USG informacje o metodzie

Ultrasonografia, USG – nieinwazyjna, atraumatyczna metoda diagnostyczna, pozwalająca na uzyskanie obrazu przekroju badanego obiektu. Metoda ta wykorzystuje zjawisko rozchodzenia się, rozpraszania oraz odbicia fali ultradźwiękowej na granicy założeniu stałej prędkości fali w różnych tkankach równej 1540 m/s. W ultrasonografii medycznej wykorzystywane są częstotliwości z zakresu ok. 2-50 MHz. Fala ultradźwiękowa najczęściej generowana jest oraz przetwarzana w impulsy elektryczne przy użyciu zjawiska piezoelektrycznego. Pierwsze doświadczenia nad wykorzystaniem ośrodków, przy ultrasonografii w diagnostyce prowadzone były w trakcie i zaraz po II wojnie światowej, a ultrasonografy wprowadzone zostały do szpitali na przełomie 60. i lat 70. XX wieku (jednym z pierwszych klinicznych zastosowań była diagnostyka płodu).

Jednym z bardzo popularnych obecnie zastosowań ultrasonografii jest USG naczyń krwionośnych z wykorzystaniem zjawiska Dopplera. USG dopplerowskie pozwala na ocenę prędkości oraz kierunku przepływu krwi w naczyniach. Jako metoda całkowicie nieinwazyjna jest obecnie najpopularniejszym typem badania naczyń pozwalającym na dokładną ocenę zmian w zdecydowanej większości przypadków. Metoda wykorzystywana jest np. w skleroterapii.

Stosując niższe częstotliwości (2-5 MHz), np. podczas badania jamy brzusznej lub echokardiograficznego badania serca) uzyskuje się obrazy struktur głębiej położonych kosztem niższej rozdzielczości. Natomiast korzystając z częstotliwości wyższych (7,5-16 MHz, np. badanie przez pochwowe, przezciemiączkowe, diagnostyka węzłów chłonnych, aż do 50 MHz w ultrasonografii wewnątrznaczyniowej naczyń żylnych oraz tętniczych) uzyskuje się obrazy dokładniejsze, ale tylko struktur płycej położonych.

Nowa generacja przenośnych aparatów ultrasonograficznych umożliwia wykonywanie badań ultrasonograficznych, w tym dopplerowskich, w domu pacjenta.

HISTORIA  ULTRASONOGRAFII

  • 1880 – Bracia: Pierre i Jacques Curie odkryli efekt piezoelektryczny w  kryształach kwarcu i tytanianu baru. Były to podwaliny do generowania i odbierania fal ultradźwiękowych o częstotliwościach w MHz.
  • 1918 – Paul Langevin w czasie I wojny św. zbudował, opierając się na teorii piezoelektrycznej Piotra Curie, piezoelektryczny generator ultradźwiękowy (hydrolokator aktywny) do namierzania łodzi podwodnych. Hydrolokator aktywny, urządzenie podobne do echosondy, wysyła specjalną wiązkę ultradźwięków, która następnie odbita od przeszkody wraca do urządzenia. Na podstawie jej charakterystyki (szybkość poruszania się w wodzie) można z dużą dozą dokładności określić napotkany przez nią obiekt.
  • 1941 – F. Firestone z Uniwersytetu Michigan opracował urządzenie pod nazwą „supersonic reflektoscope” do wykrywania wad w metalach. W następnych latach nastąpił znaczny rozwój ultradźwiękowych metod badań materiałów głównie za sprawą firm SIEMENS w Niemczech i KRETZ  TECHNIK z Austrii.
  • 1951 – powstał pierwszy skaner obrazujący badane organy tzw. prezentacji dwuwymiarowej z modulacją jasności tzw. B-mode. Zaczęto badać  guzy sutków, kamienie w pęcherzykach żółciowych  i nerkach, guzy mózgu, i oczywiście  rozpoczęła się diagnostyka USG w położnictwie.
  • 1954 – szwedzi I. Edler i H. Hertz zbudowali pierwszy kardiologiczny skaner  ultradźwiękowy pracujący w trybie Mmode,  umożliwiający zobrazowanie ruchu  zastawek serca.
  • 1955 – japończycy S. Satomura i Y. Nimura  przeprowadzili pierwszą analizę ruchu  zastawek serca z wykorzystaniem efektu Dopplera.
  • • 1956 – Mundt i Huges opublikowali pierwsze doniesienia dotyczące ultradźwiękowych badań gałki ocznej w prezentacji A, a dwa lata później Baumi Greenwood w prezentacji B.
  • Lata sześćdziesiąte – był to prawdziwy boom techniki ultrasonograficznej Powstało wiele firm produkujących ultrasonografy w Europie, USA, Japonii i Australii.
  • 1964 – W. Buschmann z Berlina Wschodniego po raz pierwszy opisał wieloelementową głowicę ultradźwiękową (multi-element electronic array) w zastosowaniach oftalmologicznych.
  • • 1965 – firma Siemens Medical Systems wyprodukowała pierwszy ultrasonograf czasu rzeczywistego pod nazwą VIDOSON.
  • 1971 – Professor Nicolaas (Klass) Bom zaprojektował wieloelementową głowicę elektroniczną
  • Lata siedemdziesiąte i osiemdziesiąte to lawinowy rozwój coraz powszechniej stosowanej diagnostyki ultrasonograficznej związany m. in. z gwałtownych rozwojem elektroniki. Pojawiły się pierwsze ultrasonografy z głowicami liniowymi, konweksowymi, rozwinęła się dziedzina diagnostyki endowaginalnej i endorektalnej.
  • Dzięki zastosowaniu nowoczesnych układów elektronicznych stała się możliwa wyrafinowana obróbka sygnałów ultradźwiękowych – co znacznie podniosło jakość zobrazowania. Na przełomie lat 70 i 80 rozwinięto też podstawy matematyczne obróbki sygnałów dopplerowskich co umożliwiło powstanie ultrasonografów ze zobrazowaniem przepływów (FFT i Color Doppler).

TEORETYCZNE I TECHNICZNE PODSTAWY BADANIA

Ultrasonografia jest jedną z medycznych metod obrazowania narządów i tkanek ustroju ludzkiego przy pomocy fali ultradźwiękowej. Najczęściej stosuje się ultradźwięki w zakresie od 1 do 10 MHz. Fala ta rozchodząc się w akustycznie elastycznym ośrodku, jakim jest ciało ludzkie, ulega różnym zjawiskom – między innymi odbiciu. Część fali ultradźwiękowej odbitej na granicy dwóch ośrodków o różnej oporności akustycznej jest źródłem informacji o stanie danego narządu czy określonej przestrzeni wewnątrz ciała osoby badanej. Tkanka kostna oraz powietrze w przewodzie pokarmowym i płucach odbijają fale ultradźwiękowe całkowicie. Dlatego niemożliwa jest ocena wnętrza kości. Badania mózgowia metodą ultrasonograficzną można jedynie wykonywać u dzieci przez ciemiączko, a u dorosłych przez otwory trepanacyjne. Z kolei powietrze w przewodzie pokarmowym i płucach stanowi przeszkodę w obrazowaniu narządów położonych głębiej.

Każdy aparat ultradźwiękowy zbudowany jest z sondy – głowicy, w której znajduje się przetwornik wytwarzający i odbierający ultradźwięki. W wyniku zamiany impulsu akustycznego na impuls elektryczny i wprowadzeniu skali szarości przez układy elektroniczne w ultrasonografie, na ekranie monitora powstaje obraz wybranej warstwy narządu czy tkanki. Przesuwając głowicą aparatu, uzyskuje się obrazy całego badanego narządu.

W nowoczesnych urządzeniach ultrasonograficznych, pracujących w tzw. czasie rzeczywistym, można zatrzymać – „zamrozić” obraz wybranej warstwy narządu na ekranie monitora telewizyjnego i dokonać pomiarów: odległości dowolnych punktów, długości obwodu i pola powierzchni dowolnej struktury, wielkości kąta zawartego między elementami anatomicznymi oraz objętości dowolnej przestrzeni. Obraz widoczny na ekranie monitora można w każdej fazie badania zarejestrować m.in. na taśmie video, papierze drukarki termoczułej, filmie rentgenowskim, filmie zwykłego aparatu fotograficznego, dyskietce komputera i innych.

RODZAJE PREZENTACJI

  • Prezentacja A (Amplitude) najprostszy rodzaj prezentacji, polega na wyświetleniu wartości chwilowych odbieranego sygnału USG w funkcji czasu.  Do uzyskania obrazów w  prezentacji A wystarczy  głowica USG z pojedynczym  kryształem piezoelektrycznym, nadająca  impuls pobudzający i  odbierająca powstające w  ośrodku badanym echa. Badanie takie stosowane jest w okulistyce.
  • Prezentacja B (Brightness) polega na wizualizacji dwuwymiarowego przekroju, w której wartość chwilowa odbieranego sygnału moduluje jaskrawość (brightness) kolejnych punktów obrazu. Może być wykorzystana do badania narządów nieruchomych, np. narządów jamy brzusznej, szyi, głowy.
  • Prezentacja M (Motion) dawniej TM (Time Motion) polega na odsłuchu echa z tego samego kierunku w kolejnych chwilach czasowych. Echa wyświetlane są tak, jak w prezentacji B, to znaczy wartość chwilowa sygnału moduluje jaskrawość wyświetlanych punktów, kolejne linie wyświetlane są obok siebie, pionowo. Prezentacja ta najczęściej służy do wizualizacji ruchu serca.
  • Prezentacja D (Doppler) polega na odbiorze fali USG, rozproszonej na będących w ruchu krwinkach. W zależności od kierunku ruchu krwinek względem wiązki USG i kierunku propagacji fali następuje dopplerowskie przesunięcie częstotliwości fali nadawanej i odebranej. Prezentacja ta służy do diagnozowania przewężeń w naczyniach krwionośnych.
  • Prezentacja CFM (Color Flow Mapping) polega na wpisaniu w obraz czarno– biały typu B w wybranym przez operatora sektorze barwnego zobrazowania przepływów pomierzonych techniką korelacyjną.
  • Prezentacja CFA (Color Flow Angiography) polega na identyfikacji przepływu, przypisaniu barwy obszarom, w których zidentyfikowany został przepływ i wkomponowaniu ich w czarno-biały obraz B.

CZEMU SŁUŻY BADANIE?

Ultrasonografia jest jedną z nieinwazyjnych metod wykrywania zmian patologicznych w narządach bez potrzeby podawania środków cieniujących. Sposób ten pozwala na ocenę kształtu, wielkości i położenia narządu czy przestrzeni anatomicznej, a także powierzchni i wnętrza tych narządów. Najczęściej przedstawia się narząd w wymiarach podłużnych i poprzecznych do jego długiej osi, można go jednak obserwować w dowolnym przekroju. Z oceny echostruktury badanego narządu można wysunąć niektóre wnioski diagnostyczne dotyczące charakteru zmiany – zapalnej, zanikowej, zwyrodnieniowej czy nowotworowej, a w tej ostatniej – sugerować proces łagodny czy złośliwy. To samo odnosi się do tworów patologicznych położonych wewnątrz narządów, które najczęściej inaczej odbijają ultradźwięki niż otoczenie.     Specjalny rodzaj sond biopsyjnych lub sond z nakładką biopsyjną umożliwia w trakcie badania precyzyjne nakłucie obserwowanego narządu czy przestrzeni między narządami. Można dzięki tej metodzie (tzw. biopsji celowanej) pobrać materiał do badania histopatologicznego, opróżnić zbiorniki patologicznego płynu, przeprowadzić drenaż tych zbiorników, wykonać przez skórną przetokę układu moczowego, czy drenaż zewnątrzwątrobowych dróg żółciowych oraz inne zabiegi. Inny rodzaj sond ultrasonograficznych zakłada się do przełyku, żołądka, pochwy czy odbytnicy, dzięki czemu można precyzyjniej określić echostrukturę serca, ściany żołądka, narządów rodnych kobiety oraz gruczoł krokowy. Specjalne sondy służą do śródoperacyjnej oceny jamy brzusznej czy ośrodkowego układu nerwowego po trepanacji czaszki. Inny rodzaj sond pozwala ocenić oczodół i wnętrze gałki ocznej.

WYKONANIE:

USG jamy brzusznej jest wykonywane najczęściej. Po nałożeniu na skórę brzucha cienkiej warstwy przeźroczystego żelu zapobiegającego rozpraszaniu fal, oglądane są: wątroba, pęcherzyk żółciowy, trzustka, śledziona, nerki oraz naczynia jamy brzusznej. Ważne jest, że za pomocą USG nie można dokładnie ocenić stanu żołądka i jelit; w tym nie można rozpoznać choroby wrzodowej, polipów i nadżerek w przewodzie pokarmowym.

WSKAZANIA DO WYKONANIA BADANIA USG

Ultrasonografia jamy brzusznej:

  • Bóle brzucha o ostrym i przewlekłym charakterze.
  • Powiększenie obwodu jamy brzusznej.
  • Uraz jamy brzusznej.
  • Żółtaczka.
  • Krwawienia przewodu pokarmowego, układu moczowego i dróg rodnych.
  • Utrudnienia w oddawaniu moczu i stolca.
  • Wymioty. Biegunki.
  • Zakażenie układu moczowego.
  • Utrata wagi ciała. Anemia.
  • Utrzymująca się podwyższona ciepłota ciała o niejasnej etiologii.
  • Podwyższone OB.
  • Zaburzenia miesiączkowania.
  • Przedwczesne i opóźnione dojrzewanie płciowe.
  • Ciąża – prawidłowa i patologiczna, w tym ocena śmierci płodu i niektóre wady rozwojowe płodu.
  • Bezpłodność.
  • Inne, celem wyjaśnienia nieprawidłowych wyników klinicznego badania jamy brzusznej czy badań dodatkowych.
  • Ultrasonografia ośrodkowego układu nerwowego :
  • Wcześniactwo.
  • Objawy neurologiczne u noworodka sugerujące patologię ośrodkowego układu nerwowego.
  • Noworodek matki chorującej na cukrzycę.
  • Nieproporcjonalne powiększanie się obwodu głowy noworodka.
  • Patologiczne napięcie ciemiączka.
  • Przebyte zapalenie opon mózgowych noworodka.
  • Przebyte operacje neurochirurgiczne.
  • Inne

Ultrasonografia narządów szyi:

  • Objawy nad – i niedoczynności gruczołu tarczowego.
  • Powiększenie obwodu szyi.
  • Deformacja szyi z wyczuwalnym guzem.
  • Uczucie duszności.
  • Inne

Ultrasonografia narządów klatki piersiowej:

  • Urazy klatki piersiowej.
  • Podejrzenie wysięku do jamy opłucnowej.
  • Patologiczne poszerzenie śródpiersia.

Ultrasonografia jąder :

  • Ból jąder.
  • Powiększenie moszny.
  • Guz jądra lub najądrza.
  • Wyciek z cewki moczowej.
  • Niezstąpienie jąder.

Ultrasonografia stawów i aparatu więzadłowego:

  • Wady wrodzone i dziecięce choroby stawu biodrowego.
  • Urazy stawów i ścięgien.
  • Choroba reumatyczna stawów.
  • Deformacje i obrzęki stawów.
  • Ultrasonografia tkanek miękkich i mięśni:
  • Guzy skóry i tkanki podskórnej.
  • Obrzęk mięśni.
  • Asymetria obwodu kończyny.
  • Urazy.
  • Wyczuwalne powiększenie powierzchownych węzłów chłonnych.
  • Bóle kończyn

Ultrasonografia tkanek miękkich i mięśni:

  • Guzy skóry i tkanki podskórnej.
  • Obrzęk mięśni.
  • Asymetria obwodu kończyny.
  • Urazy.
  • Wyczuwalne powiększenie powierzchownych węzłów chłonnych.
  • Bóle kończyn.

Ultrasonografia sutka:

  • Wyczuwalny guz.
  • Wyciek z brodawki sutkowej.
  • Powiększenie pachowych węzłów chłonnych.
  • Stan po mastektomii (usunięciu gruczołu piersiowego).
  • Uzupełnienie mammografii.

Ultrasonografia oczodołu:

  • Guzy wewnątrz- i zewnątrzgałkowe.
  • Ciała obce.
  • Zwichnięcie soczewki.
  • Wysięk i skrzepy w przedniej komorze oka.
  • Stare krwiaki ciała szklistego.
  • Wytrzeszcz prawdziwy i rzekomy gałki ocznej.
  • Pomiary wielkości gałki ocznej.
  • Odwarstwienie siatkówki.