Аппарат УЗИ: как работает ультразвуковая диагностика

Ультразвуковое исследование, или сокращенно УЗИ, — метод диагностики, позволяющий оценить размеры, структуру и в отдельных случаях функциональные характеристики внутренних органов. Метод давно вошел в рутинную медицинскую практику и применяется для исследования различных органов и систем.

Современная ультразвуковая диагностика основана на способности высокочастотных звуковых волн распространяться в тканях и по-разному отражаться от их границ. Полученные сигналы аппарат преобразует в изображение, которое врач анализирует непосредственно во время исследования.

Как работает аппарат УЗИ?

Устройство УЗ-аппарата рассмотрим на примере Toshiba Aplio 500, который используется в INTO-SANA. Ультразвуковой датчик — основная часть любого УЗ-аппарата. Он создает и воспринимает звуковые волны, используя принцип пьезоэлектрического эффекта, открытого Пьером и Жаком Кюри в 1880 году.

Звуковые волны распространяются по телу и достигают границ между тканями с разным акустическим сопротивлением, например между жидкостью и мягкой тканью или мягкой тканью и костью. Часть звуковых волн отражается назад к преобразователю, а другая часть продолжает распространяться в новой среде.

Во время работы аппарата ультразвуковой диагностики происходит несколько последовательных процессов:

• датчик генерирует ультразвуковые волны;
• волны распространяются в тканях организма;
• на границе разных тканей часть сигнала отражается;
• датчик воспринимает отраженные волны;
• полученные данные передаются на процессор;
• программное обеспечение обрабатывает сигналы и формирует изображение на мониторе.

Процессор вычисляет расстояние от датчика до ткани или органа, используя скорость распространения звука в тканях и время возвращения отраженного сигнала. Благодаря постоянному получению и обработке таких сигналов врач может наблюдать изображение в режиме реального времени.

Из каких частей состоит УЗИ-аппарат?

Хотя внешне современный ультразвуковой сканер может напоминать компьютер с монитором, его компоненты предназначены для генерации, приема и сложной обработки ультразвуковых сигналов. Значительную роль играет не только аппаратная часть, но и программное обеспечение, с помощью которого формируются различные режимы визуализации. Набор функций зависит от класса и комплектации конкретной системы.

К основным компонентам современного аппарата УЗИ относятся:

• ультразвуковые датчики;
• генератор и приемник ультразвуковых сигналов;
• центральный процессор;
• система обработки данных;
• монитор;
• панель управления;
• программное обеспечение для различных режимов исследования.

Качество диагностики зависит не только от технических характеристик оборудования. Не менее важны правильный выбор датчика, настройка параметров исследования и опыт врача, получающего и интерпретирующего изображение.

Какие бывают датчики для УЗИ?

Ультразвуковые датчики бывают механическими и электронными. Механические датчики морально устарели и в современных сканерах практически не используются. Их недостатками были шум и вибрация при движении излучателя, а также более низкие возможности получения изображения по сравнению с современными технологиями.

Электронные датчики для УЗИ могут отличаться конструкцией и назначением:

• конвексные используют, в частности, для исследования органов брюшной полости и малого таза;
• линейные подходят для визуализации поверхностно расположенных структур, сосудов, щитовидной железы и мягких тканей;
• секторные или фазированные датчики применяют, в частности, для эхокардиографии;
• внутриполостные датчики используют для отдельных гинекологических, урологических и других исследований.

Один датчик не может быть оптимальным для всех органов и задач. Врач выбирает его в соответствии с глубиной расположения структуры, необходимой детализацией и видом исследования.

Что можно увидеть с помощью УЗИ?

Ультразвуковая диагностика применяется во многих медицинских специальностях. Она позволяет оценивать анатомические структуры, их размеры и взаимное расположение, а с помощью специальных режимов — также отдельные функциональные параметры. Возможности метода зависят от органа, клинической задачи и доступного акустического окна.

С помощью ультразвукового исследования внутренних органов можно оценивать:

• печень и желчный пузырь;
• поджелудочную железу;
• селезенку;
• почки и мочевой пузырь;
• щитовидную железу;
• органы малого таза;
• сердце;
• кровеносные сосуды;
• молочные железы;
• мягкие ткани;
• отдельные суставы и другие поверхностно расположенные структуры.

Для разных органов диагностические возможности УЗИ неодинаковы, поэтому метод не заменяет все другие способы визуализации. В определенных клинических ситуациях врач может дополнительно рекомендовать КТ, МРТ, рентгенографию, эндоскопию или лабораторные исследования.

Что такое допплерография при УЗИ?

Обычный В-режим формирует преимущественно анатомическое изображение тканей, тогда как допплеровские режимы позволяют получать информацию о движении крови. Это расширяет возможности ультразвукового исследования сердечно-сосудистой системы. Врач может сочетать несколько режимов в рамках одного обследования.

При УЗИ сосудов с допплером можно оценивать:

• направление кровотока;
• скоростные характеристики кровотока;
• проходимость исследуемого сосуда;
• особенности кровообращения в определенной области;
• гемодинамическое значение отдельных изменений.

Полученные показатели врач оценивает вместе с анатомическим изображением и клинической информацией. Именно комплексная интерпретация позволяет определить значение выявленных изменений для конкретного пациента.

Что такое эластография?

Эластография — метод ультразвуковой диагностики, позволяющий получать дополнительную информацию о механических свойствах тканей. Поскольку различные патологические процессы могут изменять их жесткость, такая информация может дополнять стандартное УЗ-изображение. Существует несколько технологий эластографии, отличающихся принципом создания и измерения деформации или волны в тканях.

Компрессионная эластография используется для оценки эластичности тканей путем анализа их деформации. Метод может применяться как дополнительный инструмент при исследовании, например, щитовидной и молочных желез.

Эластография сдвиговой волны является другим вариантом технологии и позволяет количественно оценивать жесткость определенных тканей. В частности, метод применяют для оценки печени при некоторых хронических заболеваниях.

Вредно ли УЗИ для организма?

Ультразвуковой аппарат не использует рентгеновское или другое ионизирующее излучение. Изображение формируется с помощью звуковых волн высокой частоты, которые человек не слышит. Именно этим физический принцип УЗИ принципиально отличается от рентгенографии и компьютерной томографии.

При УЗИ без облучения:

• не используется ионизирующее излучение;
• исследование можно проводить в режиме реального времени;
• не требуется введение контрастного вещества для большинства стандартных исследований;
• метод широко применяют у взрослых и детей;
• ультразвуковая визуализация используется также во время беременности по медицинским показаниям.

В медицинской практике ультразвук применяют в соответствии с принципом целесообразности: используют необходимые параметры и продолжительность исследования для получения диагностической информации. Поэтому УЗИ стоит проходить по соответствующим показаниям и рекомендациям врача, а не ради самого факта сканирования.

Как подготовиться к УЗИ?

Специальная подготовка нужна не для каждого ультразвукового исследования. Например, для части исследований поверхностных структур пациенту не нужно менять привычный режим питания или питья. Зато перед исследованием органов брюшной полости или определенными вариантами УЗИ малого таза врач может дать отдельные рекомендации.

Подготовка к УЗИ зависит от того, какую область нужно исследовать:

• перед УЗИ брюшной полости может понадобиться определенный период без еды;
• для некоторых трансабдоминальных исследований органов малого таза нужен наполненный мочевой пузырь;
• перед частью других видов УЗИ специальной подготовки нет;
• при одновременном проведении нескольких исследований рекомендации могут объединяться.

Поэтому универсальный совет «перед УЗИ нельзя есть» является неправильным. Перед записью стоит уточнить правила именно для назначенного вида исследования.

Почему нельзя есть перед УЗИ брюшной полости?

Состояние натощак может улучшить условия для визуализации отдельных органов брюшной полости. Пища влияет на состояние пищеварительной системы и сокращение желчного пузыря, а газ в желудочно-кишечном тракте может затруднять прохождение ультразвуковых волн. Поэтому подготовка помогает получить более информативное изображение.

Перед УЗИ органов брюшной полости период без еды может быть необходим, чтобы:

• желчный пузырь оставался достаточно наполненным;
• уменьшить влияние содержимого желудка на исследование;
• создать лучшие условия для визуализации отдельных органов;
• уменьшить часть факторов, которые могут затруднять исследование.

Конкретная продолжительность подготовки зависит от возраста пациента, вида обследования и других обстоятельств. Поэтому лучше придерживаться инструкций, полученных при записи или от врача.

Зачем наполнять мочевой пузырь перед УЗИ?

Полный мочевой пузырь может служить своеобразным акустическим окном, через которое ультразвуковые волны лучше проходят к структурам малого таза при трансабдоминальном исследовании. Он также помогает изменить взаимное положение отдельных органов и кишечных петель. Благодаря этому врач может получить необходимое изображение через переднюю брюшную стенку.

Подготовка с наполнением мочевого пузыря может быть необходима перед УЗИ органов малого таза трансабдоминальным способом. В то же время для других методик исследования этой области правила подготовки могут отличаться, поэтому необходимость пить воду нужно уточнять заранее.

Можно ли определить пол ребенка на УЗИ?

При ультразвуковом исследовании беременности врач оценивает развитие плода в соответствии с задачами конкретного обследования. При благоприятном положении плода внешние половые признаки также могут быть видимыми. Однако возможность их рассмотреть зависит от срока беременности, положения плода, качества визуализации и других факторов.

Во время УЗИ при беременности основной целью является медицинская оценка развития и состояния плода, а не определение пола. Если положение ребенка не позволяет четко увидеть необходимую область, врач может не иметь возможности достоверно ответить на этот вопрос во время конкретного исследования.

От чего зависит точность УЗИ?

Современное оборудование способно формировать детализированное изображение, но технический класс аппарата — лишь одна из составляющих качественного исследования. Ультразвуковая диагностика в значительной степени зависит от того, как врач проводит сканирование и интерпретирует увиденное. На результат также влияют анатомические особенности и доступность органа для ультразвуковых волн.

На информативность УЗИ могут влиять:

• технические возможности оборудования;
• тип и частота датчика;
• квалификация врача;
• правильность подготовки пациента;
• особенности расположения исследуемого органа;
• наличие кишечного газа;
• клиническая задача, поставленная перед исследованием.

Поэтому высокая разрешающая способность аппарата не означает, что любое заболевание можно диагностировать только с помощью УЗИ. Результат исследования врач оценивает в контексте симптомов, осмотра и при необходимости других методов диагностики.

Какие УЗИ проводят в Одессе?

Выбор вида исследования зависит от симптомов, предварительного диагноза и клинического вопроса, на который нужно получить ответ. Самостоятельно проходить как можно больше ультразвуковых исследований за один раз не всегда целесообразно, поскольку объем диагностики лучше определять в соответствии с показаниями.

В зависимости от показаний УЗИ в Одессе может включать исследование:

• органов брюшной полости;
• почек и мочевыделительной системы;
• щитовидной железы;
• органов малого таза;
• сердца;
• сосудов;
• молочных желез;
• мягких тканей;
• других органов и структур в соответствии с назначением.

Перед ультразвуковой диагностикой в Одессе стоит сообщить врачу о жалобах, предыдущих диагнозах и результатах прошлых обследований, если они есть. Сравнение с предыдущими данными позволяет оценить изменения в динамике и сделать результат исследования более информативным.