Ультразвуковые датчики состоят из массива кристаллов, способных посылать и принимать УЗ-импульсы. Пьезоэлектрические кристаллы вибрируют при воздействии электрического тока. И наоборот, при воздействии механического напряжения на кристалл возникает электрический сигнал с частотой, соответствующей частоте падающей звуковой волны.

При УЗИ ЩЖ в датчике обычно используется линейная решетка из нескольких сотен кристаллов. Поперечник полученного изображения равен длине решетки кристаллов датчика. Конвексные датчики в УЗИ ЩЖ используются реже, как правило, они применяются при исследовании органов брюшной полости, малого таза и сердца. Создавая расходящийся УЗ-пучок, такие датчики позволяют визуализировать структуры больше собственного размера.

Иногда их используют в качестве вспомогательного средства при ТАБ, однако полученное изображение имеет пространственное искажение из-за отсутствия линейной зависимости между поперечной и продольной плоскостями (см. отдельную статью на сайте - просим пользоваться формой поиска выше).

Полученный УЗ-сигнал усиливается и используется для реконструкции изображения. Алгоритмы снижения шума и повышения резкости используются для улучшения изображения. Большая часть УЗ-оборудования позволяет оператору выбрать уровень снижения шума, динамический диапазон и резкость для улучшения изображения.

УЗ-оборудование позволяет регулировать усиления принимаемого сигнала. При работе с аппаратом УЗИ можно изменить как общее усиление, так и усиление отдельных каналов, отвечающих за определенную глубину (компенсаторное усиление по времени), чтобы получить наилучшее изображение интересующей области. Большая часть УЗ-оборудования также позволяет оператору настроить определенную зону, глубину, на которой УЗ-луч будет сфокусирован идеально.

Можно выбрать несколько таких зон. Несмотря на то что использование нескольких фокусных зон дает небольшое увеличение резкости изображения, оно замедляет частоту обновления изображения, что приводит к «дрожанию» изображения при сканировании в режиме реального времени.

Тогда как при стандартном УЗИ принимается только частота, идентичная переданной, тканевая гармоника основывается на способности тканей к реверберации при воздействии высокой энергии ультразвука. Разные ткани обладают различной степенью реверберации и создают уникальные характеристики тканевых гармоник, кратные исходной частоте. Избирательный прием гармонического сигнала образует альтернативное изображение.

Вследствие восприятия более высоких частот разрешение может улучшаться, но исходная частота при тканевой гармонике обычно ниже. Так как расстояние, которое проходит гармонический сигнал вдвое меньше, чем пройденное переданным и принятым сигналом, уровень шума ниже. Повышенное разрешение и снижение уровня шума могут привести к улучшению видимости некоторых объектов, но тканевая гармоника не нашла широкого применения при визуализации ЩЖ.

С недавнего времени качество УЗ-изображений значительно улучшилось благодаря переходу к полной цифровой обработке. В стандартном УЗИ линейный датчик передает и принимает параллельные УЗ-волны в одном направлении. При сложном сканировании (SCI) УЗ-луч электронно или механически направляется под множеством углов. Сложное сканирование сочетает множество изображений, полученных под разными углами, и реконструирует из них единое изображение.

Это приводит к уменьшению зернистости и шума и более достоверному изображению (рис. 1, 2). Количество артефактов уменьшается, но тщательная настройка уровня снижения шума позволяет оставить полезные артефакты, помогающие при интерпретации изображения: акустическую тень, усиление сигнала и краевые артефакты (рис. 3, 4).

Итак, передача звука зависит от проводящей среды. Звук отражается от поверхностей с разным акустическим импедансом. Разрешение УЗ-изображения зависит от частоты, ширины сфокусированного луча и качества электронной обработки. При повышении частоты разрешение улучшается, однако глубина, доступная для исследования, уменьшается.

Такие артефакты, как акустическая тень и усиление сигнала, предоставляют полезную информацию, хотя и мешают созданию чистого изображения. В настоящее время качество изображения, доступная стоимость и простота выполнения делают УЗИ в режиме реального времени неотъемлемой частью клинического обследования пациентов с заболеваниями ЩЖ.

- Рекомендуем ознакомиться далее "Физические основы ультразвуковой допплерографии шеи (допплеровского эффекта)"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 8.6.2023