L'une des réalisations techniques de la médecine moderne est son utilisation à grande échelle pour l'étude des organes internes de l'échographie à haute fréquence, outil de diagnostic puissant et inoffensif.
La technologie à ultrasons elle-même est connue depuis plus de 80 ans. Les tentatives d'utilisation de l'échographie pour le diagnostic médical ont conduit à l'émergence en 1937 de l'échoencéphalographie unidimensionnelle. Cependant, il n’a été possible d’obtenir une image échographique des organes et des tissus internes d’une personne qu’au début des années cinquante. Dorénavant, les ultrasons sont de plus en plus utilisés en médecine. Aujourd'hui, il est utilisé en chirurgie, dans diverses procédures physiothérapeutiques et en particulier dans le diagnostic. L'utilisation du diagnostic par ultrasons a révolutionné l'obstétrique.
Echographie: le principe d'action
Les ultrasons sont les mêmes vibrations mécaniques des supports élastiques que les sons, ne différant que par leur fréquence.
La fréquence des ultrasons se situe au-delà de la limite supérieure de la plage d'audience humaine (20 kHz). L'utilisation des ultrasons est basée sur sa capacité à absorber, sans absorption significative, les tissus mous du corps, reflétée par des tissus plus denses et des hétérogénéités.
Lors de l'examen par ultrasons des organes internes (échographie), un mince faisceau d'impulsions ultrasonores généré par un petit capteur piézoélectrique, pouvant fonctionner à la fois en tant que générateur et en tant que récepteur de vibrations ultrasonores, est dirigé vers la surface du corps. Le destin de ces impulsions dépend des propriétés des tissus situés sur son chemin: les impulsions peuvent les traverser, être réfléchies ou absorbées par elles.
L'analyse des signaux réfléchis (effectuée à l'aide d'un ordinateur) vous permet d'obtenir une image de la section transversale du corps le long du trajet du capteur.
L'échographie (ultrasons) présente une caractéristique très importante: la puissance de rayonnement nécessaire à l'imagerie est si insignifiante qu'elle ne provoque aucun effet nocif. C'est le principal avantage des ultrasons par rapport aux rayons X.
Qu'est-ce que l'échographie?
Le balayage par ultrasons est une procédure indolore effectuée par un médecin. Une fine couche de gel spécial est appliquée sur la peau de la zone du corps étudiée, ce qui améliore son contact avec le capteur (un bon contact du capteur avec la peau détermine en grande partie la qualité de l'image). Pendant la procédure, la sonde est lentement déplacée à travers la zone de test. L'échographie ne nécessite aucune préparation préalable, et pour un tel examen, le patient n'a pas besoin d'aller à l'hôpital.
Les appareils à ultrasons modernes vous permettent d’obtenir différents types d’images: un déplacement ou une séquence d’images fixes. Dans les deux cas, l'image peut être enregistrée pour une analyse ultérieure.
Échographie pendant la grossesse
Peut-être l'utilisation la plus importante des méthodes d'échographie trouvée dans les études de femmes enceintes. Ils vous permettent de recevoir des informations sur l’état du fœtus, sans l’exposer ni à la mère à un danger ni, ce qui est très important, aux toutes premières étapes de la grossesse (2,5 à 3 semaines). Souvent, cette information ne peut pas être obtenue autrement.
Au cours des trois premiers mois de la grossesse, une échographie par échographie peut déterminer si le fœtus est en vie, déterminer son âge et le nombre d'embryons en développement. Après le troisième mois, les ultrasons peuvent détecter certaines malformations congénitales du fœtus, telles que le spina bifida, et déterminer avec précision la position du placenta, révélant ainsi son décollement prématuré.
En utilisant l’échographie, vous pouvez déterminer la taille du fœtus pendant la grossesse et prévoir assez précisément la date de l’accouchement. Avec l'aide de l'échographie, vous pouvez même remarquer le rythme cardiaque du fœtus. Les examens aux rayons X pendant la grossesse ne sont maintenant requis que dans des circonstances spéciales.
Largement utilisée dans les diagnostics prénataux (prénatals), la méthode de détection des anomalies du développement du fœtus - l'amniocentèse (sélection du liquide dans le sac amniotique entourant le fœtus, généralement à la 15-17e semaine de grossesse) - est contrôlée par échographie.
Le développement et l'introduction de nouveaux types d'études sur l'échographie et leur disponibilité ont révolutionné la pratique obstétricale, simplifiant le contrôle du déroulement de la grossesse et augmentant sa fiabilité.
Le principe de fonctionnement de la machine à ultrasons
Le diagnostic par ultrasons a été utilisé avec succès dans la pratique médicale et s’est depuis longtemps imposé comme une méthode de recherche relativement peu coûteuse et totalement sûre. L'examen des femmes enceintes constitue le domaine de diagnostic le plus prisé. Tous les organes internes, les vaisseaux sanguins et les articulations sont également examinés. Le principe de l'écholocation est à la base de la technologie de l'imagerie par ultrasons.
Comment ça marche?
Les ultrasons sont des oscillations acoustiques d’une fréquence supérieure à 20 kHz, inaccessibles à l’audience humaine. Les appareils à ultrasons médicaux utilisent une plage de fréquences de 2 à 10 MHz.
Il existe des soi-disant piézoélectriques - monocristaux de certains composés chimiques qui réagissent aux ondes ultrasonores avec une charge électrique et à une charge électrique - aux ultrasons. Cela signifie que les cristaux (éléments piézoélectriques) sont simultanément le récepteur et l’émetteur d’ondes ultrasonores. Les éléments piézoélectriques sont situés dans le capteur à ultrasons, à travers lequel des impulsions haute fréquence sont envoyées au corps humain. Le capteur est en outre équipé d'un miroir acoustique et d'une couche d'insonorisation. La partie réfléchie du faisceau d'ondes sonores retourne au capteur, qui les convertit en un signal électrique et la transmet au système matériel et logiciel - à l'appareil à ultrasons lui-même. Le signal est traité et affiché sur le moniteur. Le format d'image noir et blanc le plus couramment utilisé. Les sections qui réfléchissent les vagues à un degré ou à un autre sont indiquées sur l'écran par des dégradés de gris, les couleurs blanches sont des tissus entièrement réfléchissants et les couleurs noires sont des liquides et des vides.
Comment fonctionne l'onde ultrasonore?
Un signal ultrasonore, traversant les tissus du corps humain, est absorbé et réfléchi par ceux-ci en fonction de leur densité et de la vitesse de propagation des ondes sonores. Les environnements denses tels que les os, les calculs dans les reins, la vessie, reflètent le son presque complètement. Les tissus, les liquides et les vides plus lâches absorbent les ondes partiellement ou totalement.
Les principales caractéristiques de l'image ultrasonore sont l'échogénicité et la conduction du son. L'échogénicité - la capacité des tissus à réfléchir les ondes ultrasonores, à distinguer de l'hypo et de l'hyperéchogénicité. Conduction du son - capacité des tissus à passer à travers une échographie. Sur l'évaluation de ces caractéristiques est basé sur l'analyse de l'objet, sa description et sa conclusion.
Échographie des échographes de niveau expert
Notre clinique est équipée d'appareils à ultrasons stationnaires modernes de Medison et de Toshiba, capables d'effectuer toutes les tâches de diagnostic. Les scanners sont équipés de moniteurs supplémentaires pour dupliquer l'image pour le patient. Le niveau de technologie expert implique des méthodes améliorées pour obtenir des informations:
- suppression du grain de l'image;
- balayage composé multivoie;
- sonographie par doppler d'énergie;
- paramètres qui améliorent l'image dans les endroits difficiles à atteindre;
- technologie numérique;
- haute résolution d'écran;
- modes tridimensionnels et quadridimensionnels.
Si vous le souhaitez, ces études peuvent être enregistrées sur un DVD-ROM.
En échographie, ce n’est pas seulement la classe d’équipement qui compte, mais aussi le professionnalisme du médecin qui effectue le diagnostic. Les spécialistes de notre clinique ont plusieurs années d’expérience professionnelle et une haute qualification, ce qui vous permet de déchiffrer correctement les résultats de l’étude.
Le principe de l'échographie
Lorsqu’il s’agit d’entretien, de réparation ou de travaux sur des équipements à ultrasons, il est tout d’abord nécessaire de comprendre les bases physiques des processus avec lesquels nous devrons composer. Bien sûr, comme dans tous les cas, les nuances et les subtilités sont nombreuses, mais nous vous suggérons tout d’abord de considérer l’essence même du processus. Dans cet article, nous aborderons les questions suivantes:
- Qu'est-ce qu'une échographie, quelles sont ses caractéristiques et ses paramètres
- La formation des ultrasons dans les technologies modernes basées sur la piézocéramique
- Principes des ultrasons: chaîne de conversion de l'énergie électrique en énergie ultrasonore et inversement.
- Principes de base de la formation d'images sur l'écran de l'appareil à ultrasons.
Assurez-vous de regarder notre vidéo sur le fonctionnement des ultrasons
Notre tâche principale est de comprendre ce qu'est une échographie et quelles sont ses propriétés qui nous aident dans la recherche médicale moderne.
À propos du son.
Nous savons que les fréquences comprises entre 16 Hz et 18 000 Hz, qu’une prothèse auditive humaine est capable de percevoir, sont communément appelées son. Mais il y a aussi beaucoup de sons dans le monde que nous ne pouvons pas entendre, car ils sont inférieurs ou supérieurs à la gamme de fréquences dont nous disposons: ce sont respectivement les sons infra et ultra.
Le son a une nature ondulatoire, c’est-à-dire que tous les sons existant dans notre univers sont des ondes, comme dans d’autres cas, de nombreux autres phénomènes naturels.
D'un point de vue physique, une onde est l'excitation d'un milieu qui se propage avec un transfert d'énergie, mais sans transfert de masse. En d'autres termes, les ondes sont une alternance spatiale de maxima et minima de toute quantité physique, par exemple la densité d'une substance ou sa température.
Il est possible de caractériser les paramètres d'onde (y compris le son) par leur longueur, leur fréquence, leur amplitude et leur période d'oscillation.
Considérez les paramètres de vague plus en détail:
Les maxima et minima d'une quantité physique peuvent être représentés de manière conditionnelle comme des crêtes et des creux d'une vague.
La longueur d'onde est la distance entre ces crêtes ou entre les dépressions. Par conséquent, plus les crêtes sont proches les unes des autres (plus la longueur d'onde est courte et sa fréquence élevée, plus elles sont éloignées les unes des autres), plus la longueur d'onde est grande et vice versa, plus sa fréquence est basse.
Un autre paramètre important est l'amplitude de l'oscillation, ou le degré de déviation d'une grandeur physique par rapport à sa valeur moyenne.
Tous ces paramètres sont liés les uns aux autres (pour chaque relation, il existe une description mathématique exacte sous forme de formules, mais nous ne les donnerons pas ici, car notre tâche consiste à comprendre le principe de base, et nous pouvons toujours le décrire d'un point de vue physique). Chacune des caractéristiques est importante, mais le plus souvent, vous devrez entendre parler de la fréquence des ultrasons.
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Son haute fréquence: Comment provoquer plusieurs milliers de vibrations par seconde
Il existe plusieurs manières d’obtenir des ultrasons, mais la technique utilise le plus souvent des cristaux d’éléments piézoélectriques et un effet piézoélectrique en fonction de leur application: la nature des piézoélectriques permet de générer un son haute fréquence sous l’influence de la tension. oscillations à haute fréquence dans l'environnement.
Une fois dans le domaine des vibrations sonores à haute fréquence, le piezocrystal, au contraire, commence à générer de l'électricité. En incluant un tel cristal dans un circuit électrique et en traitant, d'une certaine manière, les signaux qu'il contient, nous pouvons former une image sur l'écran de l'appareil à ultrasons.
Mais pour que ce processus devienne possible, il est nécessaire de disposer d’un matériel coûteux et complexe.
Malgré des dizaines, voire des centaines de composants interdépendants d’un scanner à ultrasons, celui-ci peut être divisé en plusieurs blocs principaux impliqués dans la conversion et la transmission de divers types d’énergie.
Tout commence avec une source d'alimentation capable de maintenir une tension élevée de valeurs prédéterminées. Ensuite, par le biais d’un grand nombre d’unités auxiliaires et sous le contrôle constant de logiciels spéciaux, le signal est transmis au capteur, dont l’élément principal est une tête piézo-cristalline. Il convertit l'énergie électrique en énergie ultrasonore.
Grâce à une lentille acoustique en matériaux spéciaux et à un gel adapté, l'onde ultrasonore pénètre dans le corps du patient.
Comme toute vague, les ultrasons ont tendance à être réfléchis par la surface rencontrée sur son chemin.
Ensuite, l’onde passe à travers la voie inverse à travers différents tissus du corps humain, le gel acoustique et la lentille tombent sur le réseau piézo-cristallin du capteur, qui convertit l’énergie de l’onde acoustique en énergie électrique.
En acceptant et en interprétant correctement les signaux du capteur, nous pouvons simuler des objets situés à différentes profondeurs et inaccessibles à l'œil humain.
Principe de la construction d'image à partir de données de balayage par ultrasons
Considérez exactement comment les informations obtenues nous aident à construire l’image sur l’échographe. Ce principe repose sur différentes impédances ou résistances acoustiques des milieux gazeux, liquides et solides.
En d'autres termes, les os, les tissus mous et les liquides de notre corps transmettent et réfléchissent les ultrasons à des degrés divers, les absorbant et les dispersant partiellement.
En fait, l'ensemble du processus de recherche peut être divisé en micropériodes, et seule une petite partie de chaque période transmet un capteur. Le reste du temps est passé à attendre une réponse. Dans le même temps, le temps entre l’émission et la réception d’un signal est directement transféré à la distance du capteur à l’objet «vu».
Les informations sur la distance à chaque point nous aident à construire un modèle de l'objet étudié et sont également utilisées pour les mesures requises pour le diagnostic par ultrasons. Les données sont codées par couleur - en conséquence, nous obtenons l'image dont nous avons besoin sur l'écran à ultrasons.
Le plus souvent, il s’agit du format noir et blanc, car on pense que, dans les tons de gris, notre œil est plus sensible et plus précis. verrons la différence dans les lectures, bien que dans les appareils modernes, ils utilisent la représentation des couleurs, par exemple, pour étudier la vitesse du flux sanguin, et même une présentation sonore des données. Ce dernier, associé à la séquence vidéo en mode Doppler, aide à établir le diagnostic avec plus de précision et sert de source d’information supplémentaire.
Mais revenons à la construction de l'image la plus simple et considérons plus en détail trois cas:
Des exemples d'images les plus simples seront étudiés sur la base du mode B. La visualisation du tissu osseux et des autres formations solides consiste en zones lumineuses (principalement en blanc), car le son est celui qui se reflète le mieux sur les surfaces solides et revient presque entièrement au capteur.
Par exemple, nous pouvons clairement voir les zones blanches - les calculs dans les reins du patient.
La visualisation des fluides ou des vides opposés est représentée par des zones noires dans l'image, car sans rencontrer d'obstacles, le son passe plus loin dans le corps du patient et nous ne recevons aucune réponse.
Les tissus mous, tels que la structure du rein lui-même, seront représentés par des zones avec différentes nuances de gris. La précision du diagnostic et la santé du patient dépendront en grande partie de la qualité de la visualisation de ces objets.
Nous avons donc appris aujourd’hui ce qu’est l’échographie et comment elle est utilisée dans les scanners à ultrasons pour étudier les organes du corps humain.
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Le principe de la machine à ultrasons. Capteur à ultrasons
Sous ultrasons, comprenez les ondes sonores dont la fréquence est en dehors de la plage de fréquences perçue par l’oreille humaine.
La découverte de l'échographie remonte aux observations du vol des chauves-souris. Les scientifiques, les yeux bandés, ont découvert que ces animaux ne perdent pas leur orientation en vol et peuvent éviter les obstacles. Mais après avoir également recouvert leurs oreilles, l'orientation dans l'espace des chauves-souris a été perturbée et ils ont rencontré des obstacles. Cela a conduit à la conclusion que les chauves-souris dans l'obscurité sont guidées par des ondes sonores qui ne sont pas captées par l'oreille humaine. Ces observations avaient déjà été faites au XVIIe siècle, alors que le terme "ultrason" était proposé. Une batte pour l'orientation dans l'espace émet de courtes impulsions d'ondes ultrasonores. Ces impulsions, reflétées par les obstacles, sont perçues au bout d'un certain temps par l'oreille d'une chauve-souris (phénomène d'écho). En fonction du temps qui s'écoule entre le moment du rayonnement de l'impulsion ultrasonore et la perception du signal réfléchi, l'animal détermine la distance qui le sépare de l'objet. En outre, la chauve-souris peut également déterminer la direction dans laquelle le signal d'écho est renvoyé, la localisation de l'objet dans l'espace. Ainsi, il envoie des ultrasons et perçoit ensuite l'image réfléchie de l'espace environnant.
Le principe de la localisation par ultrasons sous-tend le fonctionnement de nombreux appareils techniques. Selon le principe dit de l'écho pulsé, un sonar fonctionne, qui détermine la position du navire par rapport aux bancs de poissons ou au fond de la mer (écho sondeur), ainsi que des appareils de diagnostic à ultrasons utilisés en médecine: l'appareil émet des ondes ultrasonores, puis perçoit les signaux réfléchis, et Déterminez la position de la structure réfléchissante dans l'espace entre le moment du rayonnement et celui de la perception du signal d'écho.
Que sont les ondes sonores?
Les ondes sonores sont des vibrations mécaniques qui se propagent dans l'espace comme des ondes qui se produisent après le lancement d'une pierre dans l'eau. La propagation des ondes sonores dépend en grande partie de la substance dans laquelle elles se propagent. Cela s'explique par le fait que les ondes sonores ne se produisent que lorsque les particules de matière oscillent.
Comme le son ne peut être propagé qu'à partir d'objets matériels, aucun son n'est produit dans le vide (lors des examens, la question du «remplissage» est souvent posée: comment le son est-il distribué dans le vide?).
Le son dans l'environnement peut se propager à la fois dans le sens longitudinal et dans le sens transversal. Les ondes ultrasonores dans les liquides et les gaz sont longitudinales, car des particules individuelles du milieu oscillent dans la direction de propagation de l’onde sonore. Si le plan dans lequel les particules du milieu oscillent est situé perpendiculairement à la direction de propagation des ondes, comme par exemple dans le cas des ondes de mer (oscillations de particules dans le sens vertical et propagation des ondes dans l'horizontale), parlez des ondes transversales. De telles ondes sont également observées dans les solides (par exemple, dans les os). Dans les tissus mous, les ultrasons se propagent principalement sous forme d'ondes longitudinales.
Lorsque les particules individuelles de l'onde longitudinale sont déplacées l'une vers l'autre, leur densité et, par conséquent, la pression dans la substance du milieu à cet endroit augmentent. Si les particules divergent les unes des autres, la densité locale de la substance et la pression à cet endroit diminuent. Les ondes ultrasoniques forment une zone de basse et haute pression. Avec le passage de l'onde ultrasonore à travers le tissu, cette pression change très rapidement à la pointe du milieu. Afin de distinguer la pression formée par l'onde ultrasonore de la pression constante du milieu, on l'appelle aussi pression variable, ou sonique.
Paramètres d'onde sonore
Les paramètres des ondes sonores comprennent:
Amplitude (A), par exemple, pression acoustique maximale («hauteur de la houle»).
Fréquence (v), c'est-à-dire nombre d'oscillations en 1 s. L'unité de fréquence est Hertz (Hz). Dans les appareils de diagnostic utilisés en médecine, utilisez la plage de fréquences comprise entre 1 et 50 MGc (1 MHz = 106 Hz, généralement comprise entre 2,5 et 15 MHz).
Longueur d'onde (λ), c'est-à-dire la distance à la crête d’onde adjacente (plus précisément, la distance minimale entre des points de même phase).
La vitesse de propagation, ou la vitesse du son (s). Cela dépend du milieu dans lequel se propage l'onde sonore, ainsi que de la fréquence.
La pression et la température ont un effet significatif, mais dans la plage de température physiologique, cet effet peut être négligé. Pour le travail quotidien, il est utile de rappeler que plus l'environnement est dense, plus le son y est rapide.
La vitesse du son dans les tissus mous est d’environ 1500 m / s et augmente avec l’augmentation de la densité tissulaire.
Cette formule est au cœur de l'échographie médicale. Avec son aide, il est possible de calculer la longueur d'onde λ des ultrasons, ce qui permet de déterminer la taille minimale des structures anatomiques encore visibles aux ultrasons. Les structures anatomiques dont la taille est inférieure à la longueur de l'onde ultrasonore, avec les ultrasons, sont indiscernables.
La longueur d'onde vous permet d'obtenir une image plutôt grossière et ne convient pas à l'évaluation de petites structures. Plus la fréquence des ultrasons est élevée, plus la longueur d'onde et la taille des structures anatomiques que l'on peut encore distinguer sont petites.
La possibilité de détailler augmente avec l'augmentation de la fréquence des ultrasons. Ceci réduit la profondeur de pénétration des ultrasons dans le tissu, c'est-à-dire sa capacité de pénétration diminue. Ainsi, avec l’augmentation de la fréquence des ultrasons, la profondeur disponible de la recherche sur les tissus diminue.
La longueur d'onde des ultrasons utilisés en échographie pour étudier les tissus varie de 0,1 à 1 mm. Les structures anatomiques plus petites ne peuvent pas être identifiées.
Comment faire une échographie?
Effet piézoélectrique
La production des ultrasons utilisés dans les diagnostics médicaux repose sur l’effet piézoélectrique - la capacité de déformation des cristaux et de la céramique sous l’action d’une tension appliquée. Sous l'action de la tension alternative, les cristaux et les céramiques se déforment périodiquement, c'est-à-dire des vibrations mécaniques apparaissent et des ondes ultrasonores se forment. L'effet piézoélectrique est réversible: les ondes ultrasonores provoquent une déformation du cristal piézoélectrique, qui s'accompagne de l'apparition d'une tension électrique mesurable. Ainsi, les matériaux piézoélectriques servent de générateurs d’ondes ultrasonores et de leurs récepteurs.
Lorsqu'une onde ultrasonore se produit, elle se propage dans le milieu de connexion. "Connecter" signifie qu'il existe une très bonne conductivité acoustique entre le générateur d'ultrasons et l'environnement dans lequel il est distribué. Pour ce faire, utilisez habituellement un gel pour ultrasons standard.
Pour faciliter la transition des ondes ultrasonores des céramiques solides de l’élément piézoélectrique aux tissus mous, celui-ci est recouvert d’un gel spécial à ultrasons.
Des précautions doivent être prises lors du nettoyage du capteur à ultrasons! La couche correspondante de la plupart des capteurs à ultrasons se détériore lorsqu’elle est re-traitée à l’alcool pour des raisons "hygiéniques". Par conséquent, lors du nettoyage du capteur à ultrasons, il est nécessaire de suivre strictement les instructions attachées à l'appareil.
La structure du capteur à ultrasons
Le générateur de vibrations ultrasonores est constitué d’un matériau piézoélectrique, principalement de la céramique, à l’avant et à l’arrière duquel se trouvent des contacts électriques. Une couche correspondante est appliquée sur la face avant face au patient, conçue pour une échographie optimale dans les tissus. Sur la face arrière, les cristaux piézoélectriques sont recouverts d'une couche qui absorbe fortement les ultrasons, ce qui empêche la réflexion des ondes ultrasonores dans différentes directions et limite la mobilité du cristal. Cela nous permet de nous assurer que le capteur à ultrasons émet les impulsions ultrasoniques les plus courtes possibles. La durée de l'impulsion est le facteur déterminant de la résolution axiale.
En règle générale, le capteur pour ultrasons en mode b est constitué de nombreux petits cristaux céramiques adjacents, configurés individuellement ou par groupes.
Le capteur à ultrasons est très sensible. Cela s'explique, d'une part, par le fait qu'il contient dans la plupart des cas des cristaux de céramique très fragiles, d'autre part, par le fait que les composants du capteur sont très proches les uns des autres et peuvent être déplacés ou cassés par des secousses ou des chocs mécaniques. Le coût d'un capteur à ultrasons moderne dépend du type d'équipement et correspond approximativement au coût d'une voiture de la classe moyenne.
Avant de transporter l'appareil à ultrasons, fixez solidement le capteur à ultrasons sur l'appareil et débranchez-le mieux. En cas de chute, le capteur se casse facilement et des secousses légères peuvent causer de graves dommages.
Dans la gamme de fréquences utilisée dans les diagnostics médicaux, il est impossible d’obtenir un faisceau fortement focalisé, semblable à un laser, avec lequel il est possible de "sonder" des tissus. Cependant, afin d'obtenir une résolution spatiale optimale, il est nécessaire de s'efforcer de réduire autant que possible le diamètre du faisceau d'ultrasons (synonyme de faisceau d'ultrasons, le terme «faisceau d'ultrasons» est parfois utilisé). diamètre).
Plus le faisceau ultrasonore est petit, plus les détails des structures anatomiques sont visibles aux ultrasons.
Par conséquent, les ultrasons sont concentrés autant que possible à une certaine profondeur (un peu plus profonde que la structure à l'étude), de sorte que le faisceau ultrasonore forme un «tour de taille». Ils focalisent les ultrasons soit à l'aide de «lentilles acoustiques», soit en appliquant des signaux puisés à différents éléments piézo-céramiques du transducteur avec différents décalages dans le temps. Dans le même temps, la focalisation sur une plus grande profondeur nécessite une augmentation de la surface active, ou ouverture, du transducteur à ultrasons.
Lorsque le capteur est focalisé, il y a trois zones dans le champ ultrasonore:
L'image ultrasonore la plus nette est obtenue lorsque l'objet étudié est dans la zone focale du faisceau ultrasonore. L'objet est situé dans la zone focale lorsque le faisceau d'ultrasons a la plus petite largeur, ce qui signifie que sa résolution est maximale.
Zone proche de l'échographie
La zone proche est directement adjacente au capteur à ultrasons. Ici, les ondes ultrasonores émises par la surface de divers éléments piézocéramiques se superposent (en d'autres termes, il se produit une interférence des ondes ultrasonores), ce qui crée un champ fortement inhomogène. Expliquons cela avec un exemple clair: si vous jetez une poignée de cailloux dans l’eau, des vagues circulaires, divergeant les unes des autres, se chevauchent. Près de l'endroit où tombe un caillou, correspondant à la zone proche, les vagues sont irrégulières, mais à une certaine distance, elles se rapprochent progressivement de la circulaire. Essayez au moins une fois de faire cette expérience avec des enfants en marchant près de l'eau! L'inhomogénéité prononcée de la zone proche des ultrasons forme une image floue. Le milieu homogène lui-même dans la zone proche ressemble à une alternance de rayures claires et sombres. Par conséquent, la zone proche de l'échographie servant à évaluer l'image convient presque ou pas du tout. Cet effet est plus prononcé dans les capteurs convexes et à secteur qui émettent un faisceau ultrasonore divergeant; Pour un capteur linéaire, l'hétérogénéité près de la zone est la moins prononcée.
Il est possible de déterminer l'étendue de la propagation de la zone proche de l'échographie si, en tournant le bouton, vous amplifiez le signal tout en regardant simultanément le champ ultrasonore adjacent au capteur. La zone proche des ultrasons est reconnaissable à une feuille blanche située près du capteur. Essayez de comparer la zone proche des capteurs linéaires et sectoriels.
Étant donné que la zone proche de l'échographie ne s'applique pas à l'évaluation de l'image d'un objet, lors des examens par ultrasons, ils s'efforcent de minimiser la zone proche et l'utilisent de différentes manières pour l'éliminer de la zone à l'étude. Cela peut être fait, par exemple, en sélectionnant la position optimale du capteur ou en nivelant électroniquement l'inégalité du champ ultrasonore. Mais dans la pratique, ceci est plus facile à réaliser à l’aide d’un tampon dit rempli d’eau, placé entre le capteur et l’objet à étudier. Cela vous permet d'afficher le bruit de la zone proche depuis l'emplacement de l'objet étudié. Habituellement, des buses spéciales pour capteurs individuels ou un tampon de gel universel sont utilisés comme tampon. Au lieu d'eau, des buses en plastique à base de silicone sont actuellement utilisées.
Avec un arrangement superficiel des structures étudiées, l’utilisation d’un tampon peut considérablement améliorer la qualité de l’image ultrasonore.
Domaine d'intervention
La zone de mise au point est caractérisée par le fait que, d'une part, le diamètre (largeur) du faisceau d'ultrasons est le plus petit ici et, d'autre part, du fait de l'effet de la lentille collectrice, l'intensité des ultrasons est la plus grande. Cela permet une haute résolution, c'est-à-dire la capacité de distinguer clairement les détails de l'objet. Par conséquent, la formation anatomique ou l'objet à examiner doit être situé dans la zone de mise au point.
Zone de l'échographie lointaine
Dans la zone d'ultrasons éloignée, le faisceau d'ultrasons diverge. Comme le faisceau d'ultrasons est affaibli lors de son passage dans le tissu, l'intensité des ultrasons, en particulier sa composante haute fréquence, diminue. Ces deux processus ont un impact négatif sur la résolution et donc sur la qualité de l’image ultrasonore. Par conséquent, dans l’étude dans la zone éloignée des ultrasons, la clarté de l’objet est perdue - plus elle s’éloigne du capteur.
La résolution de l'appareil
La résolution d'un système de recherche visuel, optique et acoustique, est déterminée par la distance minimale à laquelle deux objets de l'image sont perçus comme distincts. La résolution est un indicateur qualitatif important caractérisant l’efficacité de la méthode de recherche en imagerie.
En pratique, on oublie souvent que l’augmentation de la résolution n’a de sens que lorsque l’objet à l’étude présente des propriétés acoustiques sensiblement différentes de celles des tissus environnants, c.-à-d. a un contraste suffisant. L'augmentation de la résolution en l'absence de contraste suffisant n'améliore pas les capacités de diagnostic de l'étude. La résolution axiale (dans la direction de propagation du faisceau d'ultrasons) se situe dans la région de la valeur de la longueur d'onde doublée. Strictement parlant, la durée des impulsions individuelles est cruciale. Cela se produit un peu plus que deux fluctuations consécutives. Cela signifie qu'avec un capteur avec une fréquence de travail de 3,5 MHz, les structures tissulaires de 0,5 mm doivent théoriquement être perçues comme des structures séparées. En pratique, ceci n'est observé qu'à la condition que les structures soient suffisamment contrastées.
La résolution latérale (latérale) dépend de la largeur du faisceau d'ultrasons, ainsi que de la focalisation et, par conséquent, de la profondeur de l'enquête. À cet égard, la résolution varie grandement. La résolution la plus élevée est observée dans la zone focale et correspond à environ 4-5 longueurs d'onde. Ainsi, la résolution latérale est 2 à 3 fois plus faible que la résolution axiale. Un exemple typique est l'échographie du canal pancréatique. La lumière du conduit ne peut être clairement visualisée que si elle est perpendiculaire à la direction du faisceau ultrasonore. Les parties du conduit situées à gauche et à droite sous un angle différent ne sont plus visibles, car la résolution axiale est plus forte que celle latérale.
La résolution sagittale dépend de la largeur du faisceau d'ultrasons dans un plan perpendiculaire au plan de balayage et caractérise la résolution dans la direction perpendiculaire à la direction de propagation et, par conséquent, l'épaisseur de la couche d'image. La résolution sagittale est généralement inférieure à axiale et latérale. Dans les instructions jointes à l'appareil à ultrasons, ce paramètre est rarement mentionné. Cependant, il faut supposer que la résolution sagittale ne peut être meilleure que la résolution latérale et que ces deux paramètres ne sont comparables que dans le plan sagittal de la zone focale. Avec la plupart des capteurs à ultrasons, la mise au point sagittale est définie sur une certaine profondeur et n’est pas clairement exprimée. En pratique, la focalisation sagittale du faisceau ultrasonore est réalisée en utilisant une couche d'adaptation dans le capteur en tant que lentille acoustique. La focalisation variable perpendiculairement au plan de l'image, permettant ainsi de réduire l'épaisseur de cette couche, n'est réalisable qu'avec l'aide d'une matrice de piézoéléments.
Dans les cas où le médecin chercheur est chargé d'une description détaillée de la structure anatomique, il est nécessaire de l'explorer dans deux plans mutuellement perpendiculaires, si les caractéristiques anatomiques de la zone étudiée le permettent. Dans le même temps, la résolution décroît de la direction axiale à latérale et de latérale à sagittale.
Types de capteurs à ultrasons
En fonction de l'emplacement des éléments piézoélectriques, il existe trois types de capteurs à ultrasons:
Dans les capteurs linéaires, les éléments piézoélectriques sont situés le long d'une ligne droite séparément ou par groupes et émettent des ondes ultrasonores dans le tissu en parallèle. Après chaque passage dans le tissu, une image rectangulaire apparaît (pendant 1 seconde - environ 20 images ou plus). L’avantage des capteurs linéaires est la possibilité d’obtenir une résolution élevée près de l’emplacement du capteur (c’est-à-dire une qualité d’image relativement élevée dans la zone proche). L’inconvénient réside dans le petit champ de la révision par ultrasons à grande profondeur (ceci est dû au fait que capteurs, les rayons ultrasoniques du capteur linéaire ne divergent pas).
Un capteur multiéléments ressemble à un capteur linéaire, mais il est plus petit. Il consiste en une série de cristaux avec des réglages séparés. Les capteurs de ce type créent une image d'un capteur de secteur sur le moniteur. Alors que dans le cas d'un capteur de secteur mécanique, la direction de l'impulsion ultrasonore est déterminée par la rotation de l'élément piézoélectrique, lorsque vous travaillez avec un capteur à réseau phasé, un faisceau ultrasonore focalisé dirigé est obtenu par un décalage temporel (décalage de phase) de tous les cristaux activés. Cela signifie que les éléments piézoélectriques individuels sont activés avec un retard et que le faisceau ultrasonore est émis dans une direction oblique. Cela vous permet de focaliser le faisceau ultrasonore conformément à la tâche de l'étude (mise au point électronique) tout en améliorant considérablement la résolution dans la partie souhaitée de l'image ultrasonore. Un autre avantage est la possibilité de focaliser dynamiquement le signal reçu. Dans ce cas, la focalisation lors de la réception du signal est réglée sur la profondeur optimale, ce qui améliore considérablement la qualité de l'image.
Dans le capteur de secteur mécanique, en raison de l'oscillation mécanique des éléments transducteurs, les ondes ultrasonores sont rayonnées dans différentes directions, de sorte qu'une image est formée sous la forme d'un secteur. Après chaque passage à travers le tissu, une image est formée (10 ou plus en 1 s). L'avantage du capteur de secteur est qu'il permet d'obtenir un large champ de vision à une grande profondeur. L'inconvénient est qu'il est impossible d'étudier dans la zone proche, car le champ de vision près du capteur est trop étroit.
Dans un capteur convexe, les éléments piézoélectriques sont situés les uns sur les autres dans un arc (capteur incurvé). La qualité d'image est un croisement entre une image obtenue par des capteurs linéaires et à secteurs. Un capteur convexe, comme un capteur linéaire, se caractérise par une résolution élevée dans la zone proche (bien qu’il n’atteigne pas la résolution du capteur linéaire) et, simultanément, un large champ de vision dans la profondeur du tissu est similaire à un capteur sectoriel.
Seulement avec la disposition bidimensionnelle des éléments du transducteur à ultrasons sous la forme d'une matrice, il est possible de focaliser le faisceau ultrasonore simultanément dans les directions latérale et sagittale. Cette soi-disant matrice de piézoéléments (ou matrice bidimensionnelle) permet en outre d'obtenir des données sur trois dimensions, sans lesquelles il est impossible de numériser la quantité de tissu située devant le capteur. La fabrication d’une matrice d’éléments piézoélectriques est un processus laborieux qui nécessite l’utilisation des dernières technologies. C’est donc tout récemment que les fabricants ont commencé à équiper leurs appareils à ultrasons de capteurs convexes.
Méthode de diagnostic par ultrasons
La méthode de diagnostic par ultrasons est une méthode d’obtention d’une image médicale basée sur l’enregistrement et l’analyse informatique des ondes ultrasonores réfléchies par les structures biologiques, c’est-à-dire sur la base de l’effet d’écho. La méthode est souvent appelée échographie. Les appareils modernes d’investigation par ultrasons (USI) sont des systèmes numériques universels haute résolution pouvant numériser dans tous les modes (Fig. 3.1).
Le pouvoir diagnostique des ultrasons est pratiquement inoffensif. L'échographie n'a pas de contre-indications, elle est sans danger, indolore, atraumatique et peu onéreuse. Si nécessaire, il peut être réalisé sans aucune préparation des patients. Les appareils à ultrasons peuvent être livrés à n’importe quelle unité fonctionnelle pour permettre l’examen des patients non transportables. Un grand avantage, notamment en cas de tableau clinique peu clair, est la possibilité d’examiner simultanément plusieurs organes. La rentabilité élevée de l'échographie est également importante: le coût des ultrasons est plusieurs fois inférieur à celui des examens radiologiques, et encore moins de la tomographie et de la résonance magnétique.
Cependant, la méthode par ultrasons présente certains inconvénients:
- forte dépendance des appareils et des opérateurs;
- grande subjectivité dans l'interprétation des images échographiques;
- faible contenu en informations et mauvaise visibilité des images gelées.
L'échographie est devenue l'une des méthodes les plus couramment utilisées en pratique clinique. Dans la reconnaissance des maladies de nombreux organes, l’échographie peut être considérée comme la méthode de diagnostic privilégiée, première et principale. Dans les cas de diagnostic difficile, les données échographiques nous permettent de définir un plan d’examen approfondi des patients en utilisant les méthodes de radiothérapie les plus efficaces.
BASES PHYSIQUES ET BIOPHYSIQUES DE LA MÉTHODE DE DIAGNOSTIC PAR ULTRASONS
Par ultrasons, on entend les vibrations sonores situées au-dessus du seuil d’audience d’un organe humain, c’est-à-dire dont la fréquence est supérieure à 20 kHz. La base physique de l'échographie est l'effet piézoélectrique découvert en 1881 par les frères Curie. Son application pratique est liée au développement de la détection ultrasonore des défauts industriels par le scientifique russe S. Ya Sokolov (fin des années 20 - début des années 30 du XXe siècle). Les premières tentatives d'utilisation de la méthode par ultrasons à des fins de diagnostic en médecine remontent à la fin des années trente. XXème siècle. L'utilisation généralisée de l'échographie en pratique clinique a commencé dans les années 1960.
L’essence de l’effet piézoélectrique est que, lorsqu’un monocristal est déformé, certains composés chimiques (quartz, titane-baryum, sulfure de cadmium, etc.), en particulier sous l’influence des ondes ultrasonores, apparaissent des charges électriques de signe opposé à la surface de ces cristaux. C'est ce que l'on appelle l'effet piézoélectrique direct (piezo en grec signifie presser). Au contraire, lorsqu'une charge électrique alternative est appliquée à ces monocristaux, des oscillations mécaniques en résultent avec l'émission d'ondes ultrasonores. Ainsi, le même élément piézoélectrique peut alternativement être un récepteur, puis une source d'ondes ultrasonores. Cette partie d'une machine à ultrasons est appelée transducteur acoustique, transducteur ou capteur.
Les ultrasons sont distribués dans les milieux sous forme de zones alternées de compression et de raréfaction des molécules d’une substance qui effectue des mouvements oscillatoires. Les ondes sonores, y compris les ultrasons, sont caractérisées par une période d'oscillation - le temps pendant lequel une molécule (particule) effectue une oscillation complète; fréquence - le nombre d'oscillations par unité de temps; longueur est la distance entre les points de même phase et la vitesse de propagation, qui dépend principalement de l'élasticité et de la densité du milieu. La longueur d'onde est inversement proportionnelle à sa fréquence. Plus la longueur d'onde est petite, plus la résolution du dispositif à ultrasons est élevée. Dans les systèmes de diagnostic à ultrasons médicaux, des fréquences de 2 à 10 MHz sont couramment utilisées. La résolution des appareils à ultrasons modernes atteint 1-3 mm.
Tout environnement, y compris divers tissus du corps, empêche la propagation des ultrasons, c’est-à-dire qu’il présente une impédance acoustique différente, dont la valeur dépend de la densité et de la vitesse des ultrasons. Plus ces paramètres sont élevés, plus l'impédance acoustique est grande. Une telle caractéristique générale de tout milieu élastique est désignée par le terme "impédance".
Ayant atteint la frontière de deux milieux de résistance acoustique différente, le faisceau d'ondes ultrasoniques subit d'importants changements: une partie de celui-ci continue de se propager dans un nouveau milieu, absorbé dans une certaine mesure par lui, l'autre est réfléchie. Le coefficient de réflexion dépend de la différence de résistance acoustique des tissus contigus: plus cette différence est grande, plus la réflexion est grande et, bien entendu, plus l'amplitude du signal enregistré est grande, ce qui signifie que plus le témoin sera lumineux et lumineux, plus l'image sera lumineuse. Un réflecteur complet est la limite entre les tissus et l'air.
MÉTHODES DE RECHERCHE PAR ULTRASONS
Actuellement, dans la pratique clinique, on utilise les ultrasons en mode b et M et en Doppler.
Le mode B est une technique qui fournit des informations sous la forme d'images tomographiques à deux dimensions à l'échelle deux dimensions de structures anatomiques en temps réel, ce qui permet d'évaluer leur état morphologique. Ce mode est le mode principal, dans tous les cas, son utilisation commence par une échographie.
Les appareils à ultrasons modernes capturent les plus petites différences dans les niveaux d'échos réfléchis, qui sont affichés dans une variété de nuances de gris. Cela permet de distinguer des structures anatomiques, même légèrement différentes les unes des autres en impédance acoustique. Plus l'intensité de l'écho est faible, plus l'image est sombre et, inversement, plus l'énergie du signal réfléchi est importante, plus l'image est lumineuse.
Les structures biologiques peuvent être anéchoïques, hypoéchogènes, moyennement échogènes, hyperéchogènes (Fig. 3.2). Une image anéchoïque (noire) est caractéristique des formations remplies de fluide, qui ne réfléchit pratiquement pas les ondes ultrasonores; hypoéchoïque (gris foncé) - tissus avec une hydrophilie significative. Une image écho-positive (en gris) donne la majorité des structures tissulaires. L'échogénicité accrue (gris clair) a un tissu biologique dense. Si les ondes ultrasonores sont complètement réfléchies, les objets ont une apparence hyperéchogène (blanc brillant) et derrière eux se trouve une ombre dite acoustique, qui a l’apparence d’un chemin sombre (voir Fig. 3.3).
Fig. 3.2. Échelle des niveaux d’échogénicité des structures biologiques: a - anéchoïque; b - hypoéchogène; échogénicité dans le milieu (echopositive); g - augmentation de l'échogénicité; d - hyperéchogène
Fig. 3.3. Échogrammes des reins en coupe longitudinale avec désignation de structures de différentes
échogénicité: a - complexe cupule-pelvis dilaté anéchoïque; b - parenchyme hypoéchogène du rein; dans - le parenchyme du foie de l'échogénicité moyenne (echopositive); d - sinus rénal de plus grande échogénicité; d - calcul hyperéchogène dans le segment pelvico-urétéral
Le mode temps réel permet d'obtenir sur l'écran du moniteur une image «en direct» d'organes et de structures anatomiques qui sont dans leur état de fonctionnement naturel. Ceci est rendu possible par le fait que les appareils à ultrasons modernes produisent une multitude d'images se succédant toutes les centièmes de seconde, créant ainsi une image en constante évolution fixant les moindres changements. Strictement parlant, cette technique et, en général, la méthode par ultrasons ne devraient pas être appelées «échographie», mais «échographie».
Mode M - unidimensionnel. Dans celle-ci, l’une des deux coordonnées spatiales est remplacée par la coordonnée temporelle, de sorte que, le long de l’axe vertical, la distance entre le capteur et la structure localisée soit déposée, et le long de l’axe horizontal - le temps. Ce mode est principalement utilisé pour la recherche cardiaque. Il fournit des informations sous forme de courbes reflétant l'amplitude et la vitesse de mouvement des structures cardiaques (voir. Fig. 3.4).
La sonographie Doppler est une technique basée sur l'utilisation de l'effet Doppler physique (d'après le nom d'un physicien autrichien). L'essence de cet effet est que, à partir d'objets en mouvement, les ondes ultrasonores sont réfléchies avec une fréquence modifiée. Ce décalage de fréquence est proportionnel à la vitesse de déplacement des structures en cours de localisation et, si leur déplacement est dirigé vers le capteur, la fréquence du signal réfléchi augmente et, inversement, la fréquence des ondes réfléchies par l'objet en mouvement diminue. Nous rencontrons constamment cet effet en observant, par exemple, un changement de fréquence du son émis par les voitures, les trains et les avions.
Actuellement, en pratique clinique, on utilise la sonographie doppler spectrale fluorescente, la cartographie Doppler couleur, le doppler de puissance, le doppler couleur convergent, la cartographie Doppler couleur tridimensionnelle, la dopplerographie d'énergie tridimensionnelle, à des degrés divers.
La sonographie doppler spectrale du flux est conçue pour évaluer le flux sanguin dans des tailles relativement grandes.
Fig. 3.4. M - courbe modale du mouvement de la valve mitrale antérieure
les vaisseaux et les chambres du coeur. Le type principal d'informations de diagnostic est un enregistrement spectrographique, qui représente un balayage de la vitesse du flux sanguin dans le temps. Sur ce graphique, la vitesse est tracée sur l'axe vertical et le temps sur l'axe horizontal. Les signaux affichés au-dessus de l'axe horizontal vont du flux sanguin dirigé au capteur, sous cet axe, à partir du capteur. En plus de la vitesse et de la direction du flux sanguin par la forme du spectrogramme Doppler, il est possible de déterminer la nature du flux sanguin: le flux laminaire est représenté par une courbe étroite aux contours nets et une turbulente avec une large courbe non uniforme (Figure 3.5).
Il existe deux options pour la sonographie Doppler en flux: continu (à onde constante) et pulsé.
Les ultrasons Doppler continus sont basés sur le rayonnement constant et la réception constante des ondes ultrasonores réfléchies. L'amplitude du décalage de fréquence du signal réfléchi est déterminée par le mouvement de toutes les structures le long du trajet du faisceau ultrasonore dans la profondeur de sa pénétration. L'information résultante est donc totale. L'impossibilité d'analyser un écoulement isolé dans un endroit strictement défini est l'inconvénient de la sonographie continue à doppler. Dans le même temps, il présente un avantage important: il permet de mesurer des débits sanguins élevés.
La sonographie doppler pulsée est basée sur l'émission périodique d'une série d'impulsions d'ondes ultrasonores, qui, après avoir été réfléchies par les globules rouges, sont constamment perçues
Fig. 3.5. Spectrogramme Doppler du flux sanguin transmetteur
par le même capteur. Dans ce mode, les signaux sont réfléchis, réfléchis uniquement à partir d’une certaine distance du capteur, qui est réglée à la discrétion du médecin. Le site du flux sanguin s'appelle le volume de contrôle (KO). La capacité à évaluer le débit sanguin en un point donné est le principal avantage de la sonographie Doppler pulsée.
La cartographie Doppler couleur est basée sur le codage couleur de la valeur de décalage Doppler de la fréquence émise. Cette technique permet de visualiser directement le flux sanguin dans le cœur et dans des vaisseaux relativement gros (voir l’illustration couleur à la figure 3.6). La couleur rouge correspond au flux dans la direction du capteur, bleu - à partir du capteur. Les nuances sombres de ces couleurs correspondent à des vitesses faibles, des nuances claires à des vitesses élevées. Cette technique nous permet d'évaluer à la fois l'état morphologique des vaisseaux et l'état du flux sanguin. La limite de la méthode est l'impossibilité d'obtenir une image de petits vaisseaux sanguins avec une vitesse de flux sanguin faible.
Energy Doppler est basé sur l'analyse des décalages Doppler non fréquentiels, reflétant la vitesse des globules rouges, comme avec la cartographie Doppler conventionnelle, mais les amplitudes de tous les échos du spectre Doppler, reflétant la densité des globules rouges dans un volume donné. L'image résultante est similaire à la cartographie Doppler couleur habituelle, mais elle diffère en ce que tous les vaisseaux reçoivent une imagerie, quel que soit leur trajet par rapport au faisceau ultrasonore, y compris les vaisseaux sanguins de très petit diamètre et à faible débit sanguin. Cependant, il est impossible de juger à partir des schémas d'énergie Doppler concernant la direction, la nature ou la vitesse du flux sanguin. L'information n'est limitée que par le débit sanguin et le nombre de vaisseaux. Les nuances de couleur (en règle générale, avec le passage de l'orange foncé à l'orange et au jaune clair) portent des informations non pas sur la vitesse du flux sanguin, mais sur l'intensité des signaux d'écho réfléchis par les éléments sanguins en mouvement (voir la Fig. 3.7 sur l'insert de couleur). La valeur diagnostique de l'énergie de l'échographie Doppler est la capacité d'évaluer la vascularisation d'organes et de zones pathologiques.
Les possibilités de cartographie Doppler couleur et de doppler de puissance sont combinées dans une technique de doppler couleur convergent.
La combinaison du mode B avec le mappage des couleurs en continu ou en énergie est appelée une étude duplex, donnant la plus grande quantité d’informations.
La cartographie Doppler tridimensionnelle et l'énergie Doppler tridimensionnelle sont des techniques qui permettent d'observer une image tridimensionnelle de l'arrangement spatial des vaisseaux sanguins en temps réel, sous tous les angles, ce qui leur permet d'évaluer avec précision leur relation avec diverses structures anatomiques et processus pathologiques, y compris les tumeurs malignes.
Contraste d'écho. Cette technique est basée sur l'administration intraveineuse de substances contrastantes spécifiques contenant des microbulles de gaz libre. Pour obtenir un contraste cliniquement efficace, les conditions préalables suivantes sont nécessaires. Lorsqu'ils sont administrés par voie intraveineuse avec de tels agents de contraste d'écho, seules les substances qui traversent librement les capillaires de la circulation pulmonaire peuvent pénétrer dans le lit artériel, c'est-à-dire que les bulles de gaz doivent être inférieures à 5 microns. La deuxième condition préalable est la stabilité des microbulles de gaz lorsqu'elles circulent dans le système vasculaire général pendant au moins 5 minutes.
En pratique clinique, la technique de contraste d'écho est utilisée de deux manières. La première est une angiographie à contraste écho dynamique. Dans le même temps, la visualisation du flux sanguin est considérablement améliorée, en particulier dans les vaisseaux profonds et profonds à faible débit sanguin; la sensibilité de la cartographie Doppler couleur et de la sonographie Doppler énergétique est considérablement accrue; il est possible d'observer toutes les phases du contraste vasculaire en temps réel; augmente la précision de l'évaluation des lésions sténotiques des vaisseaux sanguins. La seconde direction est le contraste d'écho tissulaire. Cela est garanti par le fait que certaines substances de contraste d'écho sont incluses de manière sélective dans la structure de certains organes. Dans ce cas, le degré, la vitesse et la durée de leur accumulation diffèrent dans les tissus inchangés et pathologiques. Ainsi, en général, il est possible d'évaluer la perfusion d'organes, la résolution de contraste entre le tissu normal et le tissu affecté est améliorée, ce qui contribue à améliorer la précision du diagnostic de diverses maladies, notamment des tumeurs malignes.
Les capacités de diagnostic de la méthode par ultrasons se sont également étendues du fait de l’émergence de nouvelles technologies pour l’acquisition et le traitement post-traitement des images ultrasonores. Celles-ci comprennent notamment les capteurs multi-fréquences, les technologies permettant de former une image panoramique, panoramique et tridimensionnelle. Les domaines prometteurs pour la poursuite du développement de la méthode de diagnostic par ultrasons sont l'utilisation d'une technologie matricielle pour la collecte et l'analyse d'informations sur la structure des structures biologiques; création de machines à ultrasons, donnant des images de sections complètes de zones anatomiques; analyse spectrale et de phase des ondes ultrasonores réfléchies.
APPLICATION CLINIQUE DE LA METHODE DE DIAGNOSTIC PAR ULTRASONS
L'échographie est actuellement utilisée de plusieurs manières:
- suivi de la performance des manipulations instrumentales diagnostiques et thérapeutiques (ponctions, biopsies, drainage, etc.);
L'échographie d'urgence doit être considérée comme la première et obligatoire méthode d'examen instrumental des patients atteints de maladies chirurgicales aiguës de l'abdomen et du pelvis. Dans le même temps, la précision du diagnostic atteint 80%, la précision de la reconnaissance des dommages causés aux organes parenchymateux est de 92% et la détection de fluide dans l'abdomen (y compris l'hémoperitoneu-ma) est de 97%.
Les ultrasons de contrôle sont effectués à différentes fréquences au cours du processus pathologique aigu pour évaluer sa dynamique, l'efficacité du traitement, le diagnostic précoce des complications.
Les études peropératoires ont pour objectif de clarifier la nature et l'étendue du processus pathologique, ainsi que de contrôler l'adéquation et la radicalité de la chirurgie.
Les ultrasons dans les premiers stades après la chirurgie visent principalement à identifier les causes du déroulement défavorable de la période postopératoire.
Le contrôle par ultrasons des performances des manipulations diagnostiques et thérapeutiques instrumentales permet une grande précision de pénétration dans l'une ou l'autre des structures anatomiques ou des zones pathologiques, ce qui augmente considérablement l'efficacité de ces procédures.
Des ultrasons de dépistage, c'est-à-dire des études sans indications médicales, sont effectués pour la détection précoce de maladies qui ne sont pas encore cliniquement manifestes. La faisabilité de ces études montre notamment que la fréquence des maladies nouvellement diagnostiquées des organes abdominaux lors du dépistage par ultrasons de personnes «en bonne santé» atteint 10%. Des résultats excellents du diagnostic précoce des tumeurs malignes sont fournis par le dépistage par ultrasons des glandes mammaires chez les femmes de plus de 40 ans et de la prostate chez les hommes de plus de 50 ans.
L'échographie peut être réalisée à la fois par balayage externe et intracorporel.
Le balayage externe (de la surface du corps humain) est le plus accessible et le plus léger possible. Il n’ya pas de contre-indication à sa mise en œuvre, il n’ya qu’une limitation générale: la présence d’une surface de la plaie dans la zone de numérisation. Pour améliorer le contact du capteur avec la peau, son libre mouvement sur la peau et assurer la meilleure pénétration des ondes ultrasonores dans le corps, la peau du site d'étude doit être abondamment enduite d'un gel spécial. Le balayage d'objets à différentes profondeurs doit être effectué avec une certaine fréquence de rayonnement. Ainsi, dans l'étude des organes superficiels (glande thyroïde, glandes mammaires, structures des tissus mous des articulations, testicules, etc.), une fréquence de 7,5 MHz et plus est préférée. Pour l'étude des organes profonds, on utilise des capteurs d'une fréquence de 3,5 MHz.
Les ultrasons intracorporels sont réalisés en introduisant des capteurs spéciaux dans le corps humain à travers des ouvertures naturelles (transrectale, transvaginale, transœsophagienne, transurétrale), une perforation dans les vaisseaux, des plaies chirurgicales et par endoscopie. Le capteur est approché autant que possible de tel ou tel organe. À cet égard, il est possible d'utiliser des transducteurs haute fréquence, grâce à quoi la résolution de la méthode augmente considérablement, il devient possible de fournir une visualisation de haute qualité des plus petites structures inaccessibles lors d'un balayage externe. Par exemple, une échographie transrectale comparée à une numérisation externe fournit des informations diagnostiques supplémentaires importantes dans 75% des cas. La détection des thrombus intracardiaques en échocardiographie transoesophagienne est 2 fois plus élevée que dans une étude externe.
Les schémas généraux de la formation d'une image échographique à l'échelle sérologique se manifestent par des images spécifiques propres à l'un ou l'autre organe, à la structure anatomique et au processus pathologique. Dans le même temps, leur forme, leur taille et leur position, la nature des contours (même / inégale, nette / floue), l’échostructure interne, la capacité de déplacement et les organes creux (vésicule biliaire), ainsi que l’état du mur (épaisseur, densité d'écho, élasticité ), la présence dans la cavité d'inclusions pathologiques, en particulier de calculs; degré de contraction physiologique.
Les kystes remplis de liquide séreux se présentent sous la forme de zones arrondies uniformément anéchoïques (noires) entourées par le bord écho-positif (gris) de la capsule aux contours nets. Un signe échographique spécifique des kystes est l’effet de l’amplification dorsale: la paroi arrière du kyste et les tissus qui s’y trouvent apparaissent plus brillants que le reste de la longueur (Fig. 3.8).
Les formations abdominales à contenu pathologique (abcès, cavités tuberculeuses) diffèrent des kystes par l'inégalité des contours et, surtout, par l'hétérogénéité de l'échostructure interne écho-négative.
Les infiltrations inflammatoires sont caractérisées par une forme ronde irrégulière, des contours flous, une échogénicité réduite de manière uniforme et modérée du processus pathologique.
L'image échographique de l'hématome des organes parenchymateux dépend du temps écoulé depuis le moment de la lésion. Dans les premiers jours, il est homogène. Des inclusions écho-positives apparaissent alors, qui sont le reflet de caillots sanguins, dont le nombre augmente constamment. Après 7 à 8 jours, le processus inverse commence - lyse des caillots sanguins. Le contenu de l'hématome redevient uniformément négatif pour l'écho.
L’échostructure des tumeurs malignes est hétérogène, avec des zones de tout le spectre
Fig. 3.8. Image échographique d'un kyste solitaire du rein
échogénicité: anéchoïque (hémorragie), hypoéchogène (nécrose), écho-positive (tissu tumoral), hyperéchogène (calcification).
L'image échographique des pierres est très démonstrative: une structure hyperéchogène (blanc brillant) avec une ombre négative acoustique noire derrière elle (Fig. 3.9).
Fig. 3.9 Image échographique des calculs de la vésicule biliaire
Actuellement, l'échographie est disponible dans presque toutes les zones anatomiques, organes et structures anatomiques d'une personne, bien qu'à des degrés divers. Cette méthode est une priorité dans l’évaluation à la fois de l’état morphologique et fonctionnel du cœur. Il est également très instructif dans le diagnostic des maladies focales et des lésions des organes abdominaux parenchymateux, des maladies de la vésicule biliaire, des organes pelviens, des organes génitaux externes masculins, des glandes thyroïdiennes et mammaires, des yeux.
INDICATIONS D'UTILISATION
1. L'étude du cerveau chez les jeunes enfants, principalement en cas de suspicion d'atteinte congénitale de son développement.
2. L'étude des vaisseaux cérébraux afin d'établir les causes des troubles de la circulation cérébrale et d'évaluer l'efficacité des opérations effectuées sur les vaisseaux.
3. Examen de la vue pour le diagnostic de diverses maladies et blessures (tumeurs, décollement de la rétine, hémorragies intra-oculaires, corps étrangers).
4. L'étude des glandes salivaires pour évaluer leur état morphologique.
5. Surveillance peropératoire de l'ablation totale des tumeurs cérébrales.
1. Etude des artères carotides et vertébrales:
- maux de tête graves récurrents et prolongés;
- syncope récurrente;
- signes cliniques d'altération de la circulation cérébrale;
- syndrome clinique de vol sous-clavier (sténose ou occlusion de la tête brachiale et de l'artère sous-clavière);
- blessure mécanique (dommages aux vaisseaux sanguins, hématomes).
2. Examen de la glande thyroïde:
- tout soupçon de sa maladie;
3. Examen des ganglions lymphatiques:
- la suspicion de leur lésion métastatique en cas de tumeur maligne identifiée de tout organe;
- lymphome de n'importe quel endroit.
4. Tumeurs inorganiques du cou (tumeurs, kystes).
1. Examen du coeur:
- diagnostic des malformations cardiaques congénitales;
- diagnostic des malformations cardiaques acquises;
- évaluation quantitative de l'état fonctionnel du cœur (contractilité systolique globale et régionale, remplissage diastolique);
- évaluation de l'état morphologique et de la fonction des structures intracardiales;
- identification et détermination du degré de troubles hémodynamiques intracardiaques (shunt pathologique du sang, écoulements régurgitants en cas d'insuffisance des valves cardiaques);
- diagnostic de myocardiopathie hypertrophique;
- diagnostic de thrombus et de tumeurs intracardiaques;
- détection de la maladie ischémique du myocarde;
- détermination du fluide dans la cavité péricardique;
- évaluation quantitative de l'hypertension artérielle pulmonaire;
- diagnostic des dommages cardiaques en cas de lésion mécanique à la poitrine (contusions, déchirures de murs, cloisons, cordes, valves);
- évaluation du radicalisme et de l'efficacité des opérations cardiaques.
2. Examen des organes respiratoires et médiastinaux:
- détermination du fluide dans les cavités pleurales;
- clarification de la nature des lésions de la paroi thoracique et de la plèvre;
- différenciation des néoplasmes tissulaires et kystiques du médiastin;
- évaluation des ganglions médiastinaux;
- diagnostic de thromboembolie du tronc et des principales branches de l'artère pulmonaire.
3. Examen des glandes mammaires:
- clarification des données radiologiques incertaines;
- différenciation des kystes et des lésions tissulaires détectés par palpation ou mammographie à rayons X;
- évaluation des masses mammaires d'étiologie inconnue;
- évaluation de l'état des glandes mammaires avec augmentation des ganglions lymphatiques axillaires, sous et supra-slaviculaires;
- évaluation de l'état des prothèses mammaires en silicone;
- biopsie de formations sous contrôle échographique.
1. L'étude des organes parenchymateux du système digestif (foie, pancréas):
- diagnostic des maladies focales et diffuses (tumeurs, kystes, processus inflammatoires);
- diagnostic des dommages en cas de lésion mécanique de l'abdomen;
- détection d'une lésion métastatique du foie dans les tumeurs malignes de toute localisation;
- diagnostic de l'hypertension portale.
2. Examen des voies biliaires et de la vésicule biliaire:
- diagnostic de la lithiase biliaire avec évaluation de l'état des voies biliaires et définition du calcul en eux;
- clarification de la nature et de la gravité des modifications morphologiques des cholécystites aiguës et chroniques;
- établir la nature du syndrome postcholécystectomie.
