Что такое УЗИ — от физики процесса до методов сканирования и расшифровки данных

УЗИ раменское или сонография – это такое исследование, которое основано на способности ультразвука по-разному отражаться от объектов с неодинаковой плотностью. Колебания ультразвуковой волны, генерируемой датчиком, передаются на ткани организма и таким образом распространяются на более глубокие структуры. В однородной среде волна распространяется только по прямой. При возникновении на ее пути преграды с иным сопротивлением волна частично отражается от нее и возвращается обратно, улавливаясь датчиком. От воздушных сред ультразвук отражается практически полностью, именно поэтому этот метод бесполезен при диагностике болезней легких. По этой же причине во время проведения УЗ-исследования необходимо наносить на кожу инертный гель. Этот гель убирает воздушный слой между кожей и сканером и улучшает параметры визуализации.

Виды датчиков и режимы сканирования

Основная особенность ультразвукового датчика – это его способность одновременно генерировать и улавливать ультразвук. В зависимости от методики, цели и техники проведения исследования в функциональной диагностике применяют следующие типы датчиков:

• Линейные, которые обеспечивают высокую четкость изображений, но небольшую глубину сканирования. Этот вид датчиков применяется для УЗИ более поверхностных структур: щитовидной, молочной железы, сосудов, объемных образований в подкожной жировой клетчатке.
• Секторные датчики применяют, когда необходимо проведение УЗИ глубинных структур из небольшой доступной площади: обычно это сканирование через межреберные промежутки.
• Конвексные датчики характеризуются значительной глубиной визуализации (около 25 см). Этот вариант широко используется в диагностике заболеваний тазобедренных суставов, органов брюшной полости, малого таза.

В зависимости от применяемых методик и исследуемой зоны датчики бывают следующих форм:

• трансабдоминальные – датчики, которые устанавливаются непосредственно на кожу;
• трансректальные – вводятся в прямую кишку;
• трансвагинальные – во влагалище;
• трансвезикальные – в мочеиспускательный канал.

Особенности визуализации отраженных УЗ-волн зависят от выбранного варианта сканирования. Выделяют 7 основных режимов работы аппаратов УЗИ:

• A-режим показывает одномерную амплитуду колебаний: чем выше амплитуда, тем выше коэффициент отражения. Этот режим применяется только при проведении эхоэнцефалографии (УЗИ головного мозга) и в офтальмологической практике для оценки состояния оболочек и структур глазного яблока.
• M-режим подобен режиму A, но он показывает результат по двум осям: по вертикальной – расстояние до исследуемой области, по горизонтальной – время. Этот режим позволяет провести оценку скорости и амплитуды движения сердечной мышцы.
• B-режим дает двухмерные изображения, на которых разные оттенки серого цвета соответствуют определенной степени отражения эхо-сигнала. С увеличением интенсивности эха изображение становится более светлым (гиперэхогенная структура). Жидкостные образования анэхогенны и визуализируются в черном цвете.
• D-режим есть не что иное, как спектральная доплерография. В основе этого метода лежит эффект Доплера – вариабельность частоты отражения УЗ-волны от движущихся объектов. При перемещении в направлении сканера частота усиливается, в обратном направлении – уменьшается. Этот режим применяется при исследовании кровотока по сосудам, за ориентир берется частота отражения волны от эритроцитов.
• СDК-режим, то есть цветовое доплеровское картирование, кодирует определенным оттенком разнонаправленные потоки. Поток, идущий по направлению к датчику, изображается красным цветом, в противоположную сторону – синим.
• 3D-режим позволяет получить трехмерное изображение. Современные аппараты фиксируют в памяти сразу несколько изображений и на их основании воспроизводят трехмерную картинку. Этот вариант чаще используется при УЗИ плода, а в сочетании с доплеровским картированием – при УЗИ сердца.
• 4D-режим дает возможность увидеть движущееся объемное изображение в режиме реального времени. Применяют этот метод также в кардиологии и акушерстве.

Плюсы и минусы

К плюсам УЗИ-диагностики относятся:

• безболезненность;
• отсутствие травматизации тканей;
• доступность;
• безопасность;
• отсутствие абсолютных противопоказаний;
• возможность переноски аппарата УЗИ, что важно для лежачих больных;
• невысокая стоимость;
• высокая информативность – процедура позволяет оценить размеры и структуру органов и своевременно выявить болезнь.

Тем не менее, УЗИ не лишено недостатков:

• высокая операторо- и аппаратозависимость – интерпретация эхогенной картины в достаточной степени субъективна и зависит от квалификации врача и разрешающей способности аппарата;
• отсутствие системы стандартизованной архивации – пересмотреть результаты УЗИ спустя определенное время после исследования невозможно; даже если остаются сохраненные файлы, не всегда понятно, в каком случае куда был смещен датчик, а это затрудняет интерпретацию результатов;
• недостаточная информативность статичных изображений и снимков, переносимых на пленку.

Области применения

В настоящее время УЗИ является самым распространенным диагностическим методом в медицине. При подозрении на заболевание внутренних органов, сосудов, суставов практически всегда в первую очередь назначают именно этот вариант обследования.

Также значимо применение УЗИ при беременности для определения ее точного срока, особенностей развития плода, количества и качества околоплодных вод, для оценки состояния женской репродуктивной системы.

УЗИ используют в качестве:

• планового обследования;
• экстренной диагностики;
• наблюдения в динамике;
• диагностики во время и после операции;
• контрольного метода при выполнении инвазивных процедур (пункция, биопсия);
• скрининга – профилактического обследования, необходимого для раннего выявления болезни.

Показания и противопоказания

Показанием для проведения УЗ-диагностики служит подозрение на следующие изменения в органах и тканях:

• воспалительный процесс;
• новообразования (опухоли, кисты);
• наличие камней и кальцинатов;
• смещение органа;
• травматические повреждения;
• нарушение функции органа.

Раннее выявление аномалий развития плода – главное, зачем делают УЗИ при беременности.

УЗИ назначают для обследования следующих органов и систем:

• пищеварительная система (поджелудочная железа, паренхима печени, желчевыводящие пути);
• мочеполовая система (патологии половых органов, почек, мочевого пузыря, мочеточников);
• головной мозг;
• глазное яблоко;
• железы внутренней секреции (щитовидная железа, надпочечники);
• костно-мышечный аппарат (суставы, позвоночник);
• сердечно-сосудистая система (при нарушении работы сердечной мышцы и заболеваниях сосудов).

Основное значение УЗИ для медицины заключается в раннем выявлении патологии и, соответственно, в своевременном лечении болезни.

Абсолютных противопоказаний к проведению УЗИ нет. Относительным противопоказанием можно считать кожные заболевания и повреждения в области, куда нужно ставить датчик. Решение о том, можно ли назначать этот метод, принимается в каждой ситуации индивидуально.