Узи сканер - вооружение для глаз доктора
Уз сканер - это медицинский прибор для обследования внутренних органов, принцип которого основан на применении свойств ультразвуковых волн. Своим названием уз сканер обязан сканирующему лучу, в который преображается ультразвук во время исследования. Современная медицина немыслима без ультразвуковых исследований, и уз сканеры сегодня стали постоянными и незаменимыми помощниками врачей практически всех специальностей. Остались в прошлом те времена, когда главным инструментальным арсеналом врача были его глаза, руки и накопленный за годы работы опыт. Современное высокотехнологичное медицинское оборудование выводит медицину на новый качественный уровень, делая ее все более точной наукой.
Являясь незаменимым и востребованным медицинским оборудованием, уз сканер позволяет проводить различные обследования в разных областях медицины высокоточно и эффективно. Возможности любого больничного комплекса или клиники, в оснащении которых есть ультразвуковой сканер - простой и удобный в эксплуатации аппарат, возрастают многократно. Ведь эффективное качественное лечение начинается с надежной диагностики, получить которую хочет каждый пациент.
Как работает узи сканер
Ультразвук, с применением которого работают все уз сканеры, представляет собой звуковые колебания высокой частоты, находящиеся за пределами слышимости человеческого уха (более 20 000 Гц). Ультразвуковые волны разделяют на волны низких, средних и высоких частот, и каждая разновидность УЗИ волн характеризуется собственными специфическими особенностями генерации и распространения, применения и приема.
Ультразвуковые волны, которые генерирует уз сканер, проходят через органы и ткани пациента и, отражаясь от них особым образом (ткани органов имеют неодинаковую плотность, и ультразвук отражается от них по-разному), возвращаются назад. В УЗИ сканере происходит их обработка и измерение, в результате чего на экран монитора выводятся результаты исследования в виде сфокусированного изображения - эхограммы. По результатам, которые выводит на свой экран уз сканер, врач делает вывод о состоянии исследуемых внутренних органах пациента.
Уз сканеры сделали видимым то, что много десятилетий было скрыто от врачебного глаза.
В ультразвуковых исследованиях выделяют два основных вида: УЗИ-сканирование (где применяются уз сканеры) и допплерография (исследование состояния сосудов и кровотока).
Современный УЗИ сканер - это многофункциональное медицинское оборудование, укомплектованное сменными ультразвуковыми датчиками, которые позволяют использовать аппарат в различных видах УЗИ исследований и измерений. Ультразвуковые датчики классифицируют на конвексные, микроконвексные, линейные, секторные, допплеровские и пр. Выбор датчика, которым оснащается уз сканер, определяется видом исследования, для которого более всего подойдет тот или иной датчик. Современные уз сканеры оснащаются только электронными датчиками, производящими развертку, которая расшифровывается компьютером аппарата. Полный набор датчиков, которыми оснащаются современные уз сканеры, делает эти аппараты многофункциональными. Компьютер с мощным микропроцессором, которым оснащен уз сканер, выводит на монитор изображение, адаптированное для удобного восприятия человеческим глазом.
Существует четыре основных группы, на которые можно разделить уз сканеры: простые, среднего класса, повышенного класса, высокого класса.
Принадлежность ультразвукового сканера к той или иной группе определяется многими техническими параметрами, среди которых главным является максимальное число каналов - приемных и передающих. Чем больше число каналов, тем лучшей чувствительностью и разрешающей способностью обладает уз сканер. И, соответственно, изображение, выдаваемое таким аппаратом, будет очень качественным.
Так, простые ультразвуковые сканеры имеют не более 16 каналов, тогда как средние - 32 или 48. Уз сканеры повышенного класса оснащены 64 каналами, а уз сканер высокого класса - это аппарат, имеющий 128 или 256, а в некоторых моделях - 512 каналов! УЗИ сканеры высокого и повышенного классов - это современные электронные приборы, применяющие цветное допплеровское картирование. УЗИ сканер высокого класса - это современное высокотехнологичное медицинское оборудование, использующее все возможности цифровой обработки сигнала. Поэтому нередко УЗИ сканер высокого класса называют цифровой системой или цифровой платформой.
Новейшие уз сканеры значительно отличаются даже от тех УЗИ аппаратов, что появились на рынке медицинского оборудования еще каких-то 5 лет назад. Современный уз сканер может быть стационарным и портативным, оснащенным цветными, тканевыми, энергетическими, импульсными, непрерывноволновыми допплерами, кардиосистемами. Современные УЗИ сканеры могут выдавать файлы, формирующие трехмерное изображение, трапецеидальное изображение. Последнее используется, когда нужно исследовать небольшой орган.
Уз сканеры. Сфера применения
Уз сканер в течение очень короткого промежутка времени способен оценить состояние исследуемого органа человека. Форма, размеры, расположение внутренних органов, исчерпывающая информация о состоянии плода в матке беременной женщины - это лишь небольшая часть из того, о чем могут рассказать современные уз сканеры.
На заре появления УЗИ сканеров по поводу их безопасности было много споров, однако, на сегодняшний день бесспорным является утверждение о том, что уз сканер - абсолютно безопасный аппарат как для пациента, так и для врача.
Ультразвуковые исследования проводятся в современной медицине очень широко: трудно найти область, где не был бы нужен уз сканер. Ультразвуковое исследование проводится для диагностики ряда заболеваний органов малого таза, почек, брюшной полости. Уз сканеры исследуют лимфатическую систему, сердце, щитовидную железу и многое другое. Незаменимы они в акушерстве и гинекологии, офтальмологии, онкологии, кардиологии, педиатрии. Сверхчувствительные УЗИ-датчики распознают нарушения мозгового кровообращения (что чрезвычайно важно для профилактики инсультов), мигрень, артериальную гипертензию, ишемические поражения артерий, простатит, поражения венозной системы и прочее.
Эпоха УЗИ сканеров началась именно с их применения в диагностических целях, однако со временем был распознан и лечебный эффект ультразвука. Всем известны бактерицидные свойства ультразвука. Кроме того, сегодня уз сканеры лечат ультразвуком миалгию, люмбаго, контузии - болезни, ранее считавшиеся неизлечимыми.
Сканирующий луч, проходя через внутренние органы человека, производит микромассаж, вследствие которого активируется работа внутренних органов и тканей организма.
Трудно переоценить применение УЗИ сканеров в онкологических исследованиях. До того, как появился уз сканер, практически отсутствовала возможность своевременного обнаружения опухолей мозга. Приходилось делать рентген, который при частом применении является небезопасной процедурой. Рентгеновские снимки не во всех случаях мозговой опухолевой патологии могли быть легко расшифрованы, к тому же даже опытному врачу часто было не под силу объяснить природу затемнения на снимке. Надо ли говорить, насколько печальной была статистика смертности от опухолей мозга, которые не могли быть своевременно выявлены? В настоящее время, когда в распоряжении врачей есть современные уз сканеры, опухоли мозга - и головного, и спинного, могут быть легко определены на ранней стадии, что значительно повышает шансы пациента на полное излечение от тяжелого недуга.
Уз сканеры - это быстро окупающееся медицинское оборудование. Пациенты обследуются на ультразвуковых сканерах в реальном времени, аппарат не требует дорогостоящей пленки, вся цифровая информация может храниться на любых электронных носителях.
Приобретая уз сканер в компании "Формед", вы получите гарантию высокого качества, надежности, точности и долговечности любого аппарата. Компания "Формед" - лучшие уз сканеры от лучших производителей!
Список сокращений
ВСА – внутренняя сонная артерия
ОСА – общая сонная артерия
НСА – наружная сонная артерия
НБА – надблоковая артерия
ПА – позвоночная артерия
ОА – основная артерия
СМА – средняя мозговая артерия
ПМА – передняя мозговая артерия
ЗМА – задняя мозговая артерия
ГА – глазничная артерия
ПКА – подключичная артерия
ПСА – передняя соединительная артерия
ЗСА – задняя соединительная артерия
ЛСК – линейная скорость кровотока
ТКД – транскраниальная допплерография
АВМ – артерио-венозная мальформация
БА – бедренная артерия
ПКА – подколенная артерия
ЗБА – задняя большеберцовая артерия
ПБА – передняя большеберцовая артерия
PI – пульсационный индекс
RI – индекс периферического сопротивления
SBI – индекс спектрального расширения
Ультразвуковая допплерография магистральных артерий головы
(УЗДГ МАГ)
I. Введение.
В настоящее время церебральная допплерография стала неотъемлемой частью диагностического алгоритма при сосудистых заболеваниях головного мозга. Физиологической основой ультразвуковой диагностики является эффект Допплера, отрытый австрийским физиком Кристианом Андреасом Допплером в 1842 году и описанный в работе "О цветном свете двойных звезд и некоторых других звезд на небесах”.
В клинической практике впервые эффект Допплера был использован в 1956 г. Satomuru при проведении ультразвукового исследования сердца. В 1959 г. Franklin использовал эффект Допплера для изучения кровотока в магистральных артериях головы. В настоящее время существует несколько ультразвуковых методик, в основе которых лежит использование эффекта Допплера, предназначенных для исследования сосудистой системы.
Ультразвуковая допплерография, как правило, используется для диагностики патологии магистральных артерий, имеющих относительно большой диаметр и расположенных поверхностно. К ним относятся магистральные артерии головы и конечностей. Исключение составляют интракраниальные сосуды, которые также доступны исследованию при применении импульсного ультразвукового сигнала низкой частоты (1-2 МГц). Разрешающая способность данных ультразвуковой допплерографии ограничивается выявлением: косвенных признаков стенозов, окклюзий магистральных и интракраниальных сосудов, признаков артерио-венозного шунтирования. Обнаружение допплерографических признаков тех или иных патологических признаков служит показанием для более детального обследования пациента – дуплексного исследования сосудов или ангиографии. Таким образом, ультразвуковая допплерогафия относится к срининговому методу. Несмотря на это, ультразвуковая допплерография широко распространена, экономична и вносит весомый вклад в диагностику заболеваний сосудов головы, артерий верхних и нижних конечностей.
Специальной литературы по ультразвуковой допплерографии достаточно, однако большая часть в ней посвящена дуплексному сканированию артерий и вен. В данном пособии описывается церебральная допплерография, ультразвуковое допплеровское исследование конечностей, методика их проведения и применение в диагностических целях.
II. Физические принципы допплерографии.
Ультразвук – волнообразное распространяющееся колебательное движение частиц упругой среды с частотой свыше 20 000 Гц. Эффект Допплера заключается в изменении частоты ультразвукового сигнала при отражении от движущихся тел по сравнению с первоначальной частотой посланного сигнала. Ультразвуковой допплеровский прибор представляет собой локационное устройство, принцип работы которого заключается в излучении зондирующих сигналов в тело пациента, приеме и обработке эхосигналов, отраженных от движущихся элементов кровотока в сосудах.
Допплеровский сдвиг частот (∆f) – зависит от скорости движения элементов крови (v), косинуса угла между осью сосуда и направлением ульразвукового луча (cos a), скорости распространения ультразвука в cреде (с) и первичной частоты излучения (f°). Данная зависимость описывается допплеровским уравнением:
2 · v · f° · cos a ∆f= -------------------------- c
Из этого уравнения следует, что увеличение линейной скорости кровотока по сосудам пропорционально скорости движения частиц и наоборот. Нужно отметить, что прибор регистрирует только допплеровский сдвиг частот (в кГц), значения же скорости вычисляются по допплеровскому уравнению, при этом скорость распространения ультразвука в среде принимается как постоянная и равная 1540 м/сек, а первичная частота излучения соответствует частоте датчика. При сужении просвета артерии (например, бляшкой) – скорость кровотока возрастает, тогда как в местах расширения сосудов она будет снижаться. Разница частот, отражающая линейную скорость движения частиц, может быть отображена графически в виде кривой изменения скорости в зависимости от сердечного цикла. При анализе полученной кривой и спектра потока возможна оценка скоростных и спектральных параметров кровотока и вычисление ряда индексов. Таким образом, по изменению "звучания” сосуда и характерным изменениям допплеровских параметров можно косвенно судить о наличии в изучаемой области различных патологических изменений, таких как:
- окклюзия сосуда по исчезновению звука в проекции облитерированного сегмента и падению скорости до 0, может быть вариабельность отхождения или извитость артерии, например ВСА;
- сужение просвета сосуда по увеличению скорости кровотока в этом сегменте и увеличению "звучания” на данном участке, а после стеноза, наоборот, скорость будет ниже нормальной и звук более низкий;
- артерио – венозный шунт, извитость сосуда, перегиб и в связи с этим изменение условий циркуляции приводит к самым разнообразным модификациям звучания и кривой скорости на данном участке.
2.1. Характеристика датчиков для допплерографии.
Широкий спектр ультразвуковых исследований сосудов современным допплеровским прибором обеспечивается за счет применения датчиков различного назначения, отличающихся между собой характеристиками излучаемого ультразвука, а также конструктивными параметрами (датчики для скрининговых обследований, датчики со специальными держателями для мониторинга, плоские датчики для хирургических применений).
Для исследования экстракраниальных сосудов используются датчики с частотой 2, 4, 8 МГц, интракраниальных сосудов – 2, 1 МГц. Ультразвуковой датчик содержит пьезоэлектрический кристалл, вибрирующий под воздействием переменного тока. Эта вибрация генерирует УЗ луч, который движется от кристалла. Допплеровские датчики имеют два режима работы: постоянноволновой (continuous wave CW) и импульсный (pulsed wave PW). У постоянноволнового датчика имеется 2 пьезокристалла, один постоянно излучает, второй – принимает излучение. В датчиках PW один и тот же кристалл является принимающим и излучающим. Режим импульсного датчика позволяет осуществлять локацию на различных, произвольно выбираемых глубинах, в связи с чем, именно он используется для инсонации интракраниальных артерий. Для датчика 2 МГц существует 3-х сантиметровая "мертвая зона”, при глубине проникновения 15 см зондирования; для датчика 4 МГц – 1,5 см "мертвая зона”, зона зондирования 7,5 см; 8 МГц – 0,25 см "мертвая зона’, 3,5 см глубина зондирования.
III. Ультразвуковая допплерография МАГ.
3.1. Анализ показателей допплерограммы.
Кровоток в магистральных артериях имеет ряд гидродинамических особенностей, в связи с чем, выделяют два основных варианта потока:
- ламинарный (параболический) – имеется градиент скорости потоков центральных (максимальные скорости) и пристеночных (минимальные скорости) слоев. Разница между скоростями максимальна в систолу и минимальна в диастолу. Слои не смешиваются между собой;
- турбулентный – вследствие неровностей сосудистой стенки, высокой скорости кровотока слои смешиваются, эритроциты начинают совершать хаотическое движение в разных направлениях.
Допплерограмма – графическое отражение допплеровского сдвига частот во времени – имеет две основных составляющих:
- огибающая кривая – линейная скорость в центральных слоях потока;
- допплеровский спектр – графическая характеристика пропорционального соотношения пулов эритроцитов, движущихся с различными скоростями.
При проведении спектрального допплеровского анализа оцениваются качественные и количественные параметры. К качественным параметрам относятся:
1. форма допплеровской кривой (огибающей допплеровского спектра);
2. наличие "спектрального” окна.
К количественным параметрам относятся:
1. Скоростные характеристики потока.
2. Уровень периферического сопротивления.
3. Показатели кинематики.
4. Состояние допплеровского спектра.
5. Реактивность сосудов.
1. Скоростные характеристики потока определяются по огибающей кривой. Выделяют:
– систолическую скорость кровотока Vs (максимальная скорость);
– конечную диастолическую скорость кровотока Vd ;
– среднюю скорость кровотока (Vm) – отражается среднее значение скорости кровотока за сердечный цикл. Средняя скорость кровотока рассчитывается по формуле:
Vs + 2 Vd
Vm = ------------- (см/сек);
3
– средневзвешенную скорость кровотока, определяется по характеристикам допплеровского спектра (отражает среднюю скорость движения эритроцитов по всему поперечнику сосуда – истинно средняя скорость кровотока);
– определенную диагностическую ценность имеет показатель межполушарной асимметрии линейной скорости кровотока (КА) в одноименных сосудах:
(V1-V2)
KA = ––––––––––´ 100%,
V1
где V1, V2 – средняя линейная скорость кровотока в парных артериях.
2. Уровень периферического сопротивления – результирующее вязкости крови, внутричерепного давления, тонуса резистивных сосудов пиально-капиллярной сосудистой сети – определяется по значению индексов:
– пульсационный индекс (ПИ) Gosling:
Vs - Vd
ПИ = –––––––––;
Vm
– систоло – диастолический коэффициент (СДК) Stuart:
Vs
СДК = –––––;
Vd
– индекс периферического сопротивления, или индекс резистивности (ИС) Pourselot (RI):
Vs – Vd
ИС = –––––––––.
Vs
Наиболее чувствителен в отношении изменения уровня периферического сопротивления индекс Gosling.
Межполушарная асимметрия уровней периферического сопротивления характеризуется трансмиссионным пульсационным индексом (ТПИ) Lindegaard:
ПИ пс
ТПИ = –––––––,
ПИ зс
где ПИ пс, ПИ зс – пульсационный индекс в средней мозговой артерии на пораженной и здоровой стороне соответственно.
3. Индексы кинематики потока косвенно характеризуют потерю потоком крови кинетической энергии и тем самым свидетельствуют об уровне "проксимального” сопротивления потоку:
- Индекс подъема пульсовой волны (ИППВ) определяется по формуле:
(Т с – То)
ИППВ = ––––––––––´ 100%,
Т ц
Где Т о – время начала систолы,
Т с – время достижения пиковой ЛСК,
Т ц – время, занимаемое сердечным циклом;
– индекс ускорения (ИУ):
Vs – Vd
ИУ = –––––––– (см/сек2)
(Тс – То)
4. Допплеровский спектр характеризуется двумя основными параметрами: частотой (величина сдвига линейной скорости кровотока) и мощностью (выражается в децибеллах и отражает относительное количество эритроцитов, движущихся с данной скоростью). В норме подавляющая часть мощности спектра приближена к огибающей скорости. При патологических состояниях, приводящих к турбулентному потоку, спектр "расширяется" – возрастает количество эритроцитов, совершающих хаотическое движение или перемещающихся в пристеночные слои потока.
Индекс спектрального расширения. Вычисляется как отношение разности пиковой систолической скорости кровотока и усредненной по времени средней скорости кровотока к пиковой систолической скорости. SBI = (Vps - NFV)/Vhs = 1 - TAV/ Vps.
Состояние допплеровского спектра может быть определено с помощью индекса расширения спектра (ИРС) (стеноза) Arbelli:
Fo
ИРС = (1 – –––) х 0.9,
Fm
где Fo – спектральное расширение в неизменном сосуде;
Fm – спектральное расширение в патологически измененном сосуде.
Систоло-диастолическое отношение. Это отношение величины пиковой систолической скорости кровотока к конечно-диастолической скорости кровотока, является косвенной характеристикой состояния сосудистой стенки, в частности ее эластических свойств. Одной из наиболее частых патологий, приводящих к изменению данной величины, является артериальная гипертензия.
5. Реактивность сосудов. Для оценки реактивности сосудистой системы головного мозга используется коэффициент реактивности – отношение показателей, характеризующих деятельность системы кровообращения в состоянии покоя, к их значению на фоне воздействия нагрузочного стимула. В зависимости от природы способа воздействия на рассматриваемую систему регуляторные механизмы будут стремиться вернуть интенсивность мозгового кровотока к исходному уровню, либо изменить ее, чтобы приспособиться к новым условиям функционирования. Первое характерно при использовании стимулов физической природы, второе – химической. Учитывая целостность и анатомическую и функциональную взаимосвязанность составляющих системы кровообращения, то при оценке изменений параметров кровотока по интракраниальным артериям (по средней мозговой артерии) на определенный нагрузочный тест необходимо рассматривать реакцию не каждой изолированной артерии, а двух одноименных одновременно, и именно на этом оценивать тип реакции.
|
