8 (800) 500-26-76
Избранное Сравнение
Choose language: EN RU

Принцип работы современных аппаратов УЗИ

Принцип работы современных аппаратов УЗИ

Содержание:

УЗИ-аппараты давно стали незаменимыми и наиболее востребованными приборами для визуализации и документального подтверждения большинства органных патологий. В обследовании такого рода чрезвычайно важно добиться высокого качества изображения, от которого напрямую зависит диагностическая ценность метода.1 Как работает УЗИ, какие современные способы улучшения визуализации используются и что нужно для максимальной информативности обследования — рассказываем в статье.

аппараты узи

Основные принципы УЗИ-диагностики

В основе работы любого УЗИ-аппарата лежит неодинаковая способность тканей отражать ультразвуковую волну, поскольку твердые, газообразные и жидкие среды имеют разное акустическое сопротивление.

Современные УЗ сканеры имеют широкий спектр диагностических возможностей, что реализуется через применение внушительного набора режимов работы:

  • серошкальный двумерный В-режим, в дополнение к которому для повышения информативности в диагностике новообразований может использоваться технология эластографии;
  • динамический М-режим для исследования работы органа в движении в реальном времени;
  • режим допплера для оценки характера кровотока и его скоростных показателей, в том числе цветовое и энергетическое допплеровское картирование, спектральный импульсный и постоянно-волновой допплер, триплексное сканирование;
  • дополнительные недопплеровские режимы визуализации кровотока, например, B-flow, V-flow и др.;
  • режим мультисрезового томографического отображения;
  • режим построения объемного 3D-изображения и 4D-изображения с применением технологии виртуальной светотеневой обработки и реалистичной реконструкции;
  • режим обследования с использованием контрастных веществ.2 3 4

Технические особенности современных аппаратов УЗИ

Различают обычные УЗИ-аппараты и сканеры среднего, высокого, экспертного и high-end классов. Основная характеристика, определяющая принадлежность аппарата к тому или иному классу, — количество принимаемых и передающих каналов. Чем их больше, тем выше разрешающая способность прибора.5

Важная особенность современных УЗИ-сканеров — двойное формирование луча. Эта технология подразумевает компьютерное дублирование акустических сигналов, что позволяет виртуально увеличить количество каналов приема-передачи и повысить качество изображения.6

Качество визуализации и диагностическая информативность УЗИ-сканера определяются технологическим потенциалом ультразвуковых датчиков и техническими возможностями самого аппарата:7

  • пространственной, контрастной и временной разрешающей способностью;
  • динамическим диапазоном частот;
  • регулировкой частоты кадров;
  • пиксельным разрешением и размером экрана монитора;
  • количеством фокусных зон и зон усиления по глубине;
  • наличием режима тканевой базовой и инверсной гармоник (THI);
  • наличием вариантов предустановок;
  • возможностью постобработки (постпроцессинга) изображения. 8 9

Автоматическая оптимизация работы прибора для определенных видов исследований и специальные пакеты программ (интеллектуальные функции) для его проведения и обработки результатов значительно повышают информативность диагностики, ускоряют и упрощают работу врача. 10

Основными характеристиками ультразвуковой волны являются ее амплитуда, частота, длина и скорость распространения. Величина и соотношение этих параметров влияют на качество визуализации. Рассмотрим их подробнее.

Частота УЗИ-аппарата

Обычно в УЗИ-аппаратах используется диапазон частот ультразвука от 2 до 12 мГц, но в приборах последнего поколения уже реализована технология, позволяющая генерировать частоту выше 12 мГц. Чем выше рабочая частота прибора, тем лучше его разрешающая способность, а значит, объекты, расположенные рядом, с большей вероятностью будут видны как отдельные структуры.

Врач может самостоятельно менять частоту ультразвуковой волны в зависимости от потребностей исследования, так как частотность УЗИ-датчика определяет глубину прохождения эхосигнала: глубоко расположенные структуры требуют более низких частот обследования.

Длина ультразвуковой волны

Длиной волны называют путь, который проходит ультразвук за один полный цикл колебания. Он напрямую зависит от частоты УЗИ-аппарата: чем выше частота ультразвука, тем меньше длина его волны, и наоборот.

Два объекта видны как раздельные, если расстояние между ними превышает 2–3 длины волны. То есть, чем меньше длина волны, тем четче окажется итоговое изображение.

Строение УЗИ-датчика

УЗИ-датчик (трансдьюсер) — высокотехнологичный прибор, в котором располагаются пьезоэлектрические элементы, генерирующие ультразвук. Пьезоэлектрические элементы покрыты акустической линзой и соприкасаются с электрическими контактами. Противоположная сторона датчика имеет специальное покрытие — демпфер, — которое поглощает излучение и не позволяет ему рассеиваться. Датчик соединяется с УЗИ-сканером через кабель и коннектор.

строение датчика узи

Типы ультразвуковых датчиков

Тип датчика определяет, какие органы и на какой глубине могут быть исследованы. Главная характеристика УЗИ-датчика — разрешающая способность. Она зависит от количества используемых пьезоэлементов, частоты ультразвука и широты полосы частот. По этому показателю современные широкополосные датчики подразделяются на высокочастотные (7,5–12 МГц), низкочастотные (2,5–6 МГц) и мультичастотные (работающие в разных диапазонах частот). 11

ультразвуковые датчики

По принципу работы выделяют следующие типы УЗИ-датчиков:

  • Линейные. Они обладают рабочей частотой 2–23 МГц и глубиной сканирования до 35 см. Используются для диагностики изменений кожи, лимфоузлов, щитовидной и молочных желез, поверхностных сосудов, мышц, связок и некоторых суставов.
  • Конвексные. Имеют рабочую частоту 1,2–12,8 МГц и глубину проникновения сигнала до 40 см. Применяются для визуализации глубоко залегающих органов брюшной полости и забрюшинного пространства, малого таза. Различают также микроконвексные датчики — они необходимы для обследований в педиатрической и неонатальной практике.
  • Секторные фазированные. Рабочая поверхность таких датчиков имеет вид решетки, каждый сектор которой автономно принимает и излучает ультразвуковые сигналы. Эта особенность позволяет УЗИ-аппаратам «огибать» препятствия (например, ребра при исследовании сердца) и функционировать в режиме постоянно-волнового или непрерывного допплера, что особенно ценно в кардиологии и сосудистой хирургии. Среди фазированных датчиков выделяют карандашные, игольчатые (катетерные) и чреспищеводные.
  • Внутриполостные. Подразделяются на вагинальные и ректальные и повышают диагностическую ценность УЗИ в гинекологии, урологии и акушерстве.
  • Биплановые. Объединяют в себе режимы работы двух или трех (трехплановые) типов датчиков.
  • 3D- или 4D-объемные датчики. Позволяют преобразовывать данные в трехмерные или четырехмерные изображения в реальном времени.
  • Матричные. Благодаря двумерной решетке увеличивается число пьезоэлементов, а вместе с этим — и каналов приема-передачи. Основная функция матричных датчиков — 3D- и 4D-сканирование.
  • Видеоэндоскопические. Сочетают эндоскоп и ультразвук в одном устройстве.
  • Лапароскопические (интраоперационные). Могут быть представлены разными видами УЗИ-датчиков и необходимы для контроля оперативного вмешательства.

Современные УЗИ-аппараты имеют диапазон рабочих частот от 1,2 до 23 мГц и глубину сканирования до 40 см — этими характеристиками обладает, в частности, модель Mindray Resona 7.

Преимущества использования современных аппаратов УЗИ

  • Высокая точность диагностики. УЗИ-сканеры последнего поколения обладают отличным разрешением, что позволяет визуализировать мельчайшие детали строения внутренних органов.
  • Доступность. Современные модели не требуют особых условий для установки. Портативные сканеры могут использоваться даже вне стен больницы.
  • Работа в режиме реального времени. Исследование дает возможность мгновенно оценить состояние пациента.
  • Безопасность. УЗИ-сканирование отличает неинвазивность, а также отсутствие радиационного и электромагнитного излучений, что делает его безопасным даже для беременных женщин и детей.
  • Многофункциональность. Ультразвуковое оборудование используют для диагностики заболеваний любых органов.
  • Безболезненность. Обследование с помощью УЗИ-сканера комфортно и отлично переносится пациентами.
    • Постоянное совершенствование. Модернизация УЗИ-аппаратов возможна через апгрейд уже установленного оборудования. 12 13

Производители удовлетворяют потребности современной медицины в мобильности, эргономичности и экономичности. Если раньше портативный УЗИ-аппарат значительно уступал стационарному в качестве генерируемого изображения, то теперь мобильные устройства отличаются высоким разрешением и исключительной диагностической эффективностью.

портативные узи аппараты

Портативные УЗИ-аппараты Mindray отличает высокая чувствительность и точность обнаружения эхо-сигналов благодаря усовершенствованным процессорам приема и передачи импульсов. УЗИ-сканеры Mindray могут работать от переносного аккумулятора и проводить диагностику сразу несколькими датчиками. Кроме того, для некоторых моделей предусмотрена возможность подключения запасного аккумулятора на 8 часов работы, что позволяет применять их для оказания неотложной помощи вдали от ЛПУ или использовать один аппарат одновременно на несколько отделений. 14

Заключение

Современные УЗИ-приборы воплотили в себе все передовые достижения компьютерных технологий. Благодаря высокому качеству визуализации, множеству сканирующих режимов и высокоинтеллектуальному программному обеспечению точность результатов УЗИ нередко превосходит данные МРТ. Все это делает ультразвуковое сканирование неотъемлемой частью лечебно-диагностического процесса. УЗИ-аппараты помогают получить детальную информацию о состоянии внутренних органов, значительно облегчают работу врача и позволяют проводить исследования максимально комфортно и безопасно для пациента.



Список литературы:

  1. Осипов Л. В. и др. Заглянуть в человека: визуализация в медицине // Вестник Российского государственного медицинского университета. – 2016. – №. 4. – С. 4–14.
  2. Осипов Л. В. и др. Заглянуть в человека: визуализация в медицине // Вестник Российского государственного медицинского университета. – 2016. – №. 4. – С. 4–14.
  3. Гальперин Е. В. Особенности нового поколения медицинских ультразвуковых приборов // Медицинский альманах. – 2010. – №. 1. – С. 87–89.
  4. Катрич А. Н., Польшиков С. В. Мультипараметрическое ультразвуковое исследование в диагностике новообразований печени. Инновационная медицина Кубани. 2021;(1):72–78.
  5. Осипов Л. В. и др. Заглянуть в человека: визуализация в медицине //Вестник Российского государственного медицинского университета. – 2016. – №. 4. – С. 4–14.
  6. Гальперин Е. В. Особенности нового поколения медицинских ультразвуковых приборов // Медицинский альманах. – 2010. – №. 1. – С. 87–89.
  7. Гальперин Е. В. Особенности нового поколения медицинских ультразвуковых приборов // Медицинский альманах. – 2010. – №. 1. – С. 87–89.
  8. Гальперин Е. В. Особенности нового поколения медицинских ультразвуковых приборов // Медицинский альманах. – 2010. – №. 1. – С. 87–89.
  9. Осипов Л. В. и др. Заглянуть в человека: визуализация в медицине // Вестник Российского государственного медицинского университета. – 2016. – №. 4. – С. 4–14.
  10. Гальперин Е. В. Особенности нового поколения медицинских ультразвуковых приборов // Медицинский альманах. – 2010. – №. 1. – С. 87–89.
  11. Гальперин Е. В. Особенности нового поколения медицинских ультразвуковых приборов // Медицинский альманах. – 2010. – №. 1. – С. 87–89.
  12. Мязин А. А. К вопросу о безопасности ультразвуковой диагностики легких у новорожденных (обзор литературы) //Визуализация в медицине. – 2020. – Т. 2. – №. 2. – С. 3–7.
  13. Гальперин Е. В. Особенности нового поколения медицинских ультразвуковых приборов // Медицинский альманах. – 2010. – №. 1. – С. 87–89.
  14. Догра В. Секреты Ультразвуковой диагностики. – М.: МЕДпрессинформ, 2017. – 464 с.
  15. Гальперин Е. В. Особенности нового поколения медицинских ультразвуковых приборов // Медицинский альманах. – 2010. – №. 1. – С. 87–89.

Дата публикации:

Популярные аппараты УЗИ
акция
Mindray Resona I9
Resona I9 – УЗ-система для общей визуализации. Применяется в урологии, в исследованиях сосудов, сердца, малых и поверхностно расположенных органов, органов брюшной полости, скелетно-мышечной системы. Светодиодный экран 23,8", полноэкранное изображение, сверхтонкий сенсорный экран Full-HD 15,6", плавающая подвеска панели управления, удобное расположение датчиков.
 
Resona I9 – УЗ-система для общей визуализации. Применяется в урологии, в исследованиях сосудов, сердца, малых и поверхностно расположенных органов, органов брюшной полости, скелетно-мышечной системы. Светодиодный экран 23,8", полноэкранное изображение, сверхтонкий сенсорный экран Full-HD 15,6", плавающая подвеска панели управления, удобное расположение датчиков.
В избранное
В сравнение
Mindray DC-80
Развитие популярного во всём мире экспертного УЗ-сканера DC-8. Отличается тем, что дополнен рядом новейших технологий и возможностью комплектацией опцией эластографии "сдвиговой волны".
 
Развитие популярного во всём мире экспертного УЗ-сканера DC-8. Отличается тем, что дополнен рядом новейших технологий и возможностью комплектацией опцией эластографии "сдвиговой волны".
В избранное
В сравнение
Mindray M9
Портативный ультразвуковой цветной сканер экспертного класса на платформе нового поколения m Quadro. Высокие чувствительность, точность обнаружения эхо-сигналов, проникающая способность, динамика цветопередачи и пространственное разрешение. Светодиодный монитор 15,6", встроенный аккумулятор на 90 минут исследования и тонкий корпус.
 
Портативный ультразвуковой цветной сканер экспертного класса на платформе нового поколения m Quadro. Высокие чувствительность, точность обнаружения эхо-сигналов, проникающая способность, динамика цветопередачи и пространственное разрешение. Светодиодный монитор 15,6", встроенный аккумулятор на 90 минут исследования и тонкий корпус.
В избранное
В сравнение
новинка
Mindray MX7
Новая сверхлегкая цветная ультразвуковая доплеровская ультразвуковая система серии MX с уникальной технологией ZST +. Самая легкая и тонкая УЗ система формата ноутбук на рынке - вес всего 3 кг, высота всего 44 мм. Инновационный дизайн с тремя дисплеями.
 
Новая сверхлегкая цветная ультразвуковая доплеровская ультразвуковая система серии MX с уникальной технологией ZST +. Самая легкая и тонкая УЗ система формата ноутбук на рынке - вес всего 3 кг, высота всего 44 мм. Инновационный дизайн с тремя дисплеями.
В избранное
В сравнение