 - Created by PostDICOM.jpg)
Ultradźwięki to technologia obrazowania starsza nawet niż tradycyjne obrazowanie rentgenowskie. Jednak do zastosowań medycznych została zaadaptowana znacznie później. Jej pierwsze udokumentowane użycie miało miejsce w położnictwie w latach 50. XX wieku. Od tego czasu wykorzystanie ultradźwięków rozszerzyło się na inne dziedziny medycyny, a technologia medycznego obrazowania ultrasonograficznego poczyniła na przestrzeni lat znaczne postępy. Niniejszy artykuł omawia rozwój ultrasonografii w czasie oraz sposób jej wykorzystania w dzisiejszej opiece zdrowotnej.
Jak sama nazwa wskazuje, działa ono poprzez wykorzystanie fal dźwiękowych. Urządzenia do obrazowania ultrasonograficznego generują fale dźwiękowe o wysokiej częstotliwości, zwykle od 1 do 5 MHz. Fale te są przesyłane do ciała za pomocą głowicy ręcznej. Fale dźwiękowe przemieszczają się wewnątrz ciała niezakłócone, dopóki nie natrafią na granicę między dwiema tkankami (na przykład między mięśniem a kością lub między płynem a tkanką miękką). W zależności od rodzaju tkanki, fale dźwiękowe mogą zostać odbite z powrotem lub kontynuować podróż dalej. Fale odbite (zwane echami) są przekazywane z powrotem do urządzenia ultrasonograficznego. Na podstawie czasu powrotu każdego echa i prędkości dźwięku w tkance, medyczne urządzenie ultrasonograficzne oblicza odległość między głowicą a każdą strukturą. Odległość i intensywność wszystkich ech są przekształcane w dwuwymiarowy obraz, który pojawia się na ekranie ultrasonografu.
 - Created by PostDICOM.jpg)
Największą zaletą ultradźwięków jest to, że w przeciwieństwie do większości innych technik obrazowania, nie wykorzystują one promieniowania jonizującego. Są zatem bezpieczne dla grup pacjentów podatnych na skutki ekspozycji na promieniowanie, takich jak kobiety w ciąży i dzieci. USG obrazuje tkanki miękkie znacznie lepiej niż promieniowanie rentgenowskie czy tomografia komputerowa (TK) i jest idealne do oglądania narządów wewnętrznych. Podczas jednej sesji można uzyskać wiele płaszczyzn obrazowania bez zmiany pozycji pacjenta; wystarczy poruszyć głowicą ręczną. Oprócz faktu, że nie wykorzystuje promieniowania, kolejną kluczową zaletą stosowania ultradźwięków w placówkach medycznych jest niski koszt. Jest to metoda znacznie tańsza niż tomografia komputerowa czy rezonans magnetyczny (MRI).
Z drugiej strony, tradycyjne USG nie może zapewnić szczegółowej dokładności obrazowania dostępnej w zaawansowanych technikach, takich jak tomografia komputerowa. Nie pozwala na odpowiednie wizualizowanie kości i tkanek twardych. Sesja obrazowania ultrasonograficznego trwa dłużej niż inne modalności obrazowania. Podczas gdy skan TK można uzyskać w 30 sekund, badanie USG może trwać od 15 do 30 minut.
Medyczny system obrazowania ultrasonograficznego może być używany do wizualizacji struktury dowolnego narządu wewnętrznego ciała w czasie rzeczywistym. Poprzez zastosowanie efektu Dopplera (czyli zmiany częstotliwości dźwięku w miarę zbliżania się/oddalania obiektu od źródła), można również śledzić przepływ krwi przez naczynia. Poniżej wymieniono kilka zastosowań medycznego obrazowania ultrasonograficznego:
Położnictwo/Ginekologia: USG może być stosowane do oceny żeńskiego układu rozrodczego, a także rozwijającego się płodu w łonie matki. Jest to bardzo przydatne w wykrywaniu ewentualnych anomalii płodowych przed urodzeniem.
USG jamy brzusznej i miednicy: Można wizualizować narządy miąższowe, takie jak wątroba i trzustka w jamie brzusznej lub pęcherz i macica w miednicy. Trudno jest oglądać jelita, ponieważ gazy jelitowe często blokują fale dźwiękowe.
Neurosonografia: Pomaga wizualizować mózg i wykrywać anomalie w przepływie krwi do mózgu.
USG naczyniowe: Służy do oceny ilości i prędkości przepływu krwi w naczyniach oraz do wykrywania obecności zwężeń lub stenozy.
Echokardiografia: To badanie USG przeznaczone specjalnie dla serca i jego głównych naczyń krwionośnych, w tym aorty i tętnicy płucnej.
Zastosowania terapeutyczne: Wykorzystując ultradźwięki do uzyskiwania obrazów narządów w czasie rzeczywistym, można przeprowadzać interwencje pod kontrolą obrazu. Na przykład biopsja cienkoigłowa pod kontrolą USG polega na użyciu ultradźwięków do wprowadzenia igły do głębokiego ropnia lub torbieli w celu aspiracji ich zawartości. USG Doppler może być również używane do wykrywania żył przed nakłuciem lub do wykrywania naczyń krwionośnych przed pobraniem płata chirurgicznego do rekonstrukcji.
Producenci sprzętu do obrazowania ultrasonograficznego zawsze dążyli do przezwyciężenia ograniczeń tradycyjnego USG. Doprowadziło to do wielu innowacji. Nastąpiła poprawa w samym systemie obrazowania ultrasonograficznego, w tym w lepszym sprzęcie i systemach głowic. Producenci systemów diagnostyki ultrasonograficznej ciężko pracowali nad osiągnięciem ulepszeń w akwizycji, przechowywaniu i interpretacji obrazów ultrasonograficznych. Niektóre z godnych uwagi postępów w obrazowaniu ultrasonograficznym, które doprowadziły do znaczących postępów w opiece zdrowotnej, omówiono poniżej:
Cyfryzacja: Podobnie jak radiogramy, akwizycja ultradźwięków wkroczyła w erę cyfrową. W porównaniu do konwencjonalnego analogowego USG, cyfrowy system diagnostyki ultrasonograficznej jest bardziej niezawodny i zazwyczaj generuje lepsze obrazy. Dzieje się tak, ponieważ cyfrowe USG posiada lepsze funkcje, w tym:
Cyfrowe formowanie wiązki: Producenci systemów diagnostyki ultrasonograficznej wprowadzili urządzenia, w których wiązka fal dźwiękowych może być sterowana cyfrowo. Kontrolowanie wiązki obrazowania może poprawić rozdzielczość przestrzenną i zredukować artefakty. Poprawia to kontrast obrazu.
Poprawiony stosunek sygnału do szumu i akwizycja sygnału: Pozwalają na lepszą transmisję i odbiór fali dźwiękowej. Prowadzi to do lepszego wyświetlania obrazu.
Lepsze przechowywanie i archiwizacja: Obrazy cyfrowe są automatycznie zapisywane w systemie ultrasonograficznym. Archiwizacja obrazów jest również łatwiejsza, ponieważ można ją przeprowadzić elektronicznie. Oznacza to zmniejszone prawdopodobieństwo zagubienia dokumentacji pacjentów.
Mobilność: Możliwość upakowania dużej ilości informacji na małych mikroczipach pozwoliła na zmniejszenie rozmiarów niegdyś nieporęcznych urządzeń ultrasonograficznych. Pozwala to producentom sprzętu ultrasonograficznego zapewnić pracownikom służby zdrowia ważną zaletę — mobilność. Nowe urządzenia ultrasonograficzne są przenośne i lekarz może je łatwo przenosić do różnych gabinetów badań i na salę operacyjną. Urządzenia przenośne często zawierają wielofunkcyjny system obrazowania ultrasonograficznego, który może być używany do dowolnego celu. Na przykład, tym samym urządzeniem można przeprowadzić badanie przesiewowe w kierunku zbiorników płynu w jamie brzusznej, analizę przepływu krwi i wykrywanie bicia serca płodu.
USG 3D i 4D: Głównym ograniczeniem tradycyjnego USG jest jego dwuwymiarowy charakter. Lekarz musi zrozumieć relacje strukturalne i przestrzenne między różnymi strukturami anatomicznymi i próbować „złożyć” obrazy w umyśle dla właściwej orientacji. Obecnie jednak obrazy USG 3D można uzyskać poprzez rekonstrukcję serii obrazów dwuwymiarowych. Główną zaletą tej techniki jest to, że może ona pomóc w pomiarach objętościowych. Na przykład, w echokardiografii 3D można przeprowadzić kwantyfikację objętości przedsionków i komór. Trójwymiarowa wizualizacja anatomii może również pomóc w diagnozowaniu schorzeń takich jak wady zastawkowe serca.
USG 4D również zostało opracowane jako część medycznego systemu obrazowania ultrasonograficznego. W obrazowaniu 4D lekarz może wizualizować zrekonstruowane obrazy w taki sam sposób jak w USG 3D, ale może również oceniać funkcję w czasie rzeczywistym. Na przykład, używając USG 4D w położnictwie, możliwe jest wizualizowanie płodu otwierającego oczy lub ssącego kciuk.
Metody oceny właściwości fizycznych tkanek: Konwencjonalnie, USG i inne techniki diagnostyki obrazowej tkanek pozwalają na inspekcję, ale nie palpację. Więc chociaż możemy „zobaczyć” badaną tkankę lub narząd, nie możemy go „poczuć”. Jednak postępy w metodach medycznego obrazowania ultrasonograficznego umożliwiły to:
Elastografia: Niektóre choroby mogą powodować zmianę elastyczności tkanek. Stopień elastyczności lub sztywności tkanek można zmierzyć za pomocą modułu sprężystości (modułu Younga). Odbywa się to poprzez zastosowanie kompresji na tkanki za pomocą głowicy i pomiar stopnia odkształcenia tkanki pod wpływem tej siły ściskającej. Można to zastosować w różnych schorzeniach. Na przykład, może być używane do wykrywania zwłóknienia wątroby, analizy przyczyny powiększonych węzłów chłonnych i identyfikacji guzków tarczycy. Może być również używane do badań przesiewowych w kierunku złośliwości tkanek.
Wibroakustografia: Technika ta polega na użyciu dwóch wiązek ultradźwiękowych skupionych na obszarze zainteresowania. Obie wiązki mają różne częstotliwości i interferują ze sobą. Powoduje to wibrację badanego obiektu z niską częstotliwością. Wibracje są wychwytywane przez mikrofon i przekształcane w obraz. Jest to przydatne do wykrywania twardszych mas w tkance miękkiej, takich jak masy zwapniałe. Techniką tą można wykryć na przykład kamienie ślinianek lub mikrozwapnienia piersi.
USG z kontrastem: Środki kontrastowe z powodzeniem stosuje się w innych technikach obrazowania, takich jak tomografia komputerowa i rezonans magnetyczny. Środki kontrastowe to zazwyczaj barwniki radioaktywne wstrzykiwane do naczyń krwionośnych, aby pomóc monitorować wzorzec przepływu krwi przez nie. Środki kontrastowe do USG wprowadzono dość niedawno. Nie są to barwniki radioaktywne, lecz mikropęcherzyki gazów o wysokiej masie cząsteczkowej zamknięte w elastycznej otoczce. W normalnym badaniu USG naczynia krwionośne nie mogą być łatwo odróżnione od otaczającej tkanki normalnej. Jednak po wprowadzeniu mikropęcherzyków do krążenia, pęcherzyki gazu oscylują w odpowiedzi na fale dźwiękowe. Dlatego echo odbierane z naczyń krwionośnych można odróżnić od otaczającej tkanki. Obecnie dostępne są mikropęcherzyki o średnicy zaledwie 10 µm. Ze względu na swój mikroskopijny rozmiar mogą one nawet przekraczać łożyska włośniczkowe, co pozwala lekarzom na szczegółowy wgląd w sieć naczyniową. Technika ta jest szczególnie przydatna w echokardiografii i może być wykorzystywana do oceny funkcji lewej komory oraz przepływu krwi przez wielkie naczynia.
USG endoluminalne (wewnątrzprzewodowe): Opracowanie mniejszych głowic ultrasonograficznych pozwoliło na ich włączenie do urządzeń endoskopowych. Dzięki temu możliwe jest uzyskanie lepszej jakości obrazów narządów wewnętrznych za pomocą endoskopów. USG endoluminalne stosuje się do biopsji celowanych zmian zlokalizowanych w obszarach takich jak drzewo tchawiczo-oskrzelowe, układ moczowo-płciowy lub drogi żółciowe. Wykorzystuje się je również w obszarze wewnątrznaczyniowym do prowadzenia zabiegów takich jak angioplastyka.
 - Created by PostDICOM.jpg)
Tradycyjna głowica (wykorzystująca kryształy piezoelektryczne) może odchodzić do lamusa. Naukowcy i przedsiębiorcy znaleźli sposób na zintegrowanie sztucznej inteligencji na mikroczipie, który tworzy nową głowicę przetwornika. Tę elegancką, podręczną głowicę można po prostu podłączyć do smartfona użytkownika, a obrazy oglądać na urządzeniu. „Ultrasound on a chip” obniża koszty sprzętu i może być również używane do monitorowania pacjentów w domu.
Przy dzisiejszych nowoczesnych cyfrowych systemach diagnostyki ultrasonograficznej lekarze wymagają również wysokiej jakości oprogramowania do przeglądania obrazów, aby obrazy USG mogły być oglądane w wysokiej rozdzielczości i z dużą wyrazistością. Wraz z nadejściem standardu DICOM, wszystkie pozyskane cyfrowe obrazy USG są przechowywane w formacie DICOM. Oprogramowanie musi więc być zdolne do odczytu i edycji obrazów w tym formacie. Idealne oprogramowanie pozwoliłoby również lekarzom na uzyskanie informacji z obrazów za pomocą różnych technik, takich jak renderowanie objętościowe i rekonstrukcja. Oprogramowanie umożliwiłoby fuzję obrazów. Oznacza to, że obraz USG może zostać nałożony na inną modalność obrazowania, taką jak tomografia komputerowa. Pozwala to ekspertom medycznym na uzyskanie orientacji anatomicznej, jak i oceny funkcjonalnej w tym samym czasie.
Istotne jest również, aby oprogramowanie do przeglądania obrazów było połączone z równie wydajnym systemem przechowywania. Dzieje się tak, ponieważ cyfrowe obrazy USG wymagają dużej przestrzeni dyskowej i potrzebują Państwo serwera, który pozwoli pomieścić wiele plików obrazowania od pacjentów. Taki system przechowywania pozwala na pobieranie tych plików z archiwum w razie potrzeby.
PostDICOM oferuje darmową wielomodalną przeglądarkę DICOM online, która spełnia wszystkie omówione powyżej cele. Posiada zaawansowane funkcje, takie jak renderowanie objętościowe, rekonstrukcja 3D oraz pomiary długości, gęstości i kątów. Mogą Państwo zapisywać obrazy, aby odzyskać je lub obejrzeć później! Kompatybilna z systemami Windows, Mac OS, Linux i Android, pozwala na przeglądanie obrazów USG z dowolnego urządzenia, w dowolnym czasie. Rejestracja w celu korzystania z przeglądarki online PostDICOM jest bezproblemowa. Więc odbierzcie Państwo swoją darmową przeglądarkę DICOM już dziś!
 - Created by PostDICOM.jpg)
