Badanie ultrasonograficzne
Ultrasonografia jest metodą badania cech morfologicznych i niekiedy także wybranych cech czynnościowych narządów za pomocą graficznego obrazowania echa wysyłanych do narządów ultradźwięków. Można przypomnieć, że pod mianem ultradźwięku rozumie się dźwięk o częstotliwości większej niż 20 tysięcy drgań na sekundę. Jest to częstotliwość przekraczająca możliwość percepcji przez ucho ludzkie (do 16000 drgań/s). Aparaty USG stosowane w rozpoznawaniu chorób z reguły wykorzystują ultradźwięki o częstotliwości 2,0-5,0 mln/s (MHZ); rzadko zakres drgań jest mniejszy lub większy. Zdolność rozdzielcza danego aparatu, a więc minimalna wielkość patologicznej zmiany zauważalnej przez ten aparat, zależy dodatnio od częstotliwości ultradźwięków używanych do badania. Nie można jej jednak do woli zwiększać, ponieważ przenikliwość, a więc głębokość docierania wiązki ultradźwiękowej, jest do częstotliwości odwrotnie proporcjonalna. Tak więc u osób dorosłych stosuje się częstotliwość nieco mniejszą (2,5-3,5 MHZ), a u dzieci nieco większą (3,5-5,0 MHZ). Ultradźwięki, podobnie jak i fale akustyczne o innych zakresach częstotliwości są ruchami mechanicznymi cząstek akustycznych w o-środkach materialnych.
W klinice fale ultradźwiękowe stosuje się w niewielkim natężeniu (kilka mW/cm2), pod postacią serii krótkich impulsów, trwających około 1 μs z odpowiednimi długimi przerwami między nimi, przeznaczonymi na odbiór powracających ech. Echa te powstają z odbijania się fal na granicach ośrodków o różnych gęstościach i sprężystości oraz strukturze. Są one źródłem powstawania obrazu USG na monitorze aparatu. Echa uzyskane z badanego obszaru podzielić można na dwa rodzaje: pierwsze z nich to echa o większej amplitudzie, dające pogląd o kształcie, rozmiarach i charakterze odtwarzanych powierzchni narządu lub ogniska. Drugi rodzaj ech to odbicia o mniejszej amplitudzie umożliwiające ocenę wewnętrznej struktury narządu lub patologicznej tkanki.
Informacje uzyskiwane za pomocą USG zależą nie tylko od gęstości i sprężystości ośrodka, prędkości fali akustycznej, ale także od kształtu i rodzaju głowicy aparatu, rodzaju i kierunku wysyłanej fali, odległości między głowicą a powierzchnią odbijającą oraz od wielu innych jeszcze czynników. Analiza obrazów ultradźwiękowych i obliczenia wykonywane na ich podstawie mają więc — jak dotąd — raczej charakter jakościowy aniżeli ilościowy.
Za pomocą ultrasonografii ogląda się warstwowe obrazy narządów lub tkanek. Są to odzwierciedlenia (echa) kolejnych warstw narządu w różnych płaszczyznach, np. podłużnych — strzałkowej, czołowej albo w płaszczyznach poprzecznych lub skośnych względem długiej osi ciała. Odstęp (grubość) między kolejno obrazowanymi przekrojami ciała jest mały: może wynosić kilka, np. 5 lub 10, mm. Im mniejszy jest odstęp między takimi warstwami, które kolejno można obrazować, tym większe są możliwości uchwycenia zmian o mniejszych rozmiarach. Obecnie sprawność rozdzielcza większości aparatury USG wynosi około 0,5-1,0 mm. Oznacza to, że ogniska lub narządy o średnicy mniejszej nie podlegają wizualizacji. Z przeglądu obrazów z kolejnych warstw narządów wynikają istotne wnioski co do wewnętrznej budowy narządu i jej zaburzeń powodowanych przez chorobę (np. stłuszczenie wątroby, ogniska przerzutów raka, blizny itd.).
W przygotowaniu chorych ważne jest usunięcie gazów w warstwach między głowicą a badanym narządem, ponieważ stanowią one akustyczną przesłonę. Badania radiologiczne z użyciem środków cieniujących (np. badanie przewodu pokarmowego z użyciem siarczanu baru) powinno się planować po USG, ponieważ resztki tych substancji mogą przesłaniać echogram ognisk patologicznych.
Rodzaje badań USG.
Na podstawie cech budowy głowic oraz sposobu wysyłania fal ultradźwiękowych badanie USG dzieli się na: 1) jednowymiarowe, 2) dwuwymiarowe i 3) dopplerowskie. W jednowymiarowym USG pojedynczy element piezoelektryczny wysyła falę ultradźwiękową do badanego narządu. Fala ta, przechodząc przez tkanki, odbija się na granicach ośrodków o różnej gęstości i sprężystości. Powraca jako echo do głowicy, w której zamienia się w impuls elektryczny, rejestrowany w lampie oscyloskopowej jako punkt świetlny. Zbiory tych punktów tworzą jednowymiarowy obraz USG. W układzie dwuwymiarowym odpowiednia konstrukcja głowicy umożliwia tworzenie obrazu dwuwymiarowego. Badanie dopplerowskie może służyć innym już celom, a mianowicie ocenie prędkości ruchu krwinek czerwonych w naczyniach i co za tym idzie — wielkości przepływu krwi. Wysyłana przez głowicę fala ultradźwiękowa ulega odbiciu od krwinek czerwonych. Częstotliwość fali odbitej zmienia się zależnie od kierunku ruchu krwinek i od jego prędkości. Echo odbite od erytrocytów poruszających się w kierunku do głowicy nabiera większej częstotliwości aniżeli fala pierwotna, i odwrotnie — częstotliwość echa zmniejsza się, jeśli krwinki płyną w kierunku od głowicy. W celu zmierzenia tych zmian głowica musi wysyłać falę ultradźwiękową równolegle lub prawie równolegle do przebiegu naczynia i kierunku ruchu krwinek. Zestawiając częstotliwość fali pierwotnej ze zmianami częstotliwości spowodowanymi odbiciami poruszających się krwinek czerwonych, wyliczyć można prędkość ruchu krwi, jego kierunek, a także objętość przepływu.
Pod względem zastosowania w klinice badania USG można podzielić na: 1) przesiewowe lub wstępne, np. określenie obecności i cech guza w jamie brzusznej, oraz 2) ukierunkowane na bardziej szczegółowy problem, a więc np. szczegółowe obrazowanie zastawki dwudzielnej w bakteryjnym zapaleniu wsierdzia. Można by je także podzielić na: 1) statyczne, a więc obrazujące morfologię narządu — bez oceny jego funkcji, oraz 2) czynnościowe, umożliwiające ocenę funkcji, np. badanie kurczliwości serca, tętnień. Do badań patofizjologicznych należą także wielokrotne, monitorujące oceny, np. wpływu leczenia moczopędnego na wielkość jam serca lub chemioterapii chłoniaka na wielkość węzłów chłonnych w jamie brzusznej.
Zastosowanie kliniczne.
Podstawy fizyczne metody, rozwój aparatury i względy ekonomiczne sprawiły, że badanie ultrasonograficzne (USG) weszło do zakresu podstawowego badania internistycznego. Badanie to ma charakter uniwersalny, jest zupełnie bezpieczne także u najciężej chorych, może być więc wielokrotnie powtarzane. To samo dotyczy ciężarnych kobiet. Odznacza się też znaczną sprawnością w uwidacznianiu narządów wewnętrznych, nie jest kosztowne.
Badanie USG umożliwia ocenę wielu narządów i wzajemnych stosunków między nimi, a także cech ich wewnętrznej struktury oraz — pośrednio — czynności. Pozwala też na zaobserwowanie ich patologicznych zmian, jak przerost, zanik, obrzęk, guzy itp. Badanie to umożliwiło też bezpieczny rozwój biopsji, zwłaszcza cienkoigłowej. Obrazując narząd, można dokładnie wyznaczyć drogę dostępu od zewnątrz dla igły biopsyjnej. Pod kontrolą USG pobiera się do badania cytologicznego komórki i fragmenty narządów uprzednio mało dostępnych, np. trzustki.
Ultrasonografia zyskała w praktyce rozpoznawania chorób takie samo uznanie jak badania radiologiczne i izotopowe. W istocie te 3 metody uwidaczniania narządów należy w sposób skoordynowany wybierać i wykorzystywać według celów i przedmiotu rozpoznania. Wtedy uzupełniają się one wzajemnie, zwiększając ogólną sprawność rozpoznawania i obserwacji chorób.
Poniżej podano zestawienie problemów klinicznych, które są wskazaniem do wykonania badań USG (wg W. Jakubowskiego).
I. Narządy w obrębie szyi:
1. Gruczoł tarczowy:
a) ocena wielkości,
b) rozpoznawanie i ocena guzków (wielkość, liczba, struktura wewnętrzna),
c) różnicowanie zapaleń.
2. Gruczoły przytarczyczne:
a) rozpoznawanie gruczolaków przy wielkości > 0,5 cm.
3. Ślinianki:
b) rozpoznawanie guzów ślinianek przyusznych i kamicy przewodów ślinianek.
II. Narządy klatki piersiowej:
1. Serce:
a) ocena wielkości (masy) i kształtu,
rozpoznawanie nabytych wad serca (zwężenie lewego ujścia żylnego, niedomykalność zastawki dwudzielnej, zwężenie lewego ujścia tętniczego, niedomykalność zastawek tętnicy głównej, zwężenie prawego ujścia żylnego, niedomykalność zastawki trójdzielnej, ocena stanu sztucznych zastawek serca);
c) rozpoznawanie wrodzonych wad serca (zwężenie lewego ujścia tętniczego, zwężenie cieśni tętnicy głównej, dwupłatkowa zastawka tętnicy głównej, zwężenie pnia płucnego, zwężenie pod-zastawkowe mięśniowe prawego ujścia tętniczego (składowa tetralogii Fallota), zwężenie lub inne wady zastawki dwudzielnej, ubytek przegrody międzyprzedsionkowej i międzykomorowej, przecieki wewnątrzsercowe);
d) ocena jam serca (lewa i prawa komora, przedsionki);
e) rozpoznawanie choroby niedokrwiennej serca, zawał serca (kurczliwość ścian, akineza, dyskineza, tętniak serca);
f) rozpoznawanie kardiomiopatii (kardiomiopatie przerostowe, ograniczające rozkurcz, rozstrzeniowe);
g) rozpoznawanie guzów serca;
h) rozpoznawanie płynu w osierdziu, tamponady serca.
2. Tętnice:
a) ocena wielkości, zniekształceń, drożności i przepływu krwi;
b) rozpoznawanie chorób tętnic (tętniaki, w tym także tętniak rozwarstwiający tętnicy głównej, przetoki naczyniowe, stan protez naczyniowych, skrzepliny i blaszki miażdżycowe).
3. Opłucna:
a) rozpoznawanie małej ilości płynu;
b) odróżnienie zrostów od płynu (przesięk w jamie opłucnowej, zapalenie wysiękowe, ropniak, zwłóknienia opłucnej).
III. Narządy jamy brzusznej i przestrzeni zaotrzewnowej:
1. Wątroba:
a) ocena wielkości, kształtu, jednorodności wewnętrznej struktury;
b) rozpoznawanie chorób wątroby (rak pierwotny i przerzuty nowotworowe, ogniska metaplazji białaczkowej, torbiele, ropnie wątroby oraz także w pobliżu wątroby, np. ropień nadwątrobowy lub okołowątrobowy, wylewy krwi do wątroby, stany zapalne, ogniska martwicy, stłuszczenie, bliznowacenie i marskość, choroby ze spichrzania, pasożyty wątroby).
2. Układ żyły wrotnej:
a) ocena drożności, szerokości i obecności żył krążenia obocznego;
b) rozpoznawanie nadciśnienia w żyle wrotnej.
3. Drogi żółciowe i pęcherzyk żółciowy:
a) ocena czynności skurczowej, wielkości pęcherzyka i jej zmian (np. dyskineza), szerokości przewodu żółciowego wspólnego oraz w mniejszym stopniu i innych przewodów żółciowych;
rozpoznawanie chorób dróg żółciowych i pęcherzyka żółciowego (kamica pęcherzyka żółciowego, w mniejszym stopniu kamica przewodu żółciowego wspólnego i innych dróg żółciowych, zapalenie pęcherzyka żółciowego, wodniak, ropniak pęcherzyka żółciowego, naciek okołopęcherzykowy, rak pęcherzyka żółciowego);
c) różnicowanie żółtaczek (pomocniczo) — przez ustalenie ewentualnej przyczyny niedrożności dróg żółciowych.
4. Śledziona:
a) ocena wielkości;
b) rozpoznawanie chorób śledziony (torbiele, krwiak, zmiany pourazowe).
5. Trzustka:
a) rozpoznawanie chorób trzustki (różne postacie zapalenia — obrzęk, zapalenie, martwica, zwłóknienia, zwapnienia: torbiele, rzekome tor...
nozoko