Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65

Статья опубликована в рамках: LI Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 30 марта 2017 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Электротехника

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Адильхан Р., Арысбек А.А., Зайтбекова А.М. [и др.] УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ // Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. LI междунар. студ. науч.-практ. конф. № 3(50). URL: https://sibac.info/archive/technic/3(50).pdf (дата обращения: 22.09.2021)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 9 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

Адильхан Ризагуль

студент, КазНМУ имени С.Д. Асфендиярова

Республика Казахстан, г. Алматы

Арысбек Айнагуль Алмазовна

студент, КазНМУ имени С.Д. Асфендиярова

Республика Казахстан, г. Алматы

Зайтбекова Айым Маратовна

студент, КазНМУ имени С.Д. Асфендиярова

Республика Казахстан, г. Алматы

Жаксыгалиева Жадыра Жалгасовна

студент, КазНМУ имени С.Д. Асфендиярова

Республика Казахстан, г. Алматы

Научный руководитель Баракова Алия Шаризатовна

cтарший преподаватель кафедры «Технологии лекарств и инженерных дисциплин», КазНМУ имени С.Д. Асфендиярова

Республика Казахстан, г. Алматы

Ультразвуковая диагностика (ультразвук, сонография, ультрасонография) - это метод лучевой диагностики, в котором используются высокочастотные звуковые (ультразвуковые) волны для получения изображения внутренних органов человеческого тела. Ультразвук широко используется в клинической практике. За последние несколько десятилетий этот метод стал одним из наиболее распространенных и важных, который обеспечивает диагностику многих заболеваний. Техника не имеет противопоказаний, безопасна и отличается достаточно высокой диагностической эффективностью (точность диагностики по ряду заболеваний по сравнению с патоанатомическими данными достигает более 80 %). Простота, отсутствие радиационной нагрузки (позволяют обследовать беременных и детей), неинвазивность, возможность нескольких исследований, а также то, что она проводится в режиме реального времени. [1]

Звук представляет собой механическую продольную волну, в которой колебания частиц находятся в одной плоскости с направлением распространения энергии. Частота от 16 Гц до 20 кГц является слышимой зоной для человека, частота звуковых волн менее 16 Гц относится к инфразвуку. Частоты в диапазоне 25-500 кГц используются живыми организмами в природе такими как летучие мыши, дельфины и некоторые виды китов. Ультразвук - это звуковые колебания с частотой более 20 кГц.

 

Рисунок 1. Схема распространения звуковой (ультразвуковой) волны, когда она генерируется источником.

 

Основными характеристиками ультразвуковых волн являются колебания периода (T) - время, в течение которого молекула или частица вещества совершают одно полное колебание, частота (v) - число колебаний в единицу времени, длина (λ) - расстояние между точки одной фазы и распределение  скорости.

Таблица 1.

Скорость распространения ультразвука определяется только свойствами среды (ткани).

Ткани

 с, (м/с)

Мозг

Печень

Почки

Мышцы

Жировая ткань

Кости

Кровь

Мягкие ткани (усредненно)

Воздух

1510

1550

1565

1580

1450

 4080

1570

1540

330

 

 

Средняя скорость распространения ультразвука в тканях человеческого тела составляет 1540 м / с - большинство ультразвуковых диагностических устройств запрограммированы на эту скорость. В ультразвуковой диагностике используется диапазон 2-15 МГц. [5, 2]

Устройства для генерации и приема ультразвуковых волн.

Ультразвуковой датчик - преобразует одну форму энергии в другую - электрическую энергию в энергию ультразвуковых колебаний и наоборот. Существует несколько основных типов ультразвуковых датчиков в современных ультразвуковых устройствах, которые характеризуются рабочей частотой, а также размером и формой поверхности сканирования.

Основными типами ультразвуковых датчиков являются:

1. Линейный датчик представляет собой высокочастотный датчик с частотой 5-15 МГц, часто 7,5 МГц, используемый главным образом для исследования поверхностных органов (щитовидной железы, молочной железы, лимфатических узлов, поверхностных сосудов и т. д.). Он имеет минимальное искажение полученного изображения, поскольку положение датчика на поверхности тела полностью соответствует размеру изучаемого органа.

2. Выпуклый датчик - имеет выпуклую рабочую поверхность, которая обеспечивает лучший контакт с кожей в зоне исследования. Частота 1.8-7.5 МГц, чаще - 3.5 МГц. Из-за меньшей частоты, глубина сканирования достигает 25-30 см, она используется для изучения глубоких органов брюшной полости, забрюшинного пространства, малого таза и т.д.

3. Секторный датчик - имеет небольшую рабочую поверхность, генерируемые ультразвуковые волны имеют форму сектора, и существует большое несоответствие между размерами преобразователя и получаемого изображения. Работает на частоте 2-5 МГц. Он используется в тех случаях, когда необходимо получить от небольшой части поверхности тела в несколько раз большую видимость на глубине, например, при исследовании эхокардиографии сердца через межреберные промежутки. Часто секторный датчик также называют сердечным датчиком.

 

Рисунок 2. Основные типы датчиков (A - линейные, B - конвективные, C - секторные) и направление распространения генерируемых ими ультразвуковых волн. [5, 2]

 

Медицинское применение

Ультразвук широко используется для диагностики заболеваний различных органов и систем:

  • Для диагностики травм головы. Это помогает врачу определить место кровоизлияния.
  • В офтальмологии ультразвук используется для измерения размера глаз, определения положения линзы.
  • Чтобы оценить размер печени, ее структуру и однородность, обнаружить любые изменения, а также состояние кровотока.
  • Также с помощью ультразвука можно исследовать состояние желчного пузыря и желчных протоков: их размер, толщина стенки, проходимость и т.д.
  • Аналогичным образом оцениваются размер, форма, контуры поджелудочной железы, наличие образований. Однако из-за газов в желудке, большом или тонком кишечнике, часто невозможно получить качественные изображения.
  • УЗИ почек позволяет определить их состояние, структуру. Это также позволяет идентифицировать различные воспалительные процессы, наличие камней, образований и изменений после острых или хронических заболеваний почек.
  • При исследовании щитовидной железы ультразвуковое обследование может определять наличие узлов, кисты, а также изменения размера и структуры железы. Специалисты рекомендуют проводить обследование щитовидной железы каждый год.
  • С помощью ультразвука врачи определяют массу сердца, сократимость, патологии, опухоли, тромбы. Они используются в случаях боли в сердце, шума, расстройств, врожденных пороков сердца.
  • Используется для определения продолжительности беременности, контроля плода на разных этапах. УЗИ проводится три-четыре раза в течение всего периода беременности, если процесс протекает без осложнений, но чаще 10 раз  не рекомендуется. Ультразвук сосудов, используемых для боли в ногах при ходьбе, ослаблении, нехватке пульса на артериях голени, сахарном диабете, после операции на артериях нижних конечностей и т.д.
  • УЗИ органов малого таза подходит для своевременной идентификации различных заболеваний (например, миом), доброкачественных и злокачественных опухолей.
  • УЗИ молочной железы выполняется с целью своевременного выявления доброкачественных и злокачественных новообразований. [1]

Ультразвук в кардиохирургии является, по сути, единственным методом диагностики, который позволяет вам в полной мере оценить состояние сердечно-сосудистой системы, а также ее основные и вспомогательные сосуды. Другим неоспоримым преимуществом этого диагностического метода является способность контролировать сокращение сердечной мышцы в реальном времени. В последующих процедурах лечения важно знать частоту фиксации и скорость сокращения сердечной мышцы.

 

Рисунок 3. Исследование скорости в профиле сосуда или в локальном участке сердца.

 

Ультразвук в гинекологии. Если мы говорим об ультразвуковых исследованиях в отношении диагностики в гинекологии, то условно все исследования можно разделить на несколько типов. Среди них:

• Общий диагноз. Это включает трансабдоминальные и трансвагинальные исследования. На ранних стадиях беременности используется трансвагинальное обследование. Он дает самую точную информацию о факте беременности в первые четыре недели после зачатия. Это связано с тем, что датчик расположен на самом близком расстоянии от матки, во влагалище, что гарантирует достоверную информацию. Трансабдоминальное исследование проводится путем приложения звуковых волн к передней поверхности брюшины. В этом случае выявляются заболевания органов таза у женщин, определяется состояние репродуктивных органов и степень их функционирования. Кроме того, этот тип исследований дает общую картину развития плода. Это обследование проводится во втором и третьем триместре беременности, когда плод достаточно взрослый или готовится к родам.

• Второй тип ультразвука - допплерометрия. С помощью этого метода изучаются особенности циркуляции крови в направлении: мать - плацента - ребенок. Это же исследование дает исчерпывающую картину состояния тазовых органов у женщин с гинекологическими заболеваниями.

• Третий тип исследований - кардиотокография. Для гинекологической диагностики это основной метод, который позволяет оценить, насколько хорошо функционируют гениталии, которые обеспечивают жизнедеятельность плода. [3]

 

Рисунок 4. Импульсный волновой допплер. Схема и основные устройства системы для изучения и обработки сигналов. [4]

 

Весь процесс ультразвукового сканирования можно разделить на следующие этапы:

- генерация ультразвуковых волн (обратный пьезоэлектрический эффект);

- проникновение ультразвуковых волн в ткани;

- взаимодействие ультразвука с тканями, отражение от интерфейсов среды в виде различных «эхо» сил;

- преобразование отраженных сигналов в электрический сигнал (прямой пьезоэлектрический эффект);

- запись электрического сигнала посредством различных типов регистрации отраженных сигналов или различных типов сканирования изображений. [5]

 

Список литературы:

  1. Практический врач: специализированный медицинский журнал, №3-4(5-6) 2012. Жоламанова С.О., 18 с.
  2. Приборы медицинские ультразвуковые диагностические сканирующие. Общие технические требования. ГОСТ 26831-86. Методы испытаний. М., 1986.
  3. Ультразвуковая диагностика в гинекологии, Демидов B.H., Зыкин Б.И. М.: Медицина, 1990. 224 с.
  4. Doppler ultrasound: principles and instruments. Kremkau F.W., 2-nd ed. Philadelphia; L: W.B.Saunders Co., 1995. 373 p.
  5. Quality management of ultrasound diagnosis // Advances in ultrasound techniques and instrumentation. Insana M.F., Hall T.J. / Ed. by Wells P.N.T. N.Y.; Edinburg; L: Churchill Livingstone, 1993. 161-181 p.
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 9 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом