Современные системы ультразвуковой диагностики

Как уже отмечалось, в настоящее время в развитии ультразвуковой диагностической аппаратуры наблюдаются тенденции, обусловленные с одной стороны ее усложнением, которое вызывается необходимостью улучшения эксплуатационных характеристик, а с другой – созданием относительно дешевой аппаратуры, имеющей несколько ограниченный спектр возможностей.

В литературе (см., например, [10]) представлены параметры целого ряда ультразвуковых приборов, применяемых в медицинской акустической диагностике, однако с момента выхода в свет данных изданий прошел довольно большой период времени и, хотя описанная аппаратура продолжает успешно использоваться во многих медицинских учреждениях, представляется необходимым привести некоторые современные данные.

В настоящем разделе рассмотрим некоторые из систем, разработанных ведущими фирмами-производителями в течение самых последних лет.

Приведем некоторые характеристики относительно дешевых приборов, имеющих не самый широкий диапазон возможностей. Сделаем это на примере малогабаритных ультразвуковых сканеров следующих типов: SSD-500, SSD-900, HS-1201, LOGIQ A 100 и ТИ628А. Их внешний вид представлен на рис. 6.1. Основные параметры этих приборов, опубликованные в литературе, приведены в табл. 6.1.

Вероятно, следует пояснить значение ряда терминов, содержащихся в табл. 6.1:

· абдоминальные исследования – (лат. аbdomen – живот) брюшные исследования;

· неонатальные исследования – исследования, касающиеся плода;

· ангиология – раздел анатомии, изучающий кровеносную и лимфатическую системы;

· оториноларингология – (otos – ухо; rhinos – нос;laringos – гортань) раздел медицины, изучающий строение, функции и болезни уха, носа и горла, а также близлежащих органов;

· перинатальные исследования – (peri – вокруг, около, возле; лат. natalis – относящийся к рождению) исследования, относящиеся к периоду непосредственно после родов (или к родам).

Рис. 6.1. Внешний вид некоторых малогабаритных сканеров.

Таблица 6.1

Характеристики	Тип прибора
SSD-500	SSD-900	HS-1201	LOGIQ A 100	ТИ628А
Область применения	Акушерство, гинекология, кардиология, абдоминальные и неонатальные исследования	Абдоминальные и эндовагинальные исследования, урология, нефрология, ангиология, неврология, гинекология, родовспоможение, педиатрия, маммодиагностика, оториноларингология	Акушерство, гинекология, абдоминальные исследования, поверхностные структуры, молочная и щитовидная железы	Абдоминальные исследования, акушерство, гинекология, урология, мягкие ткани, сосуды, сердце	Кардиология, гастроэнтерология, урология, эндокринология, онкология, акушерство, гинекология, перинатология, неонатология
Методы сканирования	Линейный (до 172 см) Секторный (до 90°)	Линейный (до 172 см) Секторный (до 90°) Механическое секторное (дополнительно)	Электронный линейный	–	B-секторный 90°, 75°, 60° M-одномерный, время формирования эхограмм 2; 4; 8; 16 с
Режимы	B, M, B/B, B/M	B, M, B/B, B/M	–	B, M, B/B, B/M	B, M, B/B, B/M

Тип датчика	Более 20 на частоты 3,5…7,5 МГц, в том числе: трансвагинальные, трансректальные, интраоперативные, с пункционными адаптерами	Более 20 на частоты 3,5…7,5 МГц, в том числе: трансвагинальные, трансректальные, механический секторный (2…10 МГц)	–	Конвексные 3,5 и 5 МГц Линейные 7,5 МГц Микроконвексные 3,5 МГц Для кардиологии и трансректальный (трансвагинальный) 6,5 МГц	Абдоминальный 3,5 МГц Кардиологический 5 МГц Для щитовидной и молочной желез 7,5 МГц Дополнительная комплектация: трансвагинальный – 7,5 МГц, трансректальный – 1,5 МГц
Фокусировка	Динамическая в четырех точках	Динамическая во всем диапазоне глубин	–	–	–
Глубина сканирования	–	–	3,5 МГц – 14…21 см 5 МГц и 7,5 МГц – 7…10,5 см	5; 7,5; 10; 15 или 20 см	До 20 см (7 поддиапазонов)
Монитор/градации серой шкалы	7 дюймов / 64	23 см / 256	18 см / 32	17 см / 256	– / 256
Габариты, см	29 ´ 25 ´ 32	30 ´ 34 ´ 35	20 ´ 25 ´ 28	24,4 ´ 27,6 ´ 40,5	50 ´ 50 ´ 20
Вес, кг			8,3	9,8

В качестве примера узкоспециализированного и дешевого ультразвукового прибора акустической диагностики можно привести сверхпортативный доплерограф SONOVIT SV-30 SCHILLER, внешний вид которого приведен на рис. 6.2. Возможность использования оборудования подобного типа в самых разнообразных ситуациях (скорая и неотложная помощь) для диагностики кровообращения плода существенно облегчает работу врача. Прибор имеет датчики на 2,4 и 8 МГц, встроенную память на 100 экранных страниц. Печать можно осуществлять через любой электрокардиограф. Питается описываемый доплерограф от стандартной малогабаритной девятивольтовой батареи. Возможно коллективное использование прибора.

Наряду с уже упомянутыми приборами в настоящее время производится и разрабатывается очень дорогое многофункциональное оборудование (Philips, Aloka, Hitachi, Medison и др.). Внешний вид некоторых стационарных ультразвуковых сканеров представлен на рис. 6.3. Для того чтобы представить возможности разработок столь высокого уровня, рассмотрим некоторые характеристики ультразвукового сканера SA-8000Live ("Medison", Корея), первая презентация которого состоялась в 2001 г. На рис. 6.4 изображен его внешний вид, а также показан набор датчиков, применение которых предусмотрено при работе с прибором.

Рис. 6.3. Ультразвуковые сканеры: а – SA-9900 ("Medison", Корея); б – EUB-525 ("Hitachi", Япония); в – SSD-5500 ProSound PHD ("Aloka", Япония)

Рис. 6.4. Стационарный цифровой ультразвуковой сканер SA-8000Live с набором прилагающихся датчиков

Тип прибора: SA-8000 Live – стационарный ультразвуковой сканер с цветным и энергетическим доплером, 3D в реальном времени.

Базовая комплектация: консоль (монитор 15", встроенные модули: цветного доплеровского картирования, энергетического доплера, импульсного доплера, Free Hand 3D; кинопамять; встроенная клавиатура с трекболом; флакон геля 250 мл; руководство оператора), конвексный датчик.

Основные характеристики:

· Стационарный аппарат с линейной, конвексной и электронно-секторной техникой сканирования.

· Монитор с диагональю 36 см (15") безбликовый высокого разрешения.

· Формирование изображения: 8 бит цвета.

· 256 каналов приема / передачи изображения.

· Цветное доплеровское картирование.

· ЭКГ-модуль.

· Режимы измерения:

– B, 2B, M, B+M;

– постоянный и импульсный доплер;

– цветной доплер;

– энергетический доплер (дуплексный и триплексный режимы).

· Увеличение в реальном масштабе времени ("Zoom").

· Кинопамять 256 кадров (в режиме спектрального доплера до 80 с).

· Удобная клавиатура со встроенным трекболом.

· Педаль дистанционного управления.

· Легкость и удобство регулировки усиления эхосигнала по глубине.

· Одновременное подключение до трех датчиков.

· Система Free Hand 3D:

– восстановление объемной структуры поверхностей тканей (функции увеличения, вращения и т. д.);

– восстановление объемной структуры сосудов в режиме энергетического доплера.

· Система Live 3D (3D в реальном времени):

– 3D-датчики;

– получение любого среза в каждой из трех проекций;

– получение трехмерных изображений в режиме серой шкалы, а также цветного и энергетического доплера;

– кинопетля в 3D-режиме;

– фоторежим;

– измерение в объемном режиме;

– функция автоматического вычисления объема структур сложной формы.

· Система DICOM – возможность передачи данных по электронным сетям.

· Операционная система Microsoft Windows – 2000.

Применение:

· органы брюшной полости;

· поверхностно расположенные органы;

· ультразвуковая маммография;

· акушерство;

· гинекология;

· педиатрия;

· урология;

· транскраниальные исследования;

· мускульно-скелетные исследования.

Программное обеспечение:

· расчет возраста плода;

· расчет веса плода;

· расчет предполагаемой даты родов;

· автоматическое построение графиков роста и веса плода;

· просмотр и изменение таблиц возраста плода (географические особенности);

· отношения величин;

· частота сердечных сокращений.

В табл. 6.2 приведены области применения датчиков, которые показаны на рис. 6.4.

Таблица 6. 2

Тип датчика	Область применения
L 5-9EC	Поверхностные структуры, периферические сосуды
L 5-9ER	Поверхностные структуры, периферические сосуды
C 3-7ED	Акушерство, абдоминальные исследования
EC 4-9ES	Акушерство, гинекология, урология
SVAW 3-5 SVAW 4-7	3D в акушерстве, абдоминальных исследованиях
SVDW 5-8B	3D в акушерстве, гинекологии, урологии
P 2-5AC	Кардиология, транскраниальные исследования
CW 2. 0	Сосуды
CW 4. 0	Сосуды

Ряд ведущих мировых фирм-производителей достиг значительных успехов в создании подобной аппаратуры. Их продукция пользуется очень большим спросом на мировом рынке акустической диагностической аппаратуры, несмотря на высокие цены, устанавливаемые производителями.

Необходимо отметить, что, к сожалению, столь же высококачественных ультразвуковых диагностических приборов в нашей стране пока не выпускается. В качестве одной из лучших отечественных разработок можно назвать "ЭХОДИАСКАН" УУДС-02 – установку ультразвуковую диагностическую сканирующую с опцией спектрального Доплера. Области применения изделия: общая терапия, акушерство, гинекология, урология, педиатрия, неврология, нейрохирургия, кардиология, анестезия и реанимация. Внешний вид сканера показан на рис. 6.5, а в табл. 6.3 и 6.4 представлены характеристики датчиков для совместного использования с данным сканером. Приведем основные характеристики рассматриваемого сканера.

Таблица 6.3

Характеристика	Тип датчика
3,5 C60	3,5 C13	6,5 CV13	5,0 LR69	7,5 L64
Метод сканирования	Электронный конвексный	Электронный линейный
Рабочая частота, МГц	3,5	3,5	6,5	5,0	7,5
Угол обзора /ширина зоны обзора	53°	110°	110°	54 мм	51 мм
Таблица 6.4
Область применения	Тип датчика
3,5 C60	3,5 C13	6,5 CV13	5,0 LR69	7,5 L64
Брюшная полость	Осн	Осн
Поверхностные структуры					Осн
Периферические сосуды				Доп
Акушерство	Осн	Доп	Доп
Гинекология	Осн
Педиатрия		Осн		Доп
Неонатология				Доп
Урология	Осн	Доп		Осн
Кардиология		Осн
Внутриполостные исследования			Осн

Примечание: Осн – основное применение; Доп – дополнительное применение.

Методы сканирования:

· электронный конвексный;

· электронный линейный.

Формат изображения:

512 ´ 512 ´ 8 бит, 256 оттенков серого цвета или цветной палитры.

Технология динамического отображения:

· мультифокус – переданные и полученные ультразвуковые лучи могут быть последовательно сфокусированы в одной – четырех фокальных зонах, определяемых пользователем;

· управление апертурой – апертура преобразователя управляется автоматически, оптимизируя интенсивность эхосигнала и разрешающую способность изображения.

Режимы воспроизведения изображения:

· B, M, D, BB, BM, BD.

Выбор размера изображения:

· поддержка до 6 размеров изображения;

· выбор глубины сканирования от 40 до 210 мм (в зависимости от вида датчика).

Ориентация изображения:

· горизонтальная инверсия;

· вертикальная инверсия.

Спецификация B-режима:

предобработка:

· регулировка усиления – предоставлена;

· масштабирование изображения в режиме реального времени;

· выбираемый контраст изображения;

постобработка:

· подчеркивание контуров;

· усредненные изображения – 3 уровня.

Спецификация M-режима:

· регулировка усиления – предоставлена;

· режим отображения – прокрутка;

· скорость развертки – выбираемая (4 ступени).

Временный архив изображений:

· 64 экрана замороженных изображений (B,M,D);

· кинопетля – максимум 64 кадра (B,M,D-режимы).

Монитор: 15-дюймовый мультимедийный цветной с антибликовым антистатическим покрытием.

Выход ВИДЕО: 625 строк / кадр (PAL) – опция.

Габариты: 61,3 ´ 130 ´ 86 см.

Масса: 114 кг.

Из приведенного в данном разделе материала видно, что ультразвуковая аппаратура, применяемая в современной медицинской диагностике, является чрезвычайно сложной и дорогостоящей системой. В настоящее время ультразвуковое диагностическое оборудование занимает 25 % мирового рынка медицинских технологий [7]. Основные высокотехнологичные инструментальные фирмы включили его в номенклатуру своих изделий. По мере дальнейшего развития оборудования многофункционального назначения расширится масштаб его применения. Увеличение возможностей средств связи позволит передавать динамические изображения в экспертные центры из самых отдаленных точек. Рынок визуализирующих диагностических технологий постепенно будет формироваться за счет безвредных, неионизирующих методов, позволяющих проводить многократные динамические исследования. В связи с этим ультразвуковые методы исследования организма и акустическая диагностическая аппаратура должны занять лидирующее положение.