Датчик УЗИ является ключом к производительности вашего ультразвука. В этом блоге мы расскажем о различных типах ультразвуковых преобразователей и определим типы исследований, для которых вы можете их использовать.
В конце концов, мы предложим вам несколько хороших моментов, которые вы должны иметь в виду при покупке преобразователей.
Но прежде всего – что такое ультразвуковой датчик и что он делает?
Ультразвуковой датчик узи, также называемый зондом, – это датчик, который производит звуковые волны, отражающиеся от тканей вашего тела и вызывает ЭХО.
Преобразователь также получает эхо-сигналы и посылает их на персональный компьютер, который использует их для формирования изображения, называемого сонограммой.
Кроме того, существенным компонентом каждого датчика УЗИ является пьезоэлектрический кристалл.
Он служит, как для генерации, так и для приема ультразвуковых волн. К сожалению, индустрия медицинской визуализации использует один и тот же пьезоэлектрический материал уже более 40 лет. Вплоть до нескольких лет назад. Затем появился новый тип кристаллического материала и технология ультразвукового зонда.
Типы датчиков УЗИ
Вы можете найти ультразвуковые преобразователи различных форм, размеров и с различными функциями. Это происходит потому, что вам нужны разные спецификации для поддержания качества изображения в разных частях тела.
Преобразователи могут быть либо пропущены через поверхность тела-внешние преобразователи, либо вставлены в отверстие, например в прямую кишку или влагалище – это внутренние преобразователи.
Есть еще какие-то отличия? Да! Ультразвуковые преобразователи различаются по конструкции на основе:
- Частота;
- Пьезоэлектрический кристалл;
- Апертура.
Ниже мы перечислим три более общераспространенных вида ультразвуковых преобразователей-линейные, выпуклые (стандартные или микроповыпуклые), а также фазированные решетки. Кроме того, мы включили другие датчики, которые доступны на рынке и могут быть найдены на складах медицинской техники.
Строение УЗИ-аппарата
Строение аппарата УЗИ сложное, состоит из таких основных элементов:
- монитор;
- панель управления: клавиатура, трекбол, регуляторы;
- компьютерная часть: Back-End: Материнская плата, память, карты расширения и жесткий диск УЗИ;
- периферийные устройства: термопринтер, кардиограф и пр.;
- Front-End: набор плат и модулей УЗИ (для управления ультразвуком, построения изображения и т. д.);
- датчики
- блоки питания: основной, вспомогательный, блок питания компьютерной части;
- встроенная защита, ИБП.
Все элементы ультразвуковой системы тесно связаны друг с другом:
- ПО управляет режимами работы датчиков, блоком питания, платами.
- Датчики по обратной связи взаимодействуют с блоком питания и платами формирования и управления УЗ.
- От работы блока питания системы зависит функционирование датчиков, качество изображения, работа всего аппарата.
Поэтому чтобы УЗ-сканер работал исправно и бесперебойно, важно постоянно следить за всеми элементами и правильно обслуживать аппаратуру.
Если вы хотите купить УЗИ Аппарат то обязательно обратите внимание на наши каталоги:
- Ультразвуковые сканеры и аппараты для УЗИ
- Ультразвуковые аппараты для общей визуализации
- Ветеринарные УЗИ аппараты
- Аппараты УЗИ для гинекологии и акушерства
- Портативные УЗИ аппараты и сканеры
- УЗИ аппараты для кардиологии
- Комплексные IT решения для УЗИ аппаратов и ультразвуковых сканеров
Линейный датчик УЗИ
Итак, какие особенности характерны для использования линейного преобразователя (например, GE 9L)?
Во-первых, размещение пьезоэлектрического кристалла линейно, форма луча прямоугольна, а разрешение ближнего поля хорошего качества.
Во-вторых, величина, частота и зона применения линейного датчика УЗИ зависят от того, рассчитан ли продукт для 2D или же 3D визуализации.
Линейный датчик УЗИ для 2D-визуализации
Кроме того, линейный датчик УЗИ для 2D – визуализации имеет широкий след, а его центральная частота является 2,5 МГц-12 МГц.
Вы можете использовать этот датчик для различных применений, например:
- Исследование сосудов.
- Венепункции, визуализация кровеносных сосудов.
- Грудь.
- Щитовидная железа.
- Сухожилия, артрогенные.
- Интраоперационная лапароскопия.
- Определение толщины жировых отложений, а также мышц для ежедневной проверки здоровья и проверки локомотивного синдрома.
- Фотоакустическая визуализация, ультразвуковая визуализация изменения скорости.
Линейный датчик УЗИ для 3D-визуализации
Линейный преобразователь УЗИ для 3D-визуализации обладает широким следом и центральную частоту 7,5 МГц-11 МГц.
Для чего вы можете использовать этот преобразователь?
- Грудь;
- Щитовидная железа;
- Артериальная сонная артерия сосудистого применения.
Возможности
- Выбор Зонда.
- Прямоугольная Форма Луча.
Конвексный датчик УЗИ
Выпуклый ультразвуковой преобразователь (например, GE C1-6) также называют криволинейным преобразователем, поскольку пьезокристаллическое расположение является криволинейным.
Кроме того, вид луча выпуклый, а также датчик хорош для углубленных исследований.
Даже несмотря на то, что разрешение изображения уменьшается при увеличении глубины.
Величина, частота и место использования также зависят от того, используется ли продукт с целью 2D или 3D-визуализации.
Конвексный преобразователь УЗИ для 2D-визуализации
Наконец, выпуклый датчик для 2D-визуализации обладает широким следом, а его центральная частота составляет 2,5 – 7,5 МГц.
Вы можете использовать его для:
- Абдоминальные обследования.
- Трансвагинальные и трансректальные обследования.
- Исследование органов.
Конвексный преобразователь УЗИ для 3D-визуализации
Выпуклый датчик УЗИ для 3D-визуализации обладает широким полем видимости и центральную частоту 3,5 МГц-6,5 МГц.
Вы можете использовать его для исследования брюшной полости.
В дополнение к выпуклым преобразователям существует подтип, называемый микро-выпуклым.
Он имеет гораздо меньший след, и, как правило, врачи будут использовать его в неонатальных и педиатрических приложениях.
Соответствие датчиков клиническому применению
Теперь, когда типы и свойства датчиков были связаны с визуализацией и акустическими окнами, они могут способствовать выбору датчиков для конкретных клинических применений. Уместность некоторых датчиков для конкретных применений развивалась исторически. Основными соображениями являются целевая область интереса и ее протяженность, а также доступные акустические окна, необходимые для доступа.
Абдоминальная визуализация
Когда в 1970-х годах для визуализации органов брюшной полости (включая акушерство и гинекологию) были впервые введены в промышленную эксплуатацию массивы датчиков, они были линейного типа (тип А). В большинстве случаев площадь контакта с пациентом не была критической проблемой, и некоторые из этих линейных массивов были достаточно длинными (например, 8 см *видали и по больше — , звали их утюжками), чтобы покрыть, скажем, голову плода в третьем триместре. Однако вскоре стало ясно, что можно достичь большого охвата за счет использования криволинейных или конвексных матриц (тип С), не подвергая себя риску манипулирования довольно громоздкими линейными датчиками.
Конвексные датчики являются датчиками выбора для большинства общих областей 2D-визуализации, связанных с брюшной полостью. Форм-фактор, связанный с эргономическими факторами и пригодностью формы датчика и FOV к применению, для абдоминального 3D все еще эволюционирует. Три ключевых дескриптора для этих массивов — это контактная поверхность(общий размер апертуры), FOV и радиус кривизны. Контактная поверхность обычно имеет форму прямоугольника, круга или эллипса.
Для механических 3D-датчиков в настоящее время предпочтительным форм-фактором является конвексный массив с механической разверткой; в настоящее время становятся доступными и полностью электронные 2D-массивы. В этих случаях для ортогональных направлений сканирования задаются две FOV. Альтернативно, фазированные решетки, из-за их малой контактной поверхности и широкой FOV, также используются для брюшной полости. 2D матричные массивы становятся все более распространенными из-за их превосходного качества изображения, разрешения и простоты использования.
Межреберная визуализация
Применяется чаще для сканирования сердца и печени. Из-за ограничительной анатомии и ограниченных акустических окон, вызванных ребрами и наполненными воздухом легкими, выбор датчика здесь ограничен фазированными решетками. Даже в этой области были предприняты первоначальные попытки использовать линейные массивы; однако они были быстро отброшены из-за затенения ребер и превосходства формата датчика с фазированной решеткой(*это смотря для каких целей и смотря у кого! Линейные датчики и сейчас используются при межреберном сканировании, особенно у детей, т.к. линейные датчики обычно обладают максимальной частотой и, соответственно, максимальной разрешающей способностью на ближней дистанции). Кардио-датчики, как правило, имеют размеры массива на заказ от 20 х 14 мм в зависимости от производителя. Контактная поверхность с пациентом будет немного больше. Эти цифры изменились за последние 40 лет и зависят от ряда факторов, таких как общий размер пациентов в популяции, возраст, расстояние между ребрами и глубина проникновения — которые варьируют в разных возрастных группах населения(дети, взрослые).
У обычных межреберных датчиков размеры массивов несколько больше. Как отмечалось ранее, существование этих анатомических ограничений создает верхний предел производительности для пространственного разрешения, поскольку производительность разрешения обратно связана с размером апертуры, как было объяснено выше. Как в кардиальной, так и в общей межреберной визуализации глубина визуализации является глубокой (в зависимости от размера пациента она может достигать 24 см), что вынуждает использовать более низкие (1-3,5 МГц) частоты и приводит к некоторой дальнейшей потере производительности визуализации.
Существует интересный аспект визуализации сердца, который оказал глубокое влияние на природу датчиков. Из-за наличия ребер и другой акустически враждебной ткани на пути луча, эхокардиография страдает от артефактов визуализации из-за реверберативного шума. Внедрение гармонического изображения оказалось весьма успешным в снижении этого шума. Как следствие, важность пропускной полосы датчика стала критической в конструкции кардио-датчика. Сегодня большинство кардио-датчиков передают на частотах от 1,5 до 2,0 МГц и, конечно же, принимают сигналы на частотах в два раза большем диапазоне(*отдельно существуют детские кардио-датчики для грудных детей с более высокими частотами).
Основным достижением в области визуализации сердца была реализация матричных массивов (тип E), содержащих тысячи (обычно 50 х 50 или около того) элементов. Они позволяют в режиме реального времени (4D) отображать пирамидальные объемы, визуализировать срезы в произвольных плоскостях(* и еще так называемое 5D, когда одновременно отображаются на экране несколько срезов в произвольных плоскостях, очень удобно при проведении стресс-эхо, с одновременной визуализацией поперечных и продольных срезов сердца), а также 4D визуализацию сердца и цветовое изображение потока. Кроме того, истинная электронная фокусировка в плоскостях xz и yz обеспечивает превосходное разрешение по сравнению со всеми другими 1D матричными датчиками.
Поверхностно расположенные структуры(мягкие ткани) и молочные железы
Эта категория относится к поверхностной визуализации сонных артерий, вен ног, молочных и щитовидной желез, яичек и т.д. и включает категории визуализации поверхностно расположенных органов, скелетно-мышечной и периферической сосудистой систем. В этой клинической категории доступ обычно не является проблемой, и размеры самих датчиков могут быть небольшими (из-за использования высоких частот 7-15 МГц и результирующих малых размеров элементов *это когда как…бывает и очень даже не хватает длины датчика, особенно при измерении длины щитовидной железы). В последние 10 лет визуализация молочной железы перешла на очень высокие частоты (например, 14 МГц), в то время как визуализация периферической сосудистой сети осталась на более низких (около 3-11 МГц) значениях из-за необходимости осмотра глубоких вен ног и допплерографии. Обычно возможность массива добавить трапециевидное изображение (*трапециевидное сканирование или псевдоконвексный режим) является значительным преимуществом. Как и в абдоминальной визуализации, 3D-визуализация с механическими или электронными 2D-массивами теперь доступна, что значительно улучшает доступное покрытие и качество изображения.
Акушерство и гинекология
В настоящее время для обеспечения 3D и 4D визуализации плодов in vivo широко используются механические конвексные или линейные массивы (типы G и F). Матричные массивы (тип E) также доступны.
Для гинекологии используются специализированные эндо-массивы (тип D). Как правило, массивы находятся в конце датчика (концевые массивы) и представляют собой конвексные или изогнутые массивы с широкими FOV; однако можно также использовать фазированные массивы(тип D). Используемые частоты обычно составляют 5 МГц и выше.
Новорожденные и дети
Педиатрические датчики имеют более малые контактные поверхности, чем датчики используемые для взрослых и работают на более высоких частотных диапазонах(> 7 МГц *Конечно не всегда, дети разные, бывают такие дети, что по больше некоторых взрослых). В зависимости от региона тела применяются типы датчиков, аналогичные тем, которые предназначены для взрослых.
Внутриполостные(эндокавитальные) датчики
Внутриполостные датчики представляют собой большую группу специализированных датчиков, которые предназначены для изображения внутри полости тела. Трансэзофагеальные(чреспищеводные) датчики используются для визуализации внутренних органов, особенно сердца, изнутри пищевода. Они используют более высокие частоты (> 5 МГц) и реализованы в виде фазированных решеток с манипуляторами и двигателями для регулировки ориентации датчика. Миниатюрные чреспищеводные 2D массивы поддерживают электронное сканирование в 3D и 4D режимах.
Внутрисердечные фазированные решетки вводятся через сосуд, чтобы получить доступ к внутренним камерам сердца. Хирургические специальные зонды включают лапароскопические массивы, вставленные через небольшие разрезы для помощи при лапароскопической хирургии; они примечательны своей FOV, несмотря на небольшие диаметры. Интраоперационные массивы имеют специальную форму для размещения на сосудах, органах и областях, доступных во время открытой операции.
Как уже отмечалось, эндокавитальные датчики, прездназначенные для работы через небольшие отверстия обычное имеют широкой FOV (90°-150°). Эти зонды включают трансректальные (эндоректальные) для визуализации малого таза через прямую кишку и уже описанные эндовагинальные (также называемые трансвагинальными) для визуализации женского малого таза и репродуктивных органов через влагалище. Эти эндо-датчики, имеют цилиндрическую форму, чтобы вписаться в небольшие отверстия, а также имеют конвексные массивы (обычно 3-9 МГц) на их концах с большой FOV. Трансректальные датчики могут быть биплановыми.
Уникальными датчиками являются биплановые датчики, которые состоят из двух ортогональных массивов, создающих изображения в плоскостях xz и yz. Обычно массивы бывают небольшими (8-12 мм) и выпуклого типа. Каждый массив пьезоэлементов будет соответствовать определенному типу сканирования: конвексное, секторное или линейное, в зависимости от конструкции датчика, так что на практике можно использовать несколько комбинаций. Альтернативно, подмножество возможностей визуализации двумерного массива является одновременным представлением двух ортогональных двумерных изображений.
Внутрисосудистые датчики вводятся в кровеносные сосуды для изображения стенок сосудов при различных патологических состояниях (тип H). Они чаще всего представлены механически вращаемым одиночным пьезоэлементом с частотой более 20 МГц и специализированными системами визуализации, хотя существуют также крошечные (около 2 мм в диаметре) массивы, предназначенные для этой цели.
Другие типы датчиков УЗИ
На рынке существует еще несколько видов ультразвуковых датчиков УЗИ. Такие как:
Карандашный датчик УЗИ
Карандашные преобразователи, также называемые CW-доплеровскими зондами, их используют для замера кровотока, а также скорости звука в крови.
Этот зонд имеет небольшой размер и использует низкую частоту (обычно 2 МГц– 8 МГц).
Эндокавитальный датчик УЗИ
Кроме того, существует эндокавитарный тип ультразвукового датчика.
Эти зонды дают вам возможность осуществлять внутренние обследования пациента.
Поэтому они предназначены для установки в определенные отверстия корпуса.
Эндокавитальный датчик УЗИ
Эндокавитальные преобразователи включают эндовагинальные, эндоректальные и эндокавитальные преобразователи.
Как правило, они имеют небольшие следы и частота их колеблется в диапазоне 3,5 МГц – 11,5 МГц.
Чреспищеводный датчик УЗИ
Кроме того, имеется чреспищеводный (ТРОЙНИКОВЫЙ) зонд.
Как и ранее упомянутые зонды, он имеет небольшой размер и применяется для внутренних обследований.
Он часто используется в кардиологии, чтобы получить качественные изображения УЗИ сердца через пищевод.
Частота средняя, в диапазоне 3мгц-10МГц.
