Ультразвуковое исследование (УЗИ): принцип и сферы применения в медицине

Ультразвуковая диагностика (УЗИ) — один из базовых аппаратных методов визуализации в современной медицине. Он объединяет высокую информативность, безопасность, доступность и оперативность получения результата. УЗИ применяется для первичной диагностики и наблюдения в динамике при большом спектре заболеваний.

Принцип работы

Ультразвуковой датчик, содержащий пьезоэлектрические кристаллы, генерирует высокочастотные волны (в медицинской диагностике используются частоты от 1 до 15 МГц). Пучок волн проходит сквозь одни ткани органов и структур до границы с тканями другой плотности и разделяется, частично преломляясь и проходя дальше, а частично отражаясь от этих границ и возвращаясь обратно. В промежутках между генерацией сигналов, датчик улавливает отраженные эхосигналы и превращает их обратно в электрический сигнал, который программное обеспечение УЗИ-аппарата преобразует в изображение.

Чем больше плотность тканей, отразивших ультразвук, тем ярче они будут выглядеть на созданном программой изображении. Так однородная жидкость будет видна как абсолютно черная структура, в то время как кости и плотные конкременты будут белыми.

Качество изображения определяется разрешающей способностью оборудования — возможностью отображать мелкие, расположенные близко друг к другу структуры. Чем выше разрешение аппарата, тем более чёткое и детализированную картинку можно получить.

С увеличением частоты колебаний снижается глубина проникновения волн. Эта зависимость лежит в основе подбора ультразвуковых датчиков: для исследования поверхностных структур (щитовидной железы, молочных и слюнных желез, суставов, мышц, связок, сухожилий и др.) применяются датчики с рабочей частотой 7–15 МГц, обеспечивающие визуализацию на глубине 2–7 см. Для более глубоких областей (до 20 см) используются датчики с частотой 3,5–5 МГц.

Используемые режимы:

• B-mode ( от английского “brightness” — яркость) — двумерное серошкальное изображение, основа визуализации структуры органов;
• M-mode (от английского “motion” — движение) — режим оценки движений в динамике (например, клапанов сердца);
• M-mode (от английского “motion” — движение) — режим оценки движений в динамике (например, клапанов сердца);
• Эластография — визуализация жесткости тканей (помогает отличать доброкачественные и злокачественные образования, снижая необходимость во взятии пункций).

Где в медицине применяется УЗИ

Ультразвуковое исследование используется крайне обширно практически во всех областях медицины, часто являясь методом выбора для первичной диагностики. Ниже представлены основные системы органов, исследуемые ультразвуком, а также перечислены наиболее распространенные варианты ультразвуковых интерпретаций, получаемых в ходе исследования.

Органы брюшной полости

Диагностика патологий печени, желчного пузыря, поджелудочной железы и почек: ранняя диагностика стеатоза (жирового гепатоза), цирроза, холецистита, кист, камней, гидронефроза, новообразований, метастатических поражений и т.д. Для повышения качества диагностики состояния внутренних органов у тучных пациентов применяется конвексный датчик с частотой от 1 МГц.

Органы малого таза

В гинекологии — оценка состояния матки, яичников, эндометрия, отслеживание динамики овуляции. В урологии — предстательная железа и семенные пузырьки. При совокупности трансабдоминального и трансректального/трансвагинального доступов дистигается максимальный диагностический эффект.

Сердце и сосуды

Эхокардиография и допплерография — обязательные методы при подозрении на наличие сердечно-сосудистой патологии. Позволяют оценить проходимость сосудов, выявить нарушения сократимости, клапанные пороки, стенозы, тромбозы.

Щитовидная железа

УЗИ позволяет выявлять узлы размером от 2 мм и определять их структуру. Добавление метода ультраэластографии повышает диагностическую точность исследования.

Молочные железы

Для женщин младше 40 лет является первичным методом оценки состояния ткани молочных желез, так как у молодых женщин железистая ткань более плотная и маммография может давать менее информативный результат. Позволяет диагностировать кисты, узлы, диффузные изменения. При выявлении каких-либо изменений дополняется маммографией или МРТ.

Беременность

УЗИ — это один из основных методов диагностики и наблюдения за течением беременности. С его помощью можно:

• подтвердить наличие и определить беременности;
• определить количество плодов, оценить развитие плода и выявить возможные отклонения;
• оценить состояние плаценты, околоплодных вод и других параметров.

Обычно используются 2D и 3D режимы, возможна 4D-визуализация движений плода.

Суставы и мягкие ткани

В ходе УЗИ суставов оцениваются:

• инволюционные (возрастные) изменения, к примеру, деформирующий артроз;
• травматические повреждения — в отличие от рентгена позволяет оценить мягкотканные структуры и, таким образом обнаружить разрыв сухожилия, оценить протяженность надрыва или диастаз его концов при полном разрыве;
• изменения структур, возникшие вследствие хронических заболеваний — аутоиммунных, воспалительных, эндокринных, например, острый или хронический тендинит, ревматоидный артрит.

Метод эффективен и как навигация при пункции.

В ходе УЗИ мягких тканей оцениваются:

• структура и однородность подкожной клетчатки и мышечной ткани;
• наличие воспалительных изменений, гематом, кист или опухолевых образований;
• состояние лимфатических узлов;
• васкуляризация тканей (при необходимости с применением допплерографии);
• изменения после травм или хирургических вмешательств.

Этот метод широко используется для уточнения диагноза при локальных отеках, уплотнениях, болях или подозрении на новообразования.

Заключение

Ультразвуковое исследование — это универсальный и высокоинформативный метод визуализации, широко применяемый в различных областях медицины. Его безопасность, доступность и возможность многократного повторения без вреда для пациента делают УЗИ незаменимым инструментом как при первичной диагностике, так и для динамического наблюдения. Современные ультразвуковые технологии позволяют точно оценивать состояние внутренних органов, сосудов, мягких тканей и структур опорно-двигательного аппарата. Применение различных режимов сканирования и специализированных датчиков обеспечивает высокую диагностическую ценность и способствует своевременному выявлению патологий, что напрямую влияет на эффективность последующего лечения.