętowa, która ma strukturę beleczkowata, pełni funkcje podporowa i jest
łatwo dostępna.
Urządzenie do badań ognisk osteoporozy : Ubis 5000
parametry techniczne : częstotliwość 0,5 MHz
czas skanowania 1’50
max. rozdzielczość 0,125 mm
LARYNGOLOGIA
Diagnostyka chorób zatok czołowych
urządzenie do badania zatok :
Sinuscan102
parametry techniczne : częstotliwość głowica A - 3 MHz
21