Осипов Л.В. - Ультразвуковые диагностические приборы (1035679), страница 29
Текст из файла (страница 29)
При расфокусировке увеличивается ширина УЗ луча и, следовательно, ухудшается поперечная разрешающая способность. В случае перефокусировки сначала может быть уменьшение ширины луча в зоне фокуса линзы Г„а потом опять-таки увеличение ширины луча и ухудшение качества изображения. В слоистых средах преломление и эффект линзы могут проявляться многократно, что наряду с дополнительным рассеянием ультразвука приво- дитксущественномуухудшениюкачества изображения (встречается при наблюдении так называемых «трудных» для УЗ диагностики пациентов». С~ ', 1 Я, 8, Рис.
66. Ухудшение фокусировки УЗ луча вследствие различия скоростей улыразву- ка на разньи путях движения импульса к точке фокуса д Ультразвуковые диагностичетние приборы 12$ Глава 3 122 Хль грата уксаьче ди 4гнес гичегкие приборы Устранение влияния артефактов, вызванных рефракцией и эффектом линзы в биологических тканях, пока невозможно. Поэтому нужно относиться с большой осторожностью к интерпретации эхографических изображений диффузных поражений внутренних орлеанов. Ухудшение фокусировки луча вследствие различия скорое~ей распространения ультразвука в биологических тканях имеет место не только вследствие эффекта линзы. По существу зто основная причина, определяющая физический предел поперечной разрешающей способности в биологических тканях.
Как известно, УЗ луч формируется определенной частью элементов датчика, занимающих размер О на рабочей поверхности датчика (рис. 53). Различные элементы излучают УЗ импульсы таким образом, чтобы они одновременно сходились в точке фокуса Р. Это являешься обязательным условием правильного формирования УЗ луча. Если импульсы, излученные элементами (например, 1-м и л-м, как показано на рис. 53), проходят среды с различными скоростями распространения ультразвука, то они могут прийти в точку фокуса со Рис.
ач. Лагеральные акустические тени по краям кисты печени ( стрелки). сдвигом во времени, т.е. не будут сфазированы. В результате суммарный сигнал Бь в точке фокуса может быть меньше каждого из суммируемых сигналов Я, и Я,. Это означает, что отсутствует правильная фокусировка луча — луч при этом расширяется или вообще, как говорят, «разваливаетсякь Напомним, что чем больше размер О, тем тоньше может быть УЗ луч, если он формируется в однородной среде, где нет различия скоростей уль~развука на различных путях распространения.
Эффект относительного ухудшения качества фокусировки из-за неоднород~юсти сред тем сильнее, чем больше размер О, так как в большей зоне выше вероятность появления различий в скоростях распространения ультразвука. Поэтому вначале увеличение апертуры О дает эффект улучшения поперечной разрешающей способности, но по достижении некоторого размера О дальнейшее его увеличение може~ не сопровождаться уменьшением ширины УЗ луча, те.
наступает физический предел улучшения разрешающей способности. В принципе существуют методы, позволяющие преодолеть указанные трудности, но сейчас они находятся в стадии исследования ввиду большой сложности их реализации. Литеральные тени. Для образований, содержащих жидкость, характерны так называемые латеральные акустические тени, которые появляются на краях образований (рис. 54).
Причина их возникновения — очень большая величина угла падения на боковые стенки образования и, стало быть, большой угол отражения, что приводит практически к невозможности возврата эхо-сигналов от этих стенок обратно к датчику и формирования изображения стенки. Более то- Особенности работы ультразвуковых сканеров ультр;:звуковьи'лиа т о. а.неккие ~трпбооы 123 го, доля энергии излученного УЗ сигнала, проходящая вглубь за боковыми стенками образования, резко снижается из-за того, что от них происходит практически полное отражение излучаемого сигнала, который может далее многократно отражаться от стенок внутри образования.
А раз мал уровень излученного сигнала в зоне за боковыми стенками, малы и ответные эхо-сигналы от глубже расположенных структур. Методы борьбы с латеральными тенями отсутствуют, поэтому этот артефакт надо иметь в виду и правильно интерпретировать, если он встречается при исследованиях. «Хвост кометы». Артефакт «хвост кометы» наблюдается в случае, когда в результате воздействия ультразвука возникают собственные вибрации обьекта, например небольшого газового пузырька или инородного металлического тела в тканях организма.
Этот артефакт наблюдается в виде полоски повышенной яркости за объектом (рис. 55). Слекл-шум. Спекл-шум — специфический артефакт, наблюдаемый на каждом акустическом изображении и обусловленный высокочастотным характером излучаемых и отражаемых УЗ сигналов. Излучаемый датчиком сигнал распространяется вглубь в пределах УЗ луча, сохраняя постоянные фазовые соотношения в каждый момент времени в отдельных точках сечения, перпендикулярного оси луча.
Это свойство постоянства фаз принято называть пространственной когерентностью. На рис. 5ба показано, как выглядит излучаемый сигнал в отдельных ~очках сечения УЗ луча в фиксированный момент времени — он практически один и тот же по виду. При отражении от акустических неоднородностей излученный сигнал порождает множественные эхо-сигналы, которые складываясь формиру- Рис. 55. Артефакт «хвост кометыгк а — за пузырьками газа. б — за внутриматочной спиралью с металлом (стрелка). ют суммарный эхо-сигнал, протяженный во времени.
В зависимости от взаимного пространственного расположения неоднородностей (отражателей) в каждом пространственном элементе разрешения эхо-сигналы от о~дельных отражателей внутри элемента разрешения суммируются в соответствии со своими взаимными фазами.
Результат — амплитуда суммарного эхо-сигнала — зависит от этих фаз. Например, на рис. 56а два отражателя (1 и 2) в УЗ луче расположены на одной глубине, эхо-сигналы от них совпадают по фазе (синфазны), и поэтому амплитуда суммарного эхо-сигнала равна сумме амплитуд эхо-сигналов от каждого из отражателей. Соответствующий эле- Глава 3 и си кто луч Отражатели 1 2 1 2 Отражатели Рис. бб. Спеклчоум, возникающий вследствие пространственной когерентности излучае мого УЗ сигнала. а — эко-сигналы от отражателей складываются. б — эхо-сигналы от отража гелей взаимно подавляютдругдруга. к24 Ультразвуковые диагностические приборы мент изображения на экране прибора будет иметь яркость, пропорциональную этой суммарной амплитуде.
Предположим, что мы сдвинули датчик и изменили ракурс наблюдения отражателей 1 и 2 (рис. Ббб). Вследствие нового ракурса глубина расположения одного из них относительно датчика может быть не равна глубине другого — появляется небольшая разность глубин М. Эта разность может быть меньше величины, характеризующей продольную разрешающую способность, т.е. оба отражателя находятся в одном элементе разрешения. Однако у эхо-сигналов от каждого из них появляется взаимный фазовый сдвиг, и амплитуда суммарного эхо-сигнала будет уже не равна сум- ме амплитуд эхо-сигналов от отражателей 1 и 2.
Возможен случай, когда фазовый сдвиг между эхо-сигналами равен 180, т.е. сигналы противофазны. При этом суммарный эхо-сигнал близок к нулю, если эхо-сигналы от отражателей одинаковы по амплитуде. В соответствующем элементе изображения на экране прибора сигнал также будет отсутствовать. В большинстве практических случаев сигнал в каждом элементе разрешения получается как сумма не двух, а большего количества эхо-сигналов от отдельных мелких неоднородностей, так что в зависимости от их взаимных фазовых сдвигов будет иметь место усиление или ослабление яркости в элементе изображения.
Особенности рабаты ультразвуковых сканеров Ультразвуковые диагностические приборы При гюкачивании или перемещении датчика появляется характерная «переливающаяся» картина светлых и темных пятен, которая, собственно„ и является спекл-шумом, мешающим правильно воспринимать полезную информацию по акустическому изображению. Аппаратурные методы борьбы со спекл-шумом достаточно сложны и по этой причине пока широко не применяются. Специфичность спекл-шума позволяет в большинстве случаев отличать его от полезных эхо-сигналов.
Характер спекл-шума существенно зависит от типа датчика и его рабочей частоты. Спекл-шум зависит также от вида исследуемых биологических структур, поэтому изменение характеристик спекл-шума может свидетельствовать об изменении свойств тканей, и эта информация иногда можетбыть полезнадля исследования. Перечень аппаратурных и физических артефактов акустического изображения не исчерпывается приведенными — здесь описаны те из них, которые наиболее часто встречаются. Артефакты, возникающие при допплеровских исследованиях, рассматриваются в следующих главах.
3.?. Исследованиектрудных» пациентов Принято называть «трудными» пациентами (сПФси!Мо-!праце рабептз) таких пациентов, при исследовании которых стандартные методики не позволяют получить достаточно хорошее качество изображения, и в результате у исследователя отсутствует уверенность в правильности принимаемых им диагностических заключений. Качество УЗ изображения зависит от многих факторов, обусловленных физическим состоянием пациента: степени развития и качественных особенностей подкожножирового слоя и скелетной мускулатуры, конституциональных особенностей, специфических заболеваний, таких как эмфизема легких, наличия множественных послеоперационных рубцов, метеоризма и т.д. В зависимости от задач, которые ставит перед собой исследователь, выбираются те или иные методические приемы, позволяющие улучшить качество изображения области интереса путем уменьшения влияния перечисленных факторов.
Здесь мы дадим несколько рекомендаций и сведений о приемах, которые следует применять, используя имеющуюся УЗ технику. Сразу оговоримся, что, к сожалению, в распоряжении исследователя не всегда имеется возможность применить некоторые из приведенных рекомендаций в тех случаях, когда они предполагают наличие дорогостоящих аппаратов высокого класса. Если имеющаяся у врача техника недостаточно совершенна, так что не помогают опыт и искусство исследователя, следует провести углубленное исследование в медицинском учреждении, в котором имеется более высококачественная аппаратура с широкими диагностичесими возможностями.
Абдоминальные исследования. у тучных пациентов и у пациентов с развитой скелетной мускулатурой можно улучшить качество изображения, применяя датчики с более низкой частотой или переключая многочастотный датчик на рабату с низкой частотой. Так, если стандартная частота для абдоминальных исследований взрослых 3,5 МГц, то переход на частоту 2-2,5 МГц позволит улучшить качество визуализации структур и органов на глубинах более 10-15 см. Хороший результат в ряде случаев можно получить, изменяя расположение и количество Глава 3 126 Ульгризвуковыелиагностичегкие приборы фокусов.
При этом следует помнить, что большое количество фокусов, включенных на передачу, уменьшает частоту кадров и полезно только при наблюдении малоподвижных структур. В этом случае целесообразно проводить наблюдение при задержке дыхания. При абдоминальных исследованиях пациентов в послеоперационном периоде, особенно при множественных послеоперационных рубцах, вместо обычных конвексных датчиков возможно применение микроконвексных или секторных (векторных) датчиков, которые имеют в данном случае преимущество, связанное с малой областью акустического контакта с телом пациента. Для борьбы с мешающим влиянием метеоризма можно использовать следующие приемы: — отход от стандартного акустического доступа, например, путем осмотра не через переднюю брюшную стенку, а через межреберье или со спины; — изменение положения пациента, т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
