Датчики УЗИ: виды, назначение, рекомендации по выбору и использованию

От выбора датчика зависит почти всё: дотянетесь ли вы до нужной глубины, насколько детально увидите поверхностные структуры, удастся ли подобраться к сердцу между рёбрами. Один и тот же аппарат Samsung Medison с разными датчиками решает совершенно разные задачи — и эта статья о том, как не ошибиться с выбором.

Внутри датчика — пьезоэлектрические элементы: они и излучают ультразвук, и принимают отражённый сигнал, из которого строится изображение. Различаются датчики по частоте, форме рабочей поверхности и режиму работы, и именно эти параметры определяют, для какой зоны и глубины подходит конкретное устройство.

В распоряжении специалистов датчики:

• линейные;
• секторные;
• конвексные;
• интраоперационные и пр.

Выбирают устройства с учетом поставленных задач, глубины сканирования, типа исследуемых тканей и пр.

Классификация датчиков для УЗИ-аппаратов

Классифицируют устройства по назначению, частоте излучения, конструкции, методу создания изображений, режиму работы.

Назначение

Выделяют такие виды датчиков УЗИ по назначению:

• Универсальные диагностические (медицинские). К ним относится, например, Samsung HS40: один датчик закрывает терапию, акушерство, неврологию, урологию и даёт качественное изображение тканей и органов.
• Терапевтические (медицинские). Здесь ультразвук работает не на картинку, а на эффект в тканях.

Терапевтический ультразвук применяют для литотрипсии (разрушения камней ударной волной), физиотерапии и подобных задач.

Частота излучения

Выделяют такие типы ультразвуковых датчиков:

• Низкочастотные — до 1 МГц. Необходимы для исследования внутренних органов. Ультразвук проникает глубоко в ткани.
• Среднечастотные (1–10 МГц). С их помощью проводят диагностику большинства органов, выполняют сердечно-сосудистые исследования.
• Высокочастотные (более 10 МГц). Обеспечивают визуализацию поверхностных структур (сосудов, глаз, кожи).

Высокочастотные аппараты позволяют исследовать органы новорожденных. Датчики обеспечат небольшую глубину проникновения и высокое разрешение изображения.

Конструкция

Для ультразвуковой диагностики подходят приборы:

• Линейные. Кристаллы расположены в ряд, поэтому область сканирования прямоугольная, а изображение в ближней зоне — чёткое.
• Конвексные (выпуклые). Кристаллы выстроены по дуге, область сканирования веерообразная — это даёт широкий обзор и хорошо показывает глубоко расположенные структуры.
• Секторные. Дают изображение в виде сектора и потому удобны там, где нет места для широкого датчика, — например, в межрёберных промежутках.
• Микроконвексные. Уменьшенная версия конвексных. Подходят для небольших и труднодоступных зон — щитовидной железы, органов малого таза.
• Интраоперационные. Компактные, легко стерилизуются, рассчитаны на работу прямо в операционном поле — чтобы контролировать органы по ходу вмешательства.
• Специализированные. К таким относят эндоректальные, эндовагинальные, трансэзофагеальные и др.

Формирование изображений

Для ультразвуковой диагностики используют датчики:

• Механические — для создания изображения при помощи движений кристаллов внутри устройств;
• Электронные (фазированные решетки) — обеспечивают высокую скорость сканирования и отличное разрешение.

Последние приборы не используют движущихся частей, но применяют электронное управление, когда появляется возможность менять направление ультразвука путем фазирования.

Режим работы

Используют такие виды датчиков для УЗИ-аппаратов:

• Импульсные. Работают с импульсами УЗ-волн, после каждого принимают отраженный сигнал. Позволяют определять точную структуру и глубину отраженной ткани.
• Непрерывного излучения. Постоянно излучают и принимают сигналы. К преимуществам относят возможность измерять высокую скорость потока.

ВАЖНО. Технология непрерывного излучения помогает проводить точные допплерографические исследования кровотока, но диагносту часто сложно определить глубину структуры.

Основные типы датчиков: виды, особенности и области применения

Samsung Medison предлагает разные виды ультразвуковых датчиков для медицинских исследований. Современные устройства позволяют использовать инновационные технологии визуализации сосудов в трехмерном пространстве LumiFlow, полуавтоматической количественной оценки эластичности тканей E-Strain и другие методы. Выбирать подходящую технику рекомендовано с учетом поставленной задачи, оснащенности клиники, особенностей конструкции датчика.

Линейные

Работают на высокой частоте (диапазон достигает 5–15 МГц). Обеспечивают высокое разрешение изображений поверхностных структур. Используют для исследования сосудов, щитовидной железы, молочных желез, мышц, сухожилий, суставов, других поверхностных органов.

ВАЖНО. Линейные датчики 3D/4D работают на частоте 7,5–11 МГц. Такие устройства подходят для проведения исследований сосудов, в том числе и сонных артерий.

Конвексные

Работают на низких частотах — в пределах 2–7,5 МГц, что обеспечивает глубокое проникновение УЗ-волн и широкий угол обзора. Идеальны для обследования глубоких и больших областей. Применяют для диагностики состояния беременных и плода, изучения внутренних органов (селезенки, почек, печени), абдоминальных исследований.

Секторные

Функционируют на высоких и средних частотах, обеспечивают узкий угол обзора. Позволяют получить детальное изображение небольшой области, в том числе и межреберного пространства. Подходят для исследования головного мозга (в том числе и у детей), кровотока и осмотра сердца. К преимуществам относят высокую скорость работы.

ВАЖНО. Для исследования детей используют высокочастотные датчики — до 5–7,5 МГц.

Микроконвексные

Устройства с небольшой изогнутой поверхностью позволяют проникать ультразвуку в ткани под разными углами. Датчики работают в диапазоне до 5–10 МГц, что обеспечивает отличное разрешение изображения при исследовании средних и небольших глубин.

Применяют устройства в неонатологии (для исследования головного мозга у новорожденных), в педиатрии и для изучения мелких структур (лимфоузлов, щитовидной железы, органов малого таза, сосудов, брюшной полости у грудных детей).

К преимуществам относят: небольшой размер и возможность исследования ограниченных пространств; высокую чувствительность; качественное изображение поверхностных структур.

Интраоперационные

Разработаны специально для проведения обследований в ходе хирургического вмешательства. Позволяют изучать границы опухолей и расположение метастазов в процессе удаления новообразований. Тонкая и компактная структура дает возможность проводить исследования операционного поля. Датчики можно быстро стерилизовать. Рабочая частота достигает 7–15 МГц.

Специализированные

Существуют и другие виды датчиков для проведения УЗИ:

• Эндоректальные. Используют для диагностики прямой кишки, нижних отделов органов малого таза, предстательной железы. Используют устройства в урологии и проктологии для ранней диагностики новообразований, воспалительных процессов, других патологий.
• Эндовагинальные. Необходимы для обследования органов малого таза у женщин, включая матку и шейку матки, яичники. Применяют датчики в гинекологии.
• Трансэзофагеальные. Позволяют исследовать крупные сосуды и сердце через пищевод, что важно для диагностики пороков клапанов и других заболеваний. Датчик широко применяют в кардиологии.

Для диагностики могут быть использованы и другие виды датчиков, в том числе матричные. Позволяют получать трехмерное изображение, обеспечивают высокое разрешение, функционируют на разных частотах. Используют приборы в онкологии, кардиологии, других областях.

Выбор ультразвукового датчика: оценка параметров

Выбирать подходящий датчик для УЗИ-аппарата следует с учетом:

• Области исследований. Для изучения поверхностных структур используют линейные датчики, внутренних органов — конвексные, эндокавитарных — специализированные, сердечно-сосудистой системы — матричные и секторные.
• Глубины сканирования. Высокочастотные (в пределах 7,5–15 МГц) обеспечивают ограниченную глубину проникновения и высокое разрешение изображения, низкочастотные и среднечастотные — позволяют оценить состояние внутренних органов.
• Клинических задач. Для специализированных исследований могут потребоваться специальные датчики, в том числе матричные.

Дополнительно оценивают совместимость устройства с ультразвуковым аппаратом, потребности клиники и бюджет.

Тенденции развития УЗ-датчиков

В числе перспективных направлений:

• Увеличение частоты излучения. Ведутся разработки датчиков с повышенной частотой излучения — до 20 МГц. Это позволит детализировать изображения мелких структур (сосудов, тканей в поверхностном слое, нервных окончаний и пр.).
• Миниатюризация датчиков. Современные приборы малого размера позволяют проводить эндоскопические и внутриполостные исследования (в том числе в ходе операции), диагностировать труднодоступные участки.

Параллельно развивается портативность: компактные датчики с автономным питанием позволяют работать вне кабинета, у постели пациента, без привязки к стационарному аппарату.

Заключение

Универсального датчика нет — есть подходящий под задачу. Отталкивайтесь от зоны исследования и нужной глубины: линейный для поверхностных структур, конвексный для глубоких органов, секторный для сердца, специализированные для эндокавитарных доступов. Остальное — совместимость с аппаратом и бюджет — вторично по сравнению с этим выбором.