Ултрасонографија

Из Википедије, слободне енциклопедије
Wiki letter w.svg Овај чланак, или један његов део, треба још да се прошири.
Погледајте страну за разговор за разлог. Када се побољшавање заврши, можете склонити ово обавештење.
Ултрасонографија
Класификација и спољашњи ресурси

Ултрасонографија (ехокардиографија) срца у педијатрији
ICD-10 B?4
ICD-9 88.7
MeSH D014463

Ултрасонографија је неинвазивна дијагностичка метода, у медицини и ветерини, заснована на примени ултразвучних таласа. Ултразвучни таласи су таласи фреквенције изнад фреквенције чујности људског ува. У медицинској дијагностици користи се ултразвук фреквенције између 3 и 10 МХз. У телу се ултразвук првенствено шири лонгитудиналним таласима, код којих честице ткива титрају уздуж смера ширењем таласа. У данашњим медицинским ултразвучним уређајима употребљавају се информације о времену и смеру повратка ултразвука и амплитуди рефлектованог ултразвука од ткива и органа. Остали подаци, попут фазе и угла расејања за сада се не употребљавају, мада су у свету у току истраживања могућности да се и та својства ултразвука употребе за диференцијацију ткива.

Последњих година, ултрасонографија (УС) је постала важна метода дијагностике и процене активности многих виталних делова тела и органа, јер је јефтина и широко доступна великом броју ординација, установа, медицинским и ветеринарским центрима. Она омогућава приказ меких и шупљих органа, крвних судова, тетива, зглоба и параартикуларних структура.[1]

Преглед ултразвуком је једноставан, безболан, визуелизира тренутно сртање структура (у реалном времену), а пацијент при томе није изложен јонизујућем зрачењу. Зато је ултрсонографија, као дијагностичка метода, изузетно корисна у дечјем узрасту, чак и више у односу на одраслу популацију.

Разлога за масовну примену ултрасонографија има више, на првом месту је нешкодљвост ( досад није доказана штетност ултразвука на сисаре), што допушта могућност понављања прегледа без опасности по здравље детета. Посебан значај ултрасонографија има у ургентним стањима, нарочито код трауматизованих и тешко покретних пацијената.

Историјат[уреди]

Први покушаји медицинских стручњака да завире у унутрашњост човековог тела и испитају изглед и стање његових унутрашњих шупљина и канала, отпочели су у првој половини 19. века. Ова прича о развоју применене ултразвука у медицини би вероватно могла да почена са историјом мерења удаљености под водом помоћу звучних таласа. Термин сонар односи се на уређај за позиционирање под водом. А ултразвучни скенери могу се посматрати као један облик „медицинског“ сонара.

Током 1826., Жан-Данијел Колдон, швајцарски физичар, успешно је користио „подводно звоно“ да одреди брзину звука у водама Женевског језера.

Ултразвучни апарат из 1972.

У касниим 1800-им, физичари су радили у правцу дефинисања основних закона физике звучних вибрација (таласа), њиховог преноса, простирање и преламање. Један од њих био је лорд Рејли, у Енглеској који је у чувеном трактату „Тhe Theory of Sound“, објављеном 1877. први описао звучни талас као математичку једначину, и тиме поставио основе будућег практичног рада у акустици.

Што се тиче високо фреквентног ултразвука, Лазаро Спаланзани, италијански биолог, могао би бити заслужан за његово откриће кад је спознао 1794. способност слепих мишева да лете прецизно у мраку користећи ехо рефлексију звучних таласа високе фреквенције (нечујни звук).

Веома високе фреквенције звучних таласа, изнад граница људског слуха, откривене су од стране енглеског научника Френсиса Галтона 1876. године, преко његовог проналаска „Галтонова звиждањака“.

Ултразвучна енергија, у медицинске сврхе, први пут је примењена од стране др Џорџа Лудвига (енгл. George Döring Ludwig, 1922—1973) са Морнариочког института за медицинска истраживање, Бетесда (Мериленд) крајем 1940. године.[2] Енглез рођен и школован у САД, Џон Вилд (енгл. John Wild, 1914—2009) први је употребио ултразвук за процену дебљине цревног ткива 1949. На основу Вилдових раних, објављених радова о ултразвуку он се често назива и оцем ултрасонографије у медицини.[3]

Године 1962, након двогодишњег упорног рада, Џозеф Холмс, Вилијам Рајт и Ралф Мајердик развили су први контактни Б - мод скенер. Њихов рад је подржан од стране енгл. United States Public Health Service и Универзитету у Колораду. Рајт и Мајердик су убрзо напустили универзитет како би формирали компанију енгл. Physionic Engineering Inc, која је покренула производњу првог комерцијалног преносног контактни Б - мод скенера у 1963. Ово је био почетак примене у историји најпопуларнијег ултразвучног скенера.[4]

Доплеров ефекат[уреди]

Ова појава, названа је по научнику који је овај ефекат описао. Доплеров ефекат се заснива на томе да пријемник, који се релативно креће према претварачу, прима другачију фреквенцију од емитоване. Ако се пријемник и одашиљач приближавају, фреквенција коју прима пријемник виша је од емитоване, а ако се удаљавају, примљена фреквенција је нижа. Разлика емитоване и примљене фреквенције назива се Доплеров помак, и управо је пропорционална брзини приближавања или удаљавања предајника и пријемника.

У медицини се Доплеров ефекат примењује тако, да се ултразвук усмерава на покретне рефлекторе (обично еритроците у покрету) и мери се разлика емитоване и рефлектоване фреквенције, из које се може одредити брзина и карактеристике протока крви и стање у крвним судовима.

Важно је знати да Доплеров ефекат постоји само ако се због кретања мења растојање примопредајника и рефлектора. То значи да нема Доплеровог помака, ако је кретање под правим углом на ултразвучни сноп. Кретање под неким другим углом мора се узети у обзир одговарајућим прорачуном.

Основни принципи конструкције ултрасонографа[уреди]

Ултрасонограф новије генерације

Ултрасонограф је високо софистицирани дијагностички апарат који се у основи састоји од:

  • сонде,
  • одашиљачког пулс генератора,
  • појачала за компензацију,
  • управљачке јединице за фокусирање,
  • дигиталног процесора и система за приказ.

Уређај функционише тако да се према програму дигиталног рачунара активира пулс генератор, који електричне импулсе, преко управљачке јединице (за усмеравање и фокусирање) преноси на претварач у сонди. Одјеци се примају истом сондом, појачвају у појачалу за компензацију, где се истовремено компензује и пригушења ултразвука у ткивима, те се ти сигнали памте у меморији и приказују на систему за приказ (телевизијаком монитору). У току рада са уређајем лекар или ветеринар мора сам да подеси појачало за компензацију тако да компензује пригушења ултразвука у подручју тела које претражује.

Претварач ултразвучног снопа[уреди]

Претварач је део ултразвучног апарата који електричне сигнале претвара у механичке (ултразвуцне вибрације) и обратно. Кад се након активирања претварач прислони уз тело, он кроз тело шаље ултразвучни сноп, који нема једноличан интензитет ултразвука по својем попречном пресеку. Ако је сноп фокусиран, онда је он у подручју жаришта сужен, Што је сноп ужи, то је бочно разлучивање (попречно на сноп) боље. У непосредној близини претварала сноп је неравномеран због интерференције, то је тзв. блиско поље, које на већим удаљеностима монотоно опада (далеко поље).

Током прегледа плитких органа (штитне жлезде, дојка, ока), неравномерност блиског поља може сметати, и зато се између сонде и тела стављају купке за растојање (у импровизацији то може бити хируршка рукавица испуњена водом).

Ултразвучни се таласи фокусирају посебним сочивима, ултразвучним огледалима и електронски кашњењем активирања вишеструких претварала.. Електронско фокусирање је флексибилно, и могуће је фокус позиционирати на одређено место по потреби, док је фокус сочива или огледала фиксан (али је сонда јефтинија).

Ултразвучне сонде и системи претраживања[уреди]

Медицинска ултразвучна сонда (ехоскопска сонда) је справа која се прислања уз тело пацијента и садржи један или више ултразвучних претварача. У већини случајева, сонда аутоматски (најчешће брже од тромости ока), претражује унутрашњост тела (око 20 слика у секунди).

Сви типови сонди имају своје подручје примене и употребе у пракси. Линеарни је најјефтинији, и може се употребљавати на свим местима где је приступни „прозор“ у тело довољно велик. Ако је акустички прозор узак, или се мора претраживати у страну, онда лекар употребљава секторско претраживање. У испитивању плитких органа интерференцијских подручје у близини сонде (блиско поље) негативно утиче на квалитет слике, па треба употребити „одстојну стазу“ (слој воде или гела). Тако створени слој помоћи ће при избегавању мехурића ваздуха на путу таласима.

Конвексне сонде[уреди]

Овај систем носи назив конвексни низ и разликује се од линеарне сонде по томе, што су тракасти претварачи смештени на закривљеној површини, обично луку, па се добија начин претраживања између секторског и правоуглог. Поред ових система постоји још и тзв. фазно управљани претварач, који је конструисан попут линеарног, али су тракасти претварачи смештени на врло уском простору (1 до 2 цм ), тако да се управљање смером снопа врши помоћу кашњења у времену активирања појединих претварача.

Линеарне сонде[уреди]

Ултразвучне сонде

Линеарне сонде садрже линеарни низ претварача. Око 64 претварача у облику траке, који су смештени један до другог на дужини 5 до 10 cm. Сваки од тих претвараца може се посебно активирати путем својег кабла. Ако желимо добро усмерени сноп, претварач мора бити знатно већи од таласне дужине, па се стога у раду активирају групе претварача, на пример прво претварачи 1 до 10, потом претварачи 2 до 11, потом 3 до 12, и тако до краја сонде, и групе 55 до 64. Таквим распоредом се добија ефекат као да је претварач ширине 10 елемената померан уздуж линеарне сонде. Код ове се сонде у једној равни примењује електронско фокусирање, а у другој (попреко на раван претраживања) користи се фокусирање сочивом.

Секторске сонде[уреди]

У пракси се користе две врсте секторских сонди. Обе врсте ових сонди дају приближно троугласти формат слике, и зато се називају секторским сондама.

  • Прва врста — има ротирајући механички секторски претварач, у којој је неколико претварача смештено на ободу ваљка који се окреће. Кад неки од претварача доспе испред акустичког прозора који је усмерен према телу, онда се активира и ствара слику. У сљедећој фази то се исто догађа са следећим претварачем итд. Поједине слике се међусобно преклапају.
  • Друга врста — има претварач који се њишућим покретима покреће и претражује унутрашњост тела.

Сонда се прстенастим претварачем и њишућим огледалом[уреди]

Ове сонде имају претварач састављен од концентричних прстенова који се могу независно активирати, и којим се може остварити електронско фокусирање. Претраживање унутрашњости тела врши се покретним огледалом.

Компензација пригушивања и сива скала[уреди]

Ултразвук се апсорбује и распршује у телу, па су његови одјеци од дубљих структура у телу слабији него одјеци структура ближих површини. Како је за дијагностику важно да се једнаки рефлектори прикажу једнакима на слици, пригушење се мора компензовати електронским путем. Због тога се у копмензационом појачалу више појачавају одјеци од дубљих структура, него они од плићих. Разлика у појачању за дубље и плиће структуре може се мењати спољним контролама и битно је да лекар или ветаринар зна како и зашто то ради. Ако је ткиво више апсорбирајуће, мора се разлика појачања предњих и задњих одјека учинити већом. Поред тога, постоји још и могућност да се мења укупно појачање, дакле у једнакој мери за предње и задње одјеке.

Посебно је могуће управљати и распоном величина одјека који се на екрану приказују „сивом скалом“. Јачи се одјеци приказују светлијим, а слабији тамнијим тачкама. Тај се распон назива динамика приказима, и што је динамика већа, слика је пластичније. Слика уже динамике је контрастнија и погоднија за геометријска мерења.

Доплер системи[уреди]

Доплер сонографија каротидне артерије

Допплер ефекат се примењује за мерење брзине протока крви на неколико начина. Ултразвук се може континуирано или у кратким импулсима емитовати и примати. Ако се ултразвук емитује континуирано, систем одлично мери све брзине, али нема дубинског разлучивања. Ако се употребљавају импулси, онда настаје дубинско раздвајање (можемо бирати крвне судове по дубини), при чему треба имати у виду да су могуће велике грешке у мерењу великих брзина дубоко у телу.

Резултати мерења се приказују спектрима на којима је на ординати приказан Допплеров помак, а на апсциси текуће време. Из насталог спектара могу се израчунатиапсолутне брзине протока, ако препознамо угао између снопа ултразвука и протока. Ако тај угао није познат, а није близу 90°, кад мерење није могуће, ипак се могу добити важни подаци о отпору и еластичности крвног система. За то су дефинисани посебни релативни индекси.

Ако се за Доплер мерење примени дводимензионално распоређеним импулсима, могуће је добити дводимензионални семиквантитативни приказ протока кодиран у бојама. Проток према сонди се приказује нпр. тоновима црвене боје, а проток од сонде тоновима плаве боје. Овај систем у боји знатно убрзава дијагностичару сналажење у мерењу протока.

Врсте ултрасонографије[уреди]

Ултрасонографија срца
Ултрасонографија крвних судова (артерија и вена) врата, руку и ногу, трбушне аорте, бубрежних артерија
Ултрасонографија трбуха (абдомена) и мале карлице
Ултрасонографија врата и штитне жлезде
Ултрасонографија грудног коша

Ултрасонографија грудног коша је једноставна, брза и поуздана метода која се данас још увек најчешће примењује у дијагностици радиографски нејасних засенчења. Примена ултрасонографске дијагностике код непокретних пацијента чини је методом избора у јединици интензивне неге на одељењима грудне хирургије и пулмологије.[5]

Вредност ултрасонографског налаза грудног коша је валидна за клиничара јер ултразвуком могу јасно да се издиференцирају промене на плеури од промена у плућима, може да се процени карактер слободне или инкапсулиране интраплеуралне течне колекције и могу да се дефинишу и раздвоје солидне од цистичних лезија у свим структурама грудног коша доступним испитивању.[6] На тај начин се у појединим случајевима избегава примена агресивнијих процедура.[7]

Биопсије и дренаже органа у грудној дупљи које се изводе под контролом ултразвука омогућују поуздане дијагностичке информације уз незнатан ризик од развоја компликација.[8]

Ултрасонографија лимфних чворова

Ултрасонографијом се не могу видети здрави лимфни чворови, већ само увећани. Различити ултразвучни критеријуми лимфног чвора помажу у диференцијалној дијагнози порекла увећања лимфног чвора. Ултрасонографија је прва метода у дијагностичком алгоритму малигних лимфних чворова нпр. на врату. Предности ове методе се огледају у њеној широкој доступности, одсуству јонизујућег зрачења, нешкодљивости и поновљивости.[9]

На ултразвучној слици лимфни чворови који су реактивно (запаљењских) увећани уочавају се као хипоехогене или анехогена добро ограничене масе. Метастатски измењени чвор се слично приказују, с тим што су поља некрозе унутар чвора хипоехогена, док кератин из тумора има хиперехоген изглед. Међутим, хиперехогеност у лимфном чвору може се јавити и услед присуства метаплазног масног ткива. Присуство хиларног еха у лимфном чвору указује на његову реактивну измењеност, а његова одсутност на малигну измењеност.[10]

Главни недостатак ове методе је што може да прикажесамо површне структуре до дубине од 4-6 cm, тако да дубоко локализовани лимфни чворови нису доступни прегледу, као и већина примарних тумора.

Ултрасонографија дојки

Прво индикационо подручје ултрасонографија било је диференцијална дијагноза палпабилних и мамографски позитивних промена на дојкама. Ту је ултрасонографија показана ефикасност од 96-100% у диференцијацији цистичних од солидних тумора. Ултрасонографија може да изврши диференцијацију бенигних и малигних солидних промена, али му је безбедност тада мања.

Ултрасонографија се не може користити као замена за мамографију, већ само као њена допунска метода.

Ултрасонографија меких ткива
Ултрасонографија зглобова
Фетална ултрасонографија
Ултрасонографија фетуса старог 12 недеља

Ултразвучним прегледом током трудноће (феталном ултрасонографијом) добија се у реалном времену слика плода, постељице и плодове воде на екрану ултразвучног апарата у црно белој боји или у колору.

Овај преглед, представља први визуелни контакт мајке са плодом и оставља неизбрисив траг у њеном сећању на трудноћу, а након прегледа може добити и сликау или снимак плода за породични албум.

Како фетална ултрасонографија није радиолошка метода занована на зрачењу рендген зрацима, она не може угрозити плод. А захваљујући ултрасонографији акушер је у могућности да добија много корисних информација о фетусу, да дијагностикује проблеме или да прати раст и развој плода (мери дебљину коже бебиног вратног набора и ниво хормона у крви мајке и тако у првом трисеместру трудноће открије ризик од Дауновог синдрома и других урођених аномалија.

Ултазвуком вођене биопсије[уреди]

Ултразвуком вођене биопсије добијају све више на значају због једноставности процедуре и могућности да се избегне штетно деловање рендгенског зрачења. У реалном времену ултразвучним навођењем игле одређује се најкраћи пут од коже па до жељеног места за пункцију. Поред тога, због могућности праћења врха игле током целе интервенције, материјал се узима са најповољнијег места, избегавајући истовремено улаз у ваздушаста ткива нпр плућа и настанак пнеумоторакса. Биопсија се изводи без посебне припреме и код непокретних болесника.[11][12][13]

Недостаци ултрасонографије[уреди]

Недостатак ултрасонографије лежи и у чињеници да се ради о методи изразито зависној о индивидуалном знању клиничара (субјективност прегледа), што значи да постоје велике разлике у интерпретацији налаза (интеробсервер вариабилити).

Исто тако, постоје разлике и у приказу прокрвљености и у квалитету снимка између појединих УС уређаја. Нпр. појачана прокрвљеност у једном зглобу, која се јасно види на уређају највише класе, не мора се уочити на уређају средње или ниже класе, који нема одговарајући софтвер за ниске протоке. Из тог разлога намеће се значајним да, уколико се у више наврата процењују активност обољења или промене патолошког супстрата током и након лечења, пацијента треба прегледатиувек на истом уређају и са истом сондом.

Извори[уреди]

  1. ^ Ristić S, Račić. Uloga ultrazvuka u dijagnostici ranog reumatoidnog artritisa. Biomedicinska istraživanja 2012; 3 (2): 77-82.
  2. ^ History of the AIUM. Archived from the original on November 3, 2005. Retrieved November 15, 2005.
  3. ^ Watts, G. (2009). John Wild. BMJ 339: b4428. doi:10.1136/bmj.b4428.
  4. ^ Woo, Joseph (2002). A short History of the development of Ultrasound in Obstetrics and Gynecology. ob-ultrasound.net. Retrieved 12. 5. 2014.
  5. ^ Herth FJF, Becker HD. Transthoracic ultrasound. Respi- ration 2003;70:87-94.
  6. ^ Mathis G. Thoraxsonography. Part I: chest wall and pleura. Schweiz Rundsch Med Prax 2004;93( 15):615-21.
  7. ^ Koh OM, Burcke S, Davies N, Padley S. Transthoracic US of the chest: clinical use and applications. Radiographies 2002;22(1):1-5.
  8. ^ Sajadieh H, Afzali F, Sajadieh Y, Sajadieh A, Ultrasound as an alternative to aspiration to determining nature of pleural effusion. especially in older poeple. Ann NY Acad Sci 2004: 1019:585-92.
  9. ^ Bouhernad B, Zhang M, Lu Q. Rouby 11. Clinical review: Bedside lung ultrasound in critical care practice. Crit Care 2007;11(1):205-10.
  10. ^ Stefanović D. The role of ultrasound in neck disease. In: Marković A, editor. Ultrasound in medicine. Beograd: Elit Medica 2003. p. 911–23. (Serbian)
  11. ^ Scisca C, Rizzo M, Maisano R, et al. The role of ultrasound-guided aspiration biopsies of peripheral pulmonary nodules: our experience. Anticancer Res 2002;22(4):2521-23.
  12. ^ Annesi V, Paci M, Ferrari G, Sgarbi G. Ultrasonically guided biopsy of anterior mediastinal masses. Interact Cardio- vase Thorac Surg 2003;2:319-21.
  13. ^ Middleton WD, Teefy SA, Dahya N. Ultrasound-guided chest biopsies. Ultrasound Q2006;22(4):241-52.