Типы ультразвуковых датчиков и их назначение

Качество работы УЗИ аппарата во многом зависит от его модели и комплектации, поэтому следует правильно подбирать датчики сканирования. Их наличие – это эффективность оборудования, при полном наборе можно полноценно воспользоваться возможностями техники для проведения ультразвуковой диагностики.

В данном материале мы расскажем о типах датчиков сканирования, подробно рассмотрим их классификацию. Эта информация поможет при выборе, в конце статьи мы приведем несколько полезных советов о том, какие именно аксессуары приобрести для конкретных исследований.

Что такое ультразвуковой датчик?

Рынок сегодня предлагает датчики, в которых в качестве рабочего элемента используется пьезоэлектрический кристалл. У него два назначения – генерирует ультразвуковые волны, которые направляются к органам и тканям, а затем отражаются от них виде эхо-сигналов определенной частоты. Эти волны улавливаются одним и тем же датчиком, затем передаются на компьютер для создания картинки, которую называют эхограммой. По сути, данная методика сканирования до недавнего времени оставалась без серьезных изменений – рынок для датчиков более 40 лет выпускал один и тот же пьезоэлектрический элемент.

Но на этой базе усовершенствовался сам принцип сканирования – появился новый тип датчиков – монокристаллические. Их применение сделало настоящий прорыв в исследовании, что позволило намного улучшить качество картинки.

Разновидности ультразвуковых датчиков

На рынке сегодня можно встретить датчики для сканирования разных форм и размеров, каждый из которых предназначен для своего типа исследования. Они отличаются по частоте, месту расположения и по основным характеристикам. Каждый подбирают для конкретного вида диагностических манипуляций.

Основанная классификация – по расположению датчика. Они бывают двух видов:

1. Внешние – их ставят на поверхности тела для проведения сканирования. Это один из самых популярных типов элементов.

2. Полостные – они вводятся в полостные органы, обычно через естественные отверстия для их более детального исследования. Часто используются для ультразвуковой диагностики заболеваний области малого таза и в урологии.

Но это не основная классификация – датчики отличаются по частоте, размерам контактной площади и расположению пьезоэлектрических кристаллов. На основе такой конструкции бывает несколько разновидностей датчиков: линейные, которые еще называют стандартными, конвексными или микроконвексными, а также секторные фазированные. Существуют еще и другие типы, которые сегодня успешно применяются для ультразвукового сканирования. Поговорим о них более подробно.

Линейные

Это самые распространенные и простые типы датчиков, их используют для детального сканирования в ближней зоне, в которой они обладают хорошим разрешением. Рабочие кристаллы в них располагаются линейно, площадь сканирования – прямоугольная. Продвинутые модели могут применяться для любого сканирования: 2D, 3D -изображения.

Например, линейный элемент типа 2D имеет широкую апертуру, а его центральная частота соответствует интервалу в пределах 2,5-16 МГц. При подборе учитывают и разновидность сканирования.

Датчики 2D используются для следующих видов ультразвукового исследования:

• сканирование сосудов;
• контроль регионарной анестезии;
• введение катетера под контролем УЗИ;
• проведение лапароскопии и интраоперационных исследований;
• обследование щитовидной и молочной желез, мышц и других поверхностных органов.

Благодаря своим характеристикам, с их помощью можно детально просканировать крупные сосуды, в частности – сонные артерии. Это довольно ценные исследования при диагностике ряда заболеваний.

Конвексные

Такие датчики внешне отличаются по форме – она у них выпуклая, а пьезоэлектрические кристаллы располагаются криволинейно. С их помощью можно провести детальное исследование глубоко расположенных структур, даже если увеличить глубину и уменьшить разрешение картинки. Как и линейные, они могут использоваться для сканирования 2D или 3D/4D.

Конвексный 2D датчик – его центральная частота соответствует 2,5-7,5 МГц, он имеет широкую апертуру. У элементов 3D/4D частота сканирования располагается в следующем интервале: 2-10 МГц.

Оба вида используются для следующего исследования:

• органов брюшной полости;
• органов малого таза;
• контроль развития плода.

В педиатрии и для оценки состояния плода часто применяются микроконвексные датчики. У них гораздо меньшая апертура, поэтому они могут использоваться для обследования органов небольших размеров.

Кардиологические (секторные фазированные) датчики

Название говорит само за себя – такие датчики используются преимущественно для обследования сердца. Они отличаются по типу расположения пьезоэлементов, которые размещены фазированной решеткой. У них низкая частота в пределах 2-7,5 МГц, а форма сканирования треугольная. Дают плохое разрешение вблизи, но довольно четкую картинку на глубине, вплоть до 40 см. Благодаря такой конструкции с их помощью можно получить четкую картинку, выполнить сканирование через узкую межреберную щель.

Сфера их применения следующая:

• сканирование сердца;
• обследование органов брюшной полости;
• исследование головного мозга.

Если проводится ультразвуковое сканирование у детей, то используется педиатрический кардио датчик с частотой 4-9 МГц. При таких характеристиках на экране четко визуализируются небольшие органы, что позволяет получить отличный результат.

Какие еще датчики используются для ультразвукового исследования?

К аппаратам можно приобрести следующие разновидности датчиков:

1. Карандашные – их еще называют CW-датчиками, они требуются для измерения кровотока. Апертура у них небольшая, а частота составляет обычно 2-8 МГц.

2. Внутриполостные – используются для детального ультразвукового исследования внутренних органов, вводятся через естественные отверстия. Это ректальные, вагинальные и комбинированные датчики. Площадь сканирования небольшая, а частота составляет 3,5-11,5 МГц.

3. Трансэзофагеальные – применяются для обследования сердца через пищевод. Такой подход позволяет получить лучшее качество картинки. У них средняя частота в пределах 3-10 МГц.

4. Лапароскопические – используются только в хирургии для контроля проведения операций. С их помощью можно максимально точно проводить даже самые сложные вмешательства.

Как выбрать ультразвуковой датчик?

После разбора разновидностей таких элементов можно приступать к их выбору – приведем несколько полезных советов:

1. Совместимость с аппаратом УЗИ – первое, с чего следует начинать подбор элемента. Для этого следует внимательно изучить инструкцию по эксплуатации или проконсультироваться с менеджером.

2. Для лучшей глубины сканирования выбирают модели с низкой частотой в пределах 2,5-7,5 МГц. К недостаткам относится более низкое качество изображения.

3. Если нужно выполнять поверхностное сканирование, потребуются элементы с высокой частотой более 7,5 МГц. На глубине они будут давать низкое качество картинки.

Как правило, для аппаратов в многопрофильных центрах требуются все типы датчиков. Их нужно подбирать в соответствии с инструкцией, которая должна быть под рукой.

Как правильно ухаживать за датчиком после покупки?

Уход довольно простой, но требует от владельцев ответственности и осторожности:

• после каждого исследования с поверхности удаляются излишки геля мягкой салфеткой;
• запрещается использовать спиртосодержащие растворы;
• нельзя ронять датчик и всячески его повреждать;
• нужно следить за тем, чтобы кабель не перегибался.

При плохом уходе часто появляются две проблемы: черная линия на экране и появление тени. Наличие линии говорит о том, что внутри датчика поврежден кристалл, либо он отработал свой ресурс. Тень появляется в тех случаях, когда элемент не производит достаточную вибрацию для генерации ультразвуковых волн. В таких случаях вопрос можно решить заменой, подобрав подходящую модель для аппарата ультразвуковой диагностики.