Виды датчиков УЗИ-аппаратов
От ультразвукового датчика, или трансдьюсера — центрального компонента прибора для УЗ-диагностики, предназначенного для специфических исследований — зависят характеристики визуализации и глубина проникновения ультразвука.
Что такое датчик ультразвукового аппарата и для чего он нужен
Датчик ультразвукового аппарата работает по технологии эхолокации: излучает высокочастотные звуковые волны (ультразвук), проникающие в ткани, отражающиеся от границ сред с различным акустическим сопротивлением. Он принимает отраженные сигналы (эхо-сигналы) и преобразует в электроимпульсы, служащие исходными сведениями для построения визуального отображения.
Рабочий элемент датчика УЗИ-аппарата — пьезоэлектрический преобразователь (массив пьезокристаллов), трансформирующий электросигналы в механические колебания (ультразвук) и наоборот.
Характеристики датчиков УЗИ
Набор параметров, устанавливающих, для чего датчик УЗИ предназначен (для каких областей применения):
- Частота генерируемых УЗ-волн (МГц).
- Радиус кривизны (мм) — характеристика, определяющая форму поверхности конвексных и микроконвексных сенсоров.
- Апертура (мм). Размер излучающей поверхности (для линейных и секторных типов).
- Угол обзора (°) — устанавливает ширину сканируемого участка.
- Глубина сканирования (мм), на которой точно будет получено информативное изображение.
- Специфические участки тела и типы УЗ-диагностики.
- Размеры датчика УЗИ.
- Фирма-изготовитель.
Рабочая частота датчика УЗИ — определяющий параметр:
- высокая — обеспечивает лучшее разрешение, но ограничивает степень проникновения ультразвука;
- низкая — позволяет рассмотреть более глубоко расположенные структуры, но с меньшей детализацией.
Выбор частоты зависит от глубины залегания исследуемых тканей и их акустических свойств (в частности, от степени ожирения обследуемого).
Основные виды датчиков ультразвуковых аппаратов
Рассмотрим, какие бывают УЗИ-датчики, востребованные в современной медицинской диагностике.
Линейный
Работает на высоких частотах (5–18 МГц), генерирует УЗ-лучи, распространяющиеся параллельно, и обеспечивает высокое разрешение изображения на незначительной глубине (в пределах 10 см). Область применения — исследование поверхностно расположенных органов и структур: щитовидной и молочных желез, мышц, сухожилий, мелких суставов, сосудов микроциркулярного русла.
Конвексный
Эти виды датчика УЗИ имеют выпуклую рабочую поверхность, диапазон частот — 2–8 МГц, гарантируют проникновение до 25–30 см. Обладают широким углом обзора, что важно при исследовании брюшной полости, забрюшинного пространства, малого таза, тазобедренных суставов.
Микроконвексный
Версия конвексного сенсора малого размера с меньшим радиусом кривизны. Используется в детской практике, неонатологии, то есть во всех областях применения, когда требуется доступ к ограниченным участкам тела.
Секторный
Генерирует веерообразный УЗ-луч. Применяется, когда необходим широкий угол обзора при ограниченном доступе к зоне исследования (межреберные промежутки, сердечная мышца). Частота — в диапазоне 1,5–5 МГц.
Секторные фазированные
Работают по технологии фазированной решетки, что дает возможность электронным способом управлять углом наклона луча датчика УЗИ без механического перемещения излучателя ультразвукового аппарата. Востребованы в кардиологии, транскраниальной диагностике (через кости черепа), для визуализации глубоко расположенных органов. Поддерживают режим постоянно-волнового и импульсно-волнового допплера.
Специализированные внутриполостные (эндокавитальные)
Предназначены для введения в естественные полости тела. Область применения — акушерство, гинекология, урология, проктология (получение детального изображения органов малого таза).
|
Назначение
|
Характеристика кривизны, мм |
|
Вагинальные |
10–14 |
|
Ректальные |
8–10 |
|
Ректально-вагинальные |
8–10 |
Биплановые
Конструктивно объединяют два излучателя (конвексный и линейный или два конвексных). С биплановыми получают две проекции — поперечную и продольную. Предлагаются и триплановые модели.
Объемные 3D/4D-датчики
Оснащены механизмом для автоматического сканирования в нескольких плоскостях (кольцевое вращение или угловое качание). Позволяют получать 3D-изображение органов и структур. 4D-трансдьюсеры визуализируют пространственное изображение, получаемое в текущий момент (показывают движущееся объемное изображение).
Матричные
Имеют двумерную решетку пьезоэлементов:
- 1.5D (полуторамерные) с меньшим числом элементов в решетке по широкой стороне, чем по длинной. Обеспечивают улучшенную детализацию по толщине сканируемого слоя.
- 2D (двумерные). У решетки большое количество элементов как по длинной, так и по широкой стороне. Формируют пространственное 4D-изображения, и на дисплее отображается одновременно определенное число проекций и срезов.
Карандашные
Преобразователи с разделенными излучающим и принимающим пьезоэлементами для проверки кровотока в магистральных сосудах (крупных артериях и венах) конечностей и шеи методом «слепого» допплера.
Видеоэндоскопические
Комбинированные приборы, объединяющие УЗ-излучатель с эндоскопом (гастроскопом или бронхоскопом).
Игольчатые (катетерные)
Миниатюрные трансдьюсеры для введения в сосуды, сердечные камеры и другие зоны, доступ к которым затруднен.
Лапароскопические
Специализированные ультразвуковые аппараты в виде тонкого гибкого зонда с датчиком УЗИ на конце для лапароскопических операций. Управление положением излучателя осуществляется джойстиком.
Выбор оптимального типа и размера преобразователя для конкретной области применения ультразвукового аппарата обусловлен целым рядом факторов, включая анатомическую зону, дальность залегания структур, акустические характеристики тканей и задачи диагностики.