Ультразвуковые датчики: какие бывают и где применяются

19.07.2022

Важные характеристики УЗ-датчиков

Ультразвуковой датчик – это прибор, который создает ультразвуковые волны. Они отражаются от тканей человека и в виде сигналов улавливаются датчиком, а затем передаются на монитор. В итоге специалист видит изображение в виде эхограммы.

Независимо от вида датчика, каждый из них содержит пьезоэлектрический кристалл. Именно он предназначен для образования ультразвуковых волн. Очень долго пьезоэлектрический материал был единственный в своем роде. Совсем недавно удалось значительным образом улучшить качество изображения благодаря новому материалу и технологиям изготовления датчиков.

Каталог УЗИ аппаратов →

Виды ультразвуковых датчиков

Существуют различные виды датчиков УЗИ-аппаратов, разнообразие которых обусловлено потребностью в исследованиях различных органов. Рассмотрим в деталях каждый из них.

Отличия датчиков заключается в:

• расположении кристаллов;

• локализации площадки;

• генерируемой частоты ультразвука.

Линейные датчики

Линейный датчик УЗИ имеет прямоугольную область сканирования. Кристаллы расположены на одной линии. Его центральная часть находится в диапазоне до 12 МГц.

Цели использования – это визуализация анатомических и патологических структур:

• сосудов – артерий, вен;

• молочных желез;

• щитовидной железы;

• твердых костных образований;

• поверхностных органов.

Кроме того, проводится катетеризация сосудов под контролем УЗИ.

Конвексные датчики

Конвексный датчик имеет выпуклую форму. Кристаллы в нем локализованы криволинейно. С его помощью удается сканировать органы, которые имеют глубокое расположение.

Конвексный УЗИ-датчик используется для исследования:

• органов брюшной полости у пациентов всех возрастных групп;

• малого таза у женщин;

• плода на разных сроках развития при беременности.

Один вид конвексного датчика УЗИ называется микроконвексным. Он меньше по толщине и используется для диагностики болезней у новорожденных детей.

Кардиологические (секторальные) датчики

Секторальный датчик имеет пьезоэлементы, которые называются – фазированная решетка. Фазированный датчик для УЗИ генерирует ультразвуковую волну низкой частоты. По форме область сканирования напоминает треугольник.

Секторный датчик УЗИ идеально подходит для сканирования глубоко расположенных внутренних органов. Поверхностные структуры визуализируются не так хорошо.

Для чего подходит секторальный датчик УЗИ? К области применения относятся:

• кардиология и ангиология – исследованию, в том числе через пищевод, подлежат сердце и сосуды взрослых и детей;

• органы, относящиеся к желудочно-кишечному тракту – печень, поджелудочная железа и др.;

• центральная нервная система.

Для исследования детей подходит секторный фазированный датчик с частотой 5 или 7,5 МГц. Это позволяет получить качественную картинку.

Гинекологические и урологические УЗ-датчики

Такие типы датчиков УЗИ, как гинекологические и урологические имеют небольшую площадь сканирования, и их частота находится в пределах 3,5-11,5 МГц. Они предназначены для введения в полые органы. Внутриполостной датчик УЗИ помогает безошибочно определить гинекологические болезни, своевременно диагностировать патологии органов выделительной системы.

Другие виды приборов

Существуют и другие датчики УЗИ, отличающиеся по виду и назначению. Карандашные датчики получили свое название из-за внешнего вида, который сильно напоминает карандаш или ручку. С их помощью удается обнаружить состояние кровотока.

Чрезпищеводные датчики позволяют обнаружить заболевания сердца и крупных сосудов. При этом исследование осуществляется через пищевод.

Ректальные датчики незаменимы в обнаружении заболеваний прямой кишки, а также органов, имеющих близкую локализацию.

Лапароскопические датчики предназначены для исследования во время проведения оперативного вмешательства.

Все эти устройства объединяет одно – они имеют небольшую площадь исследования и подходят для уточнения диагноза. 

Биплановые УЗ-датчики

Биплановый датчик УЗИ имеет в составе 2 излучателя. Он используется преимущественно для выявления, контроля проводимого лечения заболеваний предстательной железы. Несколько излучателей помогают получать изображения в разных проекциях. Чаще всего биплановые датчики применяются с целью биопсии. Исследование проводится через промежность, а не прямую кишку.

3D и 4D объемные УЗ-датчики

Один из видов ультразвуковых датчиков с угловым поворотом, который используется для получения трёхмерного изображения. Сначала орган сканируется послойно. Полученные снимки преобразуются в трехмерное изображение. Одного поворота бывает достаточно, чтобы получить статическую объемную картинку. Если датчик поворачивать постоянно, то получается объёмное изображение в реальном времени.

При этом излучатель может быть:

• линейным;

• микроконвексным;

• конкексным;

• фазированным.

Для чего используется 3D конвексный датчик? Он необходим для визуализации органов и патологических процессов, локализованных в области брюшной полости, а также плода. С его помощью удается обнаружить изменения в метке и окружающих ее органов. Подходит также для исследования сердца. Кроме сканирования датчик применяется для получения срезов в 2Д-режиме, которые недоступны на других типах устройств.

Матричные УЗ-датчики

Определённое количество пьезокристаллов в одномерном датчике в отличие от рассмотренных выше, расположено в несколько рядов.

Датчики подразделяются на 2 вида:

• полуторометровые – количество входящих элементов по ширине меньше, чем по длине. Это необходимо для улучшения создания фокуса, снижения шума, связанного с рассеиванием звука, который возникает в момент генерации ультразвуковых волн. Однако объёмное изображение получить, используя данный прибор, нельзя. Не все производители используют матричные датчики. Все это связано с высокой ценой на их разработку, а не с технологическими трудностями. Многие датчики, содержащие 192 элемента, позволяют получить гораздо лучшее изображение, чем, если бы это было с помощью 1,5Д матричных датчиков, содержащих большее число составляющих элементов;

• двумерные – их апертура состоит из матрицы, которая содержит большое количество элементов, вмещающихся в длину и ширину самой апертуры. В результате исследования удается получить объемное изображение сердца в режиме реального времени. Кроме того, удается выводить на монитор несколько проекций полученных срезов в онлайн-режиме.

Эксплуатация и обслуживание УЗ-датчиков

Трансдьюсер УЗИ – это важная деталь аппарата, без которого невозможно получить какое-либо изображение. Важно, после его приобретения, уделять внимание несложным правилам использования, только тогда внутриполостной, карандашный или какой другой датчик прослужит долго.

1. Не нужно подвергать прибор механическим повреждениям. Имеет значение, чтобы он не падал;

2. Следить за состоянием кабеля, он не должен быть поврежден.

3. После каждого использования необходимо убирать остатки геля, протирая сухой салфеткой.

4. Не использовать для обработки средства, содержащие спирт.