Ultralyd (sonografi) forklart

Sonografi (synonymer: ultralyd, ekkografi) er en diagnostisk prosedyre som brukes i radiologi å produsere tverrsnittsbilder av nesten hvilket som helst organ i et hvilket som helst stykke. Generasjonen av et sonogram fungerer ved å sende ut høyfrekvente lydbølger på overflaten av kroppen, som reflekteres av vevet som skal undersøkes. Selv om sonografisk undersøkelse er en radiologisk prosedyre, utføres det store flertallet av leger i andre fagområder. Bruk av sonografi er ofte den første diagnostiske prosedyren ved undersøkelse av en pasient, men den kan også brukes for eksempel til å overvåke forløpet til forskjellige sykdommer eller i prenatal omsorg. Årsaken til den utbredte bruken av sonografi er den relativt lave risikoen for skade sammenlignet med konvensjonell Røntgen undersøkelser. Den første medisinske anvendelsen av sonografi ble utført av den amerikanske nevrologen Karl Dussik i 1942. Den grunnleggende ideen om sonografi kom fra første verdenskrig, da ultralyd bølger ble brukt til å lokalisere ubåter.

Fremgangsmåten

Prinsippet for sonografi er basert på bruk av en lyd i området 1 MHz til omtrent 20 MHz, som genereres av et stort antall krystallelementer i ultralyd sonde gjennom den piezoelektriske effekten (forekomst av en elektrisk spenning på et fast stoff når det er elastisk deformert). Disse krystallene er plassert rett ved siden av svingeren (kontaktoverflaten i svingeren). Lydlinjer genereres av krystallene i svingeren. De tetthet av lydlinjene bestemmer oppløsningskraften til det genererte sonogrammet. På grunn av dette er lydbølgene buntet og fokusert slik at det genererte bildet er mer trofast mot bildet. Etter at de genererte lydbølgene sendes ut fra svingeren, møter de forskjellige vevsstrukturer i kroppen, som de reflekteres fra. Dette forårsaker en energidemping i vevet, som er sterkere jo høyere frekvensområdet til bølgene. Som et resultat av det økte energitapet i høyfrekvensområdet, reduseres inntrengningsdybden til ultralydbølgene i vevet. Imidlertid kan den genererte frekvensen til transduserne ikke reduseres vilkårlig, siden høyere frekvenser er assosiert med en kortere bølgelengde og dermed har en bedre oppløsningseffekt. Når den genererte lydbølgen treffer en vevsstruktur, er lydbølgens refleksjon direkte avhengig av vevsegenskapene. Hver type vev har forskjellig antall reflekterende strukturer som varierer i tetthet og nummer. Selv om refleksjoner forekommer i hvert vev som ultralydbølger påvirker, er det fortsatt mulig at ikke alle reflekterte lydbølger resulterer i et tilstrekkelig sterkt tilbakespredningssignal til å bli oppdaget i sonogrammet. Hvis refleksjon oppstår i vevet, overføres lydbølgene delvis tilbake til svingeren der de mottas av krystallelementene. Den mottatte informasjonen blir nå behandlet ved hjelp av en stråleformer (metode for lokalisering av lydkilder) og sendt videre som elektriske pulser for digitalisering. Digitalisering utføres av en mottaker, og etter denne prosessen blir sonografene synlige på skjermen. Impedans er av avgjørende betydning for forplantning av ultralydbølger. Impedans representerer et fenomen som er bekymringsfullt i forplantningen av alle lydbølger og beskriver motstanden som motarbeider forplantningen av bølgene. For å redusere impedansfenomenet brukes en bestemt gel under en sonografisk undersøkelse, som forhindrer at lyden reflekteres av luftrom mellom transduseren og kroppsoverflaten. Følgende systemer brukes til å vise mottatte ultralydbølger og for rekonstruksjon av bilder:

  • A-modusmetode (synonym: amplitudemodulert metode): i denne metoden, som er en teknisk enkel metode for avbildning av ekkosignalene, er bildefunksjonen basert på amplitude-forskyvning av de enkelte ultralydbølgene. Etter at lydbølgene har blitt reflektert og spredt av vevet, kommer de returnerende ekkosignalene inn på transduseren og vises som amplituder koblet i serie. Som en indikasjon for bruk av en A-modus prosess teller for eksempel kvalitetskontrollen i sveising sømteknologi.
  • B-modus metode (synonym: lysstyrke-modus metode): I motsetning til den amplitude-modulerte metoden, produserer denne metoden et todimensjonalt snittbilde der avgrensningen av de forskjellige vevsstrukturene oppnås ved forskjellige lysstyrkenivåer. I denne metoden koder intensiteten til de returnerende ultralydbølgene bildet i grå nivåer. Avhengig av ekkointensiteten behandles de enkelte pikslene elektronisk med forskjellige tettheter. Ved hjelp av B-modus-metoden er det mulig å kjøre de enkelte sonogrammer som en animert sekvens av bilder, slik at metoden også kan refereres til som en sanntidsmetode. Denne todimensjonale sanntidsprosedyren kan kombineres med andre prosedyrer som M-modus eller Doppler sonografisk undersøkelse. Formen på svingeren for skanning gjøres av en konveks formet skanner.
  • M-modus metode (synonym: bevegelsesmodus): denne metoden er forutbestemt for å registrere bevegelsessekvenser, for eksempel når du registrerer funksjonen til hele hjerte eller en enkelt ventil. Skanning utføres ved å bruke en sirkulær vektorscanner hvorfra bjelkene kan forplante seg i forskjellige retninger.
  • Dopplers sonografiske prosedyrer (se nedenfor Dopplersonografi/Introduksjon).
  • Flerdimensjonale applikasjoner: Tredimensjonal og firedimensjonal sonografisk undersøkelse har blitt introdusert som tilleggsprosedyrer de siste årene. Ved hjelp av 3D-prosedyren er det mulig å lage romlige bilder. 4D-prosedyren gir muligheten til å utføre en dynamisk funksjonsundersøkelse ved å fotografere et annet plan i kombinasjon med for eksempel 3D-prosedyren.

I tillegg til den videre utviklingen innen multidimensjonal sonografi, er det blitt gjort ytterligere utvikling innen digital signalbehandling. Spesielt gjennom den økte datakraften til prosessorene til ultralydutstyr, har det nå blitt mulig å skille nøyaktig fra omgivelsesstøyen fra de tidligere genererte lydbølgene, slik at bildeoppløsningen kan forbedres. Videre er bruken av kontrastmidler for ultralydundersøkelse optimalisert, noe som har resultert i at sonografisk vaskulær undersøkelse blir mer presis. Kontrastforsterket ultralyd (CEUS) har blitt en uunnværlig standard for behandling av ondartede sykdommer. Fremgangsmåten oppdager med større sikkerhet enn andre bildebehandlingsteknikker om en svulst er godartet eller ondartet. Dette gjelder spesielt for faste organer som leveren, nyre og bukspyttkjertel. I løpet av kjemoterapi, immunterapi eller strålebehandling, CEUS kan brukes til å oppdage om terapi har redusert eller fullstendig eliminert tumorperfusjon. Dermed kan prosedyren også brukes til terapi kontroll og innledende terapi overvåking.Kontrast sonografi er prosedyren for førstevalg for svulstpasienter hos hvem nyre funksjonen er begrenset, a pacemaker forhindrer bruk av magnetisk resonans (MR), stråleeksponering bør unngås, eller jod allergi er tilstede. Fordelene med sonografisk undersøkelse inkluderer følgende:

  • Det er en lavrisiko og ofte brukt prosedyre med en meget høy kvalitetsstandard, som ikke krever eksponering for stråling som er farlig for Helse.

Ulempene med sonografisk undersøkelse er følgende:

  • Siden det er en veldig kompleks prosedyre, læring det regnes som vanskelig for legen. På grunn av dette, objektivitet av prosedyren anses som lav.
  • Videre er oppløsningen av prosedyren lavere enn for eksempel datatomografi.

Følgende ultralydapplikasjoner er blant annet presentert nedenfor: