Доплер эффектісі.
Жоғарыда аталып өткендей, кедергіден шағылған дыбыстық тербелістің амплитудасы акустикалық кедергінің қатынасына байланысты. Бұл жағдайда тебеліс жиілігі өзгермейді. Егер кедергі белгілі өзгеше жиілікпен қозғалатын болса, шағылған жиілік өзгеше болады (8 сурет). Бұл құбылыс Доплер эффектісі деп аталады.
Негізгі заңдылық болып шағылдырушының козғалу жылдамдығы артқан сайын, шағылған толқынның тербелу жиілігі өзгереді.
Онымен қоса тербелу жиілігінің өсіуі немесе төмендеуі шағылдырушы нысанның толқын көзіне немес оған қарсы бағытта қозғалуына байланысты.
Берілген сигналды шағылан сигналме салыстыра отыра, шағылдырушы нысан қоғалысы жайлы жобалауға болады. Бұл әдіс негізінен кардиологиялық зерттеулерге негізделген.
Лекция 4 Артефактар. Гиперболикалық артефактар. Айналы артефактар.
Ультрадыбыстық диагностикада артефактар дегеніміз – бейнеде жоқ құлымдардың пайда болуы, бар құрлымдардың болмауы, құлымдардың дұрыс емес жарықтылығы, құрлымдардың бейнесінің қателігі, құрлымдардың дұрыс емес көлемдері. Зерттелетін құрлымнан шағылған ультрадыбысты тіркеудің бірнеше әдістері бар. Вертикалды шағылу ретіндегі бейне бірөлшемді немесе А-әдісі деп аталады (ағыл. Amplitude – амплитуда). Имульс көлемі шағылған эхосигнал интенсивтілігіне пропорционал. Шағылу мен инициалды импульс арақашықтығына байланысты зерттелуші нысанның тереңдігін айқындауға болады.
Қазіргі уақытта көптеп сұранысқа ие екіөлшемді кесін немесе В-әдіс (ағыл. Brightness – жарықтылық ). Бұл әдісте бейне берілген жазықтық бойынша ультрадыбысты сканерлеу кезінде алынады. Онымен қоса, құрлымдардан шағылған вертикаль күйдегі эхосигналдар тіркеледі.
Белгілі уақытқа дейін екі өлшемді эхограманы алу үшін тек бір жарықтылыққа ие электронды-сәулелік трубкасы бар аспап қолданған. Интенсивтліктің сезу табалдырығынан шамасы асқан эхосигналдар біргелкі жарықтылықпен бейнеленеді. Ал ол шамаға жетпегендер мүлдем тіркелмейті. Сканерлеуді әртүрлі әдіспен жүргізеді. Ескі аспаптарда бұл процесті қолмен жүргізетін, себебі түрлендіргіште тек бір пъезоэлемен орналасқан болатын. Қазіргі кездегі сатикалық емес, динамикалық қозғалысты бейнелеуге арналған түрлендіргіш айнымалы жұмыс жасайтын пъезоэлементтердің болгынан немесе бір тербелетін, алде айналатын элементтерден тұрады. Түрлендіргіштің бірінші түрі сызықтық, ал екінші түрі секторлы деп атайды.
Қозғалушы нысандарды бейнелеу және олардың қозғалысын тіркеу ТМ- әдісі бойынша да мүмкін ( ағыл. Time motion – уақыт аралығындағы қозғалыс). Алайда бұл әдіс жүрек құрлымын зерттеуде ғана қолданады.
Емханалық тәжірбие кезінде ультрадыбысты зерттеу жүргізетін дәрігерге үнемі артефакттермен жоғылығып отырады. Артефактар деп сканограммада жоқ құрлымдардың пайда болуын айтады. Артефакттарды жою аспапқа баптаулар жүргізу арқылы толықтай мүмкін емес. Артефактердің туу себебі және олардың эхографиялық бейнелерінің ерекшелігін анықтау өте маңызды болып табылады. Себебі, қате нәтижелер кажет емес операциноды әрекеттер жүргізуге алып келуі мүмкін, онымен қоса диагностика дәлдігін жақсартуға мүмкіндік береді.
Реверберация жиі кездесетін артефактердің бірі болып келеді. Сканограммада сканерлеу жаықтығы ойында орналасақан орта немесе аз көлемдегі интенсивтіліктің біркелк жойылған эхосигналдар ретінде кездесуді ревербация деп атайды (9 сурет).
Олардың пайда болуы ультрадыбыстық сәуленің көпретті тіркеуші мен оларды шағылдырушы құрлымдардың арасындағы қозғалысына байланысты.
Реербациялар арасындағы қашықтық бірдей болып табылады, онымен қоса әрбір келесі ревербация алдығысына қарағанда айқын емес көрінеді көрінеді.
Ол емделушінің келесідей кедергілері бар кезінде жиі пайда болады: май ұлпаларында кедергінің айырмашылығы кезінде және бұлшық еттік фиксация, несеп шығару беінің артқы бөлігі, диафрагма сияқты дбысты айналық түрде шағылдыратын беттер. Ребервацияның көпшілік бөлігі тіркеуші мен тері арасында пайда болады. Көшілік жағдайда ревербация эхоеркін зоналарда анықталады.
Ревербацияның пайда болуын болдырмау өте қиын. Акустикалық жақсы байланыс олардың пайда болу жілігін төмендетеді. Онымен қоса тіреуші асапатың орналасу мен түсіру бұрышын өзгерту арқылы да ревербацияны азайтуға болады.
«Хвост кометалар» - ревербацияның бір түрі. Бұл артефакт ультрадыбыс өзіндік вибрация тудырған уақытта байқалады. Ол газды торсылдақтар немесе метал заттардың артқы жағында анықталады. Сканограммада артефакт орта немесе жоғарылаған эхогендік сызық терінде бейненің артқы бөлігінде пайда болады (10 сурет). Бұл артефактердің болуы өзге метал заттардың кальцификат және тастардан айырмашылығын байқауға көмектеседі. Артефактерді көзін жою мүмкін емес.
Гипербологикалық артефактер сызықты датчиктерді пайдалану кезінде ғана пайда болады. Олар активті емес пъезоэлементтер мен толықтай ультрадыбыстың беріліп және қайтуы мүмкін болмағанда пайда болады. Гиперболатәрізді бейнелер жоғары акустикалық кедергісі бар құрылымдарда пайда болады. Ондай құрылымдарға тас, кистаның артқы бөлігі немес толы несеп кезіндегі матка (11 сурет).
Сканерлеу кезінде берілген артефакты жою мүмкін емес. Алайда оның айқындылығын датчиктың орналасуын өзгерте отыра азайтуға болады.
Рефлексия артефактысы (сыну және шағылу). Ультрадыбыс бір ортадан екіншісіне өткенде белгілі көлемде сынып немесе шағылатыны белгілі. Онымен қоса шағылу бұрышы түсу бұрышына байланысты. Киста капсуласына түскен уақытта ультрадыбыс бөлшектене шағылып, шашырап белглі көлемі жұтылады. Сынған немесе шағылған сәулелер әр тжаққа шашырайды. Нәтижесінде кистаның кабырғаларында латеральды акустикалық көлеңке пайда болады. Аталған артефакт киста аумағындағына тән құрылым болып келеді.
Тығыз орналасу болмаған кезде артефакт айқындалмайды. Олардың ішкі көп көлемде шағылу және жұтылу жүргізетін құрлымы үлкен көлемдегі акустикалық көлеңкенің пайда болуына әсер етеді.
Фокус қашықтығындағы артефактер. Ультрадыбысты зерттеу жүгізген кезде эхографиялық зерттеу шынық зерттеуге жақын болып фокус аймағында ғана байқалады. Аумақтан тыс кезде бұл обеьектілер көлемі үлкейеді (13 сурет).
Орталық сәуле қалыңдығының артефактері. Бұл артефактердің пайда болуы дыбыс ағынының негізгі бөлігі сәуле осьімен, ал әлсіз бөлігі переферия бойынша жүргізеді. Сәуленің орталық бөлігі бейнені қалып тастырады, ал перефериялық бөлігі көптеген айқын емес эхосигналдар тудырады (14 сурет). Бұл артефактер зерттелеін нысан жайлы қате болжаулар жасауға себептіш болады.
Көптеген артефакттар шағылған сәуле өңдеу ерекшелігімен түсіндіріледі. Қазіргі заманғы ультрадыбыстық аспап келесідей константтарды ескере отыра жасалған: 1) ортадағы дыбыстың таралу жылдамдығы тұрақты – 1540 м/с; 2) сәуле арқашан түзусызықты жүргізіледі; 3) эхосигнал тек негізгі сәуледа түзіледі. Алайда тәжірбие жүзінде бұл әрқашан орндала бермейді. Осыған байланысты әртүрлі артефактер пайда болады.
Жылдамдықтың өзгеру артефактысы. Мұндай артефактерға формасының өзгеруі және орынның өзгеру артефактердің бір бөлігі жатады.
Бейненің өзгеру артефактілері. Мұндай артефактар киста аумағында пайда болады. Себебі ол аумақтағы дыбыстың таралу жылдамдығы тығыз аумаққа қарағанда төмен болып келеді. Асапап белгілі бір жылдамдыққа ған есептелген, сол себепті берілген жылдамдықтан аз жылдамдықпен өтентін сәуле жасанды түрде ұзарады. Нәтижесінде эхограммада кистаның артқы бөлгі шындық бейнеден қарағанды дыбысшығарғыштан ары қарай орналасқаны көрінеді (15 сурет). Алайда обьектінің кішірейуі ескермейтіндей кіші болғандықтан көзбен байқалмайды.
Орын ауыстыру артефактісі ағзадағы түзілімдер және жекелеген ұлпалардағы ультрадыбыстың өтуі жылдамдық айырмашылығына негізделген. Таралу жылдамдығының азаюы түзілімдердің арақашықтығы алшақ орналасқан ретінде бейне береді (16 сурет).
Айналық артефактар зерттелетін нысанның жанында айналық шағылдырушы жазық орналасқан жағдайда пайда болады. Өзіндік айналық жазықтың пайда болуы шын мәнінде жоқ екінші түзілімнің бейнеленуіне алып келеді (17 сурет).
Жанама сәулелердің артефактері. Диагностика үшін орталық сәуле негізгі болып табылады. Онымен қоса датчик энергиясы өте аз, нәтижеге айтарлықтай әсер етпенйтін, бірнеше қосымша сәуле шығарады. Алайда, егер қосымша сәулелердің біреуі шағылдырушы бетке түсетін болса бейне негізгі сәуле траекториясын ығысуы мүмкін. Егер жанама сәулелердің біреуі асқазанда газды торсылдақтан шағылса, бейне негізгі сәулеге ығысуы мүмкін. Нәтижесінде кальцузенді холестит жайлы жалған анықтама беруі мүмкін.
Жалған жаңғырық сұйықтықпен толтырылған трансмисионды жүйені пайдалану кезінде ортаның біркелкілігі бұзылуынан пайда болады. Аталған артефактер бейненің сапасының нашарлауына алып келеді. Мұндай артефактер сканограммада еркін жүзген әр түрлі көлемдегі эхоқұлымдардың пайда болымен айқындалады. Артефаты жою сұйықтықты ауыстыру арқылы жүзеге асырылады.
Бөгде артефакттер электромагнитті тербеліс көзіне жақын орналасқан кезде пайда болады. Монитор экранында аномалды жазықтық, нүктелер, сызықтар пайда болады. Мұндай артефактар аспапты экрандау кезінде жойылады.
Эхогенділік деп зерттілетін нысанының ультрадыбыстың шағылу қабілетін айтады. Ол шағылдырушы акустикалық кедергінің көлемі, саны, формасы және сканерлеу бұрышы мен толқын ұзындығына байланысты. Түзілім анэхогенді немесе гиперэхогенді болуы мүмкін. Онымен қоса орта, жоғарылаған және төмендеген эхогенділік болып бөлінеді. Орта ретінде бауыр немесе матка бұлшықеттерінің ұлпа эхогенділігі жатады.
Сканограмма анализі кезінде көптеген жағдайда тығыз түзілімдер эхогенділіктің белгелі деңгейңне сәйкес келетіндігін ескеру қажет. Алайда, кей жағдайларда олар толықтай анэхогенді болуы мүмкін. Әдетте бұл біртекті құрылымда байқалады. Онда құрлымдық элементтер айырмашылығы айтарлықтай емес акустикалық кедергілерден, ал ульрадыбыстың ұзындығы оның көлемінен асады. Толықтай анэхогенді болып сканграммада бүйрек пирамидасы, асқазанның кейбір ісіктері, лимфом және мелан бейнеленеді.
Дыбысөткізгіштік ультрадыбыстың тереңдікке таралу қаблетін бейнелейі. Ол ортаның қадамдық, шағылушы және шашыраушы қаблетіне байланысты. Жоғарғы дыбысөткізгіш қабілетке сұйықтықты құрылым ие. Бұл ультрадыбыс сұйықтықты ортадан өткен кезде кедергісіз өтетіндігіне негізделген. Жоғары дыбысөткізгіш қаблет көрсеткіші ретінде түзілу контурдың эхогенділігінің жоғарылауы және күшейуі жатады.
Маңызды тәжірбиелік мағынаға ретінде «хало» (қыран) анықтау жатады. Сканграммада 2 – 3 см қалыңдықтағы демаркационды құрылым ретінде анықталады. Аталған акустикалық феноменнің бауырда пайда болуы зиянды түзілімнің (бастапқы ісік, меастаз) нәтижесі болады. Эхонегативті түзілімнің ісікті түзілімге қарсы ағзаның қарсы әрекеті ретінде түсіндіруге болады.
Ультрадыбыстың биологиялық нысандарға әсері түрлі эффектерге алып келеді – механикалық, термикалық және физико – химиялық.
Ультрадыбыстың әсерінен физико химиялық әсері, рН ортаның өзгеруі, жоғарғы молекуляциялық қосырыстардың ыдырау және т.б. туады.