Principen om ultraljud

När det gäller underhåll, reparation eller arbete med ultraljudsutrustning, är det först och främst nödvändigt att förstå de fysiska grunderna för de processer som vi måste hantera. Naturligtvis, som i alla fall, finns det så många nyanser och subtiliteter, men vi föreslår att du först och främst överväger processens väsen. I den här artikeln kommer vi att ta upp följande frågor:

  1. Vad är ultraljud, vad är dess egenskaper och parametrar
  2. Bildandet av ultraljud i modern teknik baserad på piezoceramics
  3. Ultraljudsprinciper: En kedja för att omvandla elektrisk energi till ultraljudsenergi och vice versa.
  4. Grunderna för bildbildning på ultraljudsmaskinsdisplayen.

Var noga med att titta på vår video om hur ultraljud fungerar

Vår huvuduppgift är att förstå vad ultraljudet är och vad dess egenskaper hjälper oss i modern medicinsk forskning.

Om ljud.

Vi vet att frekvenser från 16 Hz till 18 000 Hz, som ett mänskligt hörapparat kan uppleva, kallas vanligtvis ljud. Men det finns också många ljud i världen som vi inte kan höra, eftersom de ligger under eller över det frekvensomfång som är tillgängliga för oss: dessa är infra- och ultraljud.

Ljudet har en våg natur, det vill säga alla ljud som finns i vårt universum är vågor, som i andra fall många andra naturfenomen.

Ur en fysisk synvinkel är en våg en excitation av ett medium som sprids med energiöverföring, men utan massöverföring. Med andra ord, vågor är en rymdväxling av maxima och minima av någon fysisk kvantitet, exempelvis densiteten hos ett ämne eller dess temperatur.

Det är möjligt att karakterisera vågparametrarna (inklusive ljud) genom sin längd-, frekvens-, amplitud- och oscillationsperiod.

Tänk på vågparametrarna mer detaljerat:

Maxima och minima för en fysisk kvantitet kan vara villkorligt representerade som vapen och vinkar.

Våglängden är avståndet mellan dessa åsar eller mellan fördjupningarna. Därför ju närmare kanten är mot varandra - ju kortare våglängden och ju högre dess frekvens, ju längre bort från varandra - ju högre våglängden och vice versa desto lägre är dess frekvens.

En annan viktig parameter är amplituden för oscillation eller graden av avvikelse för en fysisk kvantitet från dess medelvärde.

Alla dessa parametrar är relaterade till varandra (för varje relation finns en exakt matematisk beskrivning i form av formler, men vi kommer inte ge dem här, eftersom vår uppgift är att förstå grundprincipen, och vi kan alltid beskriva det fysiskt). Var och en av egenskaperna är viktig, men oftare måste du höra om ultraljudsfrekvensen.

Har din ultraljudsmaskin dålig bildkvalitet? Lämna en begäran om en ingenjörsuppringning direkt på webbplatsen och han kommer att göra en kostnadsfri diagnos och konfigurera din ultraljudsskanner

Högfrekvent ljud: Hur orsakar flera tusen vibrationer per sekund

Det finns flera sätt att skaffa ultraljud, men tekniken använder oftast kristaller av piezoelektriska element och en piezoelektrisk effekt baserat på deras tillämpning. Naturen hos piezoelektriska vågar ger upphov till högfrekvent ljud under påverkan av spänning, ju högre spänningsfrekvens desto snabbare börjar kristallen att vibrera, spännande högfrekventa oscillationer i miljön.

En gång inom området högfrekventa ljudvibrationer börjar piezokristallen tvärtom att generera el. Genom att inkludera en sådan kristall i en elektrisk krets och på ett visst sätt, bearbeta signalerna mottagna från den, kan vi bilda en bild på ultraljudsmaskinens display.

Men för att denna process ska bli möjlig är det nödvändigt att ha dyr och komplicerat organiserad utrustning.

Trots dussintals och till och med hundratals interrelaterade komponenter i ultraljudsskannern kan delas upp i flera huvudblock som är inblandade i omvandling och överföring av olika typer av energi.

Allt börjar med en strömkälla som kan upprätthålla en högspänning av förutbestämda värden. Därefter sänds signalen genom sensorn, genom en hel del extraanordningar och under konstant styrning av specialprogramvaran, vars huvudelement är ett piezokristalt huvud. Det omvandlar elektrisk energi till ultraljudsenergi.

Genom en akustisk lins tillverkad av specialmaterial och en matchande gel kommer ultraljudsvågen in i patientens kropp.

Liksom någon våg tenderar ultraljud att reflekteras från ytan som stöter på sin väg.

Därefter passerar vågen motsatt väg genom olika vävnader i människokroppen, den akustiska gelén och linsen faller på sensorns piezokristallina gitter, vilket omvandlar akustisk vågens energi till elektrisk energi.

Genom att acceptera och korrekt tolka signalerna från sensorn kan vi simulera objekt som ligger på olika djup och är otillgängliga för det mänskliga ögat.

Principen för bildkonstruktion baserad på ultraljudsskanningsdata

Tänk på hur informationen som erhålls hjälper oss att bygga bilden på ultraljudsskannern. Grunden för denna princip är annorlunda akustisk impedans eller motstånd av gasformigt, flytande och fast medium.

Med andra ord sänker benen, mjukvävnaderna och vätskorna i vår kropp och reflekterar ultraljud i varierande grad, delvis absorberar och sprider den.

Faktum är att hela forskningsprocessen kan delas in i mikroperioder, och endast en liten del av varje period överför en sensor. Resten av tiden spenderas och väntar på ett svar. Samtidigt överförs tiden mellan överföring och mottagning av en signal direkt till avståndet från sensorn till det "sedda" objektet.

Information om avståndet till varje punkt hjälper oss att bygga en modell av objektet som studeras och används även för mätningar som krävs för ultraljudsdisposition. Uppgifterna är färgkodade, vilket resulterar i att vi får bilden vi behöver på ultraljudsskärmen.

Oftast är det svartvitt formatet, eftersom det antas att gråtoner är vårt ögon mer mottagliga och med större noggrannhet. kommer att se skillnaden i avläsningarna, men i moderna enheter använder de färgrepresentation, till exempel för att studera hastigheten på blodflödet och till och med ljudpresentation av data. Den senare, tillsammans med videosekvensen i Doppler-lägen, hjälper till att göra diagnosen mer korrekt och fungerar som en extra informationskälla.

Men tillbaka till konstruktionen av den enklaste bilden och överväga mer i detalj tre fall:

Exempel på de enklaste bilderna kommer att studeras på basis av B-läget. Visualisering av benvävnaden och andra fasta formationer består av ljusa områden (främst vita), eftersom ljudet bäst återspeglar de fasta ytorna och återgår nästan till sin fulla utsträckning till sensorn.

Som ett exempel kan vi tydligt se de vita områdena - stenarna i patientens njurar.

Visualiseringen av vätska eller tomrum motsatta representeras av svarta områden i bilden, för utan att stöta på hinder går ljudet längre in i patientens kropp och vi får inget svar

Mjuka vävnader, såsom själva njurens struktur, kommer att representeras av områden med olika grågrader. Noggrannheten i diagnosen och patientens hälsa beror till stor del på kvaliteten på visualisering av sådana föremål.

Så idag har vi lärt oss vad ultraljudet är och hur det används i ultraljudsscannrar för att studera kroppens organ.

Om din ultraljudsmaskin har dålig bildkvalitet, vänligen kontakta vårt servicecenter. ERSPlus ingenjörer med stor erfarenhet och hög kvalifikation är alltid redo att hjälpa dig.

Funktionsprincipen för ultraljudsmaskinen

Ultraljudsundersökning (ultraljud) är ett icke-invasivt diagnostiskt förfarande som använder högfrekventa ljudvågor för att få bilder på kroppens inre organ. Denna artikel ger information om hur ultraljudsmaskinen fungerar.

Uttrycket "ultraljud" avser en frekvens som ligger över intervallet för mänsklig hörsel. Ultraljud, som också är känt som diagnostisk medicinsk sonografi, är inte ett invasivt avbildningsförfarande, vilket innefattar användning av högfrekventa ljudvågor för diagnos såväl som terapeutiska ändamål. Det anses säkrare än röntgenstrålar och CT, eftersom det inte innebär användning av joniserande strålning.

Ultraljudsmaskin

En ultraljudsmaskin är ett datorintegrerat diagnostiskt verktyg som består av en sändare, en processor, en monitor, ett tangentbord med kontrollknappar, en lagringsenhet och en skrivare. Dess komponenter arbetar tillsammans för att producera bilder av inre organ.

Ultraljuds visualisering och omvänd piezoelektrisk effekt

Piezoelektriska kristaller är kristaller som genererar laddning när de utsätts för mekanisk stress. Omvandlingen av mekanisk energi till elektrisk energi kallas den piezoelektriska effekten. Kvarts, bariumtitanat, blyniobat, blyzirkonattitanat och annat är några av de piezoelektriska materialen. Vid ultraljud skapas pulserande ultraljudsvågor med hjälp av piezoelektriska kristaller, vilka placeras i en handhållen sond, kallad en sensor. När elektrisk ström appliceras på en piezoelektrisk kristall, orsakar det mekanisk spänning. Detta kallas den inverse piezoelektriska effekten. Denna omvänd piezoelektriska effekt producerar ultraljudsvågor.

När en elektrisk ström appliceras på dessa kristaller, leder detta till en snabb förändring i sin form. Detta medför att kristallerna producerar ljudvågor som sprids utåt. När dessa ljudvågor kommer tillbaka och träffar kristallerna avger de en elektrisk ström.

Frekvensen som används för ultraljud ligger i intervallet 2-15 MHz. Det finns ett omvänt förhållande mellan våglängden och frekvensen hos ultraljudsvågorna. Högfrekventa ultraljudsvågor har en kort våglängd och lågfrekventa ultraljudsvågor har en stor våglängd. Höga frekvenser används för att skanna organ eller vävnader som ligger nära ytan. Högfrekventa vågor ger högupplösta bilder. Även om lågpartiella vågor kan tränga in i djupare strukturer, ger de en bild med låg upplösning.

Ultraljudskomponenter

Idag är ultraljudsmaskiner lättillgängliga och används ofta för diagnostiska ändamål. Låt oss ta reda på hur ultraljudsvågor skapas och sänds via dessa maskiner.

Central Processing Unit (CPU)

Processorn innehåller en strömförsörjning för omvandlaren, såväl som en mikroprocessor som refererar till en uppsättning ledningar som förbinder processorn med resten av datorn. Dess uppgift är att erhålla data och ge resultat genom att bearbeta data i enlighet med rutten. I ultraljud skickar processorn en elektrisk ström till sensorn och bearbetar informationen som sänds av processorn i en 2D- eller 3D-bild. Dessa bilder kan ses på monitorn.

sensor

Givaren är en del av ultraljudsskanningen. Termen "omvandlare" är en enhet som omvandlar energi från en form till en annan. Denna enhet fungerar som en sändare såväl som en mottagare. Under ultraljud applicera gelen i en viss del av kroppen för att förhindra ljudvågor från förvrängning. Sonden rör sig fram och tillbaka genom denna del av kroppen. Användningen av elektrisk ström i kristallerna i omvandlaren leder till alstring av ultraljudsvågor. Reflektionen av en ultraljudsvåg sker på gränsen till olika typer av vävnad. Givaren omvandlar ekon av mekanisk energi eller ultraljudsvågor, som reflekteras från målorganet eller vävnaden, till elektrisk ström. Processorn bearbetar sedan information om fältet och amplituden av ljudet och tiden som används av ultraljudsvågorna reflekteras på sensorn för att skapa 2D- eller 3D-bilder av de inre organen.

Övriga komponenter

➞ Sonogram tekniker kan använda tangentbordet för att lägga till anteckningar och mäta bilder. Pulsstyrningssensorn kan användas för att ändra längd och frekvens för ultraljudspulser, eller ändra skanningsläge.

➞ Den bearbetade data från processorn omvandlas till en bild som kan ses på monitorn.

➞ De behandlade data och / eller bilder kan sparas på en hårddisk tillsammans med patientens journaler.

➞ Ultraljudstekniken kan också välja en bild som kan skrivas ut med en termisk skrivare ansluten till en ultraljud.

Ultraljud har olika tillämpningar vid diagnos, men det har blivit oumbärligt för att analysera fostrets utveckling. Medan konventionell ultraljud ger en tvådimensionell bild för tredimensionell mänsklig anatomi, kan du nu skapa 3D- och 4D-bilder. Medan 3D-skanning av fotografier av embryot är gjort i tre dimensioner kallas rörelse tredimensionella bilder av embryot 4D-skanning. Trots att biverkningarna inte var relaterade till användningen av ultraljud uttrycktes oro över den möjliga sambandet mellan missbruk av ultraljud och de termiska effekterna av ultraljudsvågor. Om sonden förblir kvar på ett ställe under en längre period kan det leda till en ökning av temperaturen på den platsen. För att minska dessa risker är det absolut nödvändigt att ultraljudsmaskinen används av en erfaren tekniker.

Lever ultraljud: en informativ och icke-invasiv diagnostisk metod

På vilka fysiska lagar är ultraljudsmetoden baserad på:

  1. På fenomenet absorption och reflektion från olika medier av ultraljudsvågor. Sådana vågor uppstår som ett resultat av den piezoelektriska effekten.
  2. Den huvudsakliga fysiska principen för driften av ultraljudsmaskinen är som följer.
  3. Vilken våg som helst bestäms av en uppsättning fysiska egenskaper.
  4. De har en period, fas, längd, frekvens och hastighet för fortplantning.

Princip för verksamheten

Har du någonsin uppmärksammat att en tesked placerad i ett glas vatten på snittet av två medier (vatten och luft) som om det bryts? Detta beror på att ljusvågan, när den flyttas från luft till vatten, delvis reflekteras och resten av det fortsätter att sprida sig i vatten men med olika parametrar (frekvens, längd etc.).

Härifrån finns en visuell effekt av en skedbrytning. Med en ultraljudsvåg uppstår en liknande situation under övergången från ett medium till ett annat. Olika omgivningar av en levande organism har olika akustisk densitet (motstånd), dvs absorptionskoefficienten varierar. En ultraljudsvåg reflekteras delvis och absorberas delvis när den övergår från ett medium till ett annat.

Varje medium har sitt eget akustiskt resistansindex, såväl som:

  1. Om den första miljön är liten är den här indikatorn liten, och den andra är hög, då är skillnaden stor.
  2. Skillnaden mellan indikatorerna påverkar direkt reflektionskoefficienten.
  3. Ju större denna skillnad desto större reflekteras delen av vågan.
  4. Följaktligen kommer den mer kraftfulla den reflekterade signalen att vara. Så, nästan den maximala skillnaden i akustiskt motstånd i luft och torr hud, ull.

I detta fall kommer 99,999% av ultraljudsvågan att reflekteras. Det är därför, innan ultraljudet smutsas ut med en gel, där akustisk absorptionskoefficient är signifikant lägre än den hos huden. Således tjänar gelén som ett övergångsmedium. Övervakningen av ultraljudsmaskinen registrerar reflektionen i form av mörka och lätta områden. Ju större reflektion desto ljusare är området. Och vice versa.

Det är hela grundprincipen. Varje organ i kroppen hos djur och människor har sin egen akustiska absorptionskoefficient. Dessutom skiljer sig olika zoner inom kroppen i denna indikator. Under många års forskning har normala akustiska motståndskoefficienter för varje organ identifierats.

Den anatomiska platsen i bukspottkörteln gör de flesta icke-instrumentella undersökningsmetoderna som används för andra organ i bukhålan ineffektiva mot den. Du kan lära dig hur du utför ultraljud i bukspottkörteln och vad patienten behöver göra före diagnos.

Ökad lättnad eller mörkare i kroppen kan prata om några patologier. Du kan också bedöma kroppens storlek. När allt kommer omkring bildar de svartvita zonerna på bildskärmen en bild av ett organ i realtid. Till exempel, människor som har problem med alkohol, är levern nästan alltid förstorad. Diabetiker har diffusa förändringar i bukspottkörtelns struktur.

Reflektionskoefficienten beror inte bara på miljöens egenskaper. Det beror också på vinkeln där vågan går in i mediet och på vågens frekvens. Vid en vinkelrät infallsvinkel kommer reflektionen att vara maximal. Förutom att öka vågens frekvens leder det till en ökning av reflektionskoefficienten.

Doppler effekt

Att öka reflektionskoefficienten är lämplig för undersökning av ytstrukturer. Dessa är hudintegritor, senor, sköldkörteln, kärl. En speciell plats i ultraljudsdoppler-effekten. Det ligger i det faktum att om objektet undersöks och / eller mottagaren av de reflekterade signalerna rör sig, förändras frekvensen hos de reflekterade ultraljudsvågorna.

Vidare beror ökningen eller minskningen i frekvensen på rörelsehastigheten för föremål som utsätts för ultraljudsövervakning:

  • Om objektet som studeras rör sig i sensorns riktning ökar frekvensen.
  • Och om från honom, minskar sedan.

Doppler-effekten låter dig studera och granska de rörliga biologiska strukturerna. Först och främst är det hjärtat. Doppler-effekten gör det också möjligt att studera fostrets rörelse, livmoderns sammandragning och stora blodkärl.

Ibland används Doppler-effekten i kraniala operationer. Speciellt med de som hör samman med eliminering av skadans effekter:

Ultraljudsmaskinen innehåller följande komponenter. Detta är en ultraljudsvåggenerator, sensor, elektronisk bearbetningsfyllning och bildskärm. Plus en speciell gel. Generatorn arbetar i läget från 800 till 1200 pulser per sekund.

Genereringen av ultraljudsvågor är baserad på det faktum att piezoelements (vanligtvis singelkristaller) bildar en elektrisk laddning på sin yta under mekanisk verkan. Om en växelström införes genom en laddad kristall uppstår mekaniska svängningar som producerar ultraljudsvågor. Dessutom kan laddningen på ytan av enkla kristaller också uppstå som ett resultat av passagen av reflekterade ultraljudsvågor.

Typer av ultraljudssensorer och omfattning

Denna princip baseras på sensorns eller givarens funktion. Kvarts används som enstaka kristaller. Mycket mindre bariumtitanat. Sensorer i ultraljudsmaskiner är av tre typer:

Tidigare var det en klassificering som delade sensorerna i två typer enligt principen om våggenerering. I det första utfördes det mekaniskt, och i det andra - med hjälp av elektronik. I anordningar med mekaniska sensorer flyttades vågemitten alltid (vriden eller svängd).

På grund av detta fanns det ljud och vibrationer, och resolutionen lämnade mycket att önska. Nu används endast elektroniska sensorer, så denna klassificering avbröts. Linjära sensorer. Utåt är de bredaste och längsta. Eftersom de ger i realtid den exakta skalans bilden av det undersökta organet. Samtidigt för att övervaka ett bioobjekt är det nödvändigt att sensorn ligger exakt ovanför den.

Levern är en av de största organen i bukhålan, som utför många olika vitala funktioner i kroppen. Du kan lära dig hur du förbereder dig för en leverdiagnos med ultraljudsskanning och hur man kan avkoda resultaten.

Sensorer av denna typ använder en frekvens från 5 till 15 MHz. Hög frekvens ger hög upplösning, men djupet av vågpenetrationen är liten - upp till 9 cm. Sådana omvandlare undersöker sköldkörteln, bröstkörtlar, kärl, senor. Konvexa sensorer arbetar i frekvensområdet från 1,8 till 7,5 MHz. Fysiskt är sensorn mindre. Lågfrekvensen låter dig undersöka organen på ett djup av 25 cm. Medelhögtalande instrument används vid inspektion av bukorganen, buken, urinvägarna.

Det finns ett ögonblick. Bilden som visas på bildskärmen är flera centimeter bredare än sensorn. Specialisten är skyldig att komma ihåg detta fel. Slutligen är cirkelsensorerna den minsta. Och arbeta med de lägsta frekvenserna - från 1,5 till 5 MHz. Här är skillnaden mellan den visade bilden och sensorn ännu större. Vanligtvis används denna utrustning för att studera små områden i djupa zoner. Den vanligaste användningen är ultraljud i hjärtat.

Ultraljud i praktiken

Ultraljud används för att undersöka nästan alla organ i kroppen hos människor och djur. Exempelvis kan lever-ultraljudet ge dig möjlighet att göra ett antal viktiga medicinska rapporter baserat på de data som kommer att erhållas under denna studie. Dessa inkluderar alla grundläggande parametrar:

  • storlek;
  • konturer;
  • struktur homogenitet
  • diffusa förändringar;
  • blodflödesförhållande.

Hos människor som missbrukar alkohol och feta livsmedel förstärks levern i 9 fall av 10. Konturerna är inte klara, diffusa förändringar observeras, homogeniteten störs (på grund av döda hepatocyter och fettvävnad). Med levercirros finns omfattande områden med förändrad ekogenitet. Ultraljud utförd i tre lägen.

Modes A och M ger endimensionella bilder. Men läge B är en tvådimensionell bild i realtid, vilket gör det möjligt att utvärdera organs morfologi. Ultraljudsskanningsproceduren är 100% säker. Både världens vetenskapliga samfund och inhemska.

Medicinska föreningar runt om i världen har inte identifierat ett enda fall där ultraljud skulle orsaka att kroppen åtminstone skadar sig. Av denna anledning används ultraljud aktivt vid perinatal diagnos. Med hjälp av ultraljud övervaka fostrets utveckling. Detta gör att du kan identifiera olika graviditetspatologier i de tidiga stadierna.

Du kan också ta reda på den tekniska sidan av ultraljud genom att titta på den här videon.

Funktionsprincipen för ultraljudsmaskinen

Ultraljudsprincipen bygger på den piezoelektriska effekten. Varje gång en ultraljudsvåg möter en fast yta absorberas den eller avstötas från den. Ultraljud kan lätt tränga in i huden och vätskan, vilket gjorde att den används i modern medicin så vanligt.

Hur fungerar ultraljudsskannern

Den ultraljudsfrekvens som krävs för medicinsk bildbehandling ligger i intervallet 1-20 MHz. Dessa vibrationer erhålls med hjälp av piezoelektriska material. När ett elektriskt fält placeras genom skivor, expanderar eller kontraherar det. När det återspeglas returnerar signalen, vilket orsakar ett växlande elektriskt fält som gör att kristallen vibrerar.

För att uppnå den piezoelektriska effekten i ultraljudsscannrar används specialelement av kvarts, titanszirkonat eller barium. Deras tjocklek väljs på ett sådant sätt att det ger bättre resonans. Vid gränsen för två medier sänds ljudet eller reflekteras, det beror på hur olika vävnaderna har en gemensam gräns. Ju större skillnaden desto starkare kommer signalen att återspeglas.

Motståndsvärden ges nedan:

Som framgår av bordet är luft- och vattenmotståndet olika, så för att få en mer kontrastbild smutsar patientens hud med en speciell gel, i vilken luftbubblor inte kan bildas.

Den resulterande elektriska signalen förstärks och bearbetas. Således reflekteras ultraljud, reflekteras från hinderet. Vanligtvis finns det två kristaller - sändande och mottagande, de är båda inbyggda i generatorn, som är en enhet som omvandlar elektrisk energi.

Bilden överförs till enhetsskärmen i form av skivor, målade i form av 64-toners svartvitt skala. Samtidigt är ekkopositiva områden mörka och eko-negativa områden är vita. Under omvänd registrering kan bildskärmar variera.

På grund av den lilla skillnaden i resistansnivå har vävnader som muskel och fett liknande motstånd. Det är därför som en del av strålen "passerar" i nästa skikt under sin undersökning, och endast en liten del återspeglas. Men i praktiken är detta inte ett problem, eftersom skillnaden i förhållandet 1-2% ger dig möjlighet att få en klar bild.

Fördelar och nackdelar med ultraljud

Denna diagnostiska metod har många positiva aspekter:

  • Det är icke-invasivt, det vill säga det kräver inte kränkning av organens och vävnadens integritet och införandet av utrustning i organismen. Detta ger fördelarna med ultraljud jämfört med fiberoptisk endoskopi eller hårdvara laparoskopi;
  • Ultraljudstekniker är relativt billiga, snabba och bekväma jämfört med dyr MRT;
  • Ultraljudsvågor är inte skadliga för kroppen, som röntgenstrålar, så denna typ av diagnos kan ges till gravida kvinnor och barn. Ultraljud kan utföras ett obegränsat antal gånger utan att skada människokroppen.
  • Ultraljudsdiagnos är utmärkt för att visualisera mjukvävnader, hjärta, lever, njurar och andra inre organ.
  • Den största nackdelen med denna diagnos är att bilden ibland är sämre i definitionen av MR, CT och röntgen, men moderna enheter eliminerar alltmer denna skillnad. Om du går till en klinik som har modern utrustning, som Rainbow, kommer du att undersökas med hjälp av den mest avancerade tekniken.
  • Ultraljudssignalen reflekteras mycket starkt vid gränssnittet mellan vävnad och gas. Det innebär att en sådan undersökning inte är lämplig för lungstudien.
  • På grund av det höga motståndet hos benvävnad är ultraljud inte lämplig för diagnos av frakturer, och för att undersöka hjärnan är MR det föredragna alternativet.

För närvarande har Doppler-tekniken blivit utbredd och utvidgar möjligheterna till ultraljudsdisposition. Det gör det möjligt att studera rörliga vävnader.

Våra läkare ultraljud

Erhan Karolina Pavlovna - Läkare ultraljud, (ultraljud, läkare av högsta klass)
Uvarova Elena Anatolyevna - Läkare obstetrikare-gynekolog, ultraljud (USA)

Principen för ultraljudsmaskin. Ultraljudssensor

Under ultraljudet förstår ljudvågorna, vars frekvens ligger utanför frekvensomfånget som uppfattas av det mänskliga örat.

Upptäckten av ultraljud går tillbaka till observationer av flyget av fladdermus. Forskare som blindfoldade fladdermusen, fann att dessa djur inte förlorar sin orientering under flygning och kan undvika hinder. Men efter att de också hade täckt öronen, var orienteringen i rymden i fladderna bruten och de stötte på hinder. Detta ledde till slutsatsen att fladdermus i mörkret styrs av ljudvågor som inte fångas av det mänskliga örat. Dessa observationer gjordes redan under XVII-talet samtidigt som termen "ultraljud" föreslogs. En flagga för orientering i rymden avger korta pulser av ultraljudsvågor. Dessa impulser, reflekterade från hindren, uppfattas efter en tid av örat av ett slagträ (ekofenomen). Enligt tiden som passerar från ultraljudspulsens ögonblick till uppfattningen av den reflekterade signalen bestämmer djuren avståndet till föremålet. Dessutom kan slagträet också bestämma riktningen i vilken ekosignalen returneras, lokaliseringen av objektet i rymden. Sålunda sänder det ultraljudsvågor och uppfattar då den reflekterade bilden av det omgivande rummet.

Principen för ultraljudsplats ligger till grund för användningen av många tekniska anordningar. Enligt den så kallade principen om pulserande eko fungerar en sonar som bestämmer fartygets position i förhållande till fiskens eller havsbotten (ekosolaren) samt ultraljudsdiagnostikanordningar som används i medicin: enheten sänder ultraljudsvågor och uppfattar då de reflekterade signalerna På den tid som förflutit från strålningstiden till ögonblickets uppfattning bestämmer du den spatiala positionen för den reflekterande strukturen.

Vad är ljudvågor?

Ljudvågor är mekaniska vibrationer som sprids i rymden som vågor som uppstår efter en sten kastas i vattnet. Förökningen av ljudvågor beror till stor del på ämnet i vilket de sprids. Detta förklaras av det faktum att ljudvågor endast uppstår när partiklarnas partiklar oscillerar.

Eftersom ljud endast kan spridas från materiella föremål, produceras inget ljud i vakuum (i tentor frågas ofta "backfilling": hur distribueras ljud i vakuum?).

Ljud i miljön kan spridas både i längdriktningen och i tvärriktningen. Ultraljudsvågor i vätskor och gaser är longitudinella, eftersom enskilda partiklar av mediet oscillerar längs ljudvågens utbredningsriktning. Om planet i vilket partiklarnas partiklar oscillerar, ligger i rätt vinkel mot vågutbredningsriktningen, som exempelvis vid havsvågor (oscillationer av partiklar i vertikal riktning och vågutbredning i horisontalen) talar om tvärvågor. Sådana vågor observeras också i fasta ämnen (till exempel i ben). I mjuka vävnader sprids ultraljud huvudsakligen i form av longitudinella vågor.

När de enskilda partiklarna i den longitudinella vågen förskjuts mot varandra ökar deras densitet och följaktligen trycket i substansens substans på denna plats. Om partiklarna avviker från varandra, minskar ämnets lokala densitet och trycket på denna plats. Ultraljudsvåg bildar en zon med lågt och högt tryck. Med genomströmningen av ultraljudsvåg genom vävnaden förändras detta tryck mycket snabbt vid mediets punkt. För att skilja det tryck som bildas av ultraljudsvågan från mediets konstanta tryck kallas det också variabelt eller soniskt tryck.

Ljudvågparametrar

Ljudvågparametrar inkluderar:

Amplitude (A), till exempel högsta ljudtryck ("våghöjd").

Frekvens (v), d.v.s. antal oscillationer i 1 s. Frekvensenheten är Hertz (Hz). I diagnostiska enheter som används i medicin, använd frekvensområdet från 1 till 50 MG c (1 MHz = 106 Hz, vanligtvis intervallet 2,5-15 MHz).

Våglängd (A), d.v.s. Avståndet till den intilliggande vågkammen (närmare bestämt minsta avståndet mellan punkterna med samma fas).

Utbredningshastigheten, eller ljudets hastighet. Det beror på det medium där ljudvågan sprids, liksom på frekvensen.

Tryck och temperatur har en signifikant effekt, men i det fysiologiska temperaturområdet kan denna effekt försummas. För vardagligt arbete är det användbart att komma ihåg att ju tätare miljön desto större ljudets hastighet i den.

Ljudets hastighet i mjuka vävnader är cirka 1500 m / s och ökar med ökande vävnadsdensitet.

Denna formel är central för medicinsk ekologi. Med hjälp av det är det möjligt att beräkna våglängden λ för ultraljud, vilket gör det möjligt att bestämma minsta storleken på de anatomiska strukturerna som fortfarande är synliga med ultraljud. De anatomiska strukturerna, vars storlek är mindre än ultraljudsvågens längd, med ultraljud kan inte särskiljas.

Med våglängden kan du få en ganska grov bild och är inte lämplig för att utvärdera små strukturer. Ju högre ultraljudsfrekvensen desto mindre är våglängden och storleken på de anatomiska strukturerna som fortfarande kan särskiljas.

Möjligheten att specificera ökar med ökande ultraljudsfrekvens. Detta minskar penetrationsdjupet av ultraljud i vävnaden, d.v.s. dess penetrerande förmåga minskar. Således minskar det tillgängliga djupet av vävnadsforskning med ökande ultraljudsfrekvens.

Ultraljudets våglängd som används i ekografi för att studera vävnader varierar från 0,1 till 1 mm. Mindre anatomiska strukturer kan inte identifieras.

Hur får man en ultraljud?

Piezoelektrisk effekt

Produktionen av ultraljud som används i medicinsk diagnostik grundar sig på den piezoelektriska effekten - kristallernas och keramikernas förmåga att deformeras under en applicerad spänning. Under påverkan av växelspänning deformeras kristaller och keramik periodiskt, d.v.s. mekaniska vibrationer uppstår och ultraljudsvågor bildas. Den piezoelektriska effekten är reversibel: ultraljudsvågor orsakar deformation av den piezoelektriska kristallen, som åtföljs av utseendet av mätbar elektrisk spänning. Sålunda tjänar piezoelektriska material som generatorer av ultraljudsvågor och deras mottagare.

När en ultraljudsvåg uppstår sprids den i anslutningsmediet. "Anslutning" innebär att det finns mycket god ljudledningsförmåga mellan ultraljudsgeneratorn och den miljö där den distribueras. För att göra detta brukar du använda en standard ultraljudsgel.

För att underlätta övergången av ultraljudsvågor från fast keramik i det piezoelektriska elementet till mjuka vävnader, är det belagt med en speciell ultraljudsgel.

Försiktighet bör vidtas vid rengöring av ultraljudssensorn! Det matchande skiktet i de flesta ultraljudssensorer försämras när de omarbetas med alkohol av hygieniska skäl. Därför är det nödvändigt att strikt följa anvisningarna som är anslutna till enheten när du rengör ultraljudssensorn.

Strukturen hos ultraljudssensorn

Generatorn för ultraljudsvibrationer består av ett piezoelektriskt material, främst keramiskt, på fram- och baksidan av vilket det finns elektriska kontakter. Ett matchande skikt appliceras på framsidan mot patienten, vilket är utformat för optimal ultraljud i vävnaden. På baksidan är piezoelektriska kristaller täckta med ett skikt som absorberar starkt ultraljud, vilket förhindrar reflektion av ultraljudsvågor i olika riktningar och begränsar kristallens rörlighet. Detta gör det möjligt för oss att säkerställa att ultraljudsgivaren avger kortast möjliga ultraljudspulser. Pulsens varaktighet är bestämningsfaktorn i den axiella upplösningen.

Sensorn för ultraljud i b-läge består i regel av många små, intill varandra keramiska kristaller, som konfigureras individuellt eller i grupper.

Ultraljudsgivaren är mycket känslig. Detta förklaras dels av det faktum att det i de flesta fall innehåller keramiska kristaller som är mycket bräckliga, å andra sidan av det faktum att sensorns komponenter ligger mycket nära varandra och kan förskjutas eller brytas med mekanisk skakning eller chock. Kostnaden för en modern ultraljudsgivare beror på vilken typ av utrustning som är ungefär lika med kostnaden för en medelklassbil.

Innan du transporterar ultraljudsenheten, fixa säkert ultraljudsgivaren på enheten och koppla loss den bättre. Sensorn bryts lätt när den släpps, och även mindre skakningar kan orsaka allvarliga skador.

I intervallet frekvenser som används vid medicinsk diagnostik är det omöjligt att erhålla en starkt fokuserad stråle, som liknar en laser, med vilken det är möjligt att "sanna" vävnader. För att erhålla en optimal rumsupplösning är det emellertid nödvändigt att sträva efter att minska ultraljudsstrålens diameter så mycket som möjligt (som en synonym för en ultraljudsstråle används ibland "ultraljudsstråle") som betonar att i fallet med ett ultraljudsfält, diameter).

Ju mindre ultraljudsstrålen är desto bättre är detaljerna i de anatomiska strukturerna synliga med ultraljud.

Därför fokuseras ultraljud så långt som möjligt vid ett visst djup (något djupare än strukturen som studeras), så att ultraljudsstrålen bildar en "midja". De fokuserar ultraljud antingen med hjälp av "akustiska linser" eller genom att använda pulserande signaler till olika piezoceramiska element i omvandlaren med olika ömsesidiga förändringar i tiden. Samtidigt kräver fokusering på ett större djup en ökning i ultraljudsgivarens aktiva yta eller öppning.

När sensorn är inriktad finns det tre zoner i ultraljudsfältet:

Den tydligaste ultraljudsbilden erhålls när objektet som studeras ligger i ultraljudsstrålens fokalområde. Objektet befinner sig i fokusområdet när ultraljudsstrålen har den minsta bredden, vilket innebär att dess upplösning är maximal.

Nära ultraljudsområdet

Närområdet är direkt intill ultraljudssensorn. Här överlagras ultraljudsvågor som utsöndras av ytan av olika piezoceramiska element på varandra (med andra ord uppstår störningar av ultraljudsvågor), därför bildas ett skarpt inhomogent fält. Låt oss förklara detta med ett tydligt exempel: om man slänger en handfull stenar i vattnet överlappar de cirkulära vågorna, som skiljer sig från var och en av varandra. Nära den plats där en sten faller, som motsvarar närområdet, är vågorna oregelbundna, men på ett avstånd närmar de sig gradvis cirkulärt. Försök minst en gång att göra detta experiment med barn när du går nära vattnet! Den uttalade inhomogeniteten hos den närmaste ultraljudszonen bildar en fuzzy bild. Det homogena mediet i närområdet ser ut som växlande ljus och mörka ränder. Därför är nästan ultraljudszonen för bedömning av bilden nästan eller inte alls lämplig. Denna effekt är mest uttalad i konvexa och sektorsensorer som avger en divergerande ultraljudsstråle; För en linjär sensor är närområdes heterogeniteten minst uttalad.

Det är möjligt att bestämma hur långt den närmaste ultraljudsområdet sprider sig. Om du vrider på ratten, förstärker du signalen samtidigt som du tittar på ultraljudsfältet intill sensorn. Den närmaste ultraljudszonen kan kännas igen av ett vitt ark nära sensorn. Försök att jämföra närområdet av linjära och sektorsensorer.

Eftersom den närmaste ultraljudszonen inte är tillämplig vid bedömningen av objektets bild under ultraljudsundersökningar strävar de efter att minimera närområdet och använda det på olika sätt för att ta bort det från det område som studeras. Detta kan exempelvis göras genom att välja sensorens optimala läge eller genom att elektroniskt jämföra ojämnheten hos ultraljudsfältet. Men i praktiken är det lättast att uppnå med hjälp av en så kallad buffert fylld med vatten, som placeras mellan sensorn och studieobjektet. Detta gör att du kan visa bruset från närområdet från platsen för objektet som studeras. Vanligtvis används speciella munstycken för enskilda sensorer eller en universell gelskiva som buffert. Istället för vatten används silikonbaserade plastmunstycken för närvarande.

Med ett ytligt arrangemang av de studerade strukturerna kan användningen av en buffert avsevärt förbättra kvaliteten på ultraljudsbilden.

Fokusområde

Fokuszonen kännetecknas av det faktum att ultraljudsstrålens diameter (bredd) är den minsta här och å andra sidan, på grund av effekten av uppsamlingslinsen, är ultraljudets intensitet störst. Detta möjliggör hög upplösning, d.v.s. förmågan att tydligt skilja objektets detaljer. Därför måste den anatomiska formationen eller föremålet som ska undersökas placeras i fokusområdet.

Far ultraljudsområde

I den ultraljudszon som skiljer sig, ökar ultraljudsstrålen. Eftersom ultraljudsstrålen försvagas när den passerar genom vävnaden minskar intensiteten hos ultraljud, särskilt dess högfrekventa komponent. Båda dessa processer påverkar upplösningen, och därmed kvaliteten på ultraljudsbilden, negativt. Därför, i studien i fjärran ultraljudszonen, förloras objektets tydlighet - ju mer desto längre bort från sensorn.

Enhetsupplösningen

Upplösningen av ett visuellt forskningssystem, både optiskt och akustiskt, bestäms av det minsta avståndet vid vilket två objekt i bilden uppfattas som separata. Upplösning är en viktig kvalitativ indikator som karaktäriserar effektiviteten av bildanalysmetoden.

I praktiken är det ofta förbisedt att öka upplösningen endast är meningsfull när objektet som studeras är väsentligt annorlunda i dess akustiska egenskaper från de omgivande vävnaderna, d.v.s. har tillräcklig kontrast. Att öka upplösningen i avsaknad av tillräcklig kontrast förbättrar inte studiens diagnostiska förmåga. Den axiella upplösningen (i riktning mot utbredning av ultraljudsstrålen) ligger i området för det dubbla våglängdsvärdet. Strängt taget är varaktigheten av individuella utstrålade pulser avgörande. Det händer lite mer än två på varandra följande fluktuationer. Detta betyder att med en sensor med en arbetsfrekvens på 3,5 MHz, ska 0,5 mm vävnadsstrukturer teoretiskt uppfattas som separata strukturer. I praktiken observeras detta endast under förutsättning att strukturerna är tillräckligt kontrasterande.

Den laterala (laterala) upplösningen beror på bredden hos ultraljudsstrålen, såväl som på fokus och följaktligen på undersökningsdjupet. I detta avseende varierar resolutionen kraftigt. Den högsta upplösningen observeras i fokusområdet och är ungefär 4-5 våglängder. Sålunda är sidoprocessen 2-3 gånger svagare än den axiella upplösningen. Ett typiskt exempel är ultraljudet i bukspottskörteln. Kanalens lumen kan tydligt visualiseras endast när den är vinkelrätt mot ultraljudsstrålens riktning. Delar av kanalen som är placerade till vänster och höger från en annan vinkel är inte längre synliga, eftersom den axiella upplösningen är starkare än den laterala.

Sagittalupplösningen beror på bredden hos ultraljudsstrålen i ett plan vinkelrätt mot avsökningsplanet och karakteriserar upplösningen i riktningen vinkelrätt mot utbredningsriktningen och följaktligen bildskiktets tjocklek. Sagittal upplösning är vanligtvis sämre än axiell och lateral. I instruktionerna kopplade till ultraljudsmaskinen nämns denna parameter sällan. Det bör emellertid antas att sagittalupplösningen inte kan vara bättre än sidoprocessen och att dessa två parametrar endast är jämförbara i sagittalplanet i brännpunkten. Med de flesta ultraljudssensorer är sagittal fokus inställd på ett visst djup och uttrycks inte tydligt. I praktiken utförs sagittal-fokuseringen av ultraljudsstrålen genom att använda ett matchande lager i sensorn som en akustisk lins. Variabel fokusering vinkelrätt mot bildplanet, sålunda reduceras tjockleken av detta skikt endast med hjälp av en matris av piezoelements.

I de fall där forskarläkaren har uppgift om en detaljerad beskrivning av den anatomiska strukturen, är det nödvändigt att undersöka det i två ömsesidigt vinkelräta plan, om de anatomiska egenskaperna hos det studerade området tillåter det. Samtidigt minskar upplösningen från axiell riktning till sidled och från sidled till sagittal.

Typer av ultraljudssensorer

Beroende på placeringen av de piezoelektriska elementen finns det tre typer av ultraljudssensorer:

I linjära sensorer är piezoelektriska element placerade längs en rak linje separat eller i grupper och avger ultraljudsvågor i vävnaden parallellt. Efter varje passage genom tyget visas en rektangulär bild (för 1 s - ca 20 bilder eller mer). Fördelen med linjära sensorer är möjligheten att erhålla hög upplösning nära sensortillståndet (dvs relativt hög bildkvalitet i närområdet), nackdelen ligger i det lilla fältet hos ultraljudsgranskningen på ett stort djup (detta förklaras av det faktum att sensorer, ultraljudsstrålar från den linjära sensorn avviker inte).

En fasad array-sensor liknar en linjär sensor, men är mindre. Den består av en serie kristaller med separata inställningar. Sensorer av denna typ skapar en bild av en sektorsensor på monitorn. Medan i fallet med en mekanisk sektorsensor bestäms riktningen för ultraljudspulsen genom rotation av det piezoelektriska elementet, när man arbetar med en sensor med en fasad array, erhålls en riktad fokuserad ultraljudsstråle genom en tidsskiftning (fasskift) av alla aktiverade kristaller. Detta innebär att de enskilda piezoelektriska elementen aktiveras med en tidsfördröjning och som ett resultat sänds ultraljudsstrålen i en snedriktning. Detta gör att du kan fokusera ultraljudsstrålen i enlighet med studiens uppgift (elektronisk fokusering) och samtidigt förbättra upplösningen avsevärt i den önskade delen av ultraljudsbilden. En annan fördel är möjligheten att dynamiskt fokusera den mottagna signalen. I detta fall ställs fokus under mottagning av signalen till det optimala djupet vilket också förbättrar bildkvaliteten avsevärt.

I den mekaniska sektorsensorn utsätts ultraljudsvågorna i olika riktningar som en följd av den mekaniska svängningen hos omvandlarelementen, så en bild bildas i form av en sektor. Efter varje passage genom tyget bildas en bild (10 eller mer i 1 s). Fördelen med sektorsensorn är att det ger dig möjlighet att få ett brett synfält på ett stort djup och nackdelen är att det är omöjligt att studera i närområdet eftersom synfältet nära sensorn är för smal.

I en konvex sensor ligger piezoelektriska element längs varandra i en båge (krökt sensor). Bildkvalitet är ett kors mellan en bild som erhålls av linjära och sektorsensorer. En konvex sensor, som en linjär, kännetecknas av hög upplösning i närområdet (även om den inte når upplösningen av den linjära sensorn) och samtidigt är ett brett synsfält i djupet av vävnaden likartat en sektorsensor.

Endast med det tvådimensionella arrangemanget av elementen hos ultraljudstransducern i form av en matris är det möjligt att fokusera ultraljudsstrålen samtidigt i laterala och sagittala riktningar. Denna så kallade matris av piezoelements (eller tvådimensionell matris) tillåter dessutom att erhålla data på tre dimensioner, utan vilken skanning av mängden vävnad framför sensorn är omöjlig. Tillverkningen av en matris av piezoelektriska element är en mödosam process som kräver användning av den senaste tekniken. Därför började endast tillverkare nyligen utrusta sina ultraljudsenheter med konvexa sensorer.

Hur fungerar ultraljudsmaskinen?

Idag skulle jag vilja prata om strukturen och principerna för driften av en modern ultraljudsmaskin. Ultraljudsdispositionen har länge varit fast etablerad i våra liv, och idag är det en av de mest eftertraktade procedurerna i både statsklinikerna och marknaden för medicinsk tjänster som helhet.

I ett av följande inlägg kommer jag att tala om hur man väljer rätt ultraljudsmaskin för privat träning. Men före det vill jag prata om hur ultraljudsmaskinen fungerar och hur den fungerar.

anordning

Således består ultraljudsmaskinen (eller ultraljudsskannern) av följande delar:

  • Ultraljudsgivare - detektor (transducer), som tar emot och överför ljudvågor
  • Den centrala processorn (CPU) är en dator som utför alla beräkningar och innehåller elnät.
  • Pulskontrollsensor - ändrar amplituden, frekvensen och varaktigheten av pulser som emitteras av omvandlaren
  • Display - visar bilden som bildas av processorn baserat på ultraljudsdata.
  • Tangentbord och markör - används för att ange och bearbeta data
  • Disklagringsenhet (hårddisk eller CD / DVD) - används för att lagra de mottagna bilderna
  • Skrivare - används för att skriva ut bilder

Ultraljudssensorn är huvuddelen av vilken ultraljudsmaskin som helst. Det genererar och uppfattar ljudvågor med principen om den piezoelektriska effekten, som upptäcktes av Pierre och Jacques Curie tillbaka 1880. Givarsensorn innehåller en eller flera kvartskristaller, även kallade piezoelektriska kristaller. Under strömmen avverkar dessa kristaller snabbt sin form och börjar vibrera, vilket leder till framväxten och sprider sig utåt från en ljudvåg. Omvänt när ljudvågan når kvartskristaller, kan de emittera en elektrisk ström. Således används samma kristaller för att ta emot och överföra ljudvågor. Sensorn har också ett ljudabsorberande skikt som filtrerar ljudvågor och en akustisk lins som låter dig fokusera på önskad våg.

Ultraljudssensorer är mycket olika i form och storlek. Sensorns form bestämmer sitt synfält och frekvensen av de utsända ljudvågorna bestämmer djupet av deras penetration och upplösningen av den resulterande bilden.

Hur fungerar allt detta?

  1. Ultraljudsenheten sänder högfrekventa (från 1 till 18 MHz) ljudpulser i människokroppen med hjälp av en ultraljudssensor.
  2. Ljudvågor sprids längs ämnet och når gränserna mellan vävnader med olika akustiska impedanser (till exempel mellan vätska och mjukvävnad, mjukvävnad och ben). Samtidigt reflekteras en del av ljudvågorna tillbaka till givaren, och den andra delen fortsätter sin kurs i den nya miljön. Reflekterade vågor avkännes av sensorn.
  3. Data från ultraljudssensorn överförs till centralprocessorn, vilken är enhetens "hjärna" och tjänar till att bearbeta mottagna data, bilda bilden och mata ut den till bildskärmen. Processorn beräknar avståndet från sensorn till vävnaden eller organet med hjälp av den kända ljudhastigheten i vävnaden och den tid det tar för ekosignalen att återgå till sensorn (som regel ungefär en miljon av en sekund).

En ultraljudssensor sänder och mottar miljontals pulser och ekon varje sekund. Sensorns kontroller gör det möjligt för läkaren att ställa in och ändra frekvensen och varaktigheten för ultraljudspulsen, såväl som enhetens skanningsläge.

Funktionssätt för ultraljudsmaskinen

Moderna ultraljudsmaskiner kan fungera i flera lägen, vars huvudsakliga egenskaper är följande:

A-läge (A-läge, från ordet "amplitud")

Amplituden för den reflekterade ultraljuden visas på oscilloskopskärmen. För närvarande är detta läge huvudsakligen av historisk betydelse och används huvudsakligen i oftalmologi. Naturligtvis kan alla moderna ultraljudsmaskiner arbeta i det här läget.

M-läge (från ordet "rörelse")

I läget kan du få en bild av hjärtets rörelser i rörelse. På grund av den höga samplingsfrekvensen är M-läget extremt värdefullt för exakt bedömning av snabba rörelser.

B-läge (från ordet "ljusstyrka", i ekokardiografi kallas detta läge 2D)

Det mest informativa och intuitiva läget i den moderna ultraljudsmaskinen. Amplituden hos den reflekterade ultraljudssignalen omvandlas till en tvådimensionell halvtonbild. De flesta enheter använder 256 nyanser av grått, vilket gör det möjligt att visualisera även mycket små förändringar i ekogenitet.

Hastigheten att uppdatera bilden på skärmen i B-läge är vanligtvis minst 20 bilder per minut, vilket skapar en illusion av rörelse.

2D-läget används för att mäta kammare i hjärtat, utvärdera uppbyggnad och funktion av ventiler, global och segmentell systolisk ventrikulär funktion.

Detta visualiseringsläge är baserat på Doppler-effekten, d.v.s. frekvensförändring (Doppler shift) orsakad av ljudkällans rörelse i förhållande till mottagaren. Ultraljudsdisposition använder en förändring i frekvensen hos den reflekterade signalen från röda blodkroppar. Frekvensen hos den reflekterade ultraljudsvågen ökar eller minskar i enlighet med blodflödesriktningen i förhållande till sensorn.

Färgdämpare (färgflödesdoppler imaging, CFI)

Läget tillåter dig att lokalisera blodkärl (eller separera blodflöden, till exempel inuti hjärtat av kamrarna) för att bestämma blodflödes riktning och hastighet. Blodflöden mot sensorn visas i rött. Sensorerna som kommer är blåa. Flöden som löper vinkelrätt mot studieplanet kommer att målas svart. Zonerna med turbulent blodflöde är gröna eller vita. Men de flesta enheter tillåter dig att anpassa färgerna på en ström efter eget gottfinnande.

Pulsvågdopler (pulserad vågdoppler, PW)

Läget tillåter dig att bedöma arten av blodflödet i ett specifikt område av kärlet och visualisera områdena av laminärt och turbulent blodflöde. Jämfört med färgdoppleren kan du bestämma hastigheten och riktningen för blodflödet mer exakt.

Den största nackdelen med metoden är den felaktiga bestämningen av höghastighetsflöden, vilket medför vissa begränsningar för användningen.

Kontinuerlig vågdoppler (kontinuerlig vågdoppler, CWD)

I detta läge sänder en del av sensorn kontinuerligt och den andra delen mottar kontinuerligt Doppler-signalen längs en linje i en 2D-bild. Till skillnad från pulsvågdisplararen detekterar denna metod noggrant flöden vid hög hastighet. Nackdelen med metoden är oförmågan att exakt lokalisera signalen.

CWD används för att mäta flödeshastigheten av regurgitation genom tricuspid-, lung-, mitral- och aortaklaffarna, liksom hastigheten på det systoliska flödet genom aortaklaven.

Tissue dopler (Tissue Doppler)

Detta läge liknar pulsvågdopare, förutom att det används för att mäta hastigheten på rörelsen av vävnader (vilket är mycket lägre än blodflödet). Det används i synnerhet för att bestämma myokardiums kontraktilitet.

Utöver ovanstående lägen har nyligen, ytterligare algoritmer uppstått som kan förbättra kvaliteten och upplösningen av bilden avsevärt. Dessa algoritmer inkluderar 3D och 4D-lägen, Tissue Harmonic Imaging (THI), samt en energidämpare (Power Doppler). Tja, några ord om dessa lägen:

3D-läge - bildandet av tredimensionella tredimensionella bilder baserat på de resulterande 2D-bilderna i olika plan.

4D-läge - det är ännu svårare att bearbeta all samma 2D-information när processorn bildar en bild från färdiga 3D-bilder. Det andra namnet - "3D-ultraljud i realtid" - beskriver bäst kärnan i det här läget, vilket gör att du kan se 3D-bilder förändras över tiden. Det är faktiskt en videobild.

Tissue Harmonic Imaging (THI) är en teknik som gör att du kan förbättra bildkvaliteten avsevärt (viktigt för patienter med övervikt).

Power-dopplern har en högre känslighet jämfört med färgdämparen och används för att studera små fartyg. Tillåt inte att bestämma riktningen för blodflödet.

Tja, om enhetens ultraljudsapparat och dess principer för drift för allt idag. Se även: