Осипов Л.В. - Ультразвуковые диагностические приборы (1035679), страница 48
Текст из файла (страница 48)
Как правило, это газовые микропузырьки, которые в силу чрезвычайно большого различия акустических сопротивлений газовой среды и жидкости раствора полностью отражают падающие на них УЗ волны, существенно повышая уровень эхо-сигналов, принимаемых датчиком прибора ~5]. Основные требования, которые предъявляются к эхоконтрастным веществам, следующие. + Размер микропузырьков должен быть достаточно мал, чтобы обеспечивать их прохождение через любые сосуды, в том числе и через капилляры; обычно размер микропузырьков лежит в пределах от 1 до ! О мкм.
+ Период существования микропузырьков должен быть достаточно продолжительным (не менее нескольких минут) для того, чтобы обеспечить необходимое время для проникновения контрастного вещества в область интереса и время, необходимое врачу для исследования. Время жизни микропузырьков определяется параметром, который называется стабильностью. На стабильность существенным образом может влиять интенсивность УЗ сигналов, воздействующих на микропузырьки и заставляющих их колебаться и схлопываться. Время существования микропузырьков обычно лежит в пределах от нескольких Глава 7 десятков секунд до 5-10 мин и более.
+ Микропузырьки не должны сливаться друг с другом, увеличиваясь в размере„чтобы не закупоривать сосуды. + Концентрация микропузырьков должна быть такой, чтобы отражение и рассеяние ими УЗ сигналов не приводило бы к существенному ослаблению УЗ волн, проходящих дальше в более глубокие слои. В противном случае будет невозможно наблюдать структуры, находящиеся за зонами, в которых накапливаются контрастные вещества.
+ Контрастные вещества должны быть абсолютно безопасны для пациента и по возможности не вызывать побочных реакций. Области медицинского применения УЗ контрастных веществ обширны (5, 6). Прежде всего эхоконтрастные вещества применяются для исследования сердца и сосудов. Повышение чувствительности и контраста позволяет лучше наблюдать сердечные патологии как в В-режиме, так и в допплеровских режимах (особенно при цветовом доплеровском картировании), в том числе при чреспищеводной эхографии и трехмерной эхокардиографии. Увеличение эхогенности кровотока, достигаемое за счет применения контрастных веществ, повышает эффективность допплероаского исследования сосудов при решении следующих задач: выявление патологии сосудов при стенозе и окклюзии, транскраниальные исследования венозной системы, диагностика аневризм, наблюдение сосудоа печени, наблюдение почечной артерии и вены, УЗ исследования почечного трансплантата.
Для исследования левых отделов сердца и артериальной циркуляции необходимо применять эхоконтрастные вещества с микропузырьками относительно малого размера — не более 5мкм. Обнадеживающие результаты получены при использовании контрастных веществ для визуализации опухолей (печени, поджелудочной железы, почек) за счет аффективного выявления патологической васкуляризации. В последнее время появились контрастные вещества, ко~орые могуг проникать из сосуда в ткани. В здоровых неизмененных тканях они накапливаются вследствие того, что захватываются макрофагами. В патологических тканях контрастные вещества не накапливаются, и поэ~ому зти ткани выглядят зхонегативными на фоне здоровых тканей. Для диагностики патологии а матке, фаллопиевых трубах используют эхогистеросальпингографию с контрастными веществами различного вида с заполнением полости матки с помощью катетера.
При этом выявляются заболевания эндотермия и оценивается проходимость фаллопиевых труб. Внутривенная контрастная зхография улучшает диагностирование кист яичников и гиперплазии эндотермия (6). Повышение контрастности с помощью контрастных веществ используется при исследовании предстательной железы и молочной железы, в основном для выявления патологической васкуляризации.
Наиболее распространены зхоконтрастные вещества, изготовленные на основе микрочастиц галактозы. К ним относятся препараты «Эхоаист-200» и кдевовист * (производства фирмы «Шеринг АО ). Препараты практически не оказывают влияния на важнейшие функции организма. «Эховист» имеет микропузырьки относительно большого диаметра — 5 — 15 мкм„поэтому Перспективные направления развития УЗ методов исследования Уль Грезь Кхвльж=' ди вностнчвск ив ! 1тх««»оры 199 он не годится для исследования артериальной циркуляции.
Время жизни у него относительно мало. «Левовист» имеет большее время жизни: период, за который концентрация пузырьков уменьшается вдвое, — до 11 мин у взрослых и 7-9 мин у детей. Контрастность препарата дозозависима — чем больше доза, тем больше контраст. Менее распространены препараты на основе человеческого альбумина, например «Альбунекс» (фирма «Никомед»]. К препаратам нового поколения относится «Соновист», изготовленный на основе биополимеров и характеризующийся малым размером микропузырьков (в среднем =1 мкм) и большим временем жизни (до нескольких часов). Известен целый ряд кон~рвотных веществ на основе высокоплотных газов (додекафлюоропентвна, перфлюоропентана, сульфургексафлюорида и т.д.), на основе липосом и комбинированные препараты на основе альбу- мина, декстрозы и перфлкюркарбона.
7.3. Тканевая гармоника и контрастная гармоника Технология тканевой гармоники, или нативной тканевой гармоники (па(Ье йзьце Ьаппоп)с )та9(п9) — один из новых методов получения УЗ изображения, который во многих случаях улучшает диагностические возможности при исследовании «трудных» пациентов (с))(()си!1-1о-(маце рабеп1з). К «трудным» пациентам относятся прежде всего те, у которых имеется избыточная масса вследствие ожирения или хорошо развитой мускулатуры. Иногда «трудными» являются субьекты нормального телосложения, имеющие специфические особенности биологических тканей, из-за которых УЗ луч несколько расфокусируется (рассеивается), что приводит к ухудшению качества акустического изображения. Метод тканевой гармоники позволяет улучшить качество изображения в указанных случаях.
Попробуем поясни~ь физическую суть режима тканевой гармоники. Известно, что при исследовании «трудных» пациентов, в частности пациентов с иэбьпочным весом, приходится использовать датчики с более низкой частотой, что обеспечивает более высокую проникающую способность ультразвука. Естественно, при этом снижается качество изображения вследствие уменьшения разрешающей способности, которая на низких частотах ультразвука хуже, чем на высоких. Использование тканевой гармоники дает возможность улучшить качество изображения при сохранении хорошей проникающей способности.
В режиме тканевой гармоники датчик излучает УЗ сигналы на низкой частоте, например 2 МГц, а прибор обеспечивает прием эхо-сигналов на более высоких частотах — 4, б МГц и т.д. Появление эхо-сигналов на удвоенной или утроенной частоте (на так называемой 2-й или 3-й гармонике) объясняется нелинейными эффектами, сопровождающими распространение ультразвука в биологическихтканях(7). До сих пор все объяснения физических процессов получения УЗ иэображений мы давали в предположении, что реакция биологических тканей на механические напряжения, создаваемые УЗ волнами, является линейной. В линейном случае при излучении в биологические ткани синусоидвльных сигналов на некоторой частоте принимаемые отраженные сигналы имеют вид синусоиды с той же частотой.
Если излучаются импульсные сигналы, которые характеризуются определенным спектром частот, то в спектре частот отра- Глава 7 Излучанний си~пал Спектр излучанного сигнала Сигнал на глубине т Спектр сигнала на глубине к 200 Улагратвуксваге диагностические гтргтбторьг (а, ~б "а Рис. 1 Б. Вид сигналов (в) н их спектров (б) при прохождении биологических тканей в предположении линейности среды рвспро- сгрвнения. женных сигналов присутствуют только те частоты, которые были в спектре излученното сигнала. Единственное, что может измениться в линейном случае, — это форма спектра отраженного сигнала по сравнению с напученным сигналом из-за частотнозависимого характера поглощения УЗ сигналов, что приводит к снижению уровня высокочастотных составляющих относительно низкочастотных (рис. 16).
Линейное приближение дает картину, весьма близкую к наблюдаемой на практике и тем более точную, чем меньше амплитуда излучаемых УЗ сигналов. При достаточно большом уровне сигналов, которые используются в современных УЗ приборах, линейное приближение не отражает истинную картину; поэтому следует учитывать нелинейные эффекты. Одно из проявлений нелинейных эффектов — искажение вида УЗ сигналов по мере прохождения вглубь биологических тканей (рис. 17а). Искажение сигналов обусловлено тем, что скорость звука в среде зависит от уровня сигнала. При этом в области наибольшего сжатия ско- рость звука несколько больше, чем в области разрежения.
Это означает, что по мере распространения сигнала накапливается искажение профиля сигнала — он становится все круче, в результате чего волна, первоначально близкая к синусоидальной, постепенно превращается в пилообразную, достигая максимальной крутизны профиля на некоторой характерной глубине/ . Глубина (.а зависит от вида биологической ткани и частоты излучаемого сигнала. Так, для печени глубина (.о = 9 см при частоте излучаемого сигнала то = 2 МГц. Для жировой ткани глубина (о несколько меньше. На глубинах, больших чем (., происходит процесс «исправления» формы сигнала, и из пилообразного он превращается опять в сигнал, близкий к синусоидальному.
Это объясняется частотнозависимым характером затухания при распространении в биологической среде — высокие частоты, которые появляются в пилообразном сигнале, затухают быстрее, чем низкие, близкие к частоте г„. Физическую картину влияния нелинейных эффектов можно проиллюстрировать с помощью спектров, изображенных на рис. 176. На рис. 17а показан вид излученного сигнала и вид сигналов на различных глубинах, близких к характерной глубине (о, а на рис. 17б изображены спектр излученного сигнала и спектры сигналов на различных глубинах. Пилообразному сигналу соответствует спектр, у которого появляются дополнительные составляющие на больших частотах, в частности на частотах 21„3~о и т.д.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
