Частоты ультразвука. Высокочастотный ультразвук для выявления ранних изменений кожи: новые возможности диагностики

Как высокочастотный ультразвук помогает обнаружить изменения кожи на ранних стадиях. Каковы преимущества этого метода перед другими видами диагностики. Для чего применяется ВЧУЗИ в дерматологии и других областях медицины.

Что такое высокочастотный ультразвук и как он работает

Высокочастотный ультразвук (ВЧУЗИ) — это метод визуализации, использующий звуковые волны с частотой более 20 МГц для исследования структуры кожи и подкожных тканей. В отличие от обычного ультразвука, ВЧУЗИ обладает более высоким разрешением и позволяет различать структуры размером менее 100 микрон.

Принцип работы ВЧУЗИ основан на отражении ультразвуковых волн от границ между тканями с разной плотностью. Отраженные волны улавливаются датчиком и преобразуются в изображение на экране. Чем выше частота ультразвука, тем более детальное изображение можно получить.

Преимущества ВЧУЗИ перед другими методами диагностики кожи

По сравнению с другими методами исследования кожи ВЧУЗИ имеет ряд важных преимуществ:

• Неинвазивность — не требуется биопсия или введение контрастных веществ
• Отсутствие лучевой нагрузки в отличие от рентгена и КТ
• Возможность получения изображений в реальном времени
• Портативность оборудования — исследование можно проводить у постели больного
• Относительно низкая стоимость исследования
• Высокое разрешение, позволяющее детально оценить структуру кожи

Применение ВЧУЗИ в дерматологии

В дерматологической практике ВЧУЗИ активно используется для решения следующих задач:

• Оценка толщины и структуры слоев кожи при различных заболеваниях
• Определение границ и глубины залегания новообразований кожи
• Мониторинг эффективности лечения воспалительных заболеваний кожи
• Оценка состояния рубцов и их динамики в процессе лечения
• Контроль заживления ран и язв

ВЧУЗИ в предоперационной оценке новообразований кожи

Важной областью применения ВЧУЗИ является предоперационная оценка границ новообразований кожи, в частности меланомы и базально-клеточного рака. Исследования показали, что ВЧУЗИ позволяет точно определить границы опухоли и спланировать оптимальный объем хирургического вмешательства.

Так, в одном из исследований ВЧУЗИ позволило правильно определить хирургические края у 26 из 31 пациента с меланомой кожи. В другом исследовании у 90% пациентов с базально-клеточным раком границы опухоли, определенные с помощью ВЧУЗИ, совпали с результатами гистологического исследования.

Оценка заживления ран с помощью ВЧУЗИ

ВЧУЗИ предоставляет уникальные возможности для неинвазивной оценки процесса заживления ран:

• Измерение глубины и площади раны в динамике
• Оценка состояния краев раны и окружающих тканей
• Выявление скрытых карманов и затеков
• Контроль формирования грануляционной ткани
• Оценка степени гидратации тканей вокруг раны

Исследования показали, что ВЧУЗИ позволяет выявить нарушения заживления даже при визуально нормальной картине раны. Это дает возможность своевременно корректировать лечение.

Перспективы использования ВЧУЗИ для ранней диагностики пролежней

Одним из перспективных направлений применения ВЧУЗИ является ранняя диагностика пролежней. Пролежни представляют собой серьезную проблему для лежачих пациентов, и их своевременное выявление критически важно для предотвращения осложнений.

ВЧУЗИ позволяет обнаружить изменения в структуре кожи и подкожных тканей еще до появления внешних признаков пролежня. К таким изменениям относятся:

• Отек дермы и подкожной клетчатки
• Нарушение структуры коллагеновых волокон
• Локальное повышение содержания жидкости в тканях
• Уменьшение толщины подкожно-жировой клетчатки

Выявление этих изменений дает возможность начать профилактические мероприятия на самых ранних стадиях развития пролежня.

Заключение: перспективы развития метода ВЧУЗИ

Высокочастотный ультразвук является перспективным методом неинвазивной диагностики состояния кожи и подкожных тканей. Основными направлениями развития метода являются:

• Повышение разрешающей способности оборудования
• Разработка специализированных датчиков для различных областей применения
• Создание систем автоматического анализа изображений
• Комбинирование ВЧУЗИ с другими методами визуализации
• Расширение клинических протоколов применения метода

Дальнейшее совершенствование технологии ВЧУЗИ позволит повысить качество диагностики заболеваний кожи, оптимизировать планирование хирургических вмешательств и улучшить результаты лечения ран и других патологических состояний кожи.

Физическая характеристика ультразвуковой терапии — Медицинский центр «Здоровье плюс»

Основные физические характеристики

[vc_row][vc_column][vc_column_text] В физиотерапевтической практике используют ультразвуковые колебания частотой от 800 до 3000 кГц, в ультразвуковой хирургии — от 20 до 100 кГц. Дотирование осуществляется по интенсивности ультразвука, длительности воздействия, а также по режиму генерации ультразвука (непрерывный, импульсный). Интенсивность ультразвука до 0,4 Вт/см2 считается низкой, в пределах 0,5—0,8 Вт/см2 — средней, 0,9—1 Вт/см2 и выше — высокой. Как правило, в лечебных целях используют ультразвук интенсивностью не выше 1 Вт/см2. В непрерывном режиме генерируется поток ультразвуковых волн на протяжении всего времени воздействия. Импульсный режим предусматривает применение импульсов ультразвука с частотой 50 Гц и длительностью 2, 4 и 10 мс.

Поглощение ультразвука патологическими тканями зависит от их акустических свойств и частоты ультразвуковых колебаний.

Интенсивность ультразвука частотой 800—900 кГц уменьшается примерно вдвое в мягких тканях на глубине 4—5 см, а при частоте около 3000 кГц — на глубине 1,5—2 см. Жировая ткань поглощает ультразвук примерно в 4 раза, мышечная — в 10 раз, а костная — в 75 раз сильнее, чем кровь. Наиболее сильное поглощение ультразвука наблюдается на границе тканей, обладающих разными акустическими свойствами (кожа — подкожная клетчатка, фасция — мышца, надкостница — кость). Поглощение ультразвука заметно меняется при изменении состояния ткани в связи с развитием в ней патологического процесса (отек, инфильтрация, фиброз и др.). На границах двух сред поглощается не только прямая, но и отраженная энергия. Слой воздуха 0, 01 мм почти полностью поглощает ультразвук, поэтому при проведении лечебных процедур для создания безвоздушного пространства применяются контактные среды. Скорость распространения ультразвука максимальная в твердых средах, минимальная – в газообразных. Ультразвук вызывает перепады давления – сжатие и разрежение среды.

Разница в давлениях может достигать 260 кПа (2, 6 атм.). При больших интенсивностях ультразвука (в эксперименте) может возникать кавитация – разрыв тканей и жидкости с образованием полостей.

[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column][vc_text_separator title=”Цены лечения и отзывы пациентов” el_class=”custom-text-caption-red”][vc_column_text]

Каковы цены лечения в медицинском центре «Здоровье +»? Обычно она рассчитывается индивидуально, исходя из набора процедур одного дня лечения. Конкретное количество манипуляций и их сочетание назначается специалистом после обследования.

[/vc_column_text][vc_cta h3=”Запишитесь на прием сейчас и избавьтесь от боли!” style=”3d” add_button=”bottom” btn_title=”Запишитесь на прием!” btn_color=”green” btn_css_animation=”right-to-left” css_animation=”right-to-left” btn_link=”url:http{ef4732c21aa678f586e8e4d3615214bf8bb28718e4e9928bf00b8b48910fddcb}3A{ef4732c21aa678f586e8e4d3615214bf8bb28718e4e9928bf00b8b48910fddcb}2F{ef4732c21aa678f586e8e4d3615214bf8bb28718e4e9928bf00b8b48910fddcb}2Flocalhost{ef4732c21aa678f586e8e4d3615214bf8bb28718e4e9928bf00b8b48910fddcb}2Fmed{ef4732c21aa678f586e8e4d3615214bf8bb28718e4e9928bf00b8b48910fddcb}2Fzapisatsya-na-priem{ef4732c21aa678f586e8e4d3615214bf8bb28718e4e9928bf00b8b48910fddcb}2F||” btn_add_icon=”true”][/vc_cta][vc_column_text]

Отзывы о медицинском центре «Здоровье +» в основном положительные. Избранными отзывами мы делимся на нашем сайте в разделе «Отзывы».

[/vc_column_text][vc_basic_grid post_type=”post” max_items=”10″ show_filter=”yes” item=”masonryGrid_SlideoOutFromRight” grid_id=”vc_gid:1479194992247-7500f334-e405-1″ taxonomies=”6″ filter_source=”post_tag”][vc_column_text el_class=”custom-text-box-green”]

Стоит лишь добавить, что если вы страдаете от проблем со спиной, то обращайтесь в медицинский центр «Здоровье+» по адресу: г.Рязань, ул. Дзержинского, д.59 и получайте квалифицированную помощь профессионалов.

[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column][vc_text_separator title=”Похожие статьи”][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column][vc_basic_grid post_type=”post” max_items=”10″ style=”pagination” items_per_page=”4″ element_width=”3″ paging_design=”pagination_square” paging_color=”green” item=”masonryGrid_SlideFromLeft” grid_id=”vc_gid:1479194992261-9e94dc1a-6fec-0″ taxonomies=”3″][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column][vc_column_text][/vc_column_text][/vc_column][/vc_row]

УЛЬТРАЗВУК • Большая российская энциклопедия

УЛЬТРАЗВУ́К, аку­сти­че­ские вол­ны с час­то­та­ми от 2·10⁴ Гц до 10⁹ Гц. Вы­де­ля­ют У. низ­ких (2·10⁴–10⁵ Гц), сред­них (10⁵– 10⁷ Гц) и вы­со­ких (10⁷–10⁹ Гц) час­тот. Ка­ж­дый из этих диа­па­зо­нов ха­рак­те­ри­зу­ет­ся спе­ци­фич. осо­бен­но­стя­ми ге­не­ра­ции, приё­ма, рас­про­стра­не­ния и при­ме­не­ния.

Свойства и особенности распространения

По фи­зич. при­ро­де У. пред­став­ля­ет со­бой уп­ру­гие вол­ны, и в этом он не от­ли­ча­ет­ся от зву­ка, по­это­му час­тот­ная гра­ни­ца ме­ж­ду зву­ко­вы­ми и УЗ-вол­на­ми ус­лов­на. Од­на­ко бла­го­да­ря бо­лее вы­со­ким час­то­там и, сле­до­ва­тель­но, ма­лым дли­нам волн (так, дли­ны волн У. вы­со­ких час­тот в воз­ду­хе со­став­ля­ют 3,4·10^–3–3,4·10^–7 м, в во­де 1,5·10^–4– 1,5·10^–6 м, в ста­ли 5·10^–4–5·10^–6 м) име­ет ме­сто ряд осо­бен­но­стей рас­про­стра­не­ния ульт­ра­зву­ка.

Вви­ду ма­лой дли­ны вол­ны У. ха­рак­тер его рас­про­стра­не­ния оп­ре­де­ля­ет­ся в пер­вую оче­редь мо­ле­ку­ляр­ной струк­ту­рой сре­ды, по­это­му, из­ме­ряя ско­рость и ко­эф. за­ту­ха­ния У., мож­но су­дить о мо­ле­ку­ляр­ных свой­ст­вах ве­ще­ст­ва (см. Мо­ле­ку­ляр­ная аку­сти­ка). Ха­рак­тер­ная осо­бен­ность рас­про­стра­не­ния У. в мно­го­атом­ных га­зах и во мно­гих жид­ко­стях – су­ще­ст­во­ва­ние об­лас­тей дис­пер­сии зву­ка, со­про­во­ж­даю­щей­ся силь­ным воз­рас­та­ни­ем его по­гло­ще­ния. У. в га­зах, и в ча­ст­но­сти в воз­ду­хе, рас­про­стра­ня­ет­ся с боль­шим за­ту­ха­ни­ем. Жид­ко­сти и твёр­дые те­ла (осо­бен­но мо­но­кри­стал­лы) пред­став­ля­ют со­бой, как пра­ви­ло, хо­ро­шие про­вод­ни­ки У., за­ту­ха­ние в них зна­чи­тель­но мень­ше. По­это­му об­лас­ти ис­поль­зо­ва­ния У. сред­них и вы­со­ких час­тот от­но­сят­ся поч­ти ис­клю­чи­тель­но к жид­ко­стям и твёр­дым те­лам, а в воз­ду­хе и га­зах при­ме­ня­ют толь­ко У. низ­ких час­тот.

Др. осо­бен­ность У. – воз­мож­ность по­лу­че­ния боль­шой ин­тен­сив­но­сти да­же при срав­ни­тель­но не­боль­ших ам­пли­ту­дах ко­ле­ба­ний, т. к. при дан­ной ам­пли­ту­де плот­ность по­то­ка энер­гии про­пор­цио­наль­на квад­ра­ту час­то­ты. УЗ-вол­ны боль­шой ин­тен­сив­но­сти со­про­во­ж­да­ют­ся ря­дом не­ли­ней­ных эф­фек­тов. Так, для ин­тен­сив­ных пло­ских УЗ-волн при ма­лом по­гло­ще­нии сре­ды си­ну­сои­даль­ная у из­лу­ча­те­ля вол­на пре­вра­ща­ет­ся по ме­ре рас­про­стра­не­ния в сла­бую пе­рио­дич. удар­ную вол­ну; по­гло­ще­ние та­ких волн ока­зы­ва­ет­ся зна­чи­тель­но боль­ше, чем волн ма­лой ам­пли­ту­ды. Рас­про­стра­не­нию УЗ-волн в га­зах и жид­ко­стях со­пут­ст­ву­ет дви­же­ние сре­ды (аку­сти­че­ское те­че­ние). К чис­лу важ­ных не­ли­ней­ных яв­ле­ний, воз­ни­каю­щих при рас­про­стра­не­нии ин­тен­сив­но­го У. в жид­ко­стях, от­но­сит­ся ка­ви­та­ция аку­сти­че­ская.

Генерация и приём

Для из­лу­че­ния У. ис­поль­зу­ют ме­ха­нич. и элек­тро­ме­ха­нич. уст­рой­ст­ва. Ме­ха­нич. из­лу­ча­те­ли У. (возд. и жид­ко­ст­ные сви­ст­ки и си­ре­ны) от­ли­ча­ют­ся про­сто­той уст­рой­ст­ва и экс­плуа­та­ции, не тре­бу­ют элек­трич. энер­гии вы­со­кой час­то­ты. Они при­ме­ня­ют­ся гл. обр. в пром. УЗ-тех­но­ло­гии и как сред­ст­ва сиг­на­ли­за­ции.

Элек­тро­ме­ха­нич. из­лу­ча­те­ли У. пре­об­ра­зу­ют элек­трич. ко­ле­ба­ния в ме­ха­ни­че­ские. В диа­па­зо­не У. низ­ких час­тот воз­мож­но ис­поль­зо­ва­ние элек­тро­ди­на­мич. и элек­тро­ста­тич. из­лу­ча­те­лей. В этом диа­па­зо­не час­тот ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся маг­ни­то­ст­рик­ци­он­ные пре­об­ра­зо­ва­те­ли. Для из­лу­че­ния У. сред­них и вы­со­ких час­тот слу­жат гл. обр. пье­зо­элек­три­че­ские пре­об­ра­зо­ва­те­ли. Для уве­ли­че­ния ам­пли­ту­ды ко­ле­ба­ний и из­лу­чае­мой в сре­ду мощ­но­сти, как пра­ви­ло, при­ме­ня­ют­ся ре­зо­нанс­ные ко­ле­ба­ния маг­ни­то­ст­рик­ци­он­ных и пье­зо­элек­трич. эле­мен­тов на их собств. час­то­те. Для уве­ли­че­ния ам­пли­ту­ды ко­ле­ба­ний твёр­дых тел в диа­па­зо­не У. низ­ких час­тот ис­поль­зу­ют стерж­не­вые УЗ-кон­цен­тра­то­ры (см. Кон­цен­тра­тор аку­сти­че­ский).

Маг­ни­то­ст­рик­ци­он­ные и пье­зо­элек­трич. пре­об­ра­зо­ва­те­ли при­ме­ня­ют­ся и для приё­ма У. Для изу­че­ния УЗ-по­ля ис­поль­зу­ют­ся оп­тич. ме­то­ды (см. Аку­с­то­оп­ти­ка, Ви­зуа­ли­за­ция зву­ко­во­го по­ля, Ди­фрак­ция све­та на ульт­ра­зву­ке).

Применение

УЗ-ме­то­ды ис­поль­зу­ют­ся в фи­зи­ке твёр­до­го те­ла, в ча­ст­но­сти в фи­зи­ке по­лу­про­вод­ни­ков. У. иг­ра­ет боль­шую роль в изу­че­нии струк­ту­ры ве­ще­ст­ва. На­ря­ду с ме­то­да­ми мо­ле­ку­ляр­ной аку­сти­ки для жид­ко­стей и га­зов, из­ме­ре­ние ско­ро­сти и ко­эф. по­гло­ще­ния У. ис­поль­зу­ет­ся для оп­ре­де­ле­ния мо­ду­лей уп­ру­го­сти и дис­си­па­тив­ных ха­рак­те­ри­стик твёр­дых тел.

У. ши­ро­ко при­ме­ня­ет­ся в тех­ни­ке. По дан­ным из­ме­ре­ний ско­ро­сти и ко­эф. по­гло­ще­ния У. осу­ще­ст­в­ля­ет­ся кон­троль за про­те­ка­ни­ем тех­но­ло­гич. про­цес­сов. У. срав­ни­тель­но ма­лой ин­тен­сив­но­сти при­ме­ня­ет­ся для не­раз­ру­шаю­ще­го кон­тро­ля из­де­лий из твёр­дых ма­те­риа­лов. При по­мо­щи У. осу­ще­ст­в­ля­ет­ся зву­ко­ви­де­ние. Для по­лу­че­ния уве­ли­чен­ных изо­бра­же­ний пред­ме­та с по­мо­щью У. вы­со­кой час­то­ты соз­дан аку­стич. мик­ро­скоп (см. Мик­ро­ско­пия аку­сти­че­ская). Важ­ную роль У. иг­ра­ет в гид­ро­аку­сти­ке. На прин­ци­пе от­ра­же­ния УЗ-им­пуль­сов от пре­пят­ст­вий, воз­ни­каю­щих на пу­ти их рас­про­стра­не­ния, ос­но­ва­на ра­бо­та эхо­ло­та, гид­ро­ло­ка­то­ра и др.

У. боль­шой ин­тен­сив­но­сти (гл. обр. диа­па­зон низ­ких час­тот) ока­зы­ва­ет воз­дей­ст­вие на про­те­ка­ние тех­но­ло­гич. про­цес­сов. Так, при по­мо­щи мощ­но­го У. ус­ко­ря­ет­ся ряд про­цес­сов те­п­ло- и мас­со­об­ме­на в ме­тал­лур­гии. Воз­дей­ст­вие УЗ-ко­ле­ба­ний не­по­сред­ст­вен­но на рас­пла­вы по­зво­ля­ет по­лу­чить бо­лее мел­ко­кри­стал­лич. и од­но­род­ную струк­ту­ру ме­тал­ла. УЗ-ка­ви­та­ция ис­поль­зу­ет­ся для очи­ст­ки от за­гряз­не­ний мел­ких и круп­ных про­из­водств. де­та­лей.

При дей­ст­вии У. на био­ло­гич. объ­ек­ты про­ис­хо­дит по­гло­ще­ние и пре­об­ра­зо­ва­ние аку­стич. энер­гии в те­п­ло­вую. Ло­каль­ный на­грев тка­ней на до­ли и еди­ни­цы гра­ду­сов, как пра­ви­ло, спо­соб­ст­ву­ет жиз­не­дея­тель­но­сти био­ло­гич. объ­ек­тов, по­вы­шая ин­тен­сив­ность про­цес­сов об­ме­на ве­ществ. В ме­ди­ци­не У. ис­поль­зу­ет­ся для ди­аг­но­сти­ки, те­ра­пев­тич. и хи­рур­гич. ле­че­ния (см. Ульт­ра­зву­ко­вая диа­гно­сти­ка, Ульт­ра­зву­ко­вая те­ра­пия). О при­ме­не­нии У. в хи­мии см. в ст. Со­но­хи­мия.

У. спо­соб­ны вос­при­ни­мать и ге­не­ри­ро­вать не­ко­то­рые ви­ды жи­вот­ных (ле­ту­чие мы­ши, дель­фи­ны, не­ко­то­рые ви­ды птиц и на­се­ко­мых и др.).

Использование высокочастотного ультразвука: перемещение за пределы поверхности для обнаружения изменений целостности кожи

• Список журналов
• Рукописи авторов HHS
• PMC4027962

Пласт Сург Нурс. Авторская рукопись; доступно в PMC 2014 20 мая.

Опубликовано в окончательной редакции как:

Plast Surg Nurs. январь-март 2014 г.; 34(1): 34–38.

DOI: 10.1097/psn.0000000000000031

PMCID: PMC4027962

Nihmsid: NIHMS579753

PMID: 2458366

S. Lucas, Phd, RN, RN, Anp-BC, RN, RN, RN, RN, RN, RN, RN, RN, RN, RN, RN, RN, RN, RN, RN, RN, RN, RN, RN, RN, RN. , BSN, RN, CWON, и Мэри Джо Грэп, доктор философии, RN, FAAN

Информация об авторе Информация об авторских правах и лицензии Отказ от ответственности

Ультразвуковая визуализация является универсальным методом, часто используемым в клинической медицине, скорее всего, из-за его низкой стоимости и низкого риска. для пациентов и возможность предоставления изображений в режиме реального времени. Ультразвук, обычно используемый в клинических условиях, имеет частоты от 2 до 12 МГц. Более низкие частоты дают большее разрешение, но имеют ограниченную глубину проникновения; более высокие частоты дают большее разрешение, но глубина проникновения ограничена. Высокочастотный ультразвук (ВЧУЗИ) перспективен для обнаружения определенных изменений в коже, и это имеет значение для раннего выявления изменений, связанных с образованием пролежней и заживлением ран. Цель этой статьи состояла в том, чтобы предоставить обзор того, где HFUS использовался с кожей, и обсудить его полезность для обнаружения изменений кожи, связанных с давлением.

Ультразвуковая визуализация стала одним из наиболее универсальных и частых методов визуализации, используемых в клинической медицине, скорее всего, из-за ее низкой стоимости, неограниченной воспроизводимости с высокой диагностической ценностью, относительно низкого риска для пациента и способности предоставлять изображения в реальном времени. время. Ультразвуковые аппараты, как правило, портативны и позволяют проводить оценку у постели больного (). Ультразвуковая визуализация основана на принципах сонара, разработанных во время Первой мировой войны для использования на кораблях в море. Когда звук проходит через тело, создается «эхо», которое улавливается преобразователем, который затем распознает расстояние, размер и форму внутренних структур. Ультразвуковые волны имеют разную частоту. Частота – это количество циклов колебаний, происходящих за 1 с. Более низкие частоты имеют большую длину волны, а более высокие частоты имеют меньшую длину волны.

Открыть в отдельном окне

Высокочастотный блок на передвижной тележке для удобной транспортировки по палатам ухода за пациентами.

Диагностическая сонография (также ультрасонография или ультразвуковая эхография) — это основанный на ультразвуке метод диагностической визуализации, используемый для визуализации подкожных структур тела с целью выявления возможных патологий. Ультразвуковые звуковые волны имеют частоты выше частот, слышимых человеческим ухом, то есть выше примерно 20 МГц. Ультразвук, обычно используемый в клинических условиях, имеет частоты от 2 до 12 МГц. Более низкие частоты дают меньшее разрешение, но имеют большую глубину проникновения в тело; более высокие частоты дают большее разрешение, но глубина проникновения ограничена. Высокочастотный ультразвук (HFUS) с его более высоким разрешением является полезным инструментом во многих областях, которые сосредоточены на оценке кожи и кожных заболеваниях.

Высокочастотный ультразвук с частотой более 20 МГц для исследования кожи человека является полностью разработанной методикой, предлагающей широкий спектр возможностей как в клиническом, так и в экспериментальном отношении. Системы ультразвуковой визуализации с высоким разрешением (частоты ультразвука выше 15–20 МГц) позволяют ультразвуку различать структуры размером менее 100 микрон по оси луча (глубина) и 200 микрон по оси сканирования (латеральное разрешение). Целью данного исследования является обзор текущих применений HFUS в отношении кожи и подкожных мягких тканей, а также обсуждение его потенциальных применений для раннего выявления образования пролежней (PU).

Акустическая энергия в форме ультразвуковых звуковых волн генерируется преобразователем в виде механической вибрации. Эти колебания передаются в исследуемые ткани и распространяются в виде ультразвуковой волны, которая легко проходит через жидкости и мягкие ткани. Когда волна сталкивается с поверхностью раздела или границей между двумя тканями, проводящими звук по-разному, часть звуковых волн отражается обратно к преобразователю, создавая эхо (Jasaitiene et al. , 2010). Отраженные волны, захваченные датчиком, усиливаются электронным способом и отображаются на мониторе с использованием оттенков серого (от черного до белого) или цветов (спектра) (). Свойства ткани играют роль в ультразвуковых процессах, поскольку звук распространяется с разной скоростью в тканях разной плотности. Скорость ультразвука в тканях человека увеличивается при низком содержании жидкости и снижается при более высоком содержании жидкости — более высокое содержание жидкости связано со снижением эхогенности. Таким образом, низкая эхогенность может указывать на ткани с более высоким содержанием жидкости, что отражает инфильтрацию жидкости, которая может быть связана с воспалением.

Открыть в отдельном окне

Типичное изображение формы волны, полученное с помощью высокочастотного ультразвукового устройства. Обратите внимание на изменения плотности между слоями.

Использование HFUS в дерматологической практике хорошо задокументировано. Программы резидентуры по дерматологии теперь включают HFUS в обучение врачей. В некоторых частях мира врачи не могут пройти сертификацию по дерматологии, если они не прошли формальное обучение и не выполнили необходимое количество сканирований поражений кожи (Dill-Muller & Maschke, 2007). При воспалительных или фиброзирующих заболеваниях HFUS используется для определения морфологии слоя кожи, включая изменения толщины эпидермиса (Mari & Cachard, 2007).

Предоперационная оценка рака кожи с помощью неинвазивной ВЧУЗИ может помочь в определении хирургических краев и уменьшить потребность в повторном иссечении и, таким образом, может быть полезна при планировании операции пластическими хирургами и дерматологами. Мачет и др. (2009) обнаружили, что HFUS предсказывает соответствующие поля (шириной 1, 2 или 3 см) у 26 из 31 пациента с меланомой кожи. Desai, Desai, Horowitz, Kartono и Wahl (2007) показали, что HFUS очерчивает границы опухоли у пациентов с поверхностным и узловым базально-клеточным раком (BCC) различной локализации. Исследователи отсканировали 50 БКК до операции и обнаружили, что 45 поражений были очищены с рекомендованным 4-миллиметровым краем, основанным на результатах ВЧУЗИ. 5 поражений (10%), которые не были четкими на рекомендуемых границах 4 мм, были расположены в зоне высокого риска на лице «H», области лица, включая глаза, уши и нос. Из этих 5 HFUS показал один поверхностный и два узловых BCC, выходящих за края. При соблюдении рекомендаций по краю от 3 до 4 мм (Nguyen & Ho, 2002; Thissen, Neumann, & Schouten, 2002) полного иссечения добиться не удалось. Кроме того, три очага были более агрессивными формами БКК, морфеаформной и инфильтративной БКК, выходили за границы и были более зловещими при УЗИ. Клинический диагноз не коррелировал с гистологией (Desai et al., 2007). Использование HFUS для руководства их планом лечения могло привести к более широкому хирургическому иссечению или направлению к специалисту-хирургу для более полного иссечения.

Bessonart, Maredo и Carmona (2005) использовали HFUS для определения особенностей гипертрофических рубцов. На основе своих выводов они смогли разработать надежные методы оценки эффективности различных терапевтических подходов. Они обнаружили, что рубцы дают изображение, четко отделяющее их от окружающих нормальных тканей, и пришли к выводу, что HFUS является подходящим объективным и неинвазивным методом для различения здоровой кожи от патологической кожи при гипертрофических рубцах и келоидах.

Фотография, компьютерная томография и магнитно-резонансная томография использовались для оценки кожной патологии и заживления ран, но эти методы имеют хорошо известные недостатки. Фотография может не показать более глубокие кожные повреждения. И компьютерная томография, и магнитно-резонансная томография дороги, и получение результатов в режиме реального времени обычно невозможно. Другие нежелательные особенности включают облучение, введение красителей, магнитные поля и дискомфорт из-за клаустрофобии. Высокочастотный ультразвук может обеспечить менее инвазивное средство для оценки кожной анатомии и патологии.

Исследования Kuhn и Angehrn (2009) подтвердили использование HFUS для количественной оценки состояния кожи. Они продемонстрировали полезность использования HFUS для получения неинвазивных, объективных, количественных измерений заживления ран вместо того, чтобы полагаться только на визуальный осмотр у 22 пациентов с язвами на ногах. Четырнадцать из 18 пациентов, язвы которых были оценены как клинически зажившие при визуальном осмотре, показали большой субэпидермальный дефицит эластических и коллагеновых волокон с использованием HFUS, демонстрируя, что визуальный осмотр не полностью показывает, восстановлена ​​ли нормальная функция кожи во всех трех слоях.

Young, Hampton, and Martin (2013) использовали ВЧУЗИ для оценки отека вокруг раны и образования грануляционной ткани в ЯБ и окружающих тканях. Высокочастотное ультразвуковое исследование показало уменьшение отека вокруг раны у всех пациентов после начала лечения ран отрицательным давлением, при этом уровни падали в среднем до 43% через 4 дня, а к 14 дням содержание тканевой жидкости было сходно с тем, что наблюдалось в неповрежденных тканях у тех же пациентов. . Заживление ран измеряли в основании раны, неинвазивно измеряя глубину ткани над фиксированными костными выступами, где образовались язвы. Увеличение толщины раневого ложа на 20% наблюдалось уже через 7 дней.

Дайсон и др. (2003) сравнили фотосъемку и ВЧУЗИ при пункционной биопсии ран человека. Заживление раны оценивали через несколько послеоперационных дней с помощью калиброванного инструмента линейного измерения сканера в сравнении с фотографиями. Они пришли к выводу, что сканирование HFUS позволяет количественно оценить структурные изменения глубоко в ране, в отличие от фотографии, позволяющей только поверхностную оценку. Кроме того, Alexander и Miller (1979) сравнили рентгенографию с системами HFUS при оценке полной толщины кожи. Они обнаружили, что эхо-сигналы HFUS могут различать кожу, подкожный жир и мышцы, а толщина кожи может быть точно измерена.

Сравнение HFUS-оценки кожи и раневой ткани с гистологией было выполнено Rippon, Springett, Walmsley, Patrick и Millson (1998), которые визуализировали структуры кожи (человеческий труп и свинья) и заживающие раны (свинья) с использованием 20 МГц ВЧУЗИ и сравнили их с гистологией из того же сайта. Они обнаружили прекрасную корреляцию между ультразвуковыми измерениями и гистологией для измерений трупов свиней и людей, а также для острых свиных ран. Исследование показало, что HFUS и гистология были сопоставимы в определении глубины раны, глубины струпа/сгустка крови, накопления коллагена и глубины грануляционной ткани. Риппон, Спрингетт и Уолмсли (1999) сравнили ВЧУЗИ с гистологией при оценке острых полнослойных ран голени у пациентов с ампутированными тканями нижних конечностей, связанными с хроническими ранами. Высокочастотное ультразвуковое исследование позволило визуализировать хронические раны у больных с язвами голени и показало возможность выявления различий между сканированием заживающих и незаживающих ран. Авторы предположили, что HFUS может позволить исследование глубоких тканей без биопсии ткани.

Оценка и сравнение кожной воды с помощью ВЧУЗИ и ядерного магнитного резонанса проводилась Gniadecka и Quistorff (1996) с использованием как здоровой кожи предплечья добровольцев, так и острого отека кожи (гистаминовые бородавки). Эхогенность кожи определяли путем подсчета низкоэхогенных пикселей изображения HFUS по сравнению со спектрами ядерного магнитного резонанса с использованием пиков, характерных для воды и жира, для измерения относительного содержания воды. Они пришли к выводу, что HFUS является чувствительным методом для оценки изменений в дермальной гидратации и может быть важным для сравнительной оценки дермальной воды при кожных патологиях, связанных с образованием отека.

Высокочастотный ультразвук также использовался для измерения толщины кожи, визуализации структуры кожи, измерения псориатических бляшек, оценки действия лекарств, исследования глубины ожога на животных моделях и наблюдения за заживлением острых и хронических ран (Alexander & Miller, 1979). ; Brink et al., 1986; Dyson et al., 2003; Hermann, Ellis, Fitting, Ho, & Voorhees, 1988; Milner, Memar, Gherardini, Bennett, & Phillips, 1997; Olsen, Takiwaki, & Serup, 1995; Скьяви, Беллетти и Сейденари, 19 лет96).

Использование ВЧУЗИ в неотложной помощи для выявления ранних изменений в эпидермисе или дерме над костными выступами имеет большое клиническое значение. Язвенная язва представляет собой локализованное повреждение кожи и/или подлежащих тканей, обычно над костным выступом, в результате давления или давления в сочетании со сдвигом (Агентство США по исследованиям и качеству в области здравоохранения, 2009 г.). Раннее выявление ЯБ и последующее начало доказательных вмешательств может остановить прогрессирование травмы.

Профилактика пролежней и их раннее выявление стали приоритетом в неотложной помощи, долгосрочном уходе и домашнем уходе. В 2006 г. президент подписал Закон о сокращении дефицита 2005 г., требующий от Конгресса сокращения расходов на здравоохранение путем выявления состояний, которые связаны с высокими затратами и/или большими объемами и могут быть разумно предотвращены путем применения основанных на фактических данных руководящих принципов. ЯБ стадии III и IV были определены как одно из начальных состояний. В результате с октября 2008 г. Центры услуг Medicare и Medicaid больше не возмещают расходы медицинских учреждений за любые PU, выявленные во время стационарного курса, которые не были задокументированы как присутствующие при поступлении. Поэтому в учреждениях неотложной помощи повышена бдительность для улучшения профилактики ЯБ.

Оценки распространенности язвенной болезни варьируются от 0,4% до 38% при неотложной помощи, от 2% до 24% при длительном уходе и от 0% до 17% при домашнем уходе (VanGilder, Amlung, Harrison, & Meyer, 2009). . В учреждениях неотложной помощи США ежегодно лечат примерно 2,5 миллиона пациентов с язвенной болезнью, что обходится примерно в 11 миллиардов долларов в год (Агентство США по исследованиям и качеству в области здравоохранения, 2009; VanGilder et al., 2009). Основная ответственность за профилактику ЯБ ложится на лечащего врача. Изменения в дерме, такие как уплощение коллагеновых волокон, могут быть предвестниками развития язвенной болезни до визуальных признаков в эпидермисе. Предполагается, что при глубоком повреждении тканей ЯБ кожные проявления повреждения кожи, связанного с давлением, могут возникать в период от 48 часов до 7 дней после фактического события, вызвавшего травму. Разрушения на границе костно-мышечной ткани изначально не видны. Использование диагностического инструмента, такого как HFUS, который выявляет нарушенные изменения в дерме и дополняет ежедневные визуальные оценки кожи, может быть полезным для предотвращения возникновения PU.

В нескольких исследованиях оценивалась полезность ВЧУЗИ для выявления скрытых повреждений тканей. Quintavalle Lyder, Mertz, Phillips-Jones и Dyson (2006) исследовали полезность использования HFUS для описания патогенеза язвенной болезни. Высокочастотные ультразвуковые изображения 119 пациентов учреждений длительного ухода, у которых определен риск развития язвенной болезни (оценка по шкале Бредена ≤ 18), сравнивали с изображениями 15 здоровых добровольцев. Изображения были классифицированы как нечитаемые, нормальные или ненормальные. Более половины (53%) изображений, полученных от пациентов с длительным уходом, отличались от изображений контрольных здоровых добровольцев, и на этих изображениях были видны признаки жидкости или отека в кожных и подкожных тканях. Что еще более важно, наличие отека в подкожных тканях, где, как считается, начинаются ЯБ, было обнаружено у 79 человек.0,3% лиц до появления клинических признаков на коже.

Helvig и Nichols (2012) обследовали 100 гериатрических пациентов с оценкой по шкале Брейдена 10–17 (указывающих на риск язвенной болезни), которые оставались в больнице в течение 28 дней или менее, чтобы сравнить частоту визуализированных язвенных пузырей с распространенностью скрытых повреждений на пятках и обнаружили что HFUS выявил больше скрытых повреждений пятки, чем только визуальная оценка. В то время как УЗИ, по-видимому, выявляет изменения и возможные повреждения тканей, которые не могут быть визуализированы у постели больного, авторы подчеркнули, что точное значение этих изменений все еще трудно интерпретировать и требует дальнейшего изучения.

Неинвазивная характеристика тканей и ран важна в клинической практике. Андерсен и Карлсмарк (2008) исследовали 15 ЯБ стадий 0–IV с использованием четырех различных неинвазивных методов, включая ВЧУЗИ. Измерения проводились в месте язвы, на расстоянии 5 см от язвы и в контрольном месте кожи без язвы. Гипоэхогенный слой, предположительно представляющий отек в тканях, был обнаружен во всех или вблизи всех PU, но не был замечен в контрольной эталонной коже без изъязвления. Они полагали, что субэпидермальный слой, обнаруженный на ультразвуковых изображениях, может указывать на давление, которому подвергалась кожа, а не на тяжесть фактических пролежней, и что HFUS может помочь в прогнозировании того, подвержена ли кожа риску развития язвенной болезни.

Высокочастотное ультразвуковое исследование перспективно в различных клинических и исследовательских целях, обеспечивая безопасное, неинвазивное, недорогое и воспроизводимое средство для оценки целостности кожи и патологии. Однако информации о некоторых аспектах HFUS недостаточно. Континуум времени для развития более глубоких кожных повреждений, изменчивость качества изображений, которая может повлиять на оценку изображений, и отсутствие данных в отношении участка тела препятствуют более широкому использованию этой технологии. Будущие исследования должны изучить возможные изменения результатов сканирования с течением времени, чтобы оценить прогрессирование повреждения тканей в зависимости от давления и трения.

Некоторые исследования выявили изменчивость качества сканов и трудности в интерпретации сканов по разным причинам (Helvig & Nichols, 2012; Moghimi, Miran Baygi, Torkaman, & Mahloojifar, 2010; Quintavalle et al., 2006). Необходима дополнительная работа, чтобы оценить влияние участка тела, индекса массы тела и положения тела пациентов во время сканирования. Работа, выполненная Helvig and Nichols (2012) и Quintavalle et al. (2006) подчеркивает, что аномалии, отмеченные при высокочастотном сканировании, могут не обязательно соответствовать реальным изменениям или аномалиям тканей. Дополнительное исследование для получения исходных нормальных сканов здоровой ткани может помочь отличить нормальные признаки от ткани с повреждением (Helvig & Nichols, 2012).

В настоящее время не существует клинических руководств по частоте сканирования или рекомендаций относительно подгруппы пациентов, которым это может помочь. В условиях неотложной помощи временные ограничения предполагают, что сканирование каждого пациента будет неэффективным. Однако необходима информация о наиболее оптимальных временных рамках, настройках и частоте сканирования для оценки HFUS. При наличии дополнительных данных HFUS может стать широко используемой и неотъемлемой частью профилактики, выявления и лечения широкого спектра дерматологических проблем.

• 

Валентина С. Лукас, доктор медицинских наук, RN, ANP-BC, , практикующая медсестра в отделении пластической и реконструктивной хирургии в системе здравоохранения Университета Содружества Вирджинии. Она была исследователем в финансируемом NIH (R01 NR010381) исследовании «Влияние высоты спинки на целостность кожи у критически больных», которое включало использование высокочастотной ультразвуковой технологии.

• 

Рут С. Берк, доктор медицинских наук, RN, , доцент Школы медсестер Техасского университета в Хьюстоне. Она была научным сотрудником докторантуры в финансируемом NIH (R01 NR010381) исследовании «Влияние высоты спинки на целостность кожи у больных в критическом состоянии», в котором использовалась технология высокочастотного ультразвука, описанная здесь.

• 

Сью Крихан, BSN, RN, CWON, , сертифицированная медсестра по уходу за ранами, руководитель программы группы по уходу за ранами в Медицинском центре VCU, организатор междисциплинарной программы уменьшения пролежней, приобретенных в больнице, и председатель отряда чемпионов по защите целостности кожи.

• 

Мэри Джо Грэп, доктор медицинских наук, RN, FAAN, , является заслуженным профессором медсестер Школы медсестер Университета Содружества Вирджинии. Она является главным исследователем финансируемого NIH (R01 NR010381) исследования «Влияние подъема спинки на целостность кожи у больных в критическом состоянии», которое включало использование описанной здесь высокочастотной ультразвуковой технологии.

Авторы сообщают об отсутствии конфликта интересов.

• Александр Х., Миллер Д.Л. Определение толщины кожи импульсным ультразвуком. Журнал исследовательской дерматологии. 1979; 72: 17–19. [PubMed] [Google Scholar]
• Андерсен Э.С., Карлсмарк Т. Оценка четырех неинвазивных методов исследования и характеристики пролежней. Исследования и технологии кожи. 2008; 14: 270–276. [PubMed] [Google Scholar]
• Bessonart MN, Macedo N, Carmona C. Ультразвуковое исследование B-сканирования высокого разрешения гипертрофических рубцов. Исследования и технологии кожи. 2005; 11: 185–188. [PubMed] [Академия Google]
• Brink JA, Sheets PW, Dines KA, Etchison MR, Hanke CW, Sadove AM. Количественная оценка ожоговых поражений кожи свиней с помощью высокочастотной ультразвуковой визуализации. Исследовательская радиология. 1986; 21: 645–651. [PubMed] [Google Scholar]
• Desai TD, Desai AD, Horowitz DC, Kartono F, Wahl T. Использование высокочастотного ультразвука в оценке поверхностных и узловых базальноклеточных карцином. Дерматологическая хирургия. 2007; 33:1220–1227. [PubMed] [Google Scholar]
• Dill-Muller D, Maschke J. УЗИ в дерматологии. Журнал Deutschen Dermatologischen Gesellschaft. 2007;5(8):689–707. [PubMed] [Google Scholar]
• Dyson M, Moodley S, Verjee L, Verling W, Weinman J, Wilson P. Оценка заживления ран с использованием ультразвука 20 МГц и фотографии. Исследования и технологии кожи. 2003; 9: 116–121. [PubMed] [Google Scholar]
• Gniadecka M, Quistorff B. Оценка кожной воды с помощью высокочастотного ультразвука: сравнительные исследования с ядерным магнитным резонансом. Британский журнал дерматологии. 1996; 135: 218–224. [PubMed] [Google Scholar]
• Хельвиг Э.И., Николс Л.В. Использование высокочастотного ультразвука для выявления травмы пятки у пожилых людей. Журнал ухода за ранами, стомами и недержанием мочи. 2012;39: 500–508. [PubMed] [Google Scholar]
• Hermann RC, Ellis CN, Fitting DW, Ho VC, Voorhees JJ. Измерение толщины эпидермиса при нормальной коже и псориазе с помощью высокочастотного ультразвука. Фармакология кожи. 1988; 1: 128–136. [PubMed] [Google Scholar]
• Ясайтене Д., Валюкевичене С., Линкевичюте Г., Райсутис Р., Ясюнене Э., Казис Р. Принципы высокочастотного ультразвукового исследования для исследования патологии кожи. Журнал Европейской академии дерматологии и венерологии. 2010;25:375–382. [PubMed] [Академия Google]
• Kuhn C, Angehrn F. Использование ультразвука высокого разрешения для мониторинга заживления язв на ногах: проспективное одноцентровое исследование. Исследования и технологии кожи. 2009; 15: 161–167. [PubMed] [Google Scholar]
• Маше Л., Бело В., Наури М., Бока М., Муртада Ю., Жиродо Б., Вайан Л. Предоперационное измерение толщины меланомы кожи с использованием ультразвукового изображения высокого разрешения 20 МГц: моноцентровое проспективное исследование и систематический обзор литературы. Ультразвук в медицине и биологии. 2009 г.;35:1411–1420. [PubMed] [Google Scholar]
• Mari JM, Cachard C. Получение цифровых ультразвуковых данных RF в режиме реального времени с помощью коммерческого сканера. Электронный журнал «Техническая акустика» 2007 г. http://www.ejta.org [сериал онлайн] 2007 г., 3. [Google Scholar]
• Милнер С.М., Мемар О.М., Герардини Г., Беннетт Дж.С., Филлипс Л.Г. Гистологическая интерпретация высокочастотного ультразвукового изображения кожи. Дерматологическая хирургия. 1997; 23:43–45. [PubMed] [Google Scholar]
• Могими С., Миран Байги М.Х., Торкаман Г., Махлуджифар А. Количественная оценка образования и заживления пролежней с помощью числового анализа высокочастотных ультразвуковых изображений. Журнал реабилитационных исследований и разработок. 2010;47:99–108. [PubMed] [Google Scholar]
• Nguyen TH, Ho DQ. Немеланомный рак кожи. Современные возможности лечения в онкологии. 2002; 3: 193–203. [PubMed] [Google Scholar]
• Олсен Л.О., Такиваки Х., Серуп Дж. Высокочастотная ультразвуковая характеристика нормальной кожи. Толщина кожи и эхографическая плотность 22 анатомических участков. Исследования и технологии кожи. 1995; 1: 74–80. [PubMed] [Google Scholar]
• Quintavalle PR, Lyder CH, Mertz PJ, Phillips-Jones C, Dyson M. Использование высокочастотного диагностического ультразвука высокого разрешения для исследования патогенеза развития пролежней. Достижения в области ухода за кожей и ранами. 2006;19: 498–505. [PubMed] [Google Scholar]
• Риппон М.Г., Спрингетт К., Уолмсли Р., Патрик К., Милсон С. Ультразвуковая оценка кожи и раневой ткани: сравнение с гистологией. Исследования и технологии кожи. 1998; 4: 147–154. [PubMed] [Google Scholar]
• Rippon MG, Springett K, Walmsley R. Ультразвуковая оценка острых экспериментальных и хронических клинических ран. Исследования и технологии кожи. 1999; 5: 228–236. [Google Scholar]
• Schiavi ME, Belletti B, Seidenari S. Ультразвуковое описание и количественная оценка раздражающих реакций, вызванных дитранолом в различных концентрациях. Сравнение с визуальной оценкой и колориметрическими измерениями. Контактный дерматит. 1996;34:272–277. [PubMed] [Google Scholar]
• Thissen MR, Neumann MH, Schouten LJ. Систематический обзор методов лечения первичной базальноклеточной карциномы. Архив дерматологии. 1999; 135:1177–1183. [PubMed] [Google Scholar]
• Агентство США по исследованиям и качеству в области здравоохранения. Лечение пролежней: Краткое справочное руководство. 2009 г. Получено 4 ноября 2013 г. с http://www.npuap.org/Final_Quick_Prevention_for_web.pdf. [Google Scholar]
• ВанГилдер С., Амлунг С., Харрисон П., Мейер С. Итоги 2008–2009 гг.Международное исследование распространенности пролежневых язв и трехлетний анализ неотложной помощи для конкретных отделений. Лечение стомы/раны. 2009;55:39–45. [PubMed] [Google Scholar]
• Young SR, Hampton S, Martin R. Неинвазивная оценка лечения ран отрицательным давлением с использованием высокочастотного диагностического ультразвука: уменьшение оэдены и накопление новых тканей. Международный журнал ран. 2013;10:383–388. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

Sonoguide // Ультразвуковая физика и технические факты для начинающих

Базовый

16 июля 2020 г.

Артур Ау, ​​Мэриленд; Майкл Цванк, доктор медицинских наук, FACEP

Эта глава служит основным обзором ультразвуковой физики и получения изображений. Сюда входят стандартные функции машины и манипулирование датчиками.

I. Основы ультразвуковой физики

• Звук представляет собой серию волн давления, распространяющихся в среде
• Один цикл акустической волны состоит из полного положительного и отрицательного изменения давления
• Длина волны — это расстояние, пройденное за один цикл
• Частота волны измеряется в циклах в секунду или Герцах (циклы/с, Гц) (Рисунок 1)
• Иллюстрация 1. На иллюстрации схематично показаны длина волны, давление и амплитуда.
• Для большинства людей слышимый звук находится в диапазоне от 20 Гц до 20 000 Гц (20 кГц).
  • Ультразвук относится к любым звуковым волнам с частотой более 20 кГц
  • Диагностическое ультразвуковое исследование обычно использует частоты от 2 до 20 миллионов герц (мегагерц — МГц)
• Скорость распространения акустической волны, проходящей через конкретную среду, определяется жесткостью этой среды
  • Чем больше жесткость, тем быстрее будет двигаться волна. Это означает, что звуковые волны в твердых телах распространяются быстрее, чем в жидкостях или газах 9.0004
  • Звуковые волны проходят через мягкие ткани человека со скоростью примерно 1540 м/с (около одной мили в секунду)
• Затухание — это потеря интенсивности и амплитуды при прохождении звуковых волн через среду.
  • Основным источником затухания в мягких тканях является поглощение , преобразование акустической энергии в тепло
  • Другими причинами затухания являются отражение, преломление и рассеяние
  • Рисунок 2. Диапазон слуха у различных животных и человека.
• Возникают, когда звуковые волны сталкиваются с границей между двумя разными средами
• Некоторые волны отражаются обратно к источнику как эхо ( отражение )
  • Угол сближения (падения) идентичен углу отражения
  • Оставшаяся звуковая волна проходит через вторую среду (или ткань)
• Если две среды имеют разную «жесткость», результирующее изменение скоростей распространения приведет к тому, что волна «отклонится» от своего первоначального пути ( преломление )
  • Угол падения будет отличаться от угла передачи
  • Величина отклонения пропорциональна разнице в «жесткости» двух тканей
• Рассеяние происходит, когда ультразвуковые волны сталкиваются со средой с неоднородной поверхностью
  • В то время как большая часть первоначальной волны продолжает двигаться по своему первоначальному пути, небольшая часть звуковых волн рассеивается в случайных направлениях
• Производство и интерпретация ультразвуковых волн основаны на так называемом « эхо-импульсном принципе ».
  • Источником ультразвуковой волны является пьезоэлектрический кристалл, размещенный в преобразователе
  • Эти кристаллы обладают способностью преобразовывать электрический ток в волны механического давления (ультразвуковые волны) и наоборот
  • Как только ультразвуковая волна генерируется и проходит через среду, кристалл переключается из режима «отправки» в режим «слушания» и ожидает возвращения ультразвуковых эхо-сигналов
  • Преобразователи тратят более 99% времени на «прислушивание» к возвратным волнам
  • Этот цикл повторяется несколько миллионов раз в секунду
  • Возвращающиеся звуковые волны преобразуются в изображения на ультразвуковом мониторе.
    • В зависимости от направления, времени и амплитуды возвратных волн
• Понимание взаимосвязи между частотой ультразвука и разрешением изображения помогает при выборе идеальных датчиков и частот
  • Более низкие частоты способны проникать глубже в ткани, но имеют худшее разрешение (мелкие детали)
  • Ультразвук с более высокой частотой будет отображать больше деталей с более высоким разрешением, но с меньшей глубиной проникновения

II.

Ультразвуковые режимы

• B-режим или «режим яркости» предоставляет структурную информацию с использованием различных оттенков серого (или различной «яркости») в двухмерном изображении (рис. 1)
• Рис. 1. Изображение свободной жидкости в B-режиме в правом верхнем квадранте
• Яркость определяется амплитудой возвращающихся эхо-сигналов
  • Безэховый/эхопрозрачный – Полное или почти полное отсутствие возвращающихся звуковых волн, область черного цвета
  • Гипоэхогенный — Структура имеет очень мало эхо-сигналов и кажется более темной, чем окружающая ткань
  • Гиперэхогенный/эхогенный – Большая амплитуда возвращающихся эхосигналов выглядит ярче, чем окружающие ткани
• M-режим (режим движения) фиксирует возвращающиеся эхосигналы только в одной строке изображения B-режима, отображаемого с течением времени
  • Движение структур, расположенных на этой линии, теперь можно визуализировать
  • Часто М-режим и В-режим отображаются вместе в режиме реального времени на ультразвуковом мониторе (рис. 2, видео 1)
  • Рис. 2. М-режим (нижняя часть изображения) в сочетании с изображением в В-режиме. На этом неподвижном изображении М-режим фиксирует движение определенной части сердца.)
  • Видео 1. М-режим, показывающий движение митрального клапана
• Допплеровские режимы исследуют характеристики направления и скорости движения тканей и кровотока и представляют их на звуковых, цветных или спектральных дисплеях
• Использует явление, называемое «доплеровским сдвигом», которое представляет собой изменение частоты посылаемой звуковой волны на возвращающуюся
• Эти изменения или «сдвиги» генерируются звуковыми волнами, достигающими движущихся частиц.
• Изменение частоты/величины сдвига коррелирует со скоростью и направлением движения частиц
• Цветной допплер Ультразвук также называется ультразвуковым исследованием цветового потока.
  • Используется для отображения кровотока или движения тканей в выбранной двумерной области
  • Направление и скорость движения ткани и кровотока кодируются цветом и накладываются на соответствующее изображение в B-режиме (рис. 3, видео 2)
  • Обычно красным цветом обозначено движение к датчику, а синим — движение от датчика
  • Рис. 3. Цветная допплерография, показывающая турбулентный кровоток в большой аневризме брюшной аорты
  • Видео 2. Цветной допплер, показывающий турбулентный кровоток в большой аневризме брюшной аорты
• Энергетический допплер смотрит только на амплитуды возвращающихся частотных сдвигов.
  • Не проверяет скорость потока или направление потока
  • Позволяет обнаруживать движение в условиях очень низкого расхода (рис. 4)
  • Используется при обследовании сосудистых заболеваний, таких как перекрут яичка или яичника
  • Рис. 4. Энергетический допплер, показывающий кровоток в ткани щитовидной железы
• Спектральный допплер состоит из непрерывных и импульсных волн
  • Импульсно-волновой спектральный допплер
    • Датчик посылает ультразвуковые импульсы на заданную глубину
    • Затем преобразователь прослушивает возвращающиеся эхо-сигналы, чтобы определить скорость потока в заданном месте
    • «Спектр» возвращенных доплеровских частот отображается на характерном двухмерном дисплее (рис. 5)
    • Венозный кровоток имеет более непрерывную лентовидную форму
    • Артериальный кровоток имеет более треугольную форму ^1-8
    • Рисунок 5. Допплер пульсовой волны потока через митральный клапан
  • Непрерывно-волновой допплер
    • Преобразователь постоянно посылает и принимает сигналы
    • Позволяет обнаруживать сигналы очень высокой частоты (рис. 6)
    • Скорости по всей линии опроса измеряются и не локализуются
    • Рисунок 6. Непрерывная допплерография трикуспидальной регургитации

III. Артефакты

• Артефакты — это то, что аппарат изображает на ультразвуковом изображении, но не существует в действительности
• Артефакт может быть полезен при интерпретации изображения или может запутать интерпретатора
• Несколько часто встречающихся артефактов упомянуты ниже

Артефакты затухания:

• Затенение вызвано частичным или полным отражением или поглощением звуковой энергии
  • Гораздо более слабый сигнал возвращается из-за сильного отражателя (воздух) или звукопоглощающей конструкции (желчный камень, почечный камень, кость) (рис. 7)
  • Рис. 7. Тень от камней в желчном пузыре и краевой артефакт на боковой стенке желчного пузыря
• Артефакт Edge Shadowing представляет собой тонкую акустическую тень за боковыми краями кистозных структур.
  • Звуковые волны, встречающиеся со стенкой кисты или искривленной поверхностью под тангенциальным углом, преломляются с небольшим количеством эхо-сигналов, возвращающихся к датчику (рис. 7)
• При заднем усилении область позади эхонегативной или эхонегативной структуры кажется более яркой (более эхогенной), чем окружающие ее структуры
  • Соседние сигналы должны проходить через более ослабляющие структуры и возвращаться со сравнительно более слабым эхом
  • Обычно это происходит позади анэхогенного мочевого пузыря (рис. 8)
  • Рис. 8. Заднее акустическое усиление в глубине мочевого пузыря и артефакт боковых долей

Артефакты распространения:

• Реверберация возникает, когда звук сталкивается с двумя сильно отражающими слоями
  • Звук отскакивает назад и вперед между двумя слоями, прежде чем вернуться к преобразователю
  • Датчик обнаруживает увеличенное время прохождения и коррелирует с дополнительным расстоянием, отображая дополнительные «реверберированные» изображения в более глубоком слое ткани (рис. 9)
  • Рис. 9. Артефакт реверберации по плевральной линии
• Артефакт «Хвост кометы» похож на реверберацию.
  • Образуется передним и задним очень прочным отражателем (воздушный пузырь, пуля BB)
  • Реверберации очень узкие и сливаются в небольшую полосу (рис. 10)
  • Рисунок 10. Артефакт хвоста кометы из плевральной линии
• Зеркальное отображение — это дубликат изображения, отображаемый на противоположной стороне сильно отражающей поверхности.
  • Волны отражаются от сильно отражающей поверхности и сталкиваются с другой структурой, такой как ткань печени
  • Эхосигналы возвращаются к сильному отражателю и, наконец, обратно к преобразователю
  • Эти эхо-сигналы имеют более длительное время прохождения и изображаются как дополнительная анатомическая структура в глубине сильного рефлектора (Видео 3)
  • Видео 3. Зеркальный артефакт сердца поперек перикарда

Разные артефакты:

• Ring Down Артефакт вызван явлением резонанса от скопления пузырьков газа
  • Происходит непрерывное излучение звука от «резонирующей» конструкции, вызывающее продолжительное и непрерывное эхо (рис. 11)
  • Очень похоже на хвост кометы артефакт
  • Рис. 11. Артефакт звонка вниз, вызванный кишечным газом
• Боковой лепесток Артефакт возникает, когда низкоэнергетические «боковые лепестки» основного ультразвукового луча сталкиваются с объектом с высокой отражающей способностью, например кишечным газом.
  • Когда эхосигнал от такого луча бокового лепестка становится достаточно сильным и возвращается к приемнику, он «присваивается» основному лучу и отображается в ложном местоположении
  • Обычно наблюдается в гипоэхогенных или безэхогенных структурах и проявляется в виде ярких округлых линий (см. рис. 8)

IV. Датчики

• Преобразователи состоят из активного элемента (пьезоэлектрический кристалл), демпфирующего материала и согласующего слоя
• Различные устройства и формы активации активного элемента привели к множеству зондов
• Наиболее распространенные датчики, используемые в отделении неотложной помощи, перечислены ниже (рис. 12).
• Рисунок 12. Часто используемые ультразвуковые датчики

Криволинейный датчик (криволинейный массив):

• Создает изображение в форме сектора с большой изогнутой поверхностью
• Низкая частота
• Основное применение — трансабдоминальная сонография

Зонд с фазированной решеткой:

• Изображение в форме сектора с меньшей площадью основания, идеально подходит для использования между ребрами
• Низкая частота
• Основное применение — кардиологическая и трансабдоминальная сонография

Линейный датчик:

• Создает прямоугольное изображение с прямым плоским основанием
• Высокая частота
• Основное применение — ультразвуковое исследование сосудов, руководство процедурами или оценка поверхностных структур мягких тканей

Внутриполостной зонд:

• Маленькая изогнутая опора
• Средняя частота
• Основное применение — эндовагинальная или внутриротовая сонография

V. Позиции получения изображения/зонда: ⁹

• Поперечная плоскость (аксиальная плоскость или поперечное сечение) – У лежачего пациента проходит перпендикулярно земле
  • Отделяет верхнюю часть от нижней или голову от ног
• Сагиттальная плоскость – В положении пациента на спине проходит перпендикулярно земле
  • Разделяет левый и правый
• Коронарная плоскость (фронтальная плоскость) — у пациента в положении лежа проходит параллельно земле
  • Отделяет переднюю часть от задней или переднюю часть от задней (рис. 3)
• Наклонная плоскость — Зонд не ориентирован ни параллельно, ни под прямым углом к ​​коронарной, сагиттальной или поперечной плоскостям
• Иллюстрация 3. Пространственная ориентация и плоскости изображения (Источник: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Planes_of_Body. jpg)

Работа с зондом:

• Слайд — Движение зонда по длинной оси вдоль поверхности тела
  • Зонд остается перпендикулярным цели
• Развертка – Движение зонда по короткой оси вдоль поверхности тела
  • Зонд остается перпендикулярным цели
• Камень – Перемещение зонда вдоль его длинной оси без изменения точки контакта между зондом и поверхностью тела
• Веер – Перемещение зонда вдоль его короткой оси без изменения точки контакта зонда с поверхностью тела
• Давление/сжатие – Введение зонда в поверхность тела
  • След сохраняет контакт с поверхностью тела, а зонд остается перпендикулярным цели
• Вращение – Движение зонда по часовой стрелке или против часовой стрелки
  • След сохраняет контакт с поверхностью тела, а зонд остается перпендикулярным цели

VI. Функции ультразвукового аппарата

• В этом разделе перечислены некоторые основные функции ультразвукового аппарата
• Они более или менее универсальны для всего ультразвукового оборудования
• Информация должна быть как можно более общей, чтобы ее можно было применить к большинству машин
• Вкл./Выкл. — Включение и выключение машины.
  • Спящий режим также доступен на многих машинах
• Выбор/изменение датчиков — Выбирает конкретный датчик
  • Часто также позволяет выбрать тип исследования
• Заморозить — Замораживает текущее изображение
• Прокрутка — перемещение курсора по изображению или навигация по меню (обычно это сенсорная панель или шаровой манипулятор).
  • После стоп-кадра изображения при перемещении шарика прокрутки будут прокручиваться последние несколько секунд изображения (эти изображения называются кинопетлями)
• Усиление — Изменяет общую силу отраженных эхо-сигналов, работает как усилитель, делая изображение ярче или темнее.
  • Уменьшайте усиление до тех пор, пока структуры, заполненные жидкостью, не станут анэхогенными (Видео 4)
  • Видео 4. Оптимизация усиления
• Компенсация усиления по времени (TGC) — Изменяет силу отраженных эхо-сигналов на различной глубине, чтобы сделать все ультразвуковое изображение однородным по яркости
• Регулировка глубины — увеличивает или уменьшает глубину ультразвукового луча
• Сохранить — Сохраняет изображение или клип на жесткий диск
• Изменить режим — нажатие кнопки М-режима изменит аппарат на М-режим, кнопки доплера — на доплеровский режим, цветного допплера — на цветной и т. д.
  • Большинство аппаратов настроены таким образом, что при выборе определенных режимов (B-режим в сочетании с допплеровским или M-режимом) появляется «двойной» экран (см. видео 1)
• Фокус — изменяет или добавляет фокальные зоны к изображению, помогая улучшить качество изображения на определенной глубине

VII. Ссылки

1. Блок B. Ультразвуковая практика. Пошаговое руководство по сканированию брюшной полости. Тиме, Нью-Йорк, 2004 г.
.
2. Нильсен Т.Дж., Ламберт М.Дж. Физика и приборостроение. В: Ma OJ, Mateer JR, ред., Экстренное ультразвуковое исследование. Макгроу-Хилл, Нью-Йорк, 2003:45–66.
3. Хеллер М., Йеле Д. Основы. В: Хеллер М., Йеле Д., ред., Ультразвук в неотложной медицине. Центральная страница: West Seneca, NY, 2-е издание, 2002: 1-40.
4. Хофер М. В: Хофер М., ред., Sono-Grundkurs. Ein Arbeitsbuch für den Einstieg. 2-е издание, Тиме: Штутгарт, 1997:6-10.
5. Müsgen D. Физические и технические основы. В: Фюрст Г., Койшвиц Д., ред., Современная сонография. Тиме, Штутгарт, 2000:1-23.
6. Одвин К.С., Дубинский Т., Флейшер А.