Физические основы ультразвуковой диагностики

Ультразвук

Ультразвук представляет собой механические колебания, частота которых находится в пределах 2 X 10⁴ — 10⁹ Гц, распространяющиеся в упругой среде. Процесс распространения ультразвука зависит от физических свойств и температуры среды и при заданных частоте ультразвука и температуре среды отражает физические свойства и строение среды, в которой он распространяется. Эти свойства и служат основой диагностики с помощью ультразвука. В процессе прохождения через различные среды ультразвуковая энергия претерпевает процессы отражения и преломления на границах раздела сред с различными акустическими сопротивлениями, рассеивания и поглощения.

В настоящее время в клинической практике используются следующие методы регистрации ультразвуковой энергии:

• эхографический метод, основанный на регистрации сигналов, отраженных от границ раздела сред с различными акустическими сопротивлениями;

• метод, основанный на эффекте Допплера, т. е. регистрации изменения частоты ультразвуковой волны, отраженной от движущихся границ между средами.

Данная методика позволяет получить информацию о динамике систем и органов и применяется в основном для исследования сердца и сосудов.

При исследовании внутренних органов, в частности органов мочеполовой системы, в настоящее время используется главным образом эхографический метод регистрации ультразвука, который по характеру воспроизведения разделяется на:

• одномерную эхографию (А-метод), при которой ультразвуковые сигналы преобразуются в электрические, затем усиливаются и подаются на вертикально отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки. При этом на экране осциллоскопа на горизонтальной линии развертки появляется ряд вертикальных импульсов, или всплесков. Форма и амплитуда их отражают неоднородность структуры исследуемой области в направлении распространения ультразвуковой волны, а расстояние между импульсами — расстояние между границами сред с различными акустическими сопротивлениями. Одномерная эхография позволяет получать информацию об объекте лишь в одном направлении (одном измерении) и, таким образом, не дает полного представления о форме и величине исследуемого объекта;

• двухмерную эхографию (ультразвуковое сканирование, В-метод), которая в отличие от одномерной позволяет получить двухмерное плоскостное изображение объекта в виде эхотомографического среза (скан). Различают ручное сканирование, при котором перемещение датчика производится самим исследователем, и автоматизированное, или сканирование в режиме реального времени. Ручное сканирование включает различные виды перемещения датчика: линейное, секторальное, круговое и сложное, соединяющее в себе все три вышеперечисленных вида. Получение изображения в режиме реального времени происходит чаще всего в виде либо линейного, либо секторального сканирования;

• ультразвуковое исследование в режиме «М» (motion — движение), при котором движение отраженных эхо-сигналов разворачивается во времени, что дает ложнодвухмерное изображение, когда по горизонтали регистрируется истинный размер органа по пути распространения ультразвуковой волны, а по вертикали — время. Скорость развертки во времени и масштаб изображения на экране меняются произвольно.

«Детская урология», Н.А. Лопаткин