Ультразвуковая диагностика: методы проведения и возможности исследования

Коротко

Ультразвуковая диагностика строит изображение внутренних органов и сосудов по отраженному ультразвуковому сигналу: датчик посылает волны, аппарат обрабатывает отражения и выводит на экран двумерную или объемную картину. В статье разобраны базовые режимы (A, M, B), допплеровские режимы для оценки кровотока (CW, PW, ЦДК, ЭДК), триплекс, трехмерная и 4D-визуализация, эластография, УЗИ с контрастом и мультимодальная визуализация. Отдельно показано, какой режим что дает: B-режим — структуру и геометрию органов, M-режим — движение структур во времени, допплеровские режимы — кровоток, эластография — жесткость тканей. В конце — ответы на частые вопросы о B-, M-режиме и энергетическом допплере (ЭДК), источники и переход в каталог УЗИ-аппаратов.

Методы ультразвуковой диагностики

Современные методы ультразвуковой диагностики играют важную роль в медицине и применяются для исследования различных внутренних органов и систем тела. С помощью ультразвукового аппарата и специальных датчиков, врач может получить двумерное или объемное изображение органов и оценить их структуру и состояние. Такая диагностика позволяет определить изменения в тканях, измерить размеры органов и оценить их функцию. Ультразвуковая визуализация осуществляется с помощью ультразвуковых лучей, которые проходят через ткани и отражаются от органов и сосудов. Полученные данные обрабатываются и отображаются на экране, создавая двумерное или объемное изображение внутренних органов и структур. Врачи-специалисты используют этот метод исследования для диагностики различных заболеваний и патологий, а также для контроля эффективности лечения. Ультразвуковая диагностика широко применяется в кардиологии для исследования сердца, в акушерстве и гинекологии для изучения состояния матки, яичников и плода, а также в других областях медицины. Существуют следующие методы ультразвуковой диагностики:

• Эхография;
• Допплерография или доплерография;
• Триплексное исследование;
• Трехмерное исследование (объемная визуализация);
• Эластография;
• Ультразвуковое исследование с применением контрастирующих препаратов;
• Мультимодальная визуализация.

Для оценки состояния внутренних органов применяются различные методы и режимы ультразвуковой диагностики. Например, при изучении внутренних органов брюшной полости, таких как печень, почки, селезенка и др., используется специальный конвексный датчик в B-режиме с возможностью добавления допплерографии при необходимости. Для исследования сосудистого русла, включающего аорты и вены, где кровь постоянно движется, чаще всего применяются линейные датчики и доплеровские режимы для измерения скоростных параметров. В статье мы рассказывали о том, какие датчики используются для различных видов исследований. Когда требуется провести ультразвуковое исследование сердца, необходимо использовать режим постоянно-волнового доплера и специальный секторный датчик. Кроме того, для измерения и оценки жесткости тканей применяется режим эластографии. Рассмотрим подробнее, какие методы УЗИ, режимы ультразвуковой диагностики в настоящее время существуют и где применяются:

Эхография

Эхография включает в себя совокупность базовых методов диагностики:

• A-режим - такой режим использовался на диагностических аппаратах старого поколения и в настоящее время в современных аппаратах (за исключением специализированных офтальмологических) встречается редко. Данный метод или функция позволяет получать одномерное изображение, где первая координата — это амплитуда отраженного сигнала от границы сред, а вторая — расстояние до этой границы;
• M-режим - одномерный метод УЗИ для оценки движения исследуемых структур в развертке по времени, например, такой режим используется при УЗИ сердца;
• B-режим - двумерное серошкальное сканирование, где изображение формируется за счет отражения УЗ-волн от границ раздела сред объектов исследования, это базовый режим, используемый для визуализации практически всех органов и структур.

Допплерография

Допплерография - это совокупность методов ультразвуковой диагностики, основанные на эффекте доплера. Допплерография является важным инструментом для диагностики и контроля состояния сердца и сосудов. Она позволяет врачам получить информацию о кровотоке, оценить работу сердца и выявить возможные нарушения. Существуют следующие доплеровские режимы:

• CW-режим (непрерывно-волновой допплер) представляет собой специальный режим для исследования потоков крови с высокими скоростями. Он широко используется в ультразвуковом исследовании сердца и артерий, и не имеет ограничений по глубине и скорости исследования. Однако, этот режим не обеспечивает разрешения по глубине;
• PW-режим (импульсно-волновой допплер) - это специальный режим ультразвукового исследования кровеносных сосудов. В PW-режиме используются импульсные сигналы, которые позволяют оценить зоны интереса по глубине путем выбора окна интереса. Однако этот режим не позволяет измерять большие скорости на большой глубине (сердце). Этот режим позволяет получать количественные параметры кровотока в сосудах, что делает его полезным для выявления таких нарушений, как стенозы и окклюзии;
• ЦДК (цветовое доплеровское картирование) - это режим ультразвукового исследования, который позволяет визуализировать направления и скорости движения кровотока в выбранной зоне исследования с использованием цветовой шкалы. Результаты измерений отображаются на экране в виде цветовой карты, где разные цвета соответствуют разным скоростям кровотока. Направление движения крови обозначается разными оттенками цвета. Режим ЦДК зависит от допплеровского угла;
• ЭДК (энергетический допплер) - это режим ультразвукового исследования, который позволяет визуализировать движения кровотока в исследуемой области, но не показывает скорости и направление движения крови. Данный метод ультразвукового исследования позволяет увидеть низкоскоростные потоки крови, которые могут быть затруднительно увидеть в режиме ЦДК. Режим ЭДК не зависит от допплеровского угла;
• Направленный энергетический доплер - это подвид режима ЭДК, при котором низкоскоростные потоки крови в сосудах визуализируются цветом в зависимости от их направления. Этот режим полезен при исследовании близко расположенных сосудов, где стандартные режимы не могут обеспечить достаточной детализации для различения отдельных потоков.
• Тканевый допплер (Tissue Doppler Imaging, TDI или тканевая цветовая допплерография) - это метод цветового картирования движения тканей, который применяется для оценки сократительной способности миокарда, и используется совместно с режимом PW. Данный метод диагностики позволяет получить более полную информацию о сократительной функции миокарда сердца.

Триплексное исследование

Триплексом называют метод исследования кровеносных сосудов (артерии, вены) в 3 режимах: B-режим + ЦДК режим цветового доплеровского картирования + PW импульсно-волновой или спектральный доплер. Вместе эти режимы дают наиболее точную оценку состояния сосудов, так как одновременно показывают направление кровотока и позволяют врачам провести измерение его количественных параметров, например, скорости:

• B-режим позволяет врачу оценить и измерить геометрические параметры сосуда, получить двухмерное изображение внутренней структуры сосудов и определить наличие возможных патологий, таких как тромбозы или атеросклеротические изменения;
• ЦДК позволяет врачу оценить кровоток по направлению (обычно в УЗИ аппаратах используют красный и синий цвет), показывает, есть ли участки завихрения или сужения просвета сосуда и т.д.;
• PW используется врачами для измерения количественных параметров (например, скорости) кровотока в сосудах: в развертке по времени отображается скорость потока (по вертикали) в исследуемой точке. Движение крови по направлению к датчику находится выше базовой линии, обратный кровоток (от датчика) - ниже.

Трехмерное исследование

Методы реконструкции двумерных изображений (слоев, слайсов) в трехмерное изображение. Можно выделить два подвида такого метода:

• Трехмерное построение или реконструкция методом свободной руки - метод, при котором врач-оператор проводит обычным ультразвуковым датчиком вдоль интересующего объекта, получая при этом двухмерные изображения, которые после преобразуются в 3D трехмерный объемный объект;
• 4D (Real-time 3D) визуализация в реальном времени - это современный метод позволяющий получать трехмерные изображения объекта исследования (органов или плода в теле матери) и наблюдать за ним в динамике (режиме реального времени), при этом врачом используется специализированный датчик объемного сканирования (чаще всего это УЗИ плода в акушерстве и тип датчика: объемный конвексный, но встречаются и, например, внутриполостные и секторные датчики объемного сканирования). Построенная объемная картинка, отображающаяся на экране аппарата, дает представление об исследуемом объекте целиком.

Эластография

Эластографией или эластометрией называют неинвазивный ультразвуковой метод исследования жесткости / эластичности / упругости тканей внутренних органов и структур для выявления узлов, новообразований, опухолей и других патологических изменений, а также общей оценки их состояния. Метод нашел применение в онкологии и в др. направлениях. Преимущество такого метода перед биопсией - возможность безболезненно исследовать весь орган целиком. Эластография бывает двух видов:

• Компрессионная эластография - при работе в данном режиме врач последовательно надавливает ультразвуковым датчиком на тело пациента в зоне интереса, например, это молочная железа, посылая УЗ-лучи и вызывая деформацию тканей органа. Как правило такой режим сканирования сопровождается специальным инструментом-помощником - индикаторами степени нажатия, отображающимися на экране аппарата. Однако есть и недостаток в виде снижения чувствительности метода с увеличением глубины расположения органа. Поэтому данный режим УЗИ подходит для диагностики поверхностных внутренних органов и структур. При работе с компрессионной эластографией желательно использовать высокочастотно-высокоплотные (с большим числом пьезокристаллов) датчики для лучшей детализации и точности при визуализации. В процессе работы в этом режиме разными цветами визуализируются различные по жесткости участки ткани, чтобы врач мог увидеть и оценить, где находятся более жесткие участки органа, требующие внимания и, вероятно, дополнительной диагностики. Метод эффективно используется в маммологии и гинекологии при исследовании молочных желез, матки, шейки матки, яичников.
• Эластография сдвиговой волны - метод, при применении которого, для сжатия исследуемого органа (печени) датчик генерирует ультразвуковой луч (волну), создающий поперечные сдвиговые волны в момент возвращения сжатого органа в исходное состояние. Поперечные волны перехватывает посылаемый следом луч и УЗИ аппарат с помощью программного обеспечения измеряет изменение скорости распространения сдвиговых волн, которое зависит от жесткости тканей органа. Данный режим позволяет исследовать и изучать глубоко лежащие внутренние органы и структуры, найти и определить небольшие опухоли в теле пациента на ранних стадиях, которые невозможно исследовать методом компрессионной эластографии, например, таким органом является печень и другие органы брюшной полости. Использование функции сдвиговой эластографии дает врачу определить и оценить степень фиброза печени.

На рисунке ниже приведен пример работы режима эластографии сдвиговой волны (слева) и компрессионной эластографии (справа) на экране УЗИ Аппарате Mindray DC-80 X-Insight с визуализацией печени и молочной железы.

Ультразвуковое исследование с применением контрастирующих препаратов

Диагностика с контрастом - это метод усиленной ультразвуковой визуализации и диагностики различных опухолей и других патологических структурных изменений с применением контрастирующих веществ, когда результатов других ультразвуковых и лучевых методов исследований недостаточны или противоречивы. При УЗИ данным методом используют специальные контрасты (например, препарат “Соновью”), которые вводятся врачами внутривенно и выводятся из организма пациента естественным путем. При данном методе ультразвукового исследования имеются противопоказания, требуется консультация с врачом. Такая диагностика используется по направлениям: онкология, эхокардиография, сосудистая система. Ниже приведено изображение, полученное с использованием данного метода на ультразвуковой диагностической системе Mindray DC-80 X-Insight.

Мультимодальная визуализация

Технология сравнения ультразвуковых изображений в режиме реального времени (iCompare у Mindray, S-Fusion у Samsung Medison) с изображениями, полученными различными методами лучевой диагностики (КТ, МРТ) на одном экране. Технология позволяет получить больший объем диагностически ценных данных. С помощью этого метода можно более точно наводить биопсийную иглу во время инвазивных процедур и более точно контролировать интервенционные манипуляции, например, радиочастотную абляцию печени. Технология позволяет отслеживать в динамике течение заболеваний и эффективность применяемой терапии. Ниже приведен пример работы технологии iCompare на УЗИ аппарате Mindray DC-80 X-Insight. Такой метод диагностики доступен, как правило, на системах экспертного и премиального класса.

Мы постарались подробно и понятно рассказать вам о методах ультразвуковых исследований. Надеемся наш материал оказался полезным для вас. Ознакомиться с УЗИ аппаратами, наркозно-дыхательным оборудованием, рентгенами и т. д. можно в нашем каталоге. Вы можете позвонить нам по телефону 8 800 600-64-38 или можете оставить заявку на обратный звонок.

Часто задаваемые вопросы

Что такое B-режим в УЗИ?

B-режим (B-mode, 2D) — базовый режим двумерного серошкального сканирования: изображение строится по отраженным ультразвуковым сигналам от границ сред, на экране видны структура и геометрия органа. В статье B-режим описан как базовый режим для визуализации практически всех органов и структур. В таблице базовых режимов FDA он указан как B/2D — режим получения серошкального изображения на основе отраженного сигнала.

Что такое M-режим в УЗИ и что он показывает?

M-режим (M-mode) — одномерный режим: по горизонтали на экране идет время, по вертикали — положение отражающих структур, поэтому видно, как они движутся. В статье M-режим отнесен к базовым методам эхографии вместе с A- и B-режимом и приведен как режим, который используется при УЗИ сердца.

Что такое ЭДК и чем энергетический допплер отличается от импульсного?

ЭДК (энергетический допплер, Power Doppler) — цветовое кодирование движения крови без информации о направлении: режим показывает, что кровоток в зоне есть, но не показывает его направление и скорость. Импульсно-волновой, или спектральный (PW), допплер работает иначе: в выбранном по глубине окне он дает количественные параметры потока, включая скорость и направление относительно датчика. По статье, ЭДК помогает увидеть низкоскоростные потоки, а PW используется для измерения скорости и выявления стенозов и окклюзий.

Что такое эхография?

Эхография — общее название базовых методов ультразвуковой визуализации, основанных на регистрации отраженного ультразвукового сигнала (эха). В статье этот раздел объединяет три режима: A-режим дает одномерное изображение по амплитуде отраженного сигнала, M-режим — развертку движения структур во времени, B-режим — двумерное серошкальное изображение. В таблице базовых режимов FDA эти режимы перечислены как A, B/2D и M.

Что такое триплексное исследование?

Триплекс — исследование кровеносных сосудов (артерий и вен) в трех режимах одновременно: B-режим + ЦДК (цветовое допплеровское картирование) + PW (импульсно-волновой, или спектральный, допплер). B-режим дает двумерное изображение внутренней структуры сосуда и его геометрические параметры, ЦДК показывает направление кровотока, участки завихрения или сужения просвета, PW — количественные параметры потока, например скорость. В развертке по времени PW отображает скорость потока по вертикали в исследуемой точке: движение крови к датчику — выше базовой линии, обратный кровоток — ниже.

Какой режим УЗИ что показывает?

По режимам, описанным в статье: B-режим — структура и геометрия органов; M-режим — движение структур во времени; ЦДК — направление и распределение потоков в цвете; PW — количественные параметры кровотока, например скорость; ЭДК — движение крови без информации о направлении, включая низкоскоростные потоки; эластография — жесткость тканей; УЗИ с контрастом — усиленная визуализация сосудов и патологических структур; мультимодальная визуализация — совместный просмотр УЗИ и КТ/МРТ. Какой режим применить в конкретном исследовании, решает врач по клинической задаче.

Итого

• УЗИ строит изображение по отраженному ультразвуковому сигналу: датчик посылает волны, аппарат обрабатывает отражения и выводит двумерную или объемную картину. Ионизирующее излучение при этом не используется.
• Режимы решают разные задачи: B-режим показывает структуру органов, M-режим — движение структур во времени, допплеровские режимы — кровоток, эластография — жесткость тканей, УЗИ с контрастом и мультимодальная визуализация — уточнение в сложных случаях.
• Набор доступных режимов зависит от класса системы и датчиков: например, мультимодальная визуализация iCompare в статье показана на системе экспертного класса.

Оборудование для кабинетов УЗИ — в разделе УЗИ-аппараты: например, аппарат УЗИ Mindray DC-80 X-Insight (на нем в статье показаны примеры эластографии, УЗИ с контрастом и iCompare) и аппарат УЗИ Mindray DC-55.

Смежные материалы: Чем отличаются аппараты УЗИ — принцип работы и устройство и Что такое УЗИ?.