Медицинские ультразвуковые системы. Часть 1

09.11.2015

Медицинские ультразвуковые системы

Активное использование УЗИ в медицине с момента его открытия насчитывает всего несколько десятилетий. Эта статья содержит краткий исторический обзор и описывает основные особенности ультразвука, используемые в современной коммерческой ультразвуковой системе. Темы, рассматриваемые в этой статье, включают формирование луча, направление и фокусировку; матрицу датчиков; эхографическое формирование изображения; тканевую гармонику; обработку изображений; аберрацию ткани; доплеровские исследования. Будут описаны некоторые практические аспекты проектирования ультразвуковой системы, которые производители аппаратов УЗИ учитывают при сегодняшнем спросе на ультразвуковые сканеры. И наконец, обсуждение недавнего «взрыва» на рынке портативных и карманных устройств, их потенциал для расширения клинических исследований в регионах, где медицинское обслуживание практически отсутствует.

1. Введение
Медицинские ультразвуковые системы пережили революцию в последние годы благодаря увеличению вычислительной мощности современной электроники. Возможности, которые считались фантазией всего лишь десять лет назад, сейчас воспринимаются как должное. Во многих отношениях эти достижения отражают открытия в индустрии потребительской электроники и их использование. Вычислительная мощность резко увеличила возможности ультразвуковой системы, но также значительно расширила область применения, в которой может быть использован ультразвук. Аппараты УЗИ в настоящее время используются в кабинетах поликлиник и диагностических центров, отделениях неотложной помощи, скорой помощи, хирургических отделениях и т.д.

2. Формирование луча
2.1. Истоки развития
Первые ультразвуковые системы состояли из карманного преобразователя, который направлял луч прямо в соответствии с его ручкой. Амплитуда сигнала была пропорциональна силе отраженного сигнала. Этот
А-режим в основном вызвал академический интерес до открытия M-режима, в котором амплитуда сигнала отображалась в виде функции времени (рисунок 1) .



М-режим эхокардиографии

Рисунок 1. М-режим эхокардиографии показывает движение стенок сердца в течение длительного времени. (1)

Тогда это позволило кардиологам визуализировать движение клапанов сердца, диагностировать многие сердечные аномалии клапанов сердца. Двухмерый или В-режим, был разработан с использованием метода сканирования, записывая местоположение и направление ультразвукового луча, чтобы в итоге получить первую ультразвуковую визуализацию (рисунок 2).


Ультразвуковая визуализация

Рисунок 2. (1)

Первый ультразвуковой аппарат сканирования в реальном времени был разработан в конце 1970-х, он состоял из трех преобразователей на вращающемся колесе. Эта ранняя версия B-режима привела к более быстрому внедрению ультразвука в качестве медицинской техники для визуализации.

Продолжение следует…

По материалам статьи Jeff Powers, Frederick Kremkau
Published 27 June 2011.DOI: 10.1098/rsfs.2011.0027
(1) по материалам Kremkau F. W. 2011 Sonography prinicples and instruments, pp. 292, 8th edn. Amsterdam, The Netherlands: Elsevier Saunders.)

Комментарии

Пока нет комментариев

Написать комментарий