Ультразвуковое исследование (Сонография)
Общее резюме метода
- Физические принципы и механизм получения изображения
- Ультразвук — это радиологический метод, который включает в себя направление звуковых волн очень высоких частот (около 2–20 МГц для диагностической визуализации) через тело
- Метод основан на приеме эхо-сигналов от этих волн для визуализации внутренних структур и органов
- Звуковые волны генерируются пьезоэлектрическими преобразователями, заключенными в датчик, который также регистрирует эхо
- Чем плотнее материал, тем сильнее эхо и, соответственно, тем выше будет интенсивность (яркость) визуализируемой структуры
- Чем дальше материал находится от датчика, тем больше времени потребуется эхо-сигналу для возвращения, что соответствующим образом отображается на экране
- Специализированные методы и контрастирование
- Ультразвук также может использоваться эндоскопически (например, трансректально, трансвагинально, чрезпищеводно или трансгастрально)
- Это позволяет лучше оценивать внутренние органы и структуры, которые иначе трудно исследовать, такие как простата, яичники, клапаны сердца и поджелудочная железа
- Использование ультразвуковых контрастных веществ еще больше расширяет диагностическое применение данного метода
- Данные вещества имеют очень мало побочных эффектов по сравнению с рентгеноконтрастными средствами
- Ультразвук также может использоваться эндоскопически (например, трансректально, трансвагинально, чрезпищеводно или трансгастрально)
- Режимы работы ультразвуковых аппаратов
- Аппараты УЗИ предлагают различные режимы для разных диагностических целей
- Амплитудный режим (A-режим) является самым базовым и использует один преобразователь для построения эхо-структур на одной оси
- Отображается в виде серии пиков, высота которых отражает глубину расположения этих структур
- Режим с модуляцией яркости (B-режим или 2D-режим) использует массив преобразователей
- Создает двухмерное изображение эхо-структур в оттенках серого, которое отражает как плотность, так и глубину
- Двигательный режим (M-режим) использует последовательность импульсов, следующих быстро друг за другом
- Генерирует серию изображений в A или B режиме для визуализации движения эхо-структур (например, сердца)
- Доплеровский или дуплексный режим использует эффект Доплера
- Работает за счет сдвига частот используемых ультразвуковых волн для визуализации движения внутри структур, например, скорости и направления кровотока
- Преимущества и клиническое применение
- Благодаря безопасности ультразвуковых волн, портативности, низкой стоимости и высокой доступности аппаратов УЗИ, этот метод часто используется как вспомогательный инструмент в клинической диагностике
- Особенно часто метод применяется у детей и беременных женщин
- Еще одним преимуществом является то, что ультразвук обеспечивает быструю диагностику определенных заболеваний
- К таким состояниям относятся, например, холецистит и острая правожелудочковая недостаточность
- Благодаря безопасности ультразвуковых волн, портативности, низкой стоимости и высокой доступности аппаратов УЗИ, этот метод часто используется как вспомогательный инструмент в клинической диагностике
Технические основы
Генерация ультразвуковых волн
- Определение и частотные характеристики
- Ультразвуковые волны — это высокочастотные звуковые волны, превышающие предел человеческого слуха (∼ 20 кГц)
- В медицинской ультразвуковой диагностике применяются частоты ∼ 2–20 МГц
- Пьезоэлектрические преобразователи
- В медицинских приборах ультразвуковые волны генерируются пьезоэлектрическими преобразователями
- Пьезоэлектрический эффект представляет собой накопление электрического заряда в определенных твердых материалах (например, кристаллах) в ответ на деформацию при механическом напряжении
- И наоборот, приложение электрического заряда к таким материалам вызывает их деформацию
- Применение в медицине
- В медицинском ультразвуке используется обратный пьезоэлектрический эффект на кристаллах цирконата-титаната свинца или поливинилиденфторида для генерации и регистрации ультразвуковых волн
Регистрация ультразвуковых волн
- Поглощение волн в тканях
- Скорость, с которой ткани поглощают ультразвуковые волны, пропорциональна используемой частоте
Таблица 1. Сравнение характеристик ультразвука низкой и высокой частоты
| Параметр | Низкая частота (обычно 3,5 МГц) | Высокая частота (обычно 7,5 МГц) |
| Поглощение | Низкое | Высокое |
| Разрешающая способность | Низкая | Высокая |
| Глубина проникновения | Высокая | Низкая |
| Пример использования | УЗИ органов брюшной полости | УЗИ щитовидной железы |
Принципы формирования изображения и акустические окна
Физика эхосигнала и визуализация
- Зависимость интенсивности от плотности
- Чем выше плотность среды, тем больше интенсивность
- Контрастные детали ультразвукового изображения создаются за счет различной интенсивности эха, обусловленной разной степенью плотности тканей
- Процесс обработки сигнала
- Ультразвуковые волны, генерируемые преобразователем, также принимаются им и преобразуются в электрические сигналы
- Полученные сигналы переводятся в изображение и записываются
- Разрешающая способность и функциональность
- Пространственное разрешение достигается путем измерения временных интервалов между отраженными ультразвуковыми волнами
- Отраженные волны могут использоваться для визуализации морфологии или оценки движения с использованием различных методов записи
- В основном это применяется для оценки скорости кровотока
Акустические окна
- Определение и назначение
- Акустические окна — это области тела, которые хорошо проводят ультразвуковые волны и позволяют визуализировать дистальные структуры
- Для оптимальной визуализации интересующих зон они должны быть доступны для датчика или ультразвукового луча
- Ультразвуковая проводимость
- Характеризуется как способность среды проводить ультразвуковые волны
Таблица 2. Ультразвуковая проводимость различных сред
| Среда | Проводимость | Клиническое значение |
| Чистая жидкость, солидные органы, мягкие ткани, гель | Хорошая: обеспечивает легкое прохождение звуковых волн | Примерами хороших акустических окон являются наполненный мочевой пузырь и солидные органы. Гель используется в качестве контактной среды между датчиком и кожей |
| Воздух | Очень плохая: отражает ультразвуковые волны | Газ в кишечнике часто перекрывает визуализацию внутрибрюшных, тазовых и забрюшинных структур. Воздушные прослойки между датчиком и кожей могут вызывать визуальные артефакты и искажать изображение |
| Кость | Очень плохая: отражает и рассеивает ультразвуковые волны | Расположенная на пути луча кость препятствует визуализации и может создавать артефакты звуковых волн |
| Жир | Плохая: поглощает и ослабляет ультразвуковые волны | Ожирение (избыточный жировой слой) снижает разрешение глубоко расположенных структур |
Методы оценки морфологии и параметров кровотока
Оценка морфологии и базовые режимы
- Принципы визуализации тканей
- Отражение ультразвуковых волн на границах тканей с разной плотностью позволяет измерять эхогенность тканей, которая соответствует их плотности
- Время возврата сигнала позволяет определить расстояние между визуализируемыми структурами и датчиком, обеспечивая пространственное распределение
- А-режим (амплитудный режим)
- Представляет собой одномерную визуализацию структур, где амплитуда эха (эхогенность) отображается по оси Y, а задержка эха (глубина) — по оси X
- Это исходный метод ультразвуковой диагностики, который сегодня используется редко
- Представляет собой одномерную визуализацию структур, где амплитуда эха (эхогенность) отображается по оси Y, а задержка эха (глубина) — по оси X
- B-режим / 2D-режим (яркостный режим)
- Двумерная визуализация структур в оттенках серого, где интенсивность эха представлена белыми точками различной яркости в зависимости от эхогенности структуры
- Глубина изображения определяется расстоянием от датчика (верхняя часть экрана) на основе задержки эха
- Ширина изображения формируется за счет комбинации серии из приблизительно 120 параллельных изображений
- M-режим (двигательный режим)
- Визуализация структур в B-режиме, которая отображает движение внутри объектов (например, клапанов сердца) на вертикальной оси
- Метод эффективен для оценки быстродвижущихся структур и используется преимущественно в эхокардиографии
- Визуализация структур в B-режиме, которая отображает движение внутри объектов (например, клапанов сердца) на вертикальной оси
Оценка направления и скорости потока
- Доплеровский режим (Doppler mode)
- Использует эффект Доплера для визуализации потока (например, крови) внутри структур, представляя сжатие и расширение звуковых волн отражающей структурой вместо задержки эха
- Чем выше скорость потока относительно датчика, тем сильнее сжатие или расширение волн
- Скорость потока измеряется в м/с и визуализируется как изменение скорости (ось Y) во времени (ось X)
- Импульсно-волновой доплер (PW Doppler)
- Пьезоэлектрический элемент излучает и принимает ультразвуковые волны импульсами, как в режимах A, B и M
- Преимущество: возможность визуализации глубины залегания структур
- Недостаток: ограничения временного разрешения
- Пьезоэлектрический элемент излучает и принимает ультразвуковые волны импульсами, как в режимах A, B и M
- Постоянно-волновой доплер (CW Doppler)
- Используются два пьезоэлектрических элемента, один из которых непрерывно излучает, а другой непрерывно принимает сигнал
- Преимущество: возможность измерения высоких скоростей потока (например, при стенозе клапанов)
- Недостаток: невозможность определения пространственного распределения отражающих структур
- Используются два пьезоэлектрических элемента, один из которых непрерывно излучает, а другой непрерывно принимает сигнал
Комбинированные методы исследования
- Дуплексная сонография
- Комбинация импульсного доплера (PW) и B-режима, позволяющая одновременно визуализировать морфологию (например, сосуды) и направление/скорость потока движущихся структур (например, крови)
- Цветовая дуплексная сонография (цветовое картирование потока)
- Обеспечивает цветовое кодирование направления потока
- Красный цвет означает движение к датчику, синий — от датчика
- Чем ярче цвет, тем выше скорость потока
- Неподвижные структуры отображаются в оттенках серого в соответствии с их эхогенностью
- Обеспечивает цветовое кодирование направления потока
Методика, преимущества и недостатки УЗИ
Преимущества метода
- Безопасность и отсутствие ионизирующего излучения
- Ультразвуковые волны не имеют известных вредных эффектов по сравнению с методами, использующими ионизирующее излучение
- Метод может применяться без известного риска для детей и беременных женщин в качестве потенциальной альтернативы рентгенографии и КТ
- Характер исследования и возможности визуализации
- Метод является неинвазивным
- Позволяет проводить морфологическую и функциональную диагностику (движущееся изображение) в реальном времени в различных клинических условиях
Недостатки и ограничения
- Зависимость от оператора
- Качество и диагностическая ценность ультразвукового изображения сильно зависят от навыков специалиста, проводящего исследование
- Ультразвуковые артефакты
- Акустическая тень возникает, если ультразвуковые волны сильно поглощаются и отражаются на поверхности, не проникая вглубь ткани
- Все структуры, расположенные за такой поверхностью, выглядят черными
- Разграничение структур в этой зоне становится невозможным
- Это особенно актуально при визуализации органов, перекрытых костями (селезенка или почки позади ребер) или воздухом (петли кишечника, поджелудочная железа)
- Акустическое усиление проявляется в том, что структуры, расположенные за жидкостными пространствами, выглядят гиперэхогенными (ярче) в B-режиме
- Это происходит потому, что ультразвуковые волны почти не ослабляются в жидкостях
- Реверберация представляет собой артефакты в виде множественных эхо-сигналов
- Они возникают на сильно отражающих поверхностях, где сигнал отражается туда и обратно через регулярные интервалы, в том числе позади самой поверхности
- Акустическая тень возникает, если ультразвуковые волны сильно поглощаются и отражаются на поверхности, не проникая вглубь ткани

- В просвете желчного пузыря (G) определяется одиночный конкремент (K), расположенный в зависимой (нижней) части
- Наблюдается светоотражающая передняя поверхность конкремента (зеленое наложение)
- За конкрементом определяется выраженная задняя акустическая тень (S; зеленая заштрихованная область)
- Наличие отражающей передней поверхности структуры
- Формирование четкой задней акустической тени
- Данный артефакт возникает из-за полного поглощения и отражения ультразвука поверхностью камня
- Смещение конкремента при изменении положения тела пациента
- L: печень

- Наблюдается анэхогенное образование с тонкими стенками (зеленое наложение), выступающее из коркового вещества почки
- Визуализируется эффект заднего акустического усиления (зеленая заштрихованная область)
- Наличие гипоэхогенных боковых теней по обеим сторонам указывает на то, что образование заполнено жидкостью
- Капсула почки обозначена зеленой линией
- Данные признаки соответствуют кисте почки
- K: почка
- C: киста
Таблица 3. Методы ультразвуковой диагностики
| Сравнение методов ультразвуковой диагностики | ||||
| Стандартное УЗИ | Дуплексная сонография | Эндоскопическое УЗИ | УЗИ с контрастным усилением | |
| Характеристики | Легкая доступность
Широкий спектр применения |
Позволяет одновременно визуализировать морфологию (например, сосуды) и направление/скорость движения структур (например, крови) | Описание:
Преимущества:
Недостатки:
|
Описание:
Преимущества:
Недостатки:
|
| Избранные показания | Диагностика для:
|
Диагностика для:
|
|
|
Интерпретация и результаты ультразвукового исследования
→ Стандартное УЗИ
ЦНС (неонатология)

- Визуализируются расширенные боковые желудочки
- Определяются гиперэхогенные включения, соответствующие внутрижелудочковому кровоизлиянию (зеленые зоны)
- Стрелкой указана перивентрикулярная кальцификация
- Данный признак является характерным маркером врожденного поражения цитомегаловирусом

- Визуализируются расширенные боковые желудочки
- Определяются гиперэхогенные отложения
- Данные находки соответствуют картине внутрижелудочкового кровоизлияния
Щитовидная железа

- Представлено нормальное изображение щитовидной железы на уровне перешейка
- Ткань железы имеет гомогенную структуру и типичную эхогенность
- 1: правая общая сонная артерия
- 2: правая доля
- 3: трахея
- 4: левая доля
- 5: левая общая сонная артерия
- 6: левая яремная вена
- 7: перешеек
Органы грудной клетки

- В реберно-диафрагмальном синусе определяется анэхогенная жидкость (зеленое наложение; F)
- Жидкость локализуется между правым куполом диафрагмы (D) и ателектазированным легким (Lu)
- Анэхогенность указывает на отсутствие внутренних эхо-сигналов, что характерно для чистой жидкости
- Визуализируются структуры брюшной и грудной полостей
- Li: печень
- D: диафрагма

- Снимок сделан в фазе диастолы желудочков при открытом митральном клапане (M)
- Анэхогенный перикардиальный выпот (зеленое наложение) окружает сердце
- Наличие жидкости в полости перикарда проявляется в виде темного (безэхового) пространства вокруг миокарда
- На снимке определяются основные камеры сердца
- LV: левый желудочек
- RV: правый желудочек
Органы брюшной полости

- В дне желчного пузыря (G) определяется одиночный конкремент (K)
- Передняя поверхность камня является светоотражающей (зеленое наложение)
- Отражение ультразвука от плотной поверхности камня создает яркий эхо-сигнал
- Позади конкремента видна акустическая тень (S; зеленая штриховка)
- Акустическая тень возникает из-за полного поглощения или отражения ультразвуковых волн плотным объектом
- Отражающая передняя поверхность конкремента
- Выраженная задняя акустическая тень
- Подвижность конкремента при изменении положения тела пациента
- На снимке визуализируются окружающие структуры
- L: печень

- На прицельном снимке определяется округлое, преимущественно анэхогенное образование (зеленое наложение)
- Внутри полости визуализируются немногочисленные внутренние эхо-сигналы
- Наличие внутренних структур может указывать на присутствие детрита или перегородок
- Наблюдается эффект заднего акустического усиления (желтое наложение)
- Данный феномен подтверждает жидкостную природу образования, так как ультразвук проходит через жидкость с минимальным затуханием
- Визуализируется прилегающая ткань поджелудочной железы (P)
- P: поджелудочная железа

- Визуализируется симптом «клавиатуры», указывающий на механическую непроходимость

- Чревный ствол (CT) отходит от аорты (A) и дает начало трем сосудам
- На данном изображении видны только два из трех сосудов: общая печеночная артерия (CHA) и селезеночная артерия (SA)
- Левая желудочная артерия на снимке не представлена
- На данном изображении видны только два из трех сосудов: общая печеночная артерия (CHA) и селезеночная артерия (SA)
- Визуализируются крупные венозные структуры и органы
- P: воротная вена
- VC: полая вена
- L: печень
Почки и мочевыводящие пути

- Правая почка (синее наложение) визуализируется как овальная структура, расположенная глубже края печени (4)
- Определяется гиперэхогенный центральный почечный синус (3)
- Данный комплекс включает почечную лоханку, чашечки, жировую клетчатку, кровеносные и лимфатические сосуды, а также нервы
- Окружающая паренхима почки является более гипоэхогенной
- Паренхима подразделяется на две основные зоны:
- Корковое вещество (1)
- Мозговое вещество (пирамиды) (2)

- Левая почка (синее наложение) визуализируется как овальная структура
- Определяется гиперэхогенный центральный почечный синус (3)
- Данный комплекс включает почечную лоханку, чашечки, жировую клетчатку, кровеносные и лимфатические сосуды, а также нервы
- Окружающая паренхима почки является более гипоэхогенной
- Паренхима подразделяется на две основные зоны:
- Корковое вещество (1)
- Мозговое вещество (пирамиды) (2)

- A: гипоэхогенное содержимое мочевого пузыря (моча)
- B: папиллярная уротелиальная карцинома
- Данное образование визуализируется как разрастание, исходящее из стенки органа
- C: тонкая гипоэхогенная структура
- Вероятно, представляет собой наполненный семенной пузырек или сосуды
- D: гиперэхогенная структура
- Вероятно, является утолщенной стенкой мочевого пузыря или жировой тканью
- E: гиперэхогенная структура под мочевым пузырем (предстательная железа)

- Визуализируется тонкостенное анэхогенное образование (зеленое наложение), выступающее из коркового вещества почки
- Наблюдается эффект заднего акустического усиления (зеленая штриховка)
- Данный феномен сопровождается гипоэхогенными боковыми тенями с обеих сторон
- Указанные признаки подтверждают, что образование заполнено жидкостью
- Капсула почки обозначена зеленой линией
- Данные находки соответствуют картине кисты почки
- K: Почка
- C: Киста

- Правая почка увеличена в размерах
- Визуализируются многочисленные анэхогенные образования различных размеров (сплошное зеленое наложение)
- Данные образования представляют собой кисты, замещающие нормальную паренхиму почки
- Определяются гиперэхогенные зоны акустического усиления (полосатое зеленое наложение)
- Усиление сигнала за кистами подтверждает их жидкостное содержимое
- На снимке видна часть печени
- Представленная картина соответствует поликистозу почек
- Обозначения на снимке:
- K: Почка
- L: Печень

- Визуализация мочевого пузыря в его наибольшем диаметре в поперечной и продольной плоскостях
- Данный подход позволяет измерить длину, ширину и высоту органа (линии диаметров)
- Полученные параметры необходимы для расчета объема мочевого пузыря
Женские половые органы и беременность

- Исследование проведено на восьмой неделе беременности (8-я акушерская неделя)
- Копчико-теменной размер (КТР) составляет приблизительно 2,2 см
- Данный показатель находится в пределах нормы, которая для этого срока составляет около 1,7–2,3 см

- Визуализируется дихориальная диамниотическая двойня в первом триместре
- Треугольное выпячивание хориона, проникающее между слоями межблизнецовой мембраны, напоминает греческую букву лямбда (λ; синее наложение)
- Наличие признака лямбды (также известного как симптом «двойного пика») убедительно указывает на дихориальную двойню
- Зеленое наложение: плацента
- Красное наложение: матка
- Желтое наложение: плод
Опорно-двигательный аппарат

- В подколенной ямке определяется анэхогенная структура
- Данная структура представляет собой подколенную кисту, возникшую вследствие скопления жидкости в сумке икроножной и полуперепончатой мышц
- Шейка кисты проходит между сухожилием полуперепончатой мышцы и медиальной головкой икроножной мышцы
- Ориентация изображения на снимке:
- Верхняя часть изображения соответствует задней стороне
- Правая сторона изображения является медиальной
→ Дуплексное сканирование

- Аортальный клапан выглядит гиперэхогенным
- Данное изменение обусловлено кальцификацией и фиброзом створок клапана
- Трансаортальная скорость потока составляет 4,01 м/с
- Средний градиент давления на аортальном клапане составляет 42,2 мм рт. ст
- На основании этих измерений стеноз аортального клапана классифицируется как стадия C2

- Щитовидная железа (контур) демонстрирует усиление сигнала цветового допплера, что указывает на гиперваскуляризацию
- Данный феномен часто называют «тиреоидным адом» из-за интенсивности сосудистого рисунка
- Видимые участки железы неоднородны и гипоэхогенны (примеры указаны стрелками)
- Гипоэхогенность и гетерогенность структуры являются типичными признаками аутоиммунного поражения
- Оценка щитовидной железы при болезни Грейвса должна быть многофакторной
- Необходимо учитывать совокупность признаков:
- Характеристики B-режима
- Данные спектрального допплера
- Особенности цветового допплеровского картирования
- Хотя гиперваскуляризация характерна для болезни Грейвса, она может быть вызвана и другими состояниями
- К таким состояниям относятся васкулит и гипотиреоз
- Пиковая систолическая скорость в нижней щитовидной артерии при спектральном анализе классически выше при болезни Грейвса, чем при тиреоидите
→ Эндоскопическое УЗИ

- Визуализируется однокамерная киста яичника длиной 6,5 см, заполненная низкоэхогенным содержимым
- Содержимое имеет гомогенный вид, напоминающий «матовое стекло»
- Данная картина считается типичной для эндометриомы
- Рядом с кистой определяется следовое количество свободной жидкости (синее наложение)
- Обозначения на снимке:
- T: датчик (трансдьюсер)
- Эндометриомы могут иметь и другие ультразвуковые характеристики:
- Могут быть многокамерными
- Могут содержать эхогенные включения в стенке
- Могут демонстрировать уровни разделения жидкости («жидкость-жидкость»)
- При использовании допплерографии эндометриомы характеризуются отсутствием внутреннего кровотока
- Аваскулярность образования при допплеровском исследовании помогает отличить кисту от солидных опухолей

- Датчик расположен вблизи шейки матки, направляя ультразвуковые волны краниально
- В результате получен сагиттальный срез тела матки (D) и шейки матки (C)
- Данная проекция является стандартной для оценки продольной оси органа
- Эндометрий (A) располагается центрально в полости матки
- В ультразвуковой диагностике этот слой обозначается термином «срединное маточное эхо» или эндометриальная полоса
- Оценка толщины и структуры этого слоя важна для исключения гиперпластических процессов
- В миометрии определяются три подозрительных узла (B)
- Два узла, расположенных краниально, имеют неоднородную и гипоэхогенную структуру
- Узел в нижней части изображения характеризуется наличием кальцификатов
Источник
https://next.amboss.com/us/article/4n03tg?q=ultrasound
Список литературы
- Szabo TL, Lewin PA. Ultrasound Transducer Selection in Clinical Imaging Practice. Journal of Ultrasound in Medicine. 2013; 32(4): p.573-582. doi: 10.7863/jum.2013.32.4.573Open in Read by QxMD
- American Institute of Ultrasound in Medicine, American College of Emergency Physicians. AIUM Practice Parameter for the Performance of the Focused Assessment with Sonography for Trauma (FAST) Examination.. J Ultrasound Med. 2014; 33(11): p.2047-56. doi: 10.7863/ultra.33.11.2047Open in Read by QxMD
- Carmody K, Moore C, Feller-Kopman D. Handbook of Critical Care and Emergency Ultrasound. McGraw Hill Professional; 2011
Лекарственные препараты
Выберите тарифный план
Нет аккаунта?
ЗарегистрироватьсяУже есть аккаунт?
ВойтиВведите e-mail
Туда мы отправим письмо с новым паролем
Вы не ввели имя пользователя или адрес электронной почты
Вы не ввели адрес электронной почты
Вы не ввели имя
Вы не ввели фамилию
Вы не ввели e-mail
Вы не ввели пароль
Вы не ввели пароль еще раз
Или зарегистрируйтесь с помощью
Ваш текст содержимого


