Что даёт УЗИ

Физика УЗИ

Принцип ультразвукового исследования имеет много общего с принципом МРТ-диагностики. Подробнее об этом способе исследования внутренних органов можно прочесть здесь. Разница заключается в том, что МРТ-диагностика основана на возбуждении атомов водорода в нашем организме, а УЗИ, и это хорошо видно из расшифровки аббревиатуры, возможно благодаря открытию ультразвука.

Ультразвук - это звуковые колебания, лежащие выше порога восприятия органа слуха человека, частоты которых превышают 20 кГц. В медицинских системах обычно используют частоты от 2 до 10 МГц.

Любая среда, ткани организма в том числе, в разной степени препятствует распространению ультразвука. Это явление называют акустическим сопротивлением, величина которого зависит от плотности среды и скорости распространения звуковых волн в ней. Чем выше эти параметры, тем больше акустическое сопротивление.

Когда пучок ультразвуковых волн достигает границы двух сред с различным акустическим сопротивлением, он изменяется: одна его часть продолжает распространяться в новой среде, в той или иной степени поглощаясь ею, а другая — отражается.

Коэффициент отражения зависит от разности величин акустического сопротивления граничащих друг с другом тканей: чем это различие больше, тем больше отражение и, естественно, больше амплитуда зарегистрированного сигнала, а значит, тем светлее и ярче эта область будет выглядеть на экране аппарата. Полным отражателем является граница между тканями и воздухом.

Принцип ультразвукового исследования основан на механизме эхолокации, широко используемой в различных областях. Ультразвуковой передатчик излучает волны высокой частоты. Они попадают на объект, отражаются от него и поступают в принимающее устройство (ресивер). Ресивер, в свою очередь, преобразовывает сигнал в картинку на экране монитора.

История и методика исследования

Изначально разработка принадлежала, как ни странно, военным, а теоретические основы ультразвуковых исследований в первой половине 19 века заложил Кристиан Андреас Доплер, многим известный благодаря открытию так называемого эффекта Доплера.

До практического применения ультразвука было не очень далеко, но и совсем не близко. Использовать высокие частоты на практике начали только во время Первой мировой войны. Двое ученых-изобретателей - К.В. Шиловский и П. Ланжевен - разработали специальный прибор, снабжённый ультразвуковым излучателем. Предназначено это чудо техники было для максимально точного определения расстояния до цели, а кроме того, использовалось для обнаружения подводных лодок противника.

УЗИ в медицине

До 1940-ых годов помимо военных, ультразвук использовали только животноводы и ветеринары. Главным образом - для определения толщины слоя подкожного жира у свиней. В 1942 году, в самый разгар войны, была предпринята первая попытка использовать УЗИ для диагностики человеческого тела.

На тот момент методика особого успеха не завоевала, так как результаты были далеко не самыми лучшими, да и не до того было. Но уже после окончания войны, в начале 1950-ых годов были получены первые ультразвуковые изображения внутренних органов и тканей человека.

Собственно, именно с этого момента начинается история широкого применения ультразвуковой диагностики в медицине для диагностики целого ряда заболеваний и повреждений внутренних органов. На сегодняшний день УЗИ назначают, как правило, для диагностики таких внутренних органов как почки, щитовидная железа, органов брюшной полости. Проводят ультразвуковые исследования и во время беременности. Это позволяет определить, как протекает развитие плода и нет ли каких отклонений и пороков.

В отдельных случаях могут назначить и УЗИ орбит глаз. Эта процедура позволяет определить состояние зрительного нерва и близлежащих тканей, экстраокулярных мышц глаза, слезной железы, а также выявить отслоения сетчатки. Как и во всех прочих случаях процедура УЗИ безболезненна. Единственное требование - не наносить перед исследованием на глаза макияж.

В связи с тем, что ультразвук в газах распространяется хуже, чем в жидкостях, УЗИ не назначают для диагностики лёгких и полых органов желудочно-кишечного тракта.

Аппараты УЗИ

Не вдаваясь в подробности конструкции, устройство аппарата УЗИ можно представить следующим образом:

• монитор,
• блок контроля,
• специальная клавиатуры,
• датчики, которые излучают высокочастотный ультразвук, похожий на звук издаваемый некоторыми видами птиц и животных.

В зависимости от функционального назначения приборы подразделяются на следующие основные типы:

• эхотомоскопы - приборы, предназначенные, в основном, для исследования плода, органов брюшной полости и малого таза;
• эхокардиоскопы - приборы, предназначенные для исследования сердца;
• эхоэнцелоскопы - приборы, предназначенные для исследования головного мозга;
• эхоофтальмоскопы - приборы, предназначенные для исследования глаза.

Список рекомендуемой литературы

• Свободная электронная энциклопедия Википедия, раздел "Ультразвуковое исследование".
• Коломиец С.Н. Азбука эхокардиографии. Краткое пособие по ультразвуковой диагностике для студентов, семейных врачей и кардиологов
• Зубарев А.В. Диагностический ультразвук
• Блок Б. УЗИ внутренних органов