Ултразвук

Ултразвукът е диагностична техника, която използва ултразвук. Последният може да се използва при "изпълнение на" прост ултразвук или да се комбинира с КТ за получаване на изображения на части от тялото (CT-ехотомография) или за получаване на информация и изображения на кръвния поток ( Ехоколордоплер).

Задълбочени статии

Принцип на действие

Във физиката ултразвуците са надлъжни еластични механични вълни, характеризиращи се с къси дължини на вълните и високи честоти. Вълните имат типични свойства:

• Те носят без значение
• Те заобикалят препятствията
• Те комбинират своите ефекти, без да се променят взаимно.

Звукът и светлината се състоят от вълни.
Вълните се характеризират с колебателно движение, при което напрежението на даден елемент се предава на съседните елементи и от тях на останалите, докато се разпространи в цялата система. Това движение, произтичащо от „свързването на отделни движения, е вид колективно движение, поради наличието на еластични връзки между компонентите на системата. То води до разпространение на смущение, без никакъв транспорт на материя, в всяка посока в самата система.Това колективно движение се нарича вълна.Разпространението на ултразвука се осъществява в материята под формата на вълново движение, което генерира редуващи се ивици на компресия и разреждане на молекулите, които образуват средата.
Помислете само, когато камък е хвърлен в езерце и ще разберете концепцията за вълна.

Дължината на вълната се разбира като разстоянието между две последователни точки във фаза, т.е. имащи в същия момент идентична амплитуда и посока на движение. Нейната мерна единица е метърът, включително неговите множества. Обхватът на дължините d "вълна, използван в ултразвукът е между 1,5 и 0,1 нанометра (nm, т.е. една милиардна част от метър).
Честотата се дефинира като броя на пълните трептения или цикли, които частиците правят за единица време и се измерва в херци (Hz) .Честотният диапазон, използван в ултразвука, е между 1 и 10-20 Mega Hertz (MHz, т.е. един милиони херца) и понякога е дори по -голяма от 20 MHz. Тези честоти не се чуват за човешкото ухо.
Вълните се разпространяват с определена скорост, която зависи от еластичността и плътността на средата, през която преминават.

За да се разпространят, ултразвукът се нуждае от субстрат (например човешкото тяло), от който временно променят еластичните сили на сцепление на частиците. В зависимост от субстрата, следователно в зависимост от неговата плътност и силите на сближаване на молекулите му, ще има различна скорост на разпространение на вълната вътре в него.
Акустичният импеданс се определя като вътрешно съпротивление на материята, която трябва да бъде пресечена чрез ултразвук. Той влияе върху скоростта на тяхното разпространение в материята и е правопропорционален на плътността на средата, умножена по скоростта на разпространение на ултразвуците в самата среда (IA = vel x плътност). Различните тъкани на човешкото тяло имат различен импеданс и това е принципът, на който се основава ултразвуковата техника.
Например въздухът и водата имат нисък акустичен импеданс, чернодробните мазнини и мускулите имат междинно ниво, а костите и стоманата - много високи. Освен това, благодарение на това свойство на тъканите, ултразвуковата машина понякога може да види неща, които CT (компютърна томография) не вижда, като мастно чернодробно заболяване, т.е. натрупване на мазнини в хепатоцитите (чернодробни клетки), хематоми от контузия (екстравазация на кръв) и други видове изолирани течни или твърди колекции.

При ултразвука ултразвукът се генерира за пиезоелектричен ефект висока честота. Под пиезоелектричен ефект разбираме свойството, притежавано от някои кварцови кристали или някои видове керамика, да вибрира с висока честота, ако е свързано с електрическо напрежение, следователно ако се пресича от променлив електрически ток. Тези кристали се съдържат в ултразвуковата сонда, поставена в контакт с кожата или тъканите на субекта, наречена преобразувател, която по този начин излъчва лъчи ултразвук, които преминават през телата, за да бъдат изследвани и претърпяват "затихване, което е в пряка връзка с емисията честота на преобразувателя. Следователно, колкото по -висока е честотата на ултразвуците, толкова по -голямо е тяхното проникване в тъканите, с по -висока разделителна способност на изображенията. За изследване на коремните органи обикновено се използват работни честоти между 3 и 5 Mega Hertz, докато по -високи честоти, по -големи от 7.5 Mega Hertz, с по -голяма разрешаваща способност, се използват за оценка на повърхностните тъкани (щитовидната жлеза, гърдите, скротума, и др.).
Точките на преминаване между тъкани с различен акустичен импеданс се наричат ​​интерфейси. Всеки път, когато ултразвукът срещне интерфейс, лъчът идва частично рефлекс (върнете се назад) и отчасти пречупен (т.е. абсорбира се от подлежащите тъкани). Отразеният лъч се нарича още ехо; той, във фазата на връщане, се връща към преобразувателя, където възбужда кристала на сондата, генериращ електрически ток. С други думи, пиезоелектричният ефект превръща ултразвука в електрически сигнали, които след това се обработват от компютър и се преобразуват в изображение на видеото в реално време.
Следователно е възможно чрез анализ на характеристиките на отразената ултразвукова вълна да се получи полезна информация за диференциране на структури с различна плътност. Енергията на отражение е правопропорционална на промяната в акустичния импеданс между две повърхности.За значителни вариации, като преминаването между въздуха и кожата, ултразвуковият лъч може да претърпи пълно отражение; за това е необходимо да се използват желатинови вещества между сондата и кожата. Те имат за цел да елиминират въздуха.

Начини на изпълнение

Ултразвукът може да се направи по три различни начина:

A-режим (амплитуден режим = амплитудни модулации): в момента е заменен от B-режим. При A-Mode всяко ехо се представя като отклонение на базовата линия (което изразява времето, необходимо на отразената вълна да се върне в приемната система, т.е. разстоянието между интерфейса, причинил отражението и сондата), като "връх", чиято амплитуда съответства на интензитета на генериращия го сигнал. Това е най-простият начин за представяне на ултразвуковия сигнал и е от едноизмерен тип (т.е. предлага анализ само в едно измерение). Той дава информация само за естеството на изследваната структура (течна или твърда). A-Mode все още се използва, но само в офталмологията и неврологията.

TM-Mode (Time Motion Mode): в него данните от A-Mode се обогатяват с динамичните данни. Получава се двуизмерно изображение, при което всяко ехо е представено от светеща точка. Точките се движат хоризонтално спрямо движенията на конструкциите. Ако интерфейсите са неподвижни, светлите точки също ще останат неподвижни. той е подобен на A-Mode, но с тази разлика, че се записва и движението на ехото. Този метод все още се използва в кардиологията, особено за демонстрация на кинетиката на клапана.

B-режим (Режим на яркост или модулация на яркостта): това е класическо ехо-томографско изображение (т.е. част от тялото) на представянето на телевизионния монитор на ехото, идващо от изследваните структури. Изображението се конструира чрез преобразуване на отразените вълни в сигнали, чиято яркост (нюанси на сивото) е пропорционална на "интензивността на ехото"; пространствените отношения между различните ехота "изграждат" на екрана образа на сечението на органа в процес на изследване Той предлага и двуизмерни изображения.

Въвеждането на сиви скали (различни нюанси на сивото за представяне на ехо с различна амплитуда) допълнително подобри качеството на ултразвуковото изображение. Така всички телесни структури са представени с тонове, вариращи от черно до бяло. Белите точки означават наличието на „наречено изображение“. хиперехоичен (например изчисление), докато черните точки на „изображение хипоехогенни (например течности).

Според техниката на сканиране ултразвукът в B-Mode може да бъде статичен (или ръчен) или динамичен (в реално време). С ултразвук в реално време изображението се реконструира постоянно (поне 16 пълни сканирания в секунда) във фазова динамика, осигурявайки непрекъснато представяне в реално време.

ПРОДЪЛЖИ: Приложения на "ултразвук"