Как работает узи

Содержание

Принцип работы УЗИ-аппарата

Как работает узи

Ультразвук – это акустические волны, колебание которых не может уловить и воспринять человеческое ухо.

Первые исследования в данной области были совершены в XVII столетии и основывались на наблюдении за летучими мышами. Им завязывали глаза или уши, изучали их методы ориентирования в пространстве.

Во время полета данные представители фауны испускают небольшие импульсы волн ультразвука, который отражается от объектов и возвращается в ухо зверька (феномен эхо).

Данный отраженный сигнал позволяет мышам легко ориентироваться в пространстве, определять расстояние до препятствия, а также узнавать точное его местоположение.

Все эти наблюдения и исследования привели к созданию множества современных технических приспособлений, таких как:

  • гидролокатор;
  • эхолот;
  • аппарат для ультразвуковой диагностики.

УЗИ-оборудование, используемое в медицинских целях испускает ультразвуковые волны, и воспринимает обратный сигнал. Локализация отражающей структуры происходит путем замера времени между подачей УЗ и получением ответа.

Звуковая волна

Механические изменения, существующие в пространстве, называются звуковыми волнами. Их излучение по большей части имеет зависимость от среды, в которой они излучаются. Возникновение волн возможно только при взаимодействии материальных предметов, поэтому в вакууме не образуется излучение.

Подразделяются звуковые волны на два основных вида:

В первом случае отдельные частицы среды колеблются вдоль направления волны (характерно для газов, жидкостей, мягких тканей организма). Во второй разновидности отдельные элементы находятся в плоскости перпендикулярной (90о) по отношению к звуковой волне (кости, другие твердые тела).

При прохождении отдельных частей по продольной волне образуется различное давление, связанное с плотностью и удаленностью элементов друг от друга. Ультразвук способен образовывать зоны повышенного и низкого давления, которое называют переменным.

Характеристики звуковых волн

Основными характеристиками для звуковой волны являются:

  • амплитуда (А). Определяет максимальное давление звука;
  • частота (v). Количество колебаний в секунду. Измеряется в Герцах (Гц). Современные УЗИ-аппаратура обладают амплитудой 1-50 МГц;
  • длина волны ();
  • скорость распространения (с).

Основное влияние оказывают давление и температурный режим, однако при физиологическом обследовании им можно пренебречь.

Скорость излучения звука обуславливается плотностью среды, так например, в мягких тканях она составляет 1500 м/с.

В медицинских обследованиях используется специальная формула, позволяющая вычислить длину волны. Она помогает обнаружить минимальные габариты анатомических структур. Если они будут меньше, то различить их не удастся.

Длина волны в УЗИ-обследованиях дает возможность получить изображение, по которому происходит оценка состояния исследуемого объекта. Детализация отображения зависит от диапазона волны, чем выше, тем лучше виден предмет анализа. Но с увеличением параметра «v», снижается проникающая возможность и доступная глубина для исследований.

Получение ультразвука

Ультразвук, используемый в медицине, основан на пьезоэлектрическом воздействии. Так называется возможность кристаллов и керамики искажаться при воздействии на них электрического напряжения. Когда это происходит, возникают УЗ-волны. Данный эффект имеет обратную связь, когда пьезоэлектрический кристалл вызывает напряжение, которое можно замерить.

Когда образовывается волна ультразвука, она начинает свое движение в соединяющей среде, позволяющей увеличить проходимость между УЗ и предметом анализа. В медицинских обследованиях данным сопроводителем является УЗ-гель.

Строение Узи-датчика

Источник изменений ультразвука изготавливается из пьезоэлектрических компонентов, как правило, керамики и снабжается электроконтактами на передней и задней гранях.

Лицевая часть всегда обращается к пациенту и контактирует с соединяющей средой для улучшения проходимости сигнала.

Противоположная сторона покрыта слоем, поглощающим излучение, не позволяющим ему распространяться в другие стороны.

Благодаря своей конструкции и повышенному параметру чувствительности, датчик легко поддается различным настройкам, а также позволяет получить фокусировку на определенную глубину. Существуют три основные зоны фокуса:

  • ближняя. Примыкает к датчику. Волны звука накладываются друг на друга, и создается неоднородное поле и искаженное изображение. Наиболее целостная среда отображается в виде затемненных или осветленных полос. Подобный метод не подходит для проведения анализа изображения, однако его можно улучшить путем настройки датчика или же с использованием водного буфера;
  • фокусная. Дает возможность получить четкую картинку исследуемого объекта, поскольку обладает самым маленьким диаметром ультразвукового луча и высокой интенсивностью волны;
  • дальняя. Характеризуется рассеиванием УЗ луча с ослаблением интенсивности и разрешающей способности.

Разрешающая способность (оптическая или акустическая) является одной из главных характеристик, демонстрирующих эффективность анализа. В ее основе лежит расстояние между двумя отображаемыми объектами.

Повышение данного параметра будет полезно в случае существенных акустических различий между объектом анализа и другими тканями. Для проведения исследований можно использовать один (или несколько) вариантов разрешающей способности:

  • аксиальный. Увеличивает размер длины волны. Например, если датчик имеет уровень частоты в 3,5 МГц, то ткани толщиной в 0,5 мм при высокой степени контрастности будут выглядеть, как отдельные объекты;
  • литеральный. Основывается на ширине ультразвукового луча, фокусировании и глубине анализа. Разрешающая способность в этом варианте варьируется, однако в фокусном пространстве может равняться 4-5 волновым длинам, что в 2 или 3 раза ослабленнее аксиального;
  • сагиттальный. Имеет прямую зависимость от ширины потока в плоскости, перпендикулярной пространству исследования.

Если медицинскому работнику необходимо получить точный анализ анатомического строения, то необходимо поочередно проводить анализ в нескольких плоскостях (от аксиального к литеральному и от литерального к сагиттальному). Ознакомиться с внешним видом и характеристиками УЗИ аппаратов можно здесь.

Источник: https://cordismed.ru/blog-uzi-oborudovanie/princip-raboty-uzi-apparata.html

Что такое УЗИ — от физики процесса до методов сканирования и расшифровки данных

Как работает узи

06.09.2018

Ультразвуковое исследование (УЗИ) – диагностическая методика, основанная на визуализации структур организма с помощью ультразвуковых волн. При этом не нужно нарушать целостность кожи, вводить лишние химические вещества, терпеть боль и дискомфорт, что делает такой метод, как УЗИ, одним из самых распространенных в медицинской практике.

Суть метода

УЗИ или сонография – это такое исследование, которое основано на способности ультразвука по-разному отражаться от объектов с неодинаковой плотностью.

Колебания ультразвуковой волны, генерируемой датчиком, передаются на ткани организма и таким образом распространяются на более глубокие структуры. В однородной среде волна распространяется только по прямой.

При возникновении на ее пути преграды с иным сопротивлением волна частично отражается от нее и возвращается обратно, улавливаясь датчиком. От воздушных сред ультразвук отражается практически полностью, именно поэтому этот метод бесполезен при диагностике болезней легких.

По этой же причине во время проведения УЗ-исследования необходимо наносить на кожу инертный гель. Этот гель убирает воздушный слой между кожей и сканером и улучшает параметры визуализации.

Виды датчиков и режимы сканирования

Основная особенность ультразвукового датчика – это его способность одновременно генерировать и улавливать ультразвук. В зависимости от методики, цели и техники проведения исследования в функциональной диагностике применяют следующие типы датчиков:

  • Линейные, которые обеспечивают высокую четкость изображений, но небольшую глубину сканирования. Этот вид датчиков применяется для УЗИ более поверхностных структур: щитовидной, молочной железы, сосудов, объемных образований в подкожной жировой клетчатке.
  • Секторные датчики применяют, когда необходимо проведение УЗИ глубинных структур из небольшой доступной площади: обычно это сканирование через межреберные промежутки.
  • Конвексные датчики характеризуются значительной глубиной визуализации (около 25 см). Этот вариант широко используется в диагностике заболеваний тазобедренных суставов, органов брюшной полости, малого таза.

В зависимости от применяемых методик и исследуемой зоны датчики бывают следующих форм:

  • трансабдоминальные – датчики, которые устанавливаются непосредственно на кожу;
  • трансректальные – вводятся в прямую кишку;
  • трансвагинальные – во влагалище;
  • трансвезикальные – в мочеиспускательный канал.

Особенности визуализации отраженных УЗ-волн зависят от выбранного варианта сканирования. Выделяют 7 основных режимов работы аппаратов УЗИ:

  • A-режим показывает одномерную амплитуду колебаний: чем выше амплитуда, тем выше коэффициент отражения. Этот режим применяется только при проведении эхоэнцефалографии (УЗИ головного мозга) и в офтальмологической практике для оценки состояния оболочек и структур глазного яблока.
  • M-режим подобен режиму A, но он показывает результат по двум осям: по вертикальной – расстояние до исследуемой области, по горизонтальной – время. Этот режим позволяет провести оценку скорости и амплитуды движения сердечной мышцы.
  • B-режим дает двухмерные изображения, на которых разные оттенки серого цвета соответствуют определенной степени отражения эхо-сигнала. С увеличением интенсивности эха изображение становится более светлым (гиперэхогенная структура). Жидкостные образования анэхогенны и визуализируются в черном цвете.
  • D-режим есть не что иное, как спектральная доплерография. В основе этого метода лежит эффект Доплера – вариабельность частоты отражения УЗ-волны от движущихся объектов. При перемещении в направлении сканера частота усиливается, в обратном направлении – уменьшается. Этот режим применяется при исследовании кровотока по сосудам, за ориентир берется частота отражения волны от эритроцитов.
  • СDК-режим, то есть цветовое доплеровское картирование, кодирует определенным оттенком разнонаправленные потоки. Поток, идущий по направлению к датчику, изображается красным цветом, в противоположную сторону – синим.
  • 3D-режим позволяет получить трехмерное изображение. Современные аппараты фиксируют в памяти сразу несколько изображений и на их основании воспроизводят трехмерную картинку. Этот вариант чаще используется при УЗИ плода, а в сочетании с доплеровским картированием – при УЗИ сердца.
  • 4D-режим дает возможность увидеть движущееся объемное изображение в режиме реального времени. Применяют этот метод также в кардиологии и акушерстве.

Плюсы и минусы

К плюсам УЗИ-диагностики относятся:

  • безболезненность;
  • отсутствие травматизации тканей;
  • доступность;
  • безопасность;
  • отсутствие абсолютных противопоказаний;
  • возможность переноски аппарата УЗИ, что важно для лежачих больных;
  • невысокая стоимость;
  • высокая информативность – процедура позволяет оценить размеры и структуру органов и своевременно выявить болезнь.

Тем не менее, УЗИ не лишено недостатков:

  • высокая операторо- и аппаратозависимость – интерпретация эхогенной картины в достаточной степени субъективна и зависит от квалификации врача и разрешающей способности аппарата;
  • отсутствие системы стандартизованной архивации – пересмотреть результаты УЗИ спустя определенное время после исследования невозможно; даже если остаются сохраненные файлы, не всегда понятно, в каком случае куда был смещен датчик, а это затрудняет интерпретацию результатов;
  • недостаточная информативность статичных изображений и снимков, переносимых на пленку.

Области применения

В настоящее время УЗИ является самым распространенным диагностическим методом в медицине. При подозрении на заболевание внутренних органов, сосудов, суставов практически всегда в первую очередь назначают именно этот вариант обследования.

Также значимо применение УЗИ при беременности для определения ее точного срока, особенностей развития плода, количества и качества околоплодных вод, для оценки состояния женской репродуктивной системы.

УЗИ используют в качестве:

  • планового обследования;
  • экстренной диагностики;
  • наблюдения в динамике;
  • диагностики во время и после операции;
  • контрольного метода при выполнении инвазивных процедур (пункция, биопсия);
  • скрининга – профилактического обследования, необходимого для раннего выявления болезни.

Показания и противопоказания

Показанием для проведения УЗ-диагностики служит подозрение на следующие изменения в органах и тканях:

  • воспалительный процесс;
  • новообразования (опухоли, кисты);
  • наличие камней и кальцинатов;
  • смещение органа;
  • травматические повреждения;
  • нарушение функции органа.

Раннее выявление аномалий развития плода – главное, зачем делают УЗИ при беременности.

УЗИ назначают для обследования следующих органов и систем:

  • пищеварительная система (поджелудочная железа, паренхима печени, желчевыводящие пути);
  • мочеполовая система (патологии половых органов, почек, мочевого пузыря, мочеточников);
  • головной мозг;
  • глазное яблоко;
  • железы внутренней секреции (щитовидная железа, надпочечники);
  • костно-мышечный аппарат (суставы, позвоночник);
  • сердечно-сосудистая система (при нарушении работы сердечной мышцы и заболеваниях сосудов).

Основное значение УЗИ для медицины заключается в раннем выявлении патологии и, соответственно, в своевременном лечении болезни.

Абсолютных противопоказаний к проведению УЗИ нет. Относительным противопоказанием можно считать кожные заболевания и повреждения в области, куда нужно ставить датчик. Решение о том, можно ли назначать этот метод, принимается в каждой ситуации индивидуально.

Подготовка и ход УЗ-исследования

Специальная подготовка необходима только при отдельных вариантах УЗ-диагностики:

  • При трансабдоминальном УЗИ органов малого таза очень важно предварительно наполнить мочевой пузырь, выпив большой объем жидкости.
  • Непосредственно перед проведением трансректального УЗИ простаты железы делают клизму.
  • Исследование органов брюшной полости и малого таза проводится натощак. За день до него ограничивают употребление продуктов, вызывающих метеоризм. В некоторых случаях, по рекомендации врача, принимают специальные препараты, регулирующие газообразование: эспумизан, мезим, креон. УЗИ Проведение процедуры и расшифровка результатов

Как именно делают УЗИ, зависит от исследуемой области и техники проведения. Обычно обследование проводится лежа. УЗИ почек проводят в положении на боку, а затем стоя для оценки их смещаемости. На кожу наносится инертный гель, по которому скользит датчик. Врач перемещает этот датчик не хаотично, а в строгом порядке, чтобы рассмотреть орган под различными углами.

УЗИ простаты проводится с использованием специального датчика трансректально (через прямую кишку). УЗИ мочевого пузыря может выполняться через мочеиспускательный канал – трансвезикально, сонография органов малого таза – с помощью влагалищного датчика. Возможно также и трансабдоминальное УЗИ женских половых органов, но оно обязательно проводится с наполненным мочевым пузырем.

Структура органа визуализируется на экране монитора в черно-белом варианте, кровоток – в цветном. Результаты заносятся в специальную форму в письменном либо печатном виде. Обычно результат отдают на руки сразу после завершения процедуры, но это зависит от того, как быстро расшифровывается УЗИ.

При проведении УЗИ расшифровка результатов проводится по следующим показателям:

  1. Размеры и объем органа. Увеличение или уменьшение обычно является признаком патологии.
  2. Структура ткани органа: наличие уплотнений, кист, полостей, кальцинатов. Неоднородная структура может быть признаком воспалительного процесса.
  3. Форма органа. Ее изменение может быть признаком воспаления, наличия объемного образования, травматического повреждения.
  4. Контуры. В норме визуализируются ровные и четкие контуры органа. Бугристость указывает на наличие объемного образования, размытость контура – на воспалительный процесс.
  5. Эхогенность. Поскольку УЗ-методика основана на принципе эхолокации, то это важный оценочный критерий. Гипоэхогенные участки являются признаком скопления жидкости в тканях, гиперэхогенные – плотных включений (кальцинаты, камни).
  6. Функциональные показатели работы органа: скорость кровотока, сердечные сокращения.

Иногда назначают повторное УЗИ, чтобы оценить изображение в динамике и получить более полную информацию о течении заболевания.

Ультразвуковое исследование является первым «рубежом обороны» на пути многих заболеваний благодаря доступности и информативности.

В ситуациях, когда нужно оценить не только структуру, но и функцию органа, УЗИ даже более предпочтительно, чем МРТ или МСКТ.

И конечно, не стоит пренебрегать профилактическими УЗ-обследованиями, которые помогут выявить заболевание на ранней стадии и вовремя начать лечение.



Что такое УЗИ — от физики процесса до методов сканирования и расшифровки данных Ссылка на основную публикацию

Источник: https://diagme.ru/uzi/o-metode/chto-takoe

Принцип работы УЗИ аппарата для медицинских исследований

Как работает узи

Принцип работы УЗИ аппарата основан на использовании особенностей распространения высокочастотных звуковых волн с целью получения изображения внутренних органов. Поскольку ультразвуковое исследование является относительно безопасным и неинвазивным, оно стало полезным диагностическим инструментом в медицине.

Знание принципа работы ультразвукового исследования необходимо для базового представления об этом инструменте: как звуковые волны производятся и взаимодействуют с тканью, какие типы изображений могут быть получены, как получить лучшее изображение и как идентифицировать общие артефакты.

Ультразвуковые исследования дополняют другие методы визуализации, такие как рентгенография, и позволяют проводить более точные диагностические тесты (например, биопсия, тонкоигольная аспирация). Кроме того, процедура позволяет получить более детальное состояние чем традиционное маммографическое исследование.

Это неинвазивное исследование позволяет исключить развитие серьезных заболеваний в том числе и молочных желез женщин. Так как противопоказаний практически нет, то где сделать УЗИ молочных желез является сугубо индивидуальным решением пациента.
Однако процедура УЗИ ограничена тем, что зависит от квалификации врача-сонографа.

Это означает, что качество полученных изображений и их точная интерпретация зависят от опыта и знаний сонографа.

Физические характеристики ультразвука

Звук-это волна энергии, которая, в отличие от рентгеновских лучей, должна передаваться через среду. Звуковые волны могут быть описаны их частотой, длиной волны и скоростью.

Частота – это число циклов или волн, которые завершаются каждую секунду, а длина волны-это расстояние, необходимое для завершения одного волнового цикла. Частота звуковых волн, используемых в ультразвуковом исследовании, значительно выше предела человеческого уха (20 000 кГц) – обычно в диапазоне от 2 до 12 МГц (от 2 до 12 миллионов Гц). Существует обратная зависимость между частотой и длиной волны звуковой волны: чем выше частота, тем короче длина волны.

Это соотношение влияет на выбор частоты, используемой у каждого пациента, проходящего УЗИ.

Высокочастотные ультразвуковые волны создают изображения с более высоким разрешением, но их более короткая длина волны делает их неспособными проникать в более глубокие ткани. Низкочастотные волны имеют лучшую проникающую способность, но из-за их более длинных длин волн их разрешение ниже.

Взвешивание потребности в более высоком разрешении по сравнению с большей проникающей способностью всегда учитывается и заложен в принцип работы УЗИ аппарата.

Скорость ультразвуковой волны не зависит от частоты. Однако она изменяется в зависимости от среды, через которую проходит волна. Например, скорость звука составляет 331 м/сек в воздухе и 4080 м/сек в кости. В мягких тканях тела она считается устойчивой при скорости около 1540 м / с. Это зависящее от среды изменение влияет на получаемое ультразвуковое изображение

Следующее уравнение демонстрирует связь между частотой, длиной волны и скоростью:
Скорость (м/сек) = частота (циклы/сек) х длина волны (м)

Принцип получения изображений внутренних органов

Два основных принципа должны быть поняты относительно того, как генерируется ультразвук и формируется изображение.

  • Первый-пьезоэлектрический эффект, который объясняет, как ультразвук генерируется из керамических кристаллов в преобразователе. Электрический ток проходит через кабель к преобразователю и прикладывается к кристаллам, вызывая их деформацию и вибрацию. Эта вибрация производит луч ультразвука. Частота создаваемых ультразвуковых волн определяется кристаллами в преобразователе.
  • Второй ключевой принцип-принцип импульсного эха, который объясняет, как генерируется изображение. Ультразвуковые волны производятся импульсно, а не непрерывно, потому что одни и те же кристаллы используются для генерации и приема звуковых волн, и они не могут делать то и другое одновременно. В промежутке времени между импульсами ультразвуковой луч входит в пациента и отражается обратно в преобразователь. Эти отраженные звуковые волны, или эхо, заставляют кристаллы в преобразователе снова деформироваться и производить электрический сигнал, который затем преобразуется в изображение, отображаемое на мониторе. Датчик вообще испускает ультразвук только 1% из времени; остальное время по принципу работы УЗИ аппарата получает возвращенные отголоски.

Взаимодействие с тканью

Ультразвук, производимый датчиком, взаимодействует с различными тканями различными способами, которые могут помочь или помешать формированию изображения. Ослабление и преломление являются двумя основными типами взаимодействия тканей.

Затухание

Происходит постепенное ослабление ультразвукового луча по мере его прохождения через ткани. Затухание может быть вызвано отражением, рассеянием или поглощением звуковых волн и компенсируется с помощью специальных электронных усилителей.

Отражение

Отражение имеет место, когда ультразвуковые волны отражаются обратно к датчику для формирования изображения. Отраженная часть ультразвукового пучка определяется разницей в акустическом сопротивлении между соседними структурами.

Акустический импеданс-это произведение плотности ткани и скорости проходящих через нее звуковых волн; следовательно, чем плотнее ткань, тем больше акустический импеданс.

Большие различия в плотности и скорости звука между воздухом, костью и мягкой тканью создают соответственно большую разницу в акустическом импедансе, заставляя почти все звуковые волны отражаться на границах раздела мягкая ткань-кость и мягкая ткань-воздух.

С другой стороны, существует небольшая разница в акустическом импедансе между структурами мягких тканей. Относительно небольшое эхо отражается из этих областей. Принцип работы УЗИ аппарата благодаря алгоритму способен отличить эти явления.

Рассеяние

Рассеяние относится к перенаправлению ультразвуковых волн, поскольку они взаимодействуют с небольшими, грубыми или неровными структурами.

Это тканевое взаимодействие происходит в паренхиме органов, где существует небольшая разница в акустическом импедансе, и отвечает за создание текстуры органа, видимого на мониторе.

Рассеяние увеличивается с помощью высокочастотных преобразователей, что обеспечивает лучшую детализацию или разрешение.

Поглощение

Поглощение возникает, когда энергия ультразвукового луча преобразуется в тепло. Это происходит на молекулярном уровне, когда луч проходит через ткани.

Преломление

Преломление возникает, когда ультразвуковой луч попадает на структуру под косым углом. Изменение плотности ткани приводит к изменению скорости, и это изменение скорости заставляет луч изгибаться или преломляться. Этот тип тканевого взаимодействия также может вызвать артефакты, которые должны быть распознаны сонографом.

Режим отображения

Информация, полученная при ультразвуковом исследовании, может быть отображена различными способами. Режим, используемый для отображения, зависит от типа используемого ультразвукового устройства, получаемой информации и исследуемого органа.
Возвращающиеся эхо-сигналы отображаются на мониторе формируя основу двумерного изображения.

Принцип работы УЗИ аппарата разработан так, чтобы в режиме реального времени получить полное двумерное изображение.
Есть много датчиков или зондов, из которых можно выбрать подходящий который зависит от расположения структур, которые будут изображены и размера пациента.

Блок управления

Во время обследования сонограф должен знать, как манипулировать элементами управления на ультразвуковом аппарате для получения полезного изображения. Ультразвуковые аппараты поставляются с различными элементами управления.

Управление, которое изменяет интенсивность ультразвукового луча, генерируемого преобразователем, часто называют регулятором мощности. Однако разные производители могут иметь несколько разные названия для одного и того же элемента.

Чтобы увеличить эхо-сигнал без создания нежелательных артефактов, рекомендуется поддерживать мощность как можно ниже и вместо этого регулировать усиление эхо-сигналов. Это может быть сделано путем регулировки усиления или управления компенсацией усиления по времени.

Регулятор усиления равномерно изменяет яркость всех эхо-сигналов на мониторе независимо от их расположения. Управление компенсацией временного усиления позволяет сонографу регулировать уровень возвращающихся эхо-сигналов на различных глубинах.

Контроль этого параметра позволяет специалисту контролировать глубину изображения. Возможно, потребуется изменить регулятор глубины, чтобы разместить интересующую структуру в середине монитора для оптимизации ее визуализации. Если регулятор глубины установлен максимально, результирующее изображение будет небольшим в определенной части экрана.

Металлы – один из видов материалов наиболее многочисленных и распространенных по применению во многих областях. Черные металлы, в основном, получают путем последовательного процесса очистки и восстановления железной руды.

Если расплавить руду получается чугун содержащий примеси: углерод, кремний, марганец, серу и фосфор. Если смотреть с точки зрения основных элементов, то металлы делятся на 2 вида, а именно: Чистый металл (состоит только …

Читать далее » В жизни существует форма психической энергии, которую мы можем назвать жизненной энергией, которая входит фундаментально в процесс психологической адаптации.

Определение психической энергии Психическая энергия трактуется как агент связи различных органов организма с внешней средой Так к  психической энергии относятся мысли, эмоции, ощущения – как многообразная  трансформация в состояние приспособления.

Хотя эмоции разделяют многие характеристики материальной или физической энергии, эта динамическая …

Читать далее »

В самом широком смысле наука геология — это изучение Земли: Простой ответ на вопрос: «А зачем изучать Землю?» – заключается в том, что Земля — это наш дом, наш единственный дом в обозримом будущем, и для того, чтобы она продолжала оставаться прекрасным местом для жизни, мы должны понять, как она работает. Уникальность планеты Земля не обсуждается. Другой ответ заключается в …

Читать далее »

Теория потребления – это исследование того, как люди решают на что потратить свой доход, учитывая их предпочтения и бюджетные ограничения.

Теория потребления показывает, как люди делают выбор, учитывая их доходы и цены на товары и услуги.

Согласно потребительской теории активов, лучший способ измерить потребительские предпочтения – это наблюдать за их покупательским поведением, основанным на предположении, что потребители рассмотрели набор альтернатив, …

Читать далее »

История сельского хозяйства это часть истории человеческой культуры. Сельское хозяйство возникло около 12 000 лет назад, когда возникла необходимость человеческого общества поддерживать доступность продовольствия для себя.

Сельское хозяйство вынуждало людей селиться в определенных местах и тем самым способствовало возникновению цивилизации. Изменения в системах верований, развитие средств жизнеобеспечения, а также искусства обусловлены внедрением сельскохозяйственных технологий.

Еще до начала этой деятельности люди …

Читать далее »

Работа на дому только что получила большой толчок от нынешней глобальной пандемии коронавируса.

Но еще до того, как COVID-19 стал фактором, все большее число людей начали прощаться со своими обременительными поездками на работу. Благодаря постоянно развивающимся технологиям, таким как Skype, Uchi.

ru, Zoom, Google Hangouts, authenticator apps и облачных вычислений, не говоря уже о текстовых сообщениях и электронной почте, больше не …

Читать далее »

Продажа и покупка недвижимости – не самая простая, но достаточно важная сделка.

Так как цены на квартиры, офисы и жилые дома измеряются в миллионах рублей, владельцам и покупателям таких помещений с целью безопасности лучше прибегать к юридической помощи.

Это могут быть специализированные сервисы,  как  https://etagisp.ru/zastr/, где доступно и подробно приведено много информации и каталогов по интересующемуся вопросу. К сожалению, если …

Читать далее »

Выполнение лабораторных работ в области образования обсуждается уже несколько десятилетий. Учителя, исследователи и обучаемые убеждены в их значении для понимания науки.

Цель лабораторной работы в области научного образования включает в себя помощь в изучении науки через приобретение концептуальных теоретических и практических знаний, и помощь в изучении понимания природы и методов науки.

Помощь можно получить здесь https://studently.ru/laboratornaya-rabota/, ведь не все знают, …
Читать далее »

Электронные микроскопы – это научные приборы, которые исследуют объекты в очень большом масштабе с применением энергетического электронного пучка.

Эти приборы были разработаны еще в начале 1930-х годов, в связи с возникшим научным желанием исследовать мельчайшие детали строения органических клеток, которые требуют более чем 10000-х увеличения.

Ограничения оптических микроскопов стимулируют изобретение электронных микроскопов. Электронный микроскоп отличается от оптического тем, что использует …

Читать далее »

Давление как физическая величина является важным понятием в физике и определяется как величина силы, действующей перпендикулярно поверхности, на единицу площади.

Единицей СИ для измерения давления как физической величины является Паскаль (па), определяемый как 1 Ньютон на квадратный метр.

P=F/A , где Р-это давление F – сила, приложенная перпендикулярно (по нормали) к поверхности, А – это площадь приложенной силы. Понимание давления …

Читать далее »

Наука биогеография находится на стыке экологии, географии, истории и изучения животных и растений. Наука изучает как виды возникают, рассеиваются, разнообразятся и исчезают.

Также наука биогеография исследует, как факторы окружающей среды (климат, топография) влияют на животных и растения, как растут популяции, взаимодействуют и выживают, а также как формируются и изменяются сообщества; исследует связи между биогеографией и охраной природы. Наука биогеография изучает …
Читать далее »

Микроскоп это инструмент, который позволяет людям видеть те вещества и организмы, которые невозможно наблюдать невооруженным глазом.

Микроскопы в своей базовой модели содержит одну или несколько линз, что облегчает увеличение изображений, удерживаемых в фокальной плоскости объектива.

Первый микроскоп был изобретен в 1590 году и представлял собой вид оптического устройства. История История микроскопа может быть прослежена с конца 16-го или начала 17-го …

Читать далее »

Источник: https://v-nayke.ru/?p=15971

Чем отличаются аппараты УЗИ: диагностика на грани научной фантастики * Клиника Диана в Санкт-Петербурге

Как работает узи

Для человека, далекого от медицины, все аппараты УЗИ выглядят на «одно лицо». На самом деле существуют десятки модификаций ультразвуковых приборов и датчиков, помогающих врачам изучать любые органы и ткани человеческого организма. Поэтому, записываясь на УЗИ, не забудьте поинтересоваться, каким аппаратом вас будут обследовать.  

Как работает аппарат УЗИ: основа основ

УЗИ диагностика (сонография) — это метод исследования внутренних органов пациента с помощью ультразвука без использования игл и других хирургических инструментов. Именно УЗ-исследование принято в качестве золотого стандарта первичного обследования во всем мире.

УЗИ-аппарат действует на основе пьезоэлектрического эффекта. Внутри датчика, которым водят по поверхности тела, находятся микрокристаллы кварца, титана или бария.

При подаче электрического тока внутри кристаллов возникают механические колебания, которые создают ультразвуковые волны частотой до 29 МГц. Специальная акустическая линза помогает выбрать волну определённой длины.

Чем выше частота ультразвуковой волны, тем больше возможностей у аппарата.

Каждый орган или его отдел обладает свойственным только ему акустическим сопротивлением. Если ткани, на которые направлена ультразвуковая волна, имеют различное акустическое сопротивление (это характерно для уплотнений, кист, новообразований), одна часть волны поглощается, а другая отражается.

Чем больше различий в тканях, тем больше интенсивность сигнала. На экране участки, отличающиеся от соседних тканей плотностью и другими характеристиками, отображаются светлее и ярче. Этот эффект называется эхогенностью.

Из чего состоит УЗИ аппарат?

Несмотря на некоторые особенности и конструктивные различия, все аппараты УЗИ имеют одинаковые составные элементы.

«Сердце» прибора — ультразвуковой преобразователь, внутри которого размещены пьезоэлементы типа кристаллов кварца или бария. Под воздействием электричества, которое исходит от центрального процессора, кристаллы начинают вибрировать и распространять вокруг себя ультразвуковые сигналы.

Центральный процессор делает все расчёты, а с помощью импульсного датчика управления можно менять характеристики излучаемых ультразвуковых импульсов. Акустическая линза помогает фокусироваться на определённой волне, а звукопоглощающий слой фильтрует отображаемые волны.

Благодаря дисплею можно увидеть картинку исследуемого органа и окружающих его тканей и структур. Для лучшего качества изображения в аппарате УЗИ имеется усилитель радиочастот, видео- и зувукоусилитель.

С помощью курсора и клавиатуры специалист вводит определённые параметры или обрабатывает полученные данные. Отражённые ультразвуковые волны возвращаются к преобразователю и передаются в центральный процессор. Он вычисляет скорость возвращения сигнала и расстояние от датчика до тканей.

Датчик управления меняет различные режимы сканирования:

  • режим А показывает амплитуду отражённого эхо-сигнала;
  • режим М визуализирует орган в движении;
  • режим В отображает двухмерную картинку, на которой видны любые изменения эхогенности. В минуту меняется 20 картинок, что создаёт иллюзию движения;
  • режим Д основан на эффекте Допплера, поэтому используется для изучения кровотока пациента.

На жёстком диске либо CD или DVD дисках сохраняется вся информация. При желании клиенту делают распечатку или копию видеозаписи (например, движения плода — будущего малыша).

Виды УЗИ аппаратов: не хорошие и плохие, а мощные и супермощные

Если рассматривать различия параметров и особенностей получаемого на экране монитора изображения, то все аппараты УЗИ условно делятся на 3 категории:

  • 2D. Это стандартный аппарат, позволяющий отображать на экране орган по двум параметрам — длине и ширине. Картинка получается чёрно-белой, и не специалисту сложно разобраться и увидеть на экране патологию. Однако для врача-узиста информации достаточно. Он заметит различные пороки (кисты, миомы, разрастание эндометрия в гинекологии, аномалии сердца в кардиологии, нарушения в развитии головного мозга у плода, его рост и вес, количество околоплодных вод и пр.), поэтому двухмерный вид УЗИ обязателен при беременности. Для органов малого таза и брюшной полости используется аппарат с частотой 2,5 — 3,5 МГц. Процедура совершенно безопасна для матери и ребёнка, зато помогает выявлять проблемы на начальных стадиях. Она длится не более 15 минут.
  • 3D. Отличается от двухмерного изображения тем, что прибавляется ещё один параметр — глубина. На экране монитора появляется трёхмерная картинка. Если на исследование пришла будущая мама, она сможет увидеть личико своего малыша, а также рассмотреть строение его тельца. Пол будущего ребёнка на трёхмерном аппарате устанавливается с точностью 100%. По длительности процедура 3Д УЗИ занимает около 50 минут.
  • 4D. Это настоящая голограмма, делающая возможным увидеть малыша в движении. При желании родители заказывают видеозапись обследования. Это УЗИ-аппараты high-end уровня. Отличие их от 3D заключается в том, что трёхмерное изображение даёт картинку определённых моментов положения тела будущего ребёнка, а 4D показывает чёткое посекундное видео. Помимо исследования беременности, 4D аппараты применяются в других областях медицины. В урологии подтверждает абсцесс предстательной железы, в гинекологии — даже самые маленькие кистозные образования, в офтальмологии — повреждение сетчатки глаза или глазного яблока, при онкологии увидит положение сосудистого пучка относительно новообразования.

Также УЗИ аппараты различаются и по другим характеристикам.

По качеству изображения:

  • Обычные сонографы (имеют 16 каналов передачи-приёма).
  • Аппараты среднего технического класса (свыше 32 каналов).
  • УЗИ аппараты повышенных возможностей (свыше 48).
  • Аппараты высокого класса high-end (свыше 64).
  • Аппараты экспертного класса (несколько сотен каналов).

Главный технический параметр, отличающий аппараты различного уровня, — число принимаемых и передающих каналов. Чем их больше, тем выше чувствительность и, соответственно, разрешаемая способность.

По специфике применения:

УЗИ сканеры. Работают в режиме 2D и дают двухмерную картинку. Имеет два режима работы: двухмерное изображение (режим В) и одномерная эхограмма (режим М).

Узкоспециализированные:

  • Эхоофтальмометр. Визуализирует структуру глаза в двух- и одномерном изображении. Помимо режимов В и М, имеет режим D — спектральный анализ скоростей кровотока с использованием импульского допплера (PW) и непрерывного допплера (CW).
  • Фетальный монитор. Измеряет частоту сердечных сокращений у плода. Выявляет патологии развития сердца на ранних стадиях беременности.

УЗИ с допплером

  • со спектральным допплером (дуплексные аппараты). Отображают работу кровотока в режиме В, М и D;
  • с цветовым допплеровским картированием.

    Помимо тех же функций, что и у аппарата со спектральным допплером, отображают на серошкальном изображении тканей кровоток. Это редко встречающийся прибор для специализированных исследований.

Энцефалоскоп.

Это УЗИ аппарат предназначен для нейрохирургических исследований. Через область виска исследуются различные структуры головного мозга. Прибор работает на основе транскраниального метода, который исследует особенности кровотока и выявляет его нарушения.

Энцефалоскоп фиксирует ультразвуковые сигналы, отражающиеся от различных элементов крови, движущихся в одном направлении. Затем полученная информация обрабатывается и отражается на экране.

Головной мозг поглощает гораздо больше крови, чем любой другой орган. К тому же он очень чувствителен к гипоксии — недостатку кислорода. Энцефалография позволяет увидеть состояние сосудов и артерий, питающих головной мозг, а также выявить такие патологии, как абсцессы, кровоизлияния, кисты, гематомы, пертификаты (отложение солей кальция на стенках сосудов), гуммы (рубцы) и др.

Синускоп. Это специальный УЗИ аппарат, исследующий лобные и гайморовы пазухи. Он анализирует ультразвук, отражённый от стенок носа. Если пазухи заполнены, на экране монитора отображается картинка в графической форме. Синускоп помогает выявить на ранних стадиях гайморит, синусит, фарингит, воспаление пазух носа.

В зависимости от типа датчика

  • Линейные. Имеют частоту 5-15 МГц, глубина сканирования достигает 11 см. Датчик достаточно широкий, чтобы отобразить весь орган. Отображаемая картинка получается чёткой, с высоким разрешением. Неплотно прилегает к коже, требует использования геля.
  • Конвексные. Обладают частотой 1,9-7,5 МГц, глубина просмотра не более 25 см.

    Плотно прилегает к коже. Отображает неширокую и несколько искажённую картинку.

  • Секторные. Частота составляет 1,5–5 МГц. Изображение получается крупным и глубоким.
  • Секторальный фазированный. Датчик имеет вид решётки, каждый сектор которой позволяет менять угол сканирования.

    Различные части решётки независимо принимают и излучают ультразвуковые волны.

  • Внутриполостные. Имеют вид скошенной или прямой рукоятки, помещаются внутрь тела (во влагалище или прямую кишку).
  • 3D или 4D объемные датчики.

    Имеет кольцевое вращение, позволяющее делать посрезовое сканирование, преобразуя его в трёх- или четырёхмерную картинку.

  • Матричные. Имеют двухмерную решётку. Полуторомерные — картинка по длине получается больше, чем по ширине. Получается максимальное разрешение по толщине. Двухмерные.

    Имеют большое количество элементов, что позволяет делать картинки в различных проекциях одновременно.

  • Карандашные. В них излучатель и отображатель разделены. Применяется для исследования артерий и вен.

По областям применения

  • Универсальные для наружного применения abdominal probe. Применяются для исследования органов малого таза. Имеют частоту 3,5-5 МГц, открывает обзор в 40-900.
  • УЗИ аппараты small parts probe. Рабочая частота составляет 7,5-10 МГц. Датчик имеет ширину 25-50 мм.

    Применяется при исследовании щитовидной железы, суставов, периферических сосудов.

  • Кардиологический УЗИ аппарат cardiac probe. Учитывая особенности межрёберной щели, аппарат имеет датчик секторального типа с частотой 3,5 или 5 МГц. Используются в кардиологии.

Внутриполостные УЗИ-приборы intracavitary probes.

  • трансвагинальные. Имеют частоту 5,6 или 7,5 МГц, используются в гинекологии;
  • трансректальные. Позволяют сканировать под углом 3600;
  • интраоперационные. Надеваются на палец и имеют большой радиус кривизны;
  • трансуретральные. Имеют очень маленькие размеры, вводятся через мочеточник в мочевой пузырь;
  • чрезпищеводные. Помогают исследовать сердце снизу со стороны пищевода.
  • внутрисосудистые.

Какими дополнительными функциями оснащены УЗИ аппараты

Современные УЗИ аппараты имеют массу инновационных функций, значительно увеличивающих качество обследования. К таким разработкам относится следующее:

  • Функция ClearVision — это преобразование изображения малого разрешения и низкого качества в чёткую и яркую картинку. Это своеобразный фильтр, устраняющий спекл-шумы, артефакты. в результате изображение имеет чёткий контр на границе тканей с разной эхо-плотностью;
  • Функция SonoView — специальная программа, позволяющая архивировать изображения и создания баз данных;
  • Функция кинопамять — возможность перемотки видео, его раскадровки; разъёмы для нескольких датчиков;
  • функция TEI — визуализация в серошкальном режиме. Это позволяет увеличивать уровень чёткость, контрастности и снизить количество артефактов. Технология позволяет увидеть чёткие границы новообразований, что без использования инновации невозможно было сделать у полных пациентов;
  • Функция TP-View позволяет в линейных датчиках увеличить поверхность обзора. Все измерения отображаются на одном снимке;
  • Функция XLight делает возможность улучшить изображение анатомических структур на трёхмерном изображении. Благодаря обработке данных можно увидеть чётко пририсованные детали. В акушерстве эта функция помогает выявить аномалии в развитии плода независимо от количества амниотической жидкости и положения плода. В хирургии XLight также увидеть состояние костной структуры;
  • Функция CrystaLine позволяет синхронизировать работу УЗИ аппарата с работой медицинского лазера. Это делает возможным использовать прибор в малоинвазивных операциях;
  • Функция VPan Imaging предназначена для получения панорамного изображения (спинномозгового канала у плода, онкопроцессов в желудке). Картинка имеет последовательную раскадровку, реконструирующую всю исследуемую зону.

ссылкой:

Источник: https://medcentr-diana-spb.ru/uzi/chem-otlichayutsya-apparatyi-uzi/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.