Медицинское УЗИ

редактировать
Эта статья об использовании ультразвука для визуализации человеческого тела. Для получения изображений животных в исследованиях см. Доклиническая визуализация. Информацию о терапевтическом использовании ультразвука см. В разделе Сфокусированный ультразвук высокой интенсивности. «Сонография» перенаправляется сюда. Для тактильного алфавита, называемого «сонография», см. Ночное письмо.
Медицинское УЗИ
Сонограф, проводящий педиатрическую эхокардиографию.JPG Сонограф делает эхокардиографию ребенку
МКБ-10-ПК В? 4
МКБ-9-СМ 88,7
MeSH D014463
Код ОПС-301 3-03... 3-05
[ редактировать в Викиданных ]

Медицинский ультразвук включает методы диагностической визуализации, а также терапевтические применения ультразвука. В диагностике он используется для создания изображения внутренних структур тела, таких как сухожилия, мышцы, суставы, кровеносные сосуды и внутренние органы. Обычно его цель - найти источник заболевания или исключить патологию. Практика обследования беременных женщин с помощью ультразвука называется акушерским ультразвуком и является ранним развитием клинической ультрасонографии.

Ультразвук в сонной артерии

Ультразвук состоит из звуковых волн с частотами, значительно превышающими диапазон человеческого слуха (gt; 20 000 Гц). Ультразвуковые изображения, также известные как сонограммы, создаются путем посылки ультразвуковых импульсов в ткань с помощью зонда. Ультразвуковые импульсы отражаются от тканей с различными отражательными свойствами и возвращаются на зонд, который записывает и отображает их в виде изображения.

Можно сформировать множество различных типов изображений. Наиболее распространенным является изображение в B-режиме (яркость), которое отображает акустический импеданс двухмерного поперечного сечения ткани. Другие типы отображают кровоток, движение ткани во времени, расположение крови, присутствие определенных молекул, жесткость ткани или анатомию трехмерной области.

По сравнению с другими методами медицинской визуализации ультразвук имеет несколько преимуществ. Он предоставляет изображения в режиме реального времени, является портативным и, следовательно, может быть доставлен к постели больного. Он значительно дешевле других методов визуализации и не использует вредное ионизирующее излучение. К недостаткам относятся различные ограничения поля зрения, необходимость сотрудничества с пациентом, зависимость от телосложения пациента, трудности с визуализацией структур, скрытых костью, воздухом или газами, а также необходимость квалифицированного оператора, обычно имеющего профессиональную подготовку.

Результат ультразвукового исследования биометрии плода, отпечатанный на листе бумаги.

Сонография (ультрасонография) широко применяется в медицине. Можно выполнять как диагностические, так и терапевтические процедуры, используя ультразвук для проведения интервенционных процедур, таких как биопсия или дренирование скоплений жидкости, что может быть как диагностическим, так и терапевтическим. Сонографы - это медицинские специалисты, выполняющие сканирование, которое традиционно интерпретируется радиологами, врачами, специализирующимися на применении и интерпретации методов медицинской визуализации, или кардиологами в случае ультразвукового исследования сердца ( эхокардиографии ). Все чаще врачи и другие медицинские работники, оказывающие непосредственную помощь пациентам, используют ультразвук в офисах и больницах (УЗИ в местах оказания медицинской помощи ).

Сонография эффективна для визуализации мягких тканей тела. Поверхностные структуры, такие как мышцы, сухожилия, яичка, молочной железы, щитовидной железы и паращитовидных желез, и неонатального мозга изображаются на более высоких частотах (7-18 МГц), которые обеспечивают лучшее линейное (осевое) и горизонтальное (боковое) разрешение. Более глубокие структуры, такие как печень и почки, визуализируются на более низких частотах (1–6 МГц) с меньшим осевым и латеральным разрешением как цена более глубокого проникновения в ткани.

Универсальный ультразвуковой преобразователь может использоваться для большинства целей визуализации, но в некоторых ситуациях может потребоваться использование специального преобразователя. Большинство ультразвуковых исследований проводится с использованием датчика на поверхности тела, но часто можно улучшить визуализацию, если датчик можно разместить внутри тела. Для этой цели обычно используются датчики специального назначения, включая эндовагинальные, эндоректальные и чреспищеводные датчики. В крайнем случае, очень маленькие преобразователи могут быть установлены на катетерах малого диаметра и помещены в кровеносные сосуды для визуализации стенок и заболеваний этих сосудов.

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 Анестезиология
  • 2 Ангиология (сосудистая)
  • 3 Кардиология (сердце)
  • 4 Неотложная медицина
  • 5 Гастроэнтерология / Колоректальная хирургия
  • 6 Гинекология и акушерство
  • 7 Гемодинамика (кровообращение)
  • 8 Отоларингология (голова и шея)
  • 9 Неонатология
  • 10 Офтальмология ( глаза)
  • 11 Пульмонология (легкие)
    • 11.1 Основы УЗИ легких
    • 11.2 Патология легких при ультразвуковой оценке
  • 12 Мочевыводящие пути
  • 13 Пенис и мошонка
  • 14 Скелетно-мышечный
  • 15 Почки
  • 16 Венозный доступ
  • 17 От звука к изображению
    • 17.1 Создание звуковой волны
    • 17.2 Получение эхо-сигналов
    • 17.3 Формирование изображения
    • 17.4 Отображение изображения
  • 18 Звук в теле
  • 19 режимов
  • 20 расширений
    • 20.1 Допплерография
    • 20.2 Контрастное ультразвуковое исследование (ультразвуковая контрастная визуализация)
    • 20.3 Молекулярная ультрасонография (ультразвуковая молекулярная визуализация)
    • 20.4 Эластография (ультразвуковая визуализация эластичности)
    • 20.5 Интервенционная ультрасонография
    • 20.6 Компрессионное ультразвуковое исследование
    • 20.7 Панорамное ультразвуковое исследование
  • 21 атрибут
    • 21.1 Сильные стороны
    • 21.2 Слабые стороны
  • 22 Риски и побочные эффекты
    • 22.1 Исследования безопасности ультразвука
  • 23 Регламент
  • 24 История
    • 24,1 Франция
    • 24,2 Шотландия
    • 24,3 Швеция
    • 24,4 США
  • 25 производителей
  • 26 См. Также
  • 27 Примечания
  • 28 Ссылки
  • 29 Внешние ссылки

Анестезиология

В анестезиологии ультразвук обычно используется для направления игл при инъекции растворов местных анестетиков в непосредственной близости от нервов, идентифицированных на ультразвуковом изображении (блокада нервов). Он также используется для сосудистого доступа, такого как катетеризация крупных центральных вен и для сложных артериальных катетеризации. Транскраниальная допплерография часто используется нейроанестезиологами для получения информации о скорости потока в базальных сосудах головного мозга.

Ангиология (сосудистая)

Внутрисосудистое ультразвуковое изображение коронарной артерии (слева) с цветовой кодировкой справа, разграничивающей просвет (желтый), внешнюю эластическую мембрану (синий) и атеросклеротическую бляшку (зеленый) Дополнительная информация: Допплерография и внутрисосудистое ультразвуковое исследование.

В ангиологии или сосудистой медицине дуплексный ультразвук (визуализация в режиме B в сочетании с доплеровским измерением потока) используется для диагностики заболеваний артерий и вен. Это особенно важно при потенциальных неврологических проблемах, когда ультразвуковое исследование сонных артерий обычно используется для оценки кровотока и потенциальных или предполагаемых стенозов в сонных артериях, в то время как транскраниальная допплерография используется для визуализации потока во внутримозговых артериях.

Внутрисосудистое ультразвуковое исследование ( ВСУЗИ) использует специально разработанный катетер с миниатюрным ультразвуковым датчиком, прикрепленным к его дистальному концу, который затем вводится внутрь кровеносного сосуда. Проксимальный конец из катетера прикреплен к компьютеризированному ультразвуковому оборудованию и позволяет применению ультразвуковой технологии, такие как пьезоэлектрический преобразователь или емкостный микромеханический ультразвуковой преобразователю, чтобы визуализировать эндотелий из кровеносных сосудов в живых особях.

В случае общей и потенциально серьезной проблемы сгустков крови в глубоких венах ног ультразвуковое исследование играет ключевую диагностическую роль, в то время как ультразвуковое исследование хронической венозной недостаточности ног фокусируется на более поверхностных венах, чтобы помочь в планировании подходящих вмешательств. для облегчения симптомов или улучшения косметических средств.

Кардиология (сердце)

Основная статья: Эхокардиография Ультразвук человеческого сердца, показывающий четыре камеры, митральный и трехстворчатый клапаны.

Эхокардиография - важный инструмент в кардиологии, помогающий в оценке функции сердечного клапана, такой как стеноз или недостаточность, сила сокращения сердечной мышцы и гипертрофия или расширение основных камер. ( желудочек и предсердие )

Неотложная медицинская помощь

Основная статья: Экстренное ультразвуковое исследование

Ультразвук в местах оказания медицинской помощи находит множество применений в неотложной медицине. К ним относятся дифференциация сердечных и легочных причин острой одышки, а также обследование сфокусированной оценки с помощью сонографии при травме (FAST), расширенное за счет включения оценки значительной тампонады гемоперитонеума или перикарда после травмы ( EFAST ). Другие применения включают помощь в дифференцировании причин боли в животе, таких как камни в желчном пузыре и почках. Программы резидентуры по неотложной медицинской помощи имеют обширную историю продвижения использования прикроватного ультразвука во время обучения врачей.

Гастроэнтерология / Колоректальная хирургия

Дополнительная информация: УЗИ брюшной полости и Эндоанальное УЗИ.

Как абдоминальное, так и эндоанальное ультразвуковое исследование часто используется в гастроэнтерологии и колоректальной хирургии. При абдоминальной сонографии могут быть визуализированы основные органы брюшной полости, такие как поджелудочная железа, аорта, нижняя полая вена, печень, желчный пузырь, желчные протоки, почки и селезенка. Однако звуковые волны могут блокироваться газом в кишечнике и в разной степени ослабляться жиром, что иногда ограничивает диагностические возможности. Приложение иногда можно увидеть, когда воспалена (например: аппендицит ) и ультразвук первоначального выбора изображений, избегая излучение, если это возможно, хотя она часто должна быть дополнена другими методами визуализации, такие как КТ. Эндоанальное ультразвуковое исследование используется, в частности, для исследования аноректальных симптомов, таких как недержание кала или затрудненная дефекация. Он отображает непосредственную перианальную анатомию и может обнаруживать скрытые дефекты, такие как разрыв анального сфинктера. Ультрасонография опухолей печени позволяет как обнаруживать, так и характеризовать.

Гинекология и акушерство

Ортогональные плоскости трехмерного сонографического объема с поперечными и коронарными измерениями для оценки объема черепа плода. Основные статьи: гинекологическое ультразвуковое исследование и акушерское ультразвуковое исследование

Гинекологическое ультразвуковое исследование исследует женские органы малого таза (в частности, матку, яичники и фаллопиевы трубы ), а также мочевой пузырь, придатки и мешок Дугласа. В нем используются датчики, предназначенные для доступа через нижнюю брюшную стенку, криволинейные и секторные, а также специальные датчики, такие как эндовагинальные.

Акушерская сонография была первоначально разработана в конце 1950-х и 1960-х сэром Яном Дональдом и обычно используется во время беременности для проверки развития и предлежания плода. Его можно использовать для выявления многих состояний, которые могут быть потенциально опасными для матери и / или ребенка, которые могут остаться невыявленными или с отсроченным диагнозом в отсутствие сонографии. В настоящее время считается, что риск поздней диагностики больше, чем небольшой риск, если таковой имеется, связанный с прохождением ультразвукового сканирования. Однако его использование в немедицинских целях, таких как видео и фотографии плода на память, не приветствуется.

Акушерское ультразвуковое исследование в основном используется для:

По данным Европейского комитета по медицинской ультразвуковой безопасности (ECMUS)

Ультразвуковые исследования должны выполняться только компетентным персоналом, прошедшим обучение и прошедшим курс по вопросам безопасности. Ультразвук вызывает нагревание, изменение давления и механические нарушения в тканях. Диагностические уровни ультразвука могут вызвать повышение температуры, опасное для чувствительных органов и эмбриона / плода. Сообщалось о биологических эффектах нетеплового происхождения у животных, но на сегодняшний день такие эффекты не были продемонстрированы у людей, за исключением случаев, когда присутствует контрастное вещество с микропузырьками.

Тем не менее, следует соблюдать осторожность, чтобы использовать настройки низкой мощности и избегать импульсного волнового сканирования мозга плода, если это специально не указано для беременностей с высоким риском.

Цифры, опубликованные за период 2005–2006 гг. Правительством Великобритании (Министерство здравоохранения), показывают, что неакушерские ультразвуковые исследования составили более 65% от общего числа проведенных ультразвуковых исследований.

Гемодинамика (кровообращение)

Скорость кровотока может быть измерена в различных кровеносных сосудах, таких как средняя мозговая артерия или нисходящая аорта, с помощью относительно недорогих ультразвуковых доплеровских датчиков с низким уровнем риска, прикрепленных к портативным мониторам. Они обеспечивают неинвазивную или чрескожную (без прокалывания) минимально инвазивную оценку кровотока. Распространенными примерами являются транскраниальный допплер, пищеводный допплер и супрастернальный допплер.

Отоларингология (голова и шея)

УЗИ шеи.

Большинство структур шеи, включая щитовидную и паращитовидную железы, лимфатические узлы и слюнные железы, хорошо визуализируются высокочастотным ультразвуком с исключительной анатомической детализацией. Ультразвук является предпочтительным методом визуализации опухолей и поражений щитовидной железы, и его использование важно для оценки, предоперационного планирования и послеоперационного наблюдения за пациентами с раком щитовидной железы. Многие другие доброкачественные и злокачественные заболевания головы и шеи можно дифференцировать, оценивать и лечить с помощью диагностических ультразвуковых и ультразвуковых процедур.

Неонатология

В неонатологии, транскраниальной Доплера может быть использован для базовой оценки внутримозговых структурных аномалий, подозреваемых кровоизлияния, вентрикуломегалия или гидроцефалии и бескислородных инсульты ( Перивентрикулярная лейкомаляция ). Его можно проводить через мягкие участки черепа новорожденного ( роднички ) до тех пор, пока они полностью не закроются примерно в возрасте 1 года, и к тому времени они не образуют практически непроницаемый акустический барьер для ультразвука. Наиболее частым местом проведения краниального УЗИ является передний родничок. Чем меньше родничок, тем сильнее искажается изображение.

Офтальмология ( глаза)

В офтальмологии и оптометрии есть две основные формы проверки зрения с помощью ультразвука:

  • Ультразвуковая биометрия с А-сканированием обычно называется А-сканированием ( амплитудное сканирование). A-режим предоставляет данные о длине глаза, которая является основным определяющим фактором при распространенных нарушениях зрения, особенно для определения оптической силы интраокулярной линзы после экстракции катаракты.
  • B-сканирование УЗИ, или B-сканирование, представляет собой сканирование в B-режиме, которое позволяет получить изображение поперечного сечения глаза и орбиты. Его использование в отделениях неотложной помощи для своевременной диагностики таких состояний, как отслойка сетчатки или стекловидного тела, кровоизлияния в сетчатку и стекловидное тело, а также внутриглазные инородные тела является обычным и важным явлением.

Пульмонология (легкие)

Ультразвук используется для оценки легких в различных условиях, включая реанимацию, неотложную медицину, травматологическую хирургию, а также общую медицину. Этот метод визуализации используется у постели больного или на столе для осмотра для оценки ряда различных патологий легких, а также для руководства такими процедурами, как торакоцентез (дренирование плевральной жидкости (выпот)), пункционная аспирационная биопсия и установка катетера. Хотя воздух, присутствующий в легких, не позволяет хорошо проникать ультразвуковым волнам, интерпретация определенных артефактов, созданных на поверхности легких, может использоваться для обнаружения аномалий.

Основы УЗИ легких

  • Нормальная поверхность легких: поверхность легких состоит из висцеральной и париетальной плевры. Эти две поверхности обычно сдвигаются вместе и составляют плевральную линию, которая является основой ультразвукового исследования легких (или плевры). У большинства взрослых эта линия видна менее чем на сантиметр ниже линии ребер. На УЗИ это визуализируется в виде гиперэхогенной (ярко-белой) горизонтальной линии, если ультразвуковой датчик применяется перпендикулярно коже.
  • Артефакты: УЗИ легких основывается на артефактах, которые в противном случае считались бы помехой при визуализации. Воздух блокирует ультразвуковой луч, поэтому визуализация самой здоровой легочной ткани в этом режиме визуализации нецелесообразна. Следовательно, врачи и сонографы научились распознавать закономерности, создаваемые ультразвуковыми лучами при визуализации здоровой и пораженной легочной ткани. Три наиболее часто встречающихся и используемых артефакта при УЗИ легких включают скольжение легких, A-линии и B-линии.
    • §  Скольжение легких: наличие скольжения в легких, которое указывает на мерцание плевральной линии, возникающее при движении висцеральной и париетальной плевры друг относительно друга при дыхании (иногда описываемое как «марширующие муравьи»), является наиболее важным признаком нормального аэрированное легкое. Скольжение легких указывает на то, что легкое находится у грудной стенки, и что легкое функционирует.
    • §  A-линии: когда ультразвуковой луч соприкасается с плевральной линией, он отражается обратно, образуя яркую белую горизонтальную линию. Последующие артефакты реверберации, которые проявляются в виде горизонтальных линий, расположенных на одинаковом расстоянии от плевры, являются А-линиями. В конечном счете, А-линии представляют собой отражение ультразвукового луча от плевры с пространством между А-линиями, соответствующим расстоянию между париетальной плеврой и поверхностью кожи. А-линии указывают на присутствие воздуха, что означает, что эти артефакты могут присутствовать в нормальном здоровом легком (а также у пациентов с пневмотораксом).
    • §  B-линии: B-линии также являются артефактами реверберации. Они визуализируются как гиперэхогенные вертикальные линии, идущие от плевры до края ультразвукового экрана. Эти линии четко очерчены и похожи на лазерные, и, как правило, они не исчезают по мере продвижения вниз по экрану. Несколько B-линий, которые движутся вместе со скользящей плеврой, можно увидеть в нормальном легком из-за разницы акустического импеданса между водой и воздухом. Однако чрезмерное количество B-линий (три или более) является ненормальным и обычно указывает на лежащую в основе патологию легких.

Патология легких с помощью УЗИ

  • Отек легких : УЗИ легких оказалось очень чувствительным для обнаружения отека легких. Это позволяет улучшить диагностику и ведение пациентов в критическом состоянии, особенно при использовании в сочетании с эхокардиографией. Сонографическим признаком отека легких является наличие нескольких B-линий. B-линии могут возникать в здоровом легком; однако наличие 3 или более в передней или боковой областях легких всегда является ненормальным. При отеке легких В-линии указывают на увеличение количества воды, содержащейся в легких за пределами легочной сосудистой сети. B-линии также могут присутствовать при ряде других состояний, включая пневмонию, ушиб легкого и инфаркт легкого. Кроме того, важно отметить, что существует несколько типов взаимодействий между плевральной поверхностью и ультразвуковой волной, которые могут генерировать артефакты с некоторым сходством с B-линиями, но не имеющие патологического значения.
  • Пневмоторакс : в клинических условиях при подозрении на пневмоторакс ультразвуковое исследование легких может помочь в диагностике. При пневмотораксе воздух присутствует между двумя слоями плевры, поэтому скольжение легких на ультразвуке отсутствует. Отрицательная прогностическая ценность для легкого скольжения на УЗИ сообщается как 99.2-100% - кратко, если легкое скольжение присутствует, пневмоторакс эффективно исключено. Однако отсутствие скольжения в легких не обязательно является специфическим для пневмоторакса, поскольку есть и другие состояния, которые также вызывают эту находку, включая синдром острого респираторного дистресс-синдрома, уплотнения легких, спайки плевры и фиброз легких.
  • Плевральный выпот : УЗИ легких - это экономичный, безопасный и неинвазивный метод визуализации, который может помочь в быстрой визуализации и диагностике плеврального выпота. Выпот можно диагностировать, сочетая физический осмотр, перкуссию и аускультацию грудной клетки. Однако эти методы обследования могут быть осложнены множеством факторов, включая наличие искусственной вентиляции легких, ожирение или положение пациента, которые снижают чувствительность физического обследования. Следовательно, УЗИ легких может быть дополнительным инструментом для улучшения результатов обычного рентгена грудной клетки и компьютерной томографии грудной клетки. Плевральные выпоты на УЗИ выглядят как структурные изображения в грудной клетке, а не как артефакт. Обычно они имеют четыре четких границы, включая линию плевры, две тени ребер и глубокую границу. У тяжелобольных пациентов с плевральным выпотом ультразвуковое исследование может помочь в проведении процедур, включая введение иглы, плевроцентез ивведение дренажной трубки.
  • Стадия рака легкого : в пульмонологии зонды эндобронхиального ультразвука (EBUS) применяются к стандартным гибким эндоскопическим зондам и используются пульмонологами для прямой визуализации эндобронхиальных поражений и лимфатических узлов перед трансбронхиальной иглой. EBUS помогает в определении стадии рака легких, позволяя проводить забор лимфатических узлов без необходимости серьезного хирургического вмешательства.
  • COVID-19 : УЗИ легких оказалось полезным для диагностики COVID-19, особенно в тех случаях, когда другие исследования недоступны.

Мочеиспускательный канал

Основная статья: УЗИ мочевыводящих путей Мочевой пузырь (форма черной бабочки) и гиперпластическая простата ( ДГПЖ ), визуализированные с помощью медицинской сонографической техники

Ультразвук обычно используется в урологии для определения количества жидкости, удерживаемой в мочевом пузыре пациента. На сонограмме органов малого таза изображения включают матку и яичники или мочевой пузырь у женщин. У мужчин сонограмма предоставит информацию о мочевом пузыре, простате или яичках (например, чтобы срочно отличить эпидидимит от перекрута яичка ). У молодых мужчин он используется, чтобы отличить более доброкачественные образования яичек ( варикоцеле или гидроцеле ) от рака яичек, который поддается лечению, но требует лечения для сохранения здоровья и фертильности. Есть два метода выполнения ультразвукового исследования органов малого таза - внешний или внутренний. УЗИ внутренних органов малого таза выполняется трансвагинально (у женщин) или трансректально (у мужчин). Сонографическая визуализация тазового дна может дать важную диагностическую информацию о точной взаимосвязи аномальных структур с другими органами малого таза и представляет собой полезный совет для лечения пациентов с симптомами, связанными с пролапсом таза, двойным недержанием мочи и затрудненной дефекацией. Он также используется для диагностики и, с большей частотой, для лечения (разрушения) камней в почках или кристаллов в почках ( нефролитиаз ).

Пенис и мошонка

Основные статьи: мошонки УЗИ и Penile УЗИ

Ультразвуковое исследование мошонки используется для оценки боли в яичках и может помочь выявить твердые образования.

Ультразвук - отличный метод исследования полового члена, например, при травмах, приапизме, эректильной дисфункции или подозрении на болезнь Пейрони.

Опорно-двигательного аппарата

Ультразвук опорно-двигательного аппарата используется для исследования сухожилий, мышц, нервов, связок, мягких тканей и поверхностей костей. Это помогает в диагностике растяжения связок, растяжения мышц и патологии суставов. Это альтернатива или дополнение к рентгенографии при обнаружении переломов запястья, локтя и плеча у пациентов до 12 лет ( сонография переломов ).

Количественное ультразвуковое исследование является дополнительным тестом опорно-двигательного аппарата при миопатических заболеваниях у детей; оценки безжировой массы тела у взрослых; косвенные меры качества мышц (т.е. состава ткани) у пожилых людей с саркопенией

Ультразвук также может использоваться для наведения иглы при инъекциях в мышцы или суставы, например, при инъекции в тазобедренный сустав под ультразвуковым контролем.

Почки

Основная статья: УЗИ почек

В нефрологии ультразвуковое исследование почек имеет важное значение для диагностики и лечения заболеваний почек. Почки легко исследуются, и большинство патологических изменений различимы с помощью УЗИ. Это доступная, универсальная, относительно экономичная и быстрая помощь для принятия решений пациентами с почечными симптомами и в качестве рекомендаций по вмешательству почек. Используя визуализацию в B-режиме, легко выполнить оценку анатомии почек, а УЗИ часто используется в качестве визуального контроля при вмешательствах на почках. Кроме того, были введены новые применения в УЗИ почек, включая ультразвуковое исследование с контрастным усилением (CEUS), эластографию и визуализацию слияния. Тем не менее, УЗИ почек имеет определенные ограничения, и следует рассмотреть другие методы, такие как КТ (КЭКТ) и МРТ, для дополнительной визуализации при оценке заболевания почек.

Венозный доступ

Внутривенный доступ для сбора образцов крови для помощи в диагностике или лабораторных исследованиях, включая посев крови, или для введения внутривенных жидкостей для замены жидкости или переливания крови у более больных пациентов, является обычной медицинской процедурой. Потребность во внутривенном доступе возникает в амбулаторных лабораториях, в отделениях стационара и, что особенно важно, в отделении неотложной помощи и отделении интенсивной терапии. Во многих ситуациях внутривенный доступ может потребоваться неоднократно или в течение значительного периода времени. В этих последних обстоятельствах игла с расположенным выше катетером вводится в вену, а затем катетер надежно вводится в вену при извлечении иглы. Выбранные вены чаще всего выбираются на руке, но в сложных ситуациях может потребоваться более глубокая вена на шее ( внешняя яремная вена ) или плече ( подключичная вена ). Есть много причин, по которым выбор подходящей вены может быть проблематичным. К ним относятся, помимо прочего, ожирение, предыдущее повреждение вен в результате воспалительной реакции на предыдущий «забор крови», предыдущее повреждение вен в результате употребления рекреационных наркотиков.

В этих сложных ситуациях введению катетера в вену в значительной степени способствовало использование ультразвука. Ультразвуковой прибор может быть «на тележке» или «переносным» с использованием линейного преобразователя с частотой от 10 до 15 мегагерц. В большинстве случаев выбор вены ограничивается требованием, чтобы длина вены не превышала 1,5 см. с поверхности кожи. Датчик может быть размещен продольно или поперечно над выбранной веной. Ультразвуковая тренировка для внутривенной канюляции предлагается в большинстве программ ультразвуковой тренировки.

От звука к изображению

Создание изображения из звука состоит из трех этапов - передача звуковой волны, получение эхо-сигналов и их интерпретация.

Создание звуковой волны

Медицинский ультразвуковой сканер

Звуковая волна обычно создается пьезоэлектрическим преобразователем, заключенным в пластиковый корпус. Сильные короткие электрические импульсы от ультразвукового аппарата приводят преобразователь в нужную частоту. Эти частоты могут варьироваться в диапазоне от 1 до 18 МГц, хотя частота до 50-100 МГц экспериментально использованы в технологии, известной как биомикроскопии в специальных регионах, таких, как в переднюю камеру глаза.

Преобразователи более старых технологий фокусировали свой луч с помощью физических линз. Преобразователи современной технологии используют методы цифровой антенной решетки (пьезоэлектрические элементы в преобразователе создают эхо в разное время), чтобы позволить ультразвуковому аппарату изменять направление и глубину фокуса. Как уже говорилось, звук фокусируется либо формой преобразователя, либо линзой перед преобразователем, либо сложным набором управляющих импульсов от ультразвукового сканера в технике формирования луча или пространственной фильтрации. Эта фокусировка создает дугообразную звуковую волну от лицевой стороны преобразователя. Волна проходит внутрь тела и фокусируется на желаемой глубине.

Материалы на лицевой стороне преобразователя позволяют эффективно передавать звук в тело (часто это резиновое покрытие, форма согласования импеданса ). Кроме того, между кожей пациента и датчиком помещается гель на водной основе, чтобы облегчить передачу ультразвука в тело. Это потому, что воздух вызывает полное отражение ультразвука; препятствуя передаче ультразвука в организм.

Звуковая волна частично отражается от слоев между различными тканями или рассеивается от более мелких структур. В частности, звук отражаются в любом месте, где есть акустический импеданс изменяется в организме: например, клетка крови в плазме крови, небольшие структуры в органах и т.д. Некоторые из отражений возвращаются к преобразователю.

Получение эха

Возврат звуковой волны к преобразователю приводит к тому же процессу, что и отправка звуковой волны, в обратном порядке. Возвращенная звуковая волна вызывает вибрацию преобразователя, и преобразователь преобразует вибрации в электрические импульсы, которые поступают в ультразвуковой сканер, где они обрабатываются и преобразуются в цифровое изображение.

Формирование образа

Чтобы сделать изображение, ультразвуковой сканер должен определить две характеристики для каждого полученного эхо-сигнала:

  1. Сколько времени потребовалось для получения эха с момента передачи звука. (Время и расстояние эквивалентны.)
  2. Насколько сильным было эхо.

Как только ультразвуковой сканер определит эти два параметра, он сможет определить, какой пиксель изображения нужно освещать и с какой интенсивностью.

Преобразование принятого сигнала в цифровое изображение можно объяснить, используя пустую электронную таблицу в качестве аналогии. Сначала изобразите длинный плоский преобразователь в верхней части листа. Посылайте импульсы по «столбцам» электронной таблицы (A, B, C и т. Д.). Прослушайте каждый столбец на предмет каких-либо ответных эхо. Когда слышно эхо, обратите внимание, сколько времени потребовалось, чтобы эхо вернулось. Чем дольше ожидание, тем глубже строка (1,2,3 и т. Д.). Сила эха определяет настройку яркости для этой ячейки (белый для сильного эхо, черный для слабого эха и различные оттенки серого для всего, что находится между ними). ​​Когда все эхо записаны на листе, изображение в оттенках серого имеет выполнено.

Отображение изображения

Изображения с ультразвукового сканера передаются и отображаются с использованием стандарта DICOM. Обычно применяется очень небольшая пост-обработка.

Звук в теле

Преобразователь с линейной решеткой

Ультрасонография ( сонография ) использует зонд, содержащий несколько акустических преобразователей, для посылки звуковых импульсов в материал. Когда звуковая волна встречает материал с другой плотностью (акустическим сопротивлением), часть звуковой волны рассеивается, но часть отражается обратно на зонд и обнаруживается как эхо. Время, необходимое для того, чтобы эхо-сигнал вернулся к датчику, измеряется и используется для расчета глубины границы раздела тканей, вызывающей эхо-сигнал. Чем больше разница между акустическим импедансом, тем больше эхо. Если импульс попадает в газы или твердые тела, разница плотностей настолько велика, что большая часть акустической энергии отражается, и дальнейшее продвижение становится невозможным.

Частоты, используемые для медицинской визуализации, обычно находятся в диапазоне от 1 до 18 МГц. Более высокие частоты имеют соответственно меньшую длину волны и могут использоваться для создания более подробных сонограмм. Однако затухание звуковой волны увеличивается на более высоких частотах, поэтому проникновение в более глубокие ткани требует более низкой частоты (3-5 МГц).

Проникнуть глубоко в тело с помощью сонографии сложно. Некоторая акустическая энергия теряется каждый раз, когда формируется эхо, но большая ее часть (приблизительно) теряется из-за акустического поглощения. (См. « Затухание звука» для получения дополнительных сведений о моделировании затухания и поглощения звука.) 0,5 дБ см глубина МГц {\ displaystyle \ textstyle 0.5 {\ frac {\ t_dv {dB}} {{\ t_dv {глубина в см}} \ cdot {\ t_dv {MHz}}}}}

Скорость звука меняется при прохождении через разные материалы и зависит от акустического импеданса материала. Однако сонографический инструмент предполагает, что скорость звука постоянна и составляет 1540 м / с. Эффект этого предположения заключается в том, что в реальном теле с неоднородными тканями луч становится несколько расфокусированным и разрешение изображения снижается.

Для создания двухмерного изображения ультразвуковой луч прокручивается. Преобразователь может качаться механически путем вращения или качания, или преобразователь с одномерной фазированной решеткой может использоваться для электронной развертки луча. Полученные данные обрабатываются и используются для построения изображения. Таким образом, изображение представляет собой двумерное представление среза тела.

Трехмерные изображения могут быть сгенерированы путем получения серии смежных двухмерных изображений. Обычно используется специализированный зонд, который механически сканирует обычный преобразователь двухмерных изображений. Однако, поскольку механическое сканирование выполняется медленно, сделать трехмерные изображения движущихся тканей сложно. Недавно были разработаны двухмерные преобразователи с фазированной решеткой, которые могут сканировать луч в трехмерном пространстве. Они могут создавать изображения быстрее и даже использоваться для создания живых трехмерных изображений бьющегося сердца.

Допплерография используется для изучения кровотока и движения мышц. Различные обнаруженные скорости представлены в цвете для простоты интерпретации, например, негерметичные сердечные клапаны: утечка отображается в виде вспышки уникального цвета. В качестве альтернативы цвета могут использоваться для представления амплитуд принятых эхо-сигналов.

Режимы

В медицинской визуализации используется несколько режимов ультразвука. Эти:

  • A-режим: A-режим (амплитудный режим) является самым простым. Один датчик сканирует линию тела с отображением на экране эхо-сигналов в зависимости от глубины. Терапевтический ультразвук, направленный на конкретную опухоль или камень, имеет А-режим, что позволяет точно определить фокус разрушительной энергии волны.
  • B-режим или 2D-режим: в B-режиме (режиме яркости) линейный массив датчиков одновременно сканирует плоскость тела, которую можно рассматривать как двухмерное изображение на экране. Сейчас более известный как 2D-режим.
Изображение B-потока венозного рефлюкса. Видео доступно
  • B-поток - это режим, в котором в цифровом виде подсвечиваются движущиеся отражатели (в основном красные кровяные тельца ), при этом подавляются сигналы от окружающей неподвижной ткани. Он может одновременно визуализировать текущую кровь и окружающие неподвижные ткани. Таким образом, это альтернатива или дополнение к ультразвуковой допплерографии для визуализации кровотока.
  • C-режим: изображение в C-режиме формируется в плоскости, перпендикулярной изображению в B-режиме. Используется вентиль, который выбирает данные с определенной глубины из линии A-режима; затем преобразователь перемещается в 2D-плоскости для отбора проб всей области на этой фиксированной глубине. Когда датчик пересекает область по спирали, область размером 100 см 2 может быть просканирована примерно за 10 секунд.
  • M-режим: в M-режиме (режиме движения) импульсы излучаются в быстрой последовательности - каждый раз делается снимок в A-режиме или B-режиме. Со временем это аналог записи видео на УЗИ. Поскольку границы органов, которые создают отражения, перемещаются относительно зонда, это можно использовать для определения скорости конкретных структур органов.
  • Доплеровский режим : в этом режиме используется эффект Доплера для измерения и визуализации кровотока.
    • Цветовой допплер: информация о скорости отображается в виде наложения с цветовой кодировкой поверх изображения в B-режиме.
    • Непрерывный волновой (CW) Доплеровский: информация о доплеровском режиме отбирается вдоль линии, проходящей через тело, и отображаются все скорости, обнаруженные в каждый момент времени (на временной шкале).
    • Импульсно-волновой (PW) Допплер: информация о доплеровском режиме отбирается только из небольшого объема образца (определенного на 2D-изображении) и отображается на временной шкале.
    • Дуплекс : общее название для одновременного представления информации 2D и (обычно) PW Doppler. (При использовании современных ультразвуковых аппаратов почти всегда используется цветной допплер; отсюда и альтернативное название Triplex.)
  • Режим инверсии импульсов: излучаются два последовательных импульса с противоположным знаком, которые затем вычитаются друг из друга. Это означает, что любой линейно реагирующий компонент исчезнет, ​​в то время как выделяются газы с нелинейной сжимаемостью. Инверсия импульсов также может использоваться аналогично режиму гармоник ; см. ниже:
  • Гармонический режим: глубоко проникающая основная частота излучается в тело и обнаруживается гармонический обертон. Значительно уменьшаются шумы и артефакты из-за реверберации и аберрации. Некоторые также считают, что глубину проникновения можно получить за счет улучшенного разрешения по горизонтали; однако это недостаточно хорошо задокументировано.

Расширения

Дополнительным расширением ультразвука является биплоскостной ультразвук, в котором зонд имеет две 2D-плоскости, перпендикулярные друг другу, что обеспечивает более эффективную локализацию и обнаружение. Кроме того, многоплановый зонд может поворачиваться на 180 ° для получения нескольких изображений. В 3D-ультразвуке многие 2D-плоскости складываются в цифровом виде для создания трехмерного изображения объекта.

Допплерография

Основная статья: Допплерография Дуплексное сканирование общей сонной артерии

Ультразвуковая допплерография использует эффект Доплера, чтобы оценить, движутся ли структуры (обычно кровь) к зонду или от него, а также их относительную скорость. Посредством вычисления сдвига частоты конкретного объема образца, потока в артерии или струи крови, обтекающей клапан сердца, в качестве примера можно определить и визуализировать ее скорость и направление. Цветовой допплер - это измерение скорости по цветовой шкале. Цветные доплеровские изображения обычно комбинируются с изображениями в градациях серого ( B-режим) для отображения дуплексных ультразвуковых изображений. Использование включает:

Контрастное ультразвуковое исследование (ультразвуковая контрастная визуализация)

Основная статья: УЗИ с контрастным усилением

Контрастное средство для медицинского ультразвукового исследования является разработка инкапсулированных газовых микропузырьков, чтобы увеличить эхогенности крови, обнаруженной д - ром Raymond Gramiak в 1968 году и назван контрастным усилением ультразвука. Этот метод контрастной медицинской визуализации используется во всем мире, в частности для эхокардиографии в США и для ультразвуковой радиологии в Европе и Азии.

Контрастное вещество на основе микропузырьков вводится внутривенно в кровоток пациента во время ультразвукового исследования. Из-за своего размера микропузырьки остаются в кровеносных сосудах, не выходя из межклеточной жидкости. Таким образом, контрастное вещество для ультразвука является исключительно внутрисосудистым, что делает его идеальным средством для визуализации микроваскуляризации органов в диагностических целях. Типичное клиническое использование контрастной ультрасонографии - обнаружение гиперваскулярной метастатической опухоли, которая демонстрирует поглощение контраста (кинетика концентрации микропузырьков в кровообращении) быстрее, чем здоровая биологическая ткань, окружающая опухоль. Существуют и другие клинические применения контраста, например, в эхокардиографии для улучшения контуров левого желудочка для визуализации сократимости сердечной мышцы после инфаркта миокарда. Наконец, применение в количественной перфузии (относительное измерение кровотока ) появилось для выявления раннего реагирования пациента на анти-раковую лекарственной терапию (методологию и клинические исследования д - ра Nathalie Lassau в 2011 году), что позволяет лучшие онкологические терапевтические возможности, которые будут определены.

Параметрическая визуализация сосудистых сигнатур (диаграмма)

В онкологической практике медицинской контрастной ультрасонографии врачи используют «параметрическую визуализацию сосудистых сигнатур», изобретенную доктором Николасом Роньеном в 2010 году. Этот метод задуман как инструмент диагностики рака, облегчающий характеристику подозрительной опухоли ( злокачественной или доброкачественной ) в органе.. Этот метод основан на медицинских вычислительных науках и предназначен для анализа временной последовательности ультразвуковых контрастных изображений, цифрового видео, записанного в реальном времени во время обследования пациента. К каждому пикселю опухоли применяются два последовательных этапа обработки сигнала :

  1. расчет сосудистой сигнатуры (разница в поглощении контраста относительно здоровой ткани, окружающей опухоль);
  2. автоматическая классификация сосудистой сигнатуры в уникальный параметр, который кодируется одним из четырех следующих цветов :
    • зеленый - постоянное гиперусиление (поглощение контраста выше, чем у здоровых тканей),
    • синий для непрерывного гипоусиления (поглощение контраста ниже, чем у здоровых тканей),
    • красный для быстрого гиперусиления (поглощение контраста раньше, чем в здоровых тканях) или
    • желтый для быстрого гипоусиления (поглощение контраста после контраста здоровой ткани).

После завершения обработки сигнала в каждом пикселе на мониторе компьютера отображается цветовая пространственная карта параметра, суммирующая всю сосудистую информацию опухоли в одном изображении, называемом параметрическим изображением (см. Последний рисунок статьи в прессе в качестве клинических примеров). Это параметрическое изображение интерпретируется клиницистами на основе преобладающей окраски опухоли: красный цвет указывает на подозрение на злокачественное новообразование (риск рака), зеленый или желтый - на высокую вероятность доброкачественности. В первом случае (подозрение на злокачественную опухоль ) врач обычно назначает биопсию для подтверждения диагноза или компьютерную томографию в качестве второго мнения. Во втором случае (почти определенная доброкачественная опухоль ) необходимо только последующее наблюдение с контрастным ультразвуковым исследованием через несколько месяцев. Основные клинические преимущества заключаются в том, чтобы избежать системной биопсии (с неотъемлемым риском инвазивных процедур) доброкачественных опухолей или компьютерной томографии, подвергающей пациента воздействию рентгеновского излучения. Метод параметрической визуализации сосудистых сигнатур оказался эффективным на людях для характеристики опухолей печени. В контексте скрининга рака этот метод может быть потенциально применим к другим органам, таким как грудь или простата.

Молекулярная ультрасонография (ультразвуковая молекулярная визуализация)

Текущее будущее контрастного ультразвукового исследования заключается в молекулярной визуализации с потенциальным клиническим применением, которое ожидается при скрининге рака для выявления злокачественных опухолей на самой ранней стадии их появления. Молекулярная ультрасонография (или ультразвуковая молекулярная визуализация) использует целевые микропузырьки, первоначально разработанные доктором Александром Клибановым в 1997 году; такие микропузырьки-мишени специфически связываются или прикрепляются к микрососудам опухоли, воздействуя на экспрессию биомолекулярного рака (сверхэкспрессия определенных биомолекул, которая возникает во время неоангиогенеза или воспаления в злокачественных опухолях). В результате через несколько минут после их введения в кровоток целевые микропузырьки накапливаются в злокачественной опухоли; облегчая его локализацию в уникальном ультразвуковом контрастном изображении. В 2013 годе, первое разведочное клиническое испытание на людях для рака простаты было завершено в Амстердаме в Нидерландах доктора Hessel Wijkstra.

В молекулярной ультрасонографии метод акустической радиационной силы (также используемый для эластографии сдвиговой волной) применяется для того, чтобы буквально подтолкнуть целевые микропузырьки к стенке микрососудов; впервые продемонстрировал доктор Пол Дейтон в 1999 году. Это позволяет максимизировать связывание со злокачественной опухолью; Нацеленные микропузырьки находятся в более непосредственном контакте с раковыми биомолекулами, экспрессируемыми на внутренней поверхности микрососудов опухоли. На этапе научных доклинических исследований метод акустической радиационной силы был реализован в качестве прототипа в клинических ультразвуковых системах и апробирован in vivo в режимах 2D и 3D визуализации.

Эластография (ультразвуковая визуализация эластичности)

Основная статья: Эластография

Ультразвук также используется для эластографии, которая является относительно новым методом визуализации, который отображает эластичные свойства мягких тканей. Эта модальность появилась в последние два десятилетия. Эластография полезна при медицинской диагностике, поскольку она может отличить здоровую ткань от нездоровой для конкретных органов / новообразований. Например, раковые опухоли часто бывают более твердыми, чем окружающие ткани, а больная печень жестче, чем здоровая.

Существует множество методик ультразвуковой эластографии.

Интервенционная ультрасонография

Интервенционная ультрасонография включает биопсию, опорожнение жидкости, внутриутробное переливание крови ( гемолитическая болезнь новорожденных ).

  • Кисты щитовидной железы : высокочастотное ультразвуковое исследование щитовидной железы (HFUS) может использоваться для лечения нескольких заболеваний железы. Рецидивирующая киста щитовидной железы, которая в прошлом обычно лечилась хирургическим путем, может быть эффективно вылечена новой процедурой, называемой чрескожной инъекцией этанола или PEI. При размещении иглы 25 калибра внутри кисты под контролем ультразвука и после откачивания жидкости из кисты около 50% объема кисты вводится обратно в полость под строгим контролем оператора за кончиком иглы. Процедура позволяет уменьшить кисту до минимального размера на 80%.
  • Метастатические лимфатические узлы шеи при раке щитовидной железы: HFUS также может использоваться для лечения лимфатических узлов шеи при метастатическом раке щитовидной железы, которые возникают у пациентов, которые либо отказываются, либо больше не являются кандидатами на операцию. Небольшие количества этанола вводятся под иглой под контролем ультразвука. Перед инъекцией проводится энергетическое допплеровское исследование кровотока. Кровоток может быть нарушен, и узел станет неактивным. Поток крови, визуализированный с помощью энергетического допплера, может быть устранен, и может наблюдаться снижение уровня онкологического маркера крови, тиреоглобулина, триглицеридов, поскольку узел становится нефункциональным. Еще одно интервенционное использование HFUS - пометить раковый узел перед операцией, чтобы помочь определить местонахождение кластера узлов во время операции. Вводится незначительное количество метиленового красителя при осторожном размещении иглы под контролем ультразвука на передней поверхности, но не в узле. Краситель будет очевиден хирургу-щитовидной железе, когда он откроет шею. Аналогичная процедура локализации с метиленовым синим может быть проведена для локализации аденомы паращитовидной железы.
Инъекция в тазобедренный сустав под ультразвуковым контролем.

Компрессионное ультразвуковое исследование

Компрессионное ультразвуковое исследование - это когда зонд прижимается к коже. Это может приблизить целевую структуру к зонду, увеличивая ее пространственное разрешение. Сравнение формы целевой структуры до и после сжатия может помочь в диагностике.

Он используется в ультразвуковом исследовании тромбоза глубоких вен, где отсутствие сжимаемости вен является сильным признаком тромбоза. Компрессионное ультразвуковое исследование обладает высокой чувствительностью и специфичностью для выявления проксимального тромбоза глубоких вен у пациентов с симптомами. Результаты ненадежны, если у пациента нет симптомов, например, у послеоперационных ортопедических пациентов с высоким риском.

Панорамное УЗИ

Панорамное ультразвуковое исследование проксимального разрыва сухожилия двуглавой мышцы плеча. Верхнее изображение показывает противоположную нормальную сторону, а нижнее изображение показывает втянутую мышцу с гематомой, заполняющей проксимальное пространство.

Панорамное ультразвуковое исследование - это цифровое сшивание нескольких ультразвуковых изображений в одно более широкое. Он может отображать аномалию целиком и отображать ее связь с близлежащими структурами на одном изображении.

Атрибуты

Как и все методы визуализации, УЗИ имеет как положительные, так и отрицательные стороны.

Сильные стороны

  • поверхности мышц, мягких тканей и костей визуализируются очень хорошо, включая очертания границ раздела между твердыми и заполненными жидкостью пространствами.
  • «Живые» изображения могут быть выбраны динамически, что часто позволяет быстро диагностировать и документировать. Прямые изображения также позволяют проводить биопсию или инъекции под ультразвуковым контролем, что может быть затруднительно при использовании других методов визуализации.
  • Можно продемонстрировать строение органа.
  • При использовании в соответствии с инструкциями нет известных долгосрочных побочных эффектов, а дискомфорт минимален.
  • Возможность отображать локальные изменения механических свойств мягких тканей.
  • Оборудование широко доступно и сравнительно гибкое.
  • Доступны небольшие, легко переносимые сканеры, которые позволяют проводить обследования у постели больного.
  • Преобразователи стали относительно недорогими по сравнению с другими методами исследования, такими как компьютерная рентгеновская томография, DEXA или магнитно-резонансная томография.
  • Пространственное разрешение у высокочастотных ультразвуковых преобразователей лучше, чем у большинства других методов визуализации.
  • Использование интерфейса ультразвукового исследования может предложить относительно недорогой, работающий в режиме реального времени и гибкий метод сбора данных, необходимых для конкретных исследовательских целей по характеристике тканей и разработке новых методов обработки изображений.

Недостатки

Артефакт двойной аорты в сонографии из-за разницы в скорости звуковых волн в мышцах и жирах.
  • У сонографических устройств есть проблемы с проникновением в кость. Например, сонография головного мозга взрослого человека в настоящее время очень ограничена.
  • Сонография работает очень плохо, когда между датчиком и исследуемым органом есть газ из-за огромных различий в акустическом импедансе. Например, газ в желудочно-кишечном тракте часто затрудняет ультразвуковое сканирование поджелудочной железы. Однако визуализация легких может быть полезна для определения границ плеврального выпота, выявления сердечной недостаточности и пневмонии.
  • Даже при отсутствии кости или воздуха глубина проникновения ультразвука может быть ограничена в зависимости от частоты визуализации. Следовательно, могут возникнуть трудности с визуализацией структур глубоко в теле, особенно у пациентов с ожирением.
  • Качество изображения и точность диагноза ограничены у пациентов с ожирением, а верхний слой подкожно-жировой клетчатки ослабляет звуковой луч. Требуется преобразователь более низкой частоты с последующим более низким разрешением.
  • Метод зависит от оператора. Для получения качественных изображений и постановки точного диагноза необходимы навыки и опыт.
  • Нет скаутского изображения, как при КТ и МРТ. После получения изображения невозможно точно сказать, какая часть тела была получена.
  • 80% сонографистов страдают от повторяющихся травм от растяжения (RSI) или так называемых профессиональных заболеваний опорно-двигательного аппарата (WMSD) из-за плохой эргономики.

Риски и побочные эффекты

Ультрасонография обычно считается безопасной визуализацией, при этом Всемирные организации здравоохранения заявляют:

«Диагностический ультразвук признан безопасным, эффективным и очень гибким методом визуализации, способным быстро и экономично предоставить клинически значимую информацию о большинстве частей тела».

Диагностические ультразвуковые исследования плода обычно считаются безопасными во время беременности. Однако эту диагностическую процедуру следует выполнять только при наличии действительных медицинских показаний, и следует использовать минимально возможные настройки ультразвукового воздействия для получения необходимой диагностической информации в соответствии с принципом «как можно более низкого уровня» или принципа ALARP.

Хотя нет никаких доказательств того, что ультразвук может быть вредным для плода, медицинские власти, как правило, категорически не рекомендуют рекламировать, продавать или сдавать в аренду ультразвуковое оборудование для создания «видео на память о плодах».

Исследования безопасности ультразвука

  • Мета-анализ нескольких ультразвуковых исследований, опубликованных в 2000 году, не обнаружил статистически значимых вредных эффектов от ультразвукового исследования. Было отмечено, что отсутствуют данные о долгосрочных существенных исходах, таких как нейроразвитие.
  • Исследование Йельской школы медицины, опубликованное в 2006 году, обнаружило небольшую, но значительную корреляцию между длительным и частым использованием ультразвука и аномальной миграцией нейронов у мышей.
  • Исследование, проведенное в Швеции в 2001 году, показало, что тонкие эффекты неврологического повреждения, связанные с ультразвуком, были связаны с увеличением случаев леворукости у мальчиков (маркер проблем с мозгом, если они не являются наследственными) и задержкой речи.
    • Приведенные выше результаты, однако, не были подтверждены в последующих исследованиях.
    • Однако более позднее исследование, проведенное на более крупной выборке из 8865 детей, установило статистически значимую, хотя и слабую связь между воздействием ультразвукового исследования и тем, что они не являются правшами в более позднем возрасте.

Регулирование

Диагностическое и терапевтическое ультразвуковое оборудование регулируется в США Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, а во всем мире - другими национальными регулирующими органами. FDA ограничивает акустический выход, используя несколько показателей; как правило, другие агентства принимают руководящие принципы, установленные FDA.

В настоящее время Нью-Мексико, Орегон и Северная Дакота - единственные штаты США, которые регулируют деятельность диагностических медицинских сонографов. Сертификационные экзамены для сонографистов доступны в США в трех организациях: Американском регистре диагностической медицинской сонографии, Cardiovascular Credentialing International и Американском регистре радиологических технологов.

Основными регулируемыми показателями являются механический индекс (MI), показатель, связанный с биоэффектом кавитации, и тепловой индекс (TI), показатель, связанный с биоэффектом нагрева ткани. FDA требует, чтобы аппарат не превышал установленных пределов, которые являются разумно консервативными в попытке сохранить диагностический ультразвук в качестве безопасного метода визуализации. Это требует саморегулирования со стороны производителя при калибровке станка.

В 1980-х годах в Индии были внедрены технологии дородового ухода и полового скрининга на основе ультразвукового исследования. В связи с опасениями по поводу его неправильного использования для абортов по признаку пола правительство Индии в 1994 году приняло Закон о методах пренатальной диагностики (PNDT), чтобы различать и регулировать законное и незаконное использование ультразвукового оборудования. В 2004 году в закон были внесены поправки в виде Закона о методах до зачатия и пренатальной диагностики (регулирование и предотвращение неправомерного использования) (PCPNDT) для предотвращения и наказания пренатального полового скрининга и селективного аборта по признаку пола. В настоящее время в Индии незаконным и наказуемым преступлением является определение или раскрытие пола плода с помощью ультразвукового оборудования.

История

После открытия пьезоэлектричества французским физиком Пьером Кюри в 1880 году ультразвуковые волны могли преднамеренно генерироваться в промышленности. В 1940 году американский физик-акустик Флойд Файерстоун изобрел первое устройство ультразвуковой эхо-визуализации - сверхзвуковой рефлектоскоп для обнаружения внутренних дефектов в металлических отливках. В 1941 году австрийский невролог Карл Тео Дуссик в сотрудничестве со своим братом Фридрихом, физиком, вероятно, был первым человеком, который получил ультразвуковое изображение человеческого тела, очерчивая желудочки человеческого мозга. Впервые ультразвуковая энергия была применена к человеческому телу в медицинских целях доктором  Джорджем Людвигом в Морском медицинском научно-исследовательском институте в Бетесде, штат Мэриленд, в конце 1940-х годов. Физик английского происхождения Джон Уайлд (1914–2009) впервые применил ультразвук для оценки толщины кишечной ткани еще в 1949 году; его называют «отцом медицинского ультразвука». Последующие достижения имели место одновременно в нескольких странах, но только в 1961 году, когда работа Дэвида Робинсона и Джорджа Коссоффа в Министерстве здравоохранения Австралии привела к созданию первого коммерчески практичного ультразвукового сканера для водяной бани. В 1963 году Meyerdirk amp; Wright запустила производство первого коммерческого портативного сканера B-режима с шарнирно-сочлененной рукой, который сделал ультразвук общедоступным для использования в медицине.

Франция

Леандр Пурсело, исследователь и преподаватель INSA (Institut National des Sciences Appliquées), Лион, в 1965 году совместно опубликовал отчет в Академии наук « Effet Doppler et mesure du débit sanguin » («Эффект Доплера и мера крови потока »), положив в основу его конструкцию доплеровского расходомера в 1967 году.

Шотландия

Параллельные разработки профессора Яна Дональда и его коллег из Королевского родильного дома Глазго (GRMH) в Глазго, Шотландия, привели к первым диагностическим применениям этого метода. Дональд был акушером с самопровозглашенным «детским интересом к машинам, электронным и прочим», который, вылечив жену одного из директоров компании, был приглашен посетить исследовательский отдел котельных Babcock amp; Wilcox в Renfrew. Он адаптировал их промышленное ультразвуковое оборудование для проведения экспериментов с различными патологическими анатомическими образцами и оценки их ультразвуковых характеристик. Вместе с медицинским физиком Томом Брауном  [ Викиданные ]. и его коллега-акушер доктор Джон МакВикар, Дональд усовершенствовал оборудование, чтобы позволить дифференцировать патологию у живых пациентов-добровольцев. Эти результаты были опубликованы в «Ланцет» 7 июня 1958 года как «Исследование новообразований в брюшной полости с помощью импульсного ультразвука» - возможно, одна из самых важных статей, опубликованных в области диагностической медицинской визуализации.

Затем в GRMH профессор Дональд и доктор Джеймс Уиллокс усовершенствовали свои методы в акушерстве, включая измерение головы плода для оценки размера и роста плода. С открытием нового госпиталя королевы-матери в Йоркхилле в 1964 году стало возможным еще больше усовершенствовать эти методы. Новаторская работа доктора Стюарта Кэмпбелла по цефалометрии плода привела к тому, что она приобрела долгосрочный статус окончательного метода изучения роста плода. По мере дальнейшего развития технического качества сканирования вскоре стало возможным изучать беременность от начала до конца и диагностировать ее многочисленные осложнения, такие как многоплодная беременность, аномалии плода и предлежание плаценты. С тех пор диагностический ультразвук был импортирован практически во все другие области медицины.

Швеция

Врач УЗИ был использован в 1953 году в Университете Лунда по кардиолог Инге Edler и Густав Людвиг Герц сына с Карла Гельмута Герца, который был тогда аспирантом кафедры университета в области ядерной физики.

Эдлер спросил Герца, можно ли использовать радар, чтобы заглянуть внутрь тела, но Герц сказал, что это невозможно. Однако, по его словам, возможно, можно будет использовать ультразвуковое исследование. Герц был знаком с использованием ультразвуковых рефлектоскопов изобретения американского физика-акустика Флойда Файерстоуна для неразрушающего контроля материалов, и вместе Эдлер и Герц разработали идею применения этой методологии в медицине.

Первое успешное измерение сердечной деятельности было сделано 29 октября 1953 года с помощью прибора, позаимствованного у судостроительной компании Kockums в Мальмё. 16 декабря того же года методом была создана эхоэнцефалограмма (ультразвуковой зонд головного мозга ). Эдлер и Герц опубликовали свои выводы в 1954 году.

Соединенные Штаты

В 1962 году, примерно после двух лет работы, Джозеф Холмс, Уильям Райт и Ральф Мейердирк разработали первый комплексный контактный сканер B-режима. Их работа была поддержана Службой общественного здравоохранения США и Университетом Колорадо. Райт и Мейердирк покинули университет и основали компанию Physionic Engineering Inc., которая в 1963 году выпустила первый коммерческий портативный комбинированный контактный сканер B-режима с шарнирно-сочлененной рукой. Это было началом самой популярной конструкции в истории ультразвуковых сканеров.

В конце 1960-х доктор Джин Странднесс и группа биоинженеров Вашингтонского университета провели исследование допплеровского ультразвука как диагностического инструмента сосудистых заболеваний. В конце концов, они разработали технологии для использования дуплексной визуализации или допплера в сочетании со сканированием в B-режиме для просмотра сосудистых структур в режиме реального времени, а также предоставления гемодинамической информации.

Первой демонстрацией цветного допплера был Джефф Стивенсон, который участвовал в ранних разработках и медицинском использовании ультразвуковой энергии со сдвигом Доплера.

Производители

Ведущими производителями ультразвукового оборудования являются Canon Medical, FUJIFILM SonoSite, GE Healthcare, Hitachi, Philips и Siemens Healthineers. Такие компании, как Usono, проектируют, разрабатывают и продают аксессуары, упрощающие использование ультразвука.

Смотрите также

Примечания

использованная литература

внешние ссылки

Последняя правка сделана 2024-01-02 04:42:37
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте