Аппарат УЗИ: виды датчиков

Содержание

Типы ультразвуковых датчиков

Аппарат УЗИ: виды датчиков

Датчики – важнейшие «инструменты» современного ультразвукового исследования, посредством которых становится возможным дистанционное обнаружение определенных объектов и измерение расстояний между ними. В основе их работы – взаимодействие ультразвуковых колебаний и измеряемого пространства.

За счет уникального конструктивного исполнения и специальных функций УЗИ-датчики могут фокусироваться при определенной глубине. Внешне они представляют собой детекторы с множеством взаимосвязанных пьезокристаллов и встроенными линзами.

У каждого типа датчика свое назначение. Поэтому при покупке данного устройства необходимо, прежде всего, отталкиваться от области применения.

Существуют узкоспециализированные УЗИ-датчики, которые можно использовать только для определенной области (например, трансвагинальные датчики, применяемые в гинекологии), а также многофункциональные, допустимые к использованию в нескольких областях.

Конвексные датчики

Если проводятся абдоминальные исследования и диагностика состояния органов малого таза, вам понадобятся конвексные датчики. Также они необходимы в урологии, педиатрии  и для исследований сосудов головного мозга. Они имеют особую форму с выгнутой поверхностью, при этом сканирующая зона выделена специальным цветом.

Важно отметить, что внешний вид конвексного датчика может варьироваться в зависимости от производителя и назначения. Радиус кривизны конвексного датчика составляет 40-70 мм, угол сканирования – 50-80 градусов.

Линейные датчики

Отличительная особенность линейного УЗИ-датчика – плоская излучающая поверхность. Такие детекторы могут отличаться параметрами апертуры, частотой диапазона и внешним видом в зависимости от области применения.

Линейный датчик актуален для ультразвукового исследования поверхностных органов и структур, костно-мышечной системы, опорно-двигательного аппарата. Специалисты также нередко используют их для педиатрии и неонатологии.

Линейный датчик с шириной 6-7 см и апертурой от 50 до 60 мм идеально подойдет для УЗИ поверхностных органов. Если же такой прибор 80-100 мм, он может применяться для маммологии и биопсии.

Микроконвексные датчики

Микроконвексные УЗИ-датчики предназначаются для внешнего и внутриполостного использования. В этом заключается их особенность. Радиус кривизны составляет примерно 30 мм.

Если внешняя структура микроконвексного датчика может напоминать форму конвексного детектора, то внутреннее строение этих приборов заметно отличается. У микроконвексного датчика очень маленькая сканирующая головка.

Секторные фазированные датчики

Если ультразвуковой датчик оснащается фазированной решеткой и предполагает постоянно-волновой допплер, то это секторный фазированный тип. Отличается также широкой областью применения, так как может использоваться для трансторакальной ЭХКГ, кардиологических или транскраниальных исследований.

В секторном фазированном датчике каждый специальный элемент способен работать самостоятельно. Угол сканирования составляет 90 градусов.

Чреспищеводные датчики

Иногда их также называют трансэзофагеальными. Стоит задуматься о покупке такого типа датчика, если проводятся кардиологические исследования.

Благодаря чреспищеводному ультразвуковому датчику можно будет увидеть сердце в состоянии динамики и в различных проекциях, что повысит информативность и точность диагностики.

Примечательная структура таких устройств, предполагающая гибкий дистальный наконечник и гибкую рабочую зону, специальные вращающиеся излучатели. Чреспищеводный УЗИ-датчик имеет частотный диапазон от 3 до 8 МГц и угол сканирования – 90 градусов.

Трансректальные датчики

Необходимость в трансректальном датчике возникает при проведении брахитерапии простаты или биопсии. В чем особенность таких детекторов? У них предполагается широкий спектр множественных излучателей для обеспечения работы с фронтальной и сагиттальной проекцией.

Кроме того, на одном устройстве можно зафиксировать сразу 2 микроконвексных излучателя (другой вариант: 1 линейный и 1 микроконвексный).

Механические датчики

Для данной разновидности УЗИ-датчиков характерны специальные движущиеся излучатели. Механический датчик следует купить, если проводятся аноректальные, внутрисосудистые и трансуретральные исследования.

Матричные датчики

Для эхокардиографии, урологии, гинекологии, акушерства, сосудистых исследований и педиатрии покупают матричные УЗИ-датчики, оснащенные специальной решеткой с излучателями.

Принято различать полуторомерные детекторы данного типа, у которых ширина апертуры меньше длины, а также двухмерные датчики, у которых множество элементов по ширине и длине.

Монокристальные датчики

В монокристальных датчиках все пьезоэлементы гармонично согласованы друг с другом, поэтому функционируют как единое целое. При работе с таким типом детекторов практически полностью минимизируются шумы, что немаловажно для достоверности диагностики.

В группу монокристальных датчиков могут входить не только конвексные, но и фазированные, а также линейные устройства.

Карандашные датчики

Датчики с особым разделением излучателя и приемника принято называть «карандашными» или «допплеровскими».

Их отличительная черта – работа в режиме постоянно-волнового допплера. Стоит выбрать карандашный ультразвуковой датчик, если проводятся исследования сердца и артерий.

Объемные датчики

Один из самых современных вариантов на сегодняшний день – это объемный тип датчиков, благодаря которым можно получать статические и динамические трехмерные изображения.

Объемный детектор рекомендован для гинекологических и акушерских отделений. Среди других особенностей выделяют возможность посрезового сканирования.

эндоскопические датчики

Данные приборы соединяют в себе функциональные возможности видеогастрофиброскопа и видеобронхофиброскопа.

Лапароскопические датчики

Представляя собой своеобразную трубку с излучателем, лапароскопические датчики также имеют характерный гибкий кончик, который может меняться в разных плоскостях. Такие устройства нужны при выполнении лапароскопических манипуляций.

Источник: https://medoborud.ru/tipy-ultrazvukovyh-datchikov

Датчики для УЗИ аппаратов: виды, особенности

Аппарат УЗИ: виды датчиков

Важной функциональной частью аппарата УЗИ является датчик или трансдюсер. Именно через него осуществляется визуализация обследуемых органов во время процедуры УЗИ, поскольку он генерирует ультразвуковые волны и принимает их обратное отображение.

Выбирая трансдюсер, необходимо также учесть, что они отличаются по глубине проникновения в обследуемые органы.

Особенности датчиков

По сфере применения и назначению выделяют несколько видов УЗИ датчиков:

  • универсальный наружный;
  • для обследования поверхностно расположенных органов;
  • кардиологический;
  • педиатрические;
  • внутриполостные.

Универсальный наружный датчик позволяет провести большинство ультразвуковых исследований, кроме полостных и операционных

  • Кардиологические — используются для обследования сердца. Кроме того, такие датчики УЗИ применяются для трансэзофагеального обследования сердца.
  • Универсальный ультразвуковой наружный датчик используется для обследования органов брюшной полости и органов малого таза. Он может применяться как в отношении взрослых пациентов, так и детей.
  • Для ультразвукового обследования сосудов, суставов, а также щитовидной железы используется специальный датчик для поверхностно расположенных органов.
  • Датчики, используемые в педиатрической практике, отличаются большей рабочей частотой в сравнении с аналогичной аппаратурой, предназначенной для взрослых пациентов.
  • Внутриполостные датчики подразделяются на следующие типы:

Основные виды устройств

В зависимости от типа ультразвуковых сканеров различают три основных вида датчиков для аппарата УЗИ – секторные, конвексные и линейные.

Датчики для аппаратов УЗИ секторного типа работают на частоте от 1,5 до 5 МГЦ.

Необходимость в его применении возникает, если требуется получить большее проникновение в глубину и обзор на небольшом участке. Обычно он применяется для обследования сердца и межреберных промежутков.

Конвексные трансдюсоры имеют частоту в 2-7,5 МГЦ, глубина их проникновения достигает 25 см. У них есть одна особенность, которую необходимо обязательно учитывать — ширина получаемого изображения больше размера самого датчика. Это важно для определения анатомических ориентиров.

Их достоинством является то, что они равномерно и плотно прилегают к коже пациента. Предназначены такие датчики для обследования органов, которые находятся глубоко — это органы брюшной полости, органы малого таза и мочеполовой системы, а также тазобедренные суставы.

При работе с ним необходимо учитывать комплекцию пациента и устанавливать нужную частоту проникновения ультразвуковой волны.

Отдельным типом идут объемные датчики 3D и 4D. Они представляют собой механическое устройство с кольцевым или угловым качанием и вращением. С помощью них на экран выводится посредством сканирование органов, которое потом преобразуется в трехмерное изображение. Устройство 4D позволяет просматривать органы во всех срезовых проекциях.

Датчики для аппаратов УЗИ линейного типа имеют частоту 5-15 МГЦ, глубина их проникновения достигает 10 см. За счет такой высокой частоты можно получить высококачественное изображение на экране.

При работе с линейными датчиками происходит искажение изображения по краям. Это вызвано тем, что он неравномерно прилегает к коже пациента. Они предназначены для ультразвукового обследования органов, которые расположены на поверхности.

Это молочные железы, суставы и мышцы, сосуды, щитовидная железа.

Разновидности трансдюсеров

Помимо трех основных типов применяются следующие датчики для УЗИ сканеров:

  1. Микроконвексный трансдюсер – разновидность конвексного, предназначен для использования в педиатрической практике. Посредством него производится обследование тазобедренных суставов и органов брюшной полости, мочеполовой системы.
  2. Биплановые – позволяют получить изображения органов в продольном и поперечном срезе.
  3. Секторный фазированный трансдюсер – предназначен для применения в области кардиологии, для ультразвукового исследования головного мозга. Он снабжен фазированной решеткой, что дает возможность исследовать труднодоступные области.
  4. Катетерные трансдюсеры — предназначены для введения в труднодоступные места – сосуды, сердце.
  5. Внутриполостные – это ректальные и вагинальные, а также ректально-вагинальные типы трансдюсеров, применяемые в акушерстве, урологии и гинекологии.
  6. Карандашные — используются для ультразвукового исследования вен и артерий конечностей и шеи.
  7. эндоскопические – эти устройства представляют собой объединение трех в одном – ультразвука, гастрофиброскопа и бронхофиброскопа.
  8. Лапароскопические – это трансдюсоры в форме тонкой трубки, имеющие на конце излучатель. В них конец может изгибаться как в одной плоскости, так и в двух плоскостях. Имеются модели, в которых конец не изгибается. Все они используются при проведении лапароскопии. Управляются они с помощью специального джойстика. Такие модели подразделяются также на линейные, боковые, конвексные боковые и фазированные с прямым обзором.

С помощью двухмерного устройства можно получить изображение в качестве 4D. В то же время они визуализируют изображение на экране в нескольких проекциях и срезах.

Источник: https://UziMetod.com/ob-issledovanii/raznovidnosti-uzi-datchikov-dlya-ultrazvukovyih-skanerov.html

Составляющие системы ультразвуковой диагностики Генератор ультразвуковых волн

Аппарат УЗИ: виды датчиков

Физическаяоснова УЗИ — пьезоэлектрическийэффект. При деформации монокристалловнекоторых химических соединений(кварц, титанатбария) под воздействием ультразвуковыхволн, на поверхности этих кристалловвозникают противоположные по знакуэлектрические заряды — прямойпьезоэлектрический эффект.

При подачена них переменного электрическогозаряда, в кристаллах возникают механическиеколебания с излучением ультразвуковыхволн. Таким образом, один и тот жепьезоэлемент может быть попеременното приёмником, то источником ультразвуковыхволн.

Эта часть в ультразвуковых аппаратахназывается акустическим преобразователем,трансдюсером или датчиком.

Ультразвук распространяетсяв средах в виде чередующихся зон сжатияи расширения вещества.

Звуковые волны,в том числе и ультразвуковые,характеризуются периодомколебания— временем, за котороемолекула (частица) совершает одно полноеколебание; частотой—числом колебаний в единицу времени; длиной—расстоянием между точками одной фазыи скоростью распространения, котораязависит главным образомот упругости и плотности среды.

Длина волны обратно пропорциональнаеё частоте. Чем меньше длина волн, темвыше разрешающаяспособность ультразвуковогоаппарата. В системах медицинскойультразвуковой диагностики обычноиспользуют частоты от 2 до 10 МГц.Разрешающая способность современныхультразвуковых аппаратов достигает1-3 мм.

Любаясреда, в том числе и ткани организма,препятствует распространению ультразвука,то есть обладает различным акустическимсопротивлением, величина которогозависит от их плотности и скоростираспространения звуковых волн. Чем вышеэти параметры, тем больше акустическоесопротивление. Такая общая характеристикалюбой эластической среды обозначаетсятермином «акустическийимпеданс».

Достигнувграницы двух сред с различным акустическимсопротивлением, пучок ультразвуковыхволн претерпевает существенные изменения:одна его часть продолжает распространятьсяв новой среде, в той или инойстепени поглощаясь ею,другая — отражается.

Коэффициент отражения зависит отразности величин акустическогосопротивления граничащих друг с другомтканей: чем это различие больше, тембольше отражение и, естественно, большеамплитуда зарегистрированного сигнала,а значит, тем светлее и ярче он будетвыглядеть на экране аппарата.

Полнымотражателем является граница междутканями и воздухом.[1]

Впростейшем варианте реализации методпозволяет оценить расстояние до границыразделения плотностей двух тел,основываясь на времени прохожденияволны, отраженной от границы раздела.Более сложные методы исследования(например, основанные на эффектеДопплера) позволяют определитьскорость движения границы раздела плотностей,а также разницу в плотностях, образующихграницу.

Ультразвуковыеколебания при распространении подчиняютсязаконам геометрическойоптики. В однородной среде онираспространяются прямолинейно и спостоянной скоростью.

На границеразличных сред с неодинаковой акустическойплотностью часть лучей отражается, ачасть преломляется, продолжая прямолинейноераспространение. Чем выше градиент перепадаакустической плотности граничных сред,тем большая часть ультразвуковыхколебаний отражается.

Так как на границеперехода ультразвука из воздуха на кожупроисходит отражение 99,99 % колебаний,то при ультразвуковом сканированиипациента необходимо смазываниеповерхности кожи водным желе, котороевыполняет роль переходной среды.

Отражение зависит от угла падения луча(наибольшее при перпендикулярномнаправлении) и частоты ультразвуковыхколебаний (при более высокой частотебольшая часть отражается).

Дляисследования органов брюшной полостии забрюшинного пространства, а такжеполости малого таза используется частота2,5 — 3,5 МГц, для исследования щитовиднойжелезы используется частота 7,5 МГц.

Особыйинтерес в диагностике вызываетиспользование эффектаДопплера. Суть эффекта заключаетсяв изменении частоты звука вследствиеотносительного движения источника иприемника звука. Когда звук отражаетсяот движущегося объекта, частотаотраженного сигнала изменяется(происходит сдвиг частоты).

Приналожении первичных и отраженныхсигналов возникают биения,которые прослушиваются с помощьюнаушников или громкоговорителя.

Генераторомультразвуковых волн является датчик,который одновременно играет рольприемника отраженных эхосигналов.Генератор работает в импульсном режиме,посылая около 1000 импульсов в секунду.В промежутках между генерированиемультразвуковых волн пьезодатчикфиксирует отраженные сигналы.

Ультразвуковой датчик

Вкачестве детектора или трансдюсораприменяется сложный датчик, состоящийиз нескольких сотен мелкихпьезокристаллических преобразователей,работающих в одинаковом режиме. В датчиквмонтирована фокусирующая линза, чтодает возможность создать фокус наопределенной глубине.

Виды датчиков

Всеультразвуковые датчики делятся намеханические и электронные. В механическихсканирование осуществляется за счетдвижения излучателя (он или вращаетсяили качается). В электронных разверткапроизводится электронным путем.Недостатками механических датчиковявляются шум, вибрация, производимыепри движении излучателя, а также низкоеразрешение.

Механические датчикиморально устарели и в современныхсканерах не используются. Используютсятри типа ультразвукового сканирования:линейное (параллельное), конвексное исекторное. Соответственно датчики илитрансдюсоры ультразвуковых аппаратовназываются линейные, конвексные исекторные.

Выбор датчика для каждогоисследования проводится с учетом глубиныи характера положения органа.

Секторные датчики

Секторныйдатчик работает на частоте 1,5-5 Мгц.

Имеетещё большее несоответствие междуразмерами трансдюсора и получаемымизображением, поэтому используетсяпреимущественно в тех случаях, когданеобходимо с маленького участка телаполучить большой обзор на глубине.

Наиболее целесообразно использованиесекторного сканирования при исследовании,например, через межреберные промежутки.Типичным применением секторного датчикаявляется эхокардиография — исследованиесердца.

Источник: https://StudFiles.net/preview/4022028/

Чем отличаются аппараты УЗИ: диагностика на грани научной фантастики * Клиника Диана в Санкт-Петербурге

Аппарат УЗИ: виды датчиков

Для человека, далекого от медицины, все аппараты УЗИ выглядят на «одно лицо». На самом деле существуют десятки модификаций ультразвуковых приборов и датчиков, помогающих врачам изучать любые органы и ткани человеческого организма. Поэтому, записываясь на УЗИ, не забудьте поинтересоваться, каким аппаратом вас будут обследовать.  

Как работает аппарат УЗИ: основа основ

УЗИ диагностика (сонография) — это метод исследования внутренних органов пациента с помощью ультразвука без использования игл и других хирургических инструментов. Именно УЗ-исследование принято в качестве золотого стандарта первичного обследования во всем мире.

УЗИ-аппарат действует на основе пьезоэлектрического эффекта. Внутри датчика, которым водят по поверхности тела, находятся микрокристаллы кварца, титана или бария.

При подаче электрического тока внутри кристаллов возникают механические колебания, которые создают ультразвуковые волны частотой до 29 МГц. Специальная акустическая линза помогает выбрать волну определённой длины.

Чем выше частота ультразвуковой волны, тем больше возможностей у аппарата.

Каждый орган или его отдел обладает свойственным только ему акустическим сопротивлением. Если ткани, на которые направлена ультразвуковая волна, имеют различное акустическое сопротивление (это характерно для уплотнений, кист, новообразований), одна часть волны поглощается, а другая отражается.

Чем больше различий в тканях, тем больше интенсивность сигнала. На экране участки, отличающиеся от соседних тканей плотностью и другими характеристиками, отображаются светлее и ярче. Этот эффект называется эхогенностью.

Из чего состоит УЗИ аппарат?

Несмотря на некоторые особенности и конструктивные различия, все аппараты УЗИ имеют одинаковые составные элементы.

“Сердце” прибора — ультразвуковой преобразователь, внутри которого размещены пьезоэлементы типа кристаллов кварца или бария. Под воздействием электричества, которое исходит от центрального процессора, кристаллы начинают вибрировать и распространять вокруг себя ультразвуковые сигналы.

Центральный процессор делает все расчёты, а с помощью импульсного датчика управления можно менять характеристики излучаемых ультразвуковых импульсов. Акустическая линза помогает фокусироваться на определённой волне, а звукопоглощающий слой фильтрует отображаемые волны.

Благодаря дисплею можно увидеть картинку исследуемого органа и окружающих его тканей и структур. Для лучшего качества изображения в аппарате УЗИ имеется усилитель радиочастот, видео- и зувукоусилитель.

С помощью курсора и клавиатуры специалист вводит определённые параметры или обрабатывает полученные данные. Отражённые ультразвуковые волны возвращаются к преобразователю и передаются в центральный процессор. Он вычисляет скорость возвращения сигнала и расстояние от датчика до тканей.

Датчик управления меняет различные режимы сканирования:

  • режим А показывает амплитуду отражённого эхо-сигнала;
  • режим М визуализирует орган в движении;
  • режим В отображает двухмерную картинку, на которой видны любые изменения эхогенности. В минуту меняется 20 картинок, что создаёт иллюзию движения;
  • режим Д основан на эффекте Допплера, поэтому используется для изучения кровотока пациента.

На жёстком диске либо CD или DVD дисках сохраняется вся информация. При желании клиенту делают распечатку или копию видеозаписи (например, движения плода — будущего малыша).

Виды УЗИ аппаратов: не хорошие и плохие, а мощные и супермощные

Если рассматривать различия параметров и особенностей получаемого на экране монитора изображения, то все аппараты УЗИ условно делятся на 3 категории:

  • 2D. Это стандартный аппарат, позволяющий отображать на экране орган по двум параметрам – длине и ширине. Картинка получается чёрно-белой, и не специалисту сложно разобраться и увидеть на экране патологию. Однако для врача-узиста информации достаточно. Он заметит различные пороки (кисты, миомы, разрастание эндометрия в гинекологии, аномалии сердца в кардиологии, нарушения в развитии головного мозга у плода, его рост и вес, количество околоплодных вод и пр.), поэтому двухмерный вид УЗИ обязателен при беременности. Для органов малого таза и брюшной полости используется аппарат с частотой 2,5 — 3,5 МГц. Процедура совершенно безопасна для матери и ребёнка, зато помогает выявлять проблемы на начальных стадиях. Она длится не более 15 минут.
  • 3D. Отличается от двухмерного изображения тем, что прибавляется ещё один параметр – глубина. На экране монитора появляется трёхмерная картинка. Если на исследование пришла будущая мама, она сможет увидеть личико своего малыша, а также рассмотреть строение его тельца. Пол будущего ребёнка на трёхмерном аппарате устанавливается с точностью 100%. По длительности процедура 3Д УЗИ занимает около 50 минут.
  • 4D. Это настоящая голограмма, делающая возможным увидеть малыша в движении. При желании родители заказывают видеозапись обследования. Это УЗИ-аппараты high-end уровня. Отличие их от 3D заключается в том, что трёхмерное изображение даёт картинку определённых моментов положения тела будущего ребёнка, а 4D показывает чёткое посекундное видео. Помимо исследования беременности, 4D аппараты применяются в других областях медицины. В урологии подтверждает абсцесс предстательной железы, в гинекологии – даже самые маленькие кистозные образования, в офтальмологии – повреждение сетчатки глаза или глазного яблока, при онкологии увидит положение сосудистого пучка относительно новообразования.

Также УЗИ аппараты различаются и по другим характеристикам.

По качеству изображения:

  • Обычные сонографы (имеют 16 каналов передачи-приёма).
  • Аппараты среднего технического класса (свыше 32 каналов).
  • УЗИ аппараты повышенных возможностей (свыше 48).
  • Аппараты высокого класса high-end (свыше 64).
  • Аппараты экспертного класса (несколько сотен каналов).

Главный технический параметр, отличающий аппараты различного уровня, — число принимаемых и передающих каналов. Чем их больше, тем выше чувствительность и, соответственно, разрешаемая способность.

По специфике применения:

УЗИ сканеры. Работают в режиме 2D и дают двухмерную картинку. Имеет два режима работы: двухмерное изображение (режим В) и одномерная эхограмма (режим М).

Узкоспециализированные:

  • Эхоофтальмометр. Визуализирует структуру глаза в двух- и одномерном изображении. Помимо режимов В и М, имеет режим D – спектральный анализ скоростей кровотока с использованием импульского допплера (PW) и непрерывного допплера (CW).
  • Фетальный монитор. Измеряет частоту сердечных сокращений у плода. Выявляет патологии развития сердца на ранних стадиях беременности.

УЗИ с допплером

  • со спектральным допплером (дуплексные аппараты). Отображают работу кровотока в режиме В, М и D;
  • с цветовым допплеровским картированием. Помимо тех же функций, что и у аппарата со спектральным допплером, отображают на серошкальном изображении тканей кровоток. Это редко встречающийся прибор для специализированных исследований.

Энцефалоскоп.

Это УЗИ аппарат предназначен для нейрохирургических исследований. Через область виска исследуются различные структуры головного мозга. Прибор работает на основе транскраниального метода, который исследует особенности кровотока и выявляет его нарушения.

Энцефалоскоп фиксирует ультразвуковые сигналы, отражающиеся от различных элементов крови, движущихся в одном направлении. Затем полученная информация обрабатывается и отражается на экране.

Головной мозг поглощает гораздо больше крови, чем любой другой орган. К тому же он очень чувствителен к гипоксии — недостатку кислорода. Энцефалография позволяет увидеть состояние сосудов и артерий, питающих головной мозг, а также выявить такие патологии, как абсцессы, кровоизлияния, кисты, гематомы, пертификаты (отложение солей кальция на стенках сосудов), гуммы (рубцы) и др.

Синускоп. Это специальный УЗИ аппарат, исследующий лобные и гайморовы пазухи. Он анализирует ультразвук, отражённый от стенок носа. Если пазухи заполнены, на экране монитора отображается картинка в графической форме. Синускоп помогает выявить на ранних стадиях гайморит, синусит, фарингит, воспаление пазух носа.

В зависимости от типа датчика

  • Линейные. Имеют частоту 5-15 МГц, глубина сканирования достигает 11 см. Датчик достаточно широкий, чтобы отобразить весь орган. Отображаемая картинка получается чёткой, с высоким разрешением. Неплотно прилегает к коже, требует использования геля.
  • Конвексные. Обладают частотой 1,9-7,5 МГц, глубина просмотра не более 25 см. Плотно прилегает к коже. Отображает неширокую и несколько искажённую картинку.
  • Секторные. Частота составляет 1,5–5 МГц. Изображение получается крупным и глубоким.
  • Секторальный фазированный. Датчик имеет вид решётки, каждый сектор которой позволяет менять угол сканирования. Различные части решётки независимо принимают и излучают ультразвуковые волны.
  • Внутриполостные. Имеют вид скошенной или прямой рукоятки, помещаются внутрь тела (во влагалище или прямую кишку).
  • 3D или 4D объемные датчики. Имеет кольцевое вращение, позволяющее делать посрезовое сканирование, преобразуя его в трёх- или четырёхмерную картинку.
  • Матричные. Имеют двухмерную решётку. Полуторомерные — картинка по длине получается больше, чем по ширине. Получается максимальное разрешение по толщине. Двухмерные. Имеют большое количество элементов, что позволяет делать картинки в различных проекциях одновременно.
  • Карандашные. В них излучатель и отображатель разделены. Применяется для исследования артерий и вен.

По областям применения

  • Универсальные для наружного применения abdominal probe. Применяются для исследования органов малого таза. Имеют частоту 3,5-5 МГц, открывает обзор в 40-900.
  • УЗИ аппараты small parts probe. Рабочая частота составляет 7,5-10 МГц. Датчик имеет ширину 25-50 мм. Применяется при исследовании щитовидной железы, суставов, периферических сосудов.
  • Кардиологический УЗИ аппарат cardiac probe. Учитывая особенности межрёберной щели, аппарат имеет датчик секторального типа с частотой 3,5 или 5 МГц. Используются в кардиологии.

Внутриполостные УЗИ-приборы intracavitary probes.

  • трансвагинальные. Имеют частоту 5,6 или 7,5 МГц, используются в гинекологии;
  • трансректальные. Позволяют сканировать под углом 3600;
  • интраоперационные. Надеваются на палец и имеют большой радиус кривизны;
  • трансуретральные. Имеют очень маленькие размеры, вводятся через мочеточник в мочевой пузырь;
  • чрезпищеводные. Помогают исследовать сердце снизу со стороны пищевода.
  • внутрисосудистые.

Какими дополнительными функциями оснащены УЗИ аппараты

Современные УЗИ аппараты имеют массу инновационных функций, значительно увеличивающих качество обследования. К таким разработкам относится следующее:

  • Функция ClearVision – это преобразование изображения малого разрешения и низкого качества в чёткую и яркую картинку. Это своеобразный фильтр, устраняющий спекл-шумы, артефакты. в результате изображение имеет чёткий контр на границе тканей с разной эхо-плотностью;
  • Функция SonoView – специальная программа, позволяющая архивировать изображения и создания баз данных;
  • Функция кинопамять – возможность перемотки видео, его раскадровки; разъёмы для нескольких датчиков;
  • функция TEI – визуализация в серошкальном режиме. Это позволяет увеличивать уровень чёткость, контрастности и снизить количество артефактов. Технология позволяет увидеть чёткие границы новообразований, что без использования инновации невозможно было сделать у полных пациентов;
  • Функция TP-View позволяет в линейных датчиках увеличить поверхность обзора. Все измерения отображаются на одном снимке;
  • Функция XLight делает возможность улучшить изображение анатомических структур на трёхмерном изображении. Благодаря обработке данных можно увидеть чётко пририсованные детали. В акушерстве эта функция помогает выявить аномалии в развитии плода независимо от количества амниотической жидкости и положения плода. В хирургии XLight также увидеть состояние костной структуры;
  • Функция CrystaLine позволяет синхронизировать работу УЗИ аппарата с работой медицинского лазера. Это делает возможным использовать прибор в малоинвазивных операциях;
  • Функция VPan Imaging предназначена для получения панорамного изображения (спинномозгового канала у плода, онкопроцессов в желудке). Картинка имеет последовательную раскадровку, реконструирующую всю исследуемую зону.

ссылкой:

Источник: https://medcentr-diana-spb.ru/uzi/chem-otlichayutsya-apparatyi-uzi/

Ультразвуковые сканеры, все о датчиках

Аппарат УЗИ: виды датчиков

Если сравнивать ультразвуковой сканер с аудиосистемой, ультразвуковой датчик представляет собой аналог аудио колонки.

Есть одно существенное различие: качество работы датчика ультразвукового сканера очень сильно зависит также от его акустического контакта с телом пациента. Это как если бы аудио колонку нужно было, к тому же, прикладывать прямо к барабанной перепонке.

Соответственно, при комплектовании ультразвуковой системы оптимальный подбор датчика является одной из самых важных задач. Не надейтесь, что кто-либо поможет вам в выборе.

Такая ситуация является редким исключением. Не то, чтобы я или мои коллеги обладали низкой квалификацией. Просто, сам этот выбор полон нюансов.

Работая 8 лет в продажах ультразвуковых систем – я до сих пор не чувствую уверенности в данном вопросе.

Современные развитые производители ультразвукового оборудования имеют весьма широкую номенклатуру датчиков, насчитывающую десятки позиций.

Параметров датчика не так много, но почти все они имеют важное значение. Условно ультразвуковые сканеры по типу датчиков можно разделить на «электронные» и «геометрические». Такой параметр датчика, как его тип, мы рассматривать не будем – это уж слишком.

Электронные параметры мы не видим, они внутри датчика. Но их можно почерпнуть из спецификаций или, задавая настойчивые вопросы поставщикам. Геометрические параметры – это размеры и форма датчика.

Они часто уже приведены в спецификациях или достоверную информацию о них сравнительно легко получить.

Я считаю, что геометрические параметры датчика не менее важны, чем такие общеизвестные электронные параметры, как частота или количество элементов.

Дело в том, что датчик с удачными электронными но неудачными геометрическими параметрами может не раскрыть всех своих возможностей. Или даже вовсе не удовлетворить ваши потребности.

Все из-за того, что акустический контакт при проведении данных исследований будет затруднителен. В итоге мы будем иметь либо слабое изображение, либо область исследования окажется недостаточной.

Тем не менее, выбор необходимо начинать с такого фундаментального параметра, как центральная частота датчика. Определив тип датчика и его центральную частоту, мы существенно ограничим число вариантов. А из них уже можно выбрать именно тот ультразвуковый сканер с датчиком, который вам больше всего подходит. Рассмотрим более подробно параметры датчиков.

1.1. Центральная частота датчика

Данный параметр является основным. Именно он определяет соотношение между разрешением ультразвукового изображения и тем, на какой глубине система может давать нормальную ясную картинку. 

Немного совсем не страшной физики. Центральная частота определяет: на колебания с какими частотами кристаллы датчика откликаются хорошо, а на какие не очень. То есть, когда центральная частота конвексного датчика 3,5 МГц, это значит следующее.

Если подать на него электрические сигналы с частотами, допустим, от 3 до 4 МГц, то датчик произведет достаточно мощный ультразвуковой сигнал. Но, что более важно, в ответ на пришедшие обратно ультразвуковые колебания он произведет достаточно хорошие электрические импульсы.

Их будет хорошо видно системе на уровне шумов, и она выдаст четкую картинку. Если подать на тот же датчик сигналы с частотой, допустим, 10 МГц, то он, во-первых, произведет достаточно слабые ультразвуковые волны.

И главное, в ответ на вернувшиеся ультразвуковые волны он не даст никакого, даже слабого отклика. То есть, изображения система построить не сможет. 

Таким образом, датчик может работать нормально только с частотами, довольно близкими к его центральной частоте. Это верно в отношении режима серошкального изображения. Также данный фактор необходимо учитывать при настройке частот допплеровских режимов. Вы не сможете выжать из ультразвукового датчика то, ради чего он не был спроектирован.

Центральные частоты датчиков редко указываются в спецификациях. Хотя секретом они не являются. Дело в том, что во многих случаях их не вполне знают даже сервисные инженеры. Попробую предположить, почему.

В настоящее время все цветные цифровые системы являются мультичастотными. То есть, у датчиков через меню настроек можно менять частоту, на которой они передают и принимают сигналы.

Разработчикам и маркетологам действительно хочется верить, что такие ультразвуковые  сканеры хорошо работают во всем этом диапазоне частот. Поэтому в спецификациях указывают весь диапазон частот, которые можно регулировать на данной системе.

А центральная частота датчика оказалась незаслуженно забыта.

В выигрышном положении оказались специалисты УЗД, которые начали работать до появления мультичастотных датчиков. Многие их них не вполне понимают, что означает такой разброс частот, поэтому они стремятся выяснить именно центральную частоту того или иного датчика.

1.2. Диапазон рабочих частот датчика для ультразвукового сканера

Это тот параметр, который приводится в спецификациях. Ему уделяют наиболее пристальное внимание и, одновременно, его точные значения являются одними из наименее полезных параметров датчика. Причины рассмотрены выше. 

В целом, при отсутствии другой информации, данный параметр можно использовать для оценки области применения датчика. Более высокие частотные диапазоны будут иметь датчики с большими центральными частотами и наоборот. 

Всегда смотрите в первую очередь на нижнее значение частоты этого диапазона. Оно лучше других позволяет отличить конвексные, микроконвексные или секторные фазированные датчики, предназначенные для исследований взрослых, от аналогов, предназначенных для исследований детей. По ним косвенно можно судить о центральной частоте ультразвукового датчика.

Нижние значения частот «взрослых» датчиков составляют 1, 1,5, 2, иногда 2,5 МГц. Иногда рекомендуют для исследований взрослых датчики с нижними частотами 3 МГц.

Однако, при немалом среднем весе нынешнего типичного пациента, такой выбор обоснован разве что для акушерских исследований. Дело в том, что такие датчики могут иметь центральные частоты выше 3,5 МГц.

Последняя до сих пор остается «золотым стандартом» датчиков для исследований взрослых.

Еще раз подчеркну: сами по себе значения частот ничего не говорят о качестве датчика. То есть, датчик с нижней частотой 1 МГц не обязательно имеет лучшее проникновение, чем датчик, с нижней частотой 2 МГц. Если их центральные частоты одинаковы, то, как они работают – зависит, скорее, от системы.

1.3. Количество элементов в датчике

Данный параметр часто отсутствует в спецификациях систем, предлагающихся с датчиками, содержащими 128 элементов. Он же почти всегда выставляется напоказ в материалах об ультразвуковых сканерах, располагающими так называемыми «датчиками высокой плотности». Здесь чаще всего речь идет о датчиках с 192 или 256 элементами. 

Это не случайно: разумеется, в разы большее число элементов дает возможность получить меньшее расстояние между кристаллами и получить более четкую картинку.

Однако, при помощи технических ухищрений, на которых мы здесь останавливаться не будем, низкое количество элементов может быть частично скомпенсировано.

Поэтому датчики высокой плотности дают прирост качества изображения не в разы, а на несколько десятков процентов. Что, разумеется, тоже весьма неплохо.

Данный параметр является существенным, но его необходимо пристально уточнять у поставщика. Существуют технические методы демонстрации количества элементов в датчиках. Однако, сделать это могут только сервисные инженеры при поставке.

Нужно не путать количество элементов в обычном датчике с количеством элементов в матричном датчике. Последний представляет собой несколько слоев элементов, как бы положенных друг на друга. При этом расстояние между элементов такое же, как в обычном датчике или даже больше. И четкость, честно говоря, такая же.

2.1. Апертура датчика

Иначе говоря, длина рабочей поверхности датчика. Данный параметр указывается только для линейных и секторных фазированных датчиков. Чем меньше апертура, тем выше плотность линий и лучше прилегание датчика. Особенно последнее важно при проведении допплеровских исследований. Но большая апертура дает возможность захватить больший участок поверхностного органа. 

В итоге, если вы исследуете большей частью поверхностные органы, в частности, щитовидную железу – можно рекомендовать выбор линейного датчика с апертурой приблизительно 45-50 мм. Если же размер датчика не так критичен – остальные факторы на стороне датчиков с меньшей апертурой – порядка 40 мм.

2.2. Радиус кривизны поверхности датчика (или просто радиус)

Этот важнейший параметр конвексных и микроконвексных датчиков часто также называют апертурой, что не совсем верно. Длина сканирующей поверхности таких датчиков для пользователя бесполезна. Датчики с одной и той же длиной поверхности могут иметь абсолютно различные формы и области применения.

Поверхность любого конвексного или микроконвексного датчика представляет собой часть окружности. То есть, если продолжить эту поверхность на бумаге штанген-циркулем, мы получим круг. Его радиус (расстояние от центра до границы) – это и есть тот самый радиус кривизны, который указывается в спецификациях.

Чем больше радиус – тем, разумеется, больше головка датчика, тем он «шире». Микроконвексные датчики имеют радиус кривизны порядка 8-20 мм. Конвексные – 40-60 мм.

Если микроконвекнсый датчик предполагается использовать для исследований мозга новорожденных через родничок или их сердца, лучше выбирать радиус порядка 10-20 мм. Датчик с большей головкой может просто не попасть в родничок или межреберье. Если же речь идет главным образом об исследованиях брюшной полости или пункциях – лучше подойдет датчик с большим радиусом.

Что до конвексных – то датчики с радиусом 60 мм позволяют исследовать пациентов практически любой комплекции. Однако, плотность линии у них не высока. Кроме того, зачастую часть сканирующей поверхности «простаивает». Поэтому в настоящее время наибольшую популярность приобрели датчики с радиусом 50 мм, как наиболее оптимальные.

2.3. Угол обзора датчика

Данные параметр является, казалось бы, простым. Чем он больше, тем шире сектор сканирования и лучше обзор. Это не так, точнее, верно только для внутриполостных датчиков.

Именно выбор неудачных значений угла обзора датчика является причиной наибольшего числа проблем у пользователей ультразвуковых систем.

Причем данные промахи совершают не только потенциальные покупатели, но, увы, иногда даже сами производители ультразвуковых систем.

Поясню на примере. Допустим, угол обзора конвексного датчика составляет аж 180 градусов. То есть, его поверхность представляет собой половину круга.

Чтобы полностью использовать все элементы данного датчика – необходимо полностью вдавить его в поверхность тела пациента так, что наружу торчать будет только рукоятка.

В противном случае датчик будет прилегать к пациенту лишь незначительной частью своей поверхности и сектор сканирования будет небольшим.

По этой причине угол сканирования конвексных датчиков выбирается в диапазоне 60-80 градусов. Оптимальным считается угол 70 градусов. По той же причине углы обзора микроконвексных датчиков, предназначенных для исследований брюшной полости или контроля пункций, выбираются в диапазоне 90-120 градусов.

Заключение

Для выбора датчика рекомендуется получить как можно больше информации обо всех вариантах, доступных для данной ультразвуковой системы.

Если у данной системы поддерживаются как стандартные датчики, так и датчики высокой плотности, лучше остановиться на последних. Разумеется, когда этого позволяет бюджет.

После необходимо определиться с центральной частотой датчика и далее подобрать вариант с оптимальными геометрическими параметрами. Рекомендации по их выбору приведены выше.

Вкратце:

  • Оптимальный вариант конвексного датчика – 3,5МГц, R50мм, 70 градусов. 
  • Оптимальный вариант линейного датчика – 7,5МГц, 40мм.
  • Оптимальный вариант внутриполостного датчика – 6,5 МГц, R10мм, 180 градусов.
  • Оптимальный вариант микроконвексного датчика для педиатрии – 5 или 6,5 МГц, R10-14мм, 90-120 градусов. 

Надеюсь, данная статья окажется полезной при выборе датчиков тем, кто имел терпение ее прочитать. Однако, главной своей целью она имела именно объяснить физический смысл тех или иных параметров.

Отчетливо понимая их значение, вы сможете сделать иногда разный, но, несомненно, удачный выбор ультразвуковых датчиков. 

«Весь необходимый спектр»

SonoScape Co. Ltd. является одной из немногих компаний, имеющих собственное производство ультразвуковых датчиков. Ультразвуковые датчики можно приобрести и отдельно от аппарата.

по запросуПодробнее

Источник: https://sonoscape.ru/articles/vse-chto-vy-hoteli-znat-o-datchikah-dlya-ultrazvukovyh-skanerov.html

Подбор необходимого датчика УЗИ: типы, особенности применения

Аппарат УЗИ: виды датчиков

Человек не воспринимает ультразвук ухом из-за высокой частоты. Однако волны в зависимости от плотности препятствия проходят сквозь ткани либо отражаются.

Датчики УЗИ имитируют природные сверхзвуковые колебания, которые в различной степени поглощаются органами, и преобразовывают отраженные лучи в картинку. Полученное изображение помогает врачам изучать расположение внутренних органов, мышц без вреда.

Неинвазивность манипуляции ставит исследование на первый план в диагностике патологических состояний.

Принцип работы устройства

Действие УЗИ аппарата основано на способности пьезокристаллов воссоздавать высокочастотные колебания при подключении к переменному электрическому току.

Дополнительно эти компоненты изменяют заряд под действием ультразвука. Пьезоэлементы становятся одномоментно источником возникающих волн и приемником.

Благодаря волнам, возникающим при отражении от объектов, становится возможным сформировать пространственную модель расположения структур.

Основной элемент медицинской УЗИ техники при монтаже называют датчиком или трансдьюсором.

Кристаллы внутри преобразователя создают специфический акустический феномен: воспроизводят и улавливают сверхзвуковые волны.

Сенсор внутри фильтрует, фокусирует энергию для получения необходимого эффекта: эхо преобразовывается в изображение на мониторе. Специалисты называют полученные картинки эхограммами.

Основные типы

В медицине применяется ультразвук в частотном диапазоне 2-30 МГц. Для каждого исследования применяются специальные датчики для УЗИ. Более высокочастотные волны генерируют изображение повышенной точности, при этом глубина распространения становится меньше.

В этой особенности заключается главный принцип выбора акустического преобразователя. При необходимости изучения глубоко расположенных органов, мышц следует отдать предпочтение аппарату с большей рабочей частотой, так чтобы резкость изображения пострадала минимально.

Трансдьюсоры бывают механическими и электронными. Первые считают устаревшим вариантом, имеют ряд недостатков: шум, вибрация, низкое разрешение. Применяются редко.

Электронные сканеры лишены недостатков, преимущественно используют в современных аппаратах. Различают следующие виды акустических преобразователей:

  • конвексные;
  • линейные;
  • секторные.

Конвексные

Самые распространенные датчики, предназначенные для изучения глубоко расположенных структур. Волны проникают на 25-30 см, при частоте колебаний аппарата 2-7,5 МГц. Корректировка частот выполняется на основании телосложения пациента.

Важно помнить, что длина трансдьюсора несколько меньше, чем получаемое изображение. Эту особенность всегда учитывают при установлении точных анатомических ориентиров перед вспомогательными исследованиями, операцией.

Конвексные насадки незаменимы для сканирования органов брюшной полости, малого таза, крупных суставов.

Линейные

Разброс частот преобразователя колеблется от 5 до 15 МГц. Исследуемая глубина небольшая — до 11 см. Преимуществом данного трансдьюсора является высокая разрешающая способность: размер датчика точно соответствует исследуемой области.

Не всегда удается обеспечить одинаковое прилегание к телу, по краям изображение немного искажается.

Линейные преобразователи используются для изучения близко расположенных объектов: мелких суставов, молочной, щитовидной желез, сосудистых пучков.

Секторные фазированные и другие

Секторные датчики предназначены для изучения сердца, межреберных промежутков. Функция данного трансдьюсора получить изображение обширного участка с небольшой площади проекции на теле. Величина преобразователя намного меньше воссозданной картинки. Частота колебаний от 1,5 до 5 МГц.

Фазированные приспособления необходимы для изучения сердца и мозга. Датчик оснащен специальной решеткой, способной изменять угол направления луча в сканируемой плоскости Благодаря этой особенности становится возможным обследовать необходимый объект, расположенный за другими. Дополнительно имеется возможность подключения доплера.

Отдельными подвидами датчиков считают:

  • полостные (трансвагинальный, ректовагинальный, трансэзофагеальный);
  • биопсийный;
  • объемные;
  • карандашные;
  • видеоэндоскопические.

Ультразвуковой датчик: области применения

В зависимости от особенностей строения, частотных возможностей в каждой отрасли медицины преимущественно используют 1 базовый преобразователь. При выборе трансдьюсора основное, на что обращают внимание — рабочая частота. Специалисты стремятся применять высокочастотные манипуляторы, обеспечивающие получение изображения на экране высокого разрешения.

Акушерство

Оптимальными трансдьюсорами в акушерско-гинекологической практике считают конвексные: стандартные и трансвагинальные. Ими обеспечивается максимальное проникновение луча.

Это базовые преобразователи для исследования брюшной полости, малого таза, плода на разных стадиях развития. Существуют специальные датчики, способные получать 4D-изображение и одновременно выводить картинку на экран.

Подобные аппараты способны изучать строение мелких частей плода, сердечно-сосудистую систему и выявлять отклонения на ранних стадиях вынашивания.

Офтальмология

В данной области имеются датчики специального предназначения. В основном рекомендуется выбирать секторные, конвексные манипуляторы механического типа. Оптимальная частота — 20МГц. Метод позволяет определить наличие инородного тела, объемного образования, оценить состояние зрительного нерва. Доплеровское сканирование дает информацию о состоянии сосудов глазного дна.

Внутренние органы

Для исследования глубоко расположенных объектов применяют преимущественно конвексные датчики. Прибор незаменим в диагностике состояния паренхиматозных органов: печени, поджелудочной железы.

Из-за повышенной концентрации газа в пищеварительном тракте изучение состояния ЖКТ при помощи УЗИ затруднено.

Однако существуют косвенные признаки, позволяющие заподозрить кишечную непроходимость, перитонит, травму внутренних органов.

Кардиология

Секторные фазированные датчики — основные устройства для изучения состояние сердечно-сосудистой системы. Их выбор основан на необходимости осмотра большого участка через межреберные щели.

Чрезпищеводными трансдьюсорами оснащают современные аппараты, что позволяет изучать сердце внутриполостным способом и обеспечить максимальную точность доплеровского сканирования на этапе подготовки к операции, для диагностики острых состояний.

Неврология

УЗИ диагностика имеет решающее значение для обследования новорожденных, когда существует возможность наблюдения за головным мозгом, внутричерепными пространствами через незаросший родничок.

У взрослых специальные фазированные датчики исследуют мозг в наиболее тонких участках: височная область, затылочная ямка. Однако подобные манипуляторы работают только на низких частотах. В связи с этим УЗИ диагностика несколько уступает КТ и МРТ.

Источник: https://iDiagnost.ru/uzi/podbor-neobhodimogo-datchika-uzi-tipy-osobennosti-primeneniya

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.