Ультразвуковая диагностика кожи.

Ультразвуковое диагностическое сканирование – хорошо известная и отработанная методика, которая в настоящее время составляет более 1/3 объема всех диагностических процедур в медицинской практике. Современные приборы уже достаточно просты в применении и доступны для многих клиник.
 Однако в дерматологии эти исследования ранее не применялись, что было связано с трудностью технического решения данной задачи. В обычных приборах датчики имеют частоту 3-10 МГц, при которой было невозможно получить изображение структур эпидермиса, дермы и гиподермы.

Как Это работает 

Ультразвуковые волны весьма успешно применяются для диагностики. Они проникают сквозь вещество и, при распространении в тканях, отражаются от границ участков с различными акустическими свойствами.  
Отражение может быть частичным или полным, в зависимости от разницы в акустической плотности граничащих участков ткани. Отраженные волны можно преобразовать в электрические импульсы и увидеть их на мониторе.

Для визуализации тканей применяют два режима: 

1. А-режим - на мониторе отображается кривая сигнала, амплитуда которой зависит от интенсивности отраженного сигнала:

2. B-режим - ультразвуковой кристалл, расположенный в датчике движется по прямой линии над исследуемым отрезком ткани: 
Импульсы ультразвука посылают с высокой частотой и получают множество А-сканов. После этого компьютер преобразует амплитуду отраженного сигнала в каждой точке А-скана в цветовой пиксель и строит двумерное изображение среза ткани или В-скан.

 По оси “Х” ультразвуковая волна распространяется в глубину ткани. Фактически время прохождения волны от датчика в ткань и обратно, пропорционально глубине, исследуемой ткани. Важными факторами, определяющими свойства ткани, являются скорость распространения ультразвука, ультразвуковой импеданс и акустическое сопротивление ткани.
Ультразвуковое изображение с высоким контрастом получают при разном звуковом сопротивлении различных участков ткани. Разрешение ультразвуковой системы является одной из самых важных характеристик. Разрешение аксиальное и латеральное – это минимальные размеры объекта в пределах исследуемой ткани, которые мы сможем различить.
Для более высокого разрешения необходима меньшая длина волны ультразвука (т.е. более высокая частота).
Таким образом, гипотетически, с увеличением частоты растет разрешающая способность. Современные ультразвуковые системы для дерматологии работают в диапазоне от 15 до 100 МГц.

 Ниже приведена схема, отражающая зависимость разрешающей способности от частоты ультразвука

С увеличением частоты ультразвука растет и поглощение энергии волны тканями. В мягких тканях поглощение растет линейно, а в плотных в геометрической прогрессии. Соответственно, на высоких частотах можно достичь предела поглощения, что ограничивает визуализацию глубоких структур. Глубина проникновения ультразвука снижается при увеличении частоты.  

Основные принципы 

Ультразвуковой импульс проходит через ткань со скоростью, характерной для данного вида тканей. При взаимодействии механической ультразвуковой волны с тканью часть волн отражается. Анализ амплитуды отраженных сигналов и времени прохождения волны через ткань позволяет оценивать внутреннюю структуру (строение) ткани без ее повреждения.  

Виды и распространение волн 

В продольной волне молекулы (атомы) вещества колеблются параллельно направлению распространения волны. На ткань действуют силы сжатия и растяжения, поэтому эта волна называется компрессионной. Ультразвуковая волна проникает через твердые вещества и жидкости. В твердых средах, наряду с продольными, наблюдают поперечные волны, но молекулы вещества колеблются перпендикулярно направлению распространения такой волны. Скорость звука постоянна для каждого вида тканей. Отношение скорости распространения к частоте ультразвука определяет длину волны.

Техническая реализация 

В систему входит высокочастотный генератор электрических импульсов, которые посылают на пъезокристалл ультразвукового датчика. Кристалл колеблется с частотой электрических импульсов. В тоже время кристалл перемещается по прямой линии над исследуемой тканью по определенному отрезку. Система работает в режиме импульс/эхо, т.е.
Кристалл посылает ультразвуковой сигнал и принимает отраженный от ткани. Для визуализации необходим высококачественный аналого-цифровой преобразователь, который конвертирует аналоговые сигналы, отраженные от тканей, в цифровые. С частотой выборки 100 МГц и более на 8-ми битовых системах получают четкие отображения сигналов. Эта информация используется для построения изображений в А-, B-, C- или 3D режимах.

Ультразвуковые импульсы 

Для создания ультразвуковых импульсов используют пьезоэлемент (керамическую пластинку). Датчик преобразует электроэнергию в ультразвуковые волны. Механические колебания внутри датчика создают сглаженные ультразвуковые импульсы. Частота этих импульсов определяется толщиной пьезоэлемента, длительностью электрических импульсов и их частотой.

Звуковое поле  

Форма ультразвукового поля зависит от отражающей способности ткани, толщины пьезоэлемента, частоты и скорости ультразвука в ткани. Снижение звукового давления на 50% определяет диаметр ультразвукового луча.

Отражение и рефракция

Звуковая волна, которая попадает на границу участков ткани с различной акустической плотностью разделяется на две части. Одна отражается, другая проходит дальше. При этом изменяются фактические амплитуда, отражение и проникновение волны 

 Технические данные сканеров для кожи DUB  

 Ультразвуковой сканер кожи Skinscanner DUB 22-30 MHz

• сигнал 8 бит
• ультразвуковой передатчик/приемник
• усиление 40- 48 db
• датчик 22 или 30 МГц
• длина сканируемого участка 12.8 мм
• вид сканирования А и В
• частота 22 и 30 МГц
• частотный спектр для датчика 22 МГц 12-28 МГц
• фокус 15 мм
• разрешение в фокусной области для датчика 22 МГц 72 мкм
• разрешение в фокусной области для датчика 30 МГц 52 мкм
• частота опроса аналого-цифрового преобразователя 100 MH
   

ВОЗМОЖНОСТИ ПРИБОРА

• Изучение состояния, структуры и размеров всех слоев кожи и кожныхобразований.
• Углубленная диагностика морфологических и функциональных изменений при острых и хронических заболеваниях кожи.
• Оценка динамики состояния кожи в норме и патологии.
• Визуализация, определение размеров, обьёма, глубины инвазии новообразований кожи и метастазов в кожу, выбор методов лечения, установка параметров и контроль эффективности.
• Предоперационное измерение глубины распространения и обьёма опухолей при проведении хирургических вмешательств, в том числе электрохирургии, криохирургии, лазерной или лучевой терапии.
• Исследование возрастных изменений кожи.
• Облегчение диагностики малых высыпаний на коже.Своевременная ранняя диагностика, так как с помощью ультразвукового сканирования можно не только выявить характерные признаки кожных проявлений на самых ранних стадиях, но и провести доклиническую диагностику, профилактику и своевременное лечение.
• Диагностика состояний кожи в случае каких-либо трудно определяемых невооружённым глазом проявлений.Определение глубины, интенсивости и длительности лечебного воздействия, выбор метода.
• Оценка эффективности и контроль терапевтических, физиотерапевтических и хирургических методов лечения, в том числе и косметологических процедур (например мезотерапии, пилингов, пластических операций, лечения рубцов, удаление татуировок, аппаратных процедур и т.п.).
• Предварительная диагностика и оценка результатов введения филлеров, препаратов гиалуроновой кислоты, коллагена, синтетических или полусинтетических гелей и т.п.
• Ранняя диагностика остеопороза.
• Исследование эластичности кожи.
• Исследование слизистых оболочек.