Česká buiatrická společnost Klinika chorob přežvýkavců FVL VFU Brno a PRION, s.r.o. SONOGRAFIE V BUIATRICKÉ PRAXI A JEJÍ DIAGNOSTICKÉ MOŽNOSTI

Transkript

1 Česká buiatrická společnost Klinika chorob přežvýkavců FVL VFU Brno a PRION, s.r.o. SONOGRAFIE V BUIATRICKÉ PRAXI A JEJÍ DIAGNOSTICKÉ MOŽNOSTI VETfair, Hradec Králové, 8.dubna 2006

2 NABÍDKA SONOGRAFŮ PRO PRAXI U VELKÝCH HOSPODÁŘSKÝCH ZVÍŘAT Současný trend ve vývoji sonografů pro diagnostiku u velkých hospodářských zvířat směřuje k maximálnímu snížení hmotnosti, nezávislosti na pevném zdroji el. energie při zachování výkonu a kvality zobrazení. Zřejmě nejlepším přístrojem v této kategorii je AGROSCAN L francouzského výrobce ECM, vítěz srovnávacího testu magazínu Top Agrar. Tento sonograf je vybaven LCD diplejem o úhlopříčce 12,5 cm, umožňuje 3 hladiny měření při rozlišovací schopnosti 256 odstínů šedi. Skutečnou raritou je hmotnost 1,85 kg včetně akumulátoru, který má kapacitu 5 hodin plného výkonu na jedno dobití. Cena tohoto přístroje bez DPH je ,- Kč včetně 5 MHz lineární rektální sondy. Mezi klasickými sonografy došlo v poslední době k mimořádnému rozšíření nabídky a výraznému poklesu cen. Toto dokumentuje nová řada sonografů MAGIC německého výrobce Eickemeyer. Pro jednoduchou diagnostiku gravidity je nabízen MAGIC 1000 s 5 MHz lineární rektální sondou za pouhých ,- Kč. Hmotnost přístroje pouze 7,7 kg. Kvalitativně o třídu výš je MAGIC 2000 s multifrekvenční lineární rektální sondou. Sondu lze přepínat ve frekvencích 3,5, 5, 6, 7 MHz. V nabídce je i multifrekvenční mikrokonvexní sonda se stejným rozsahem. Cena kompletního přístroje se sondou je opět přijatelná ,-, respektive ,- Kč bez DPH. Hmotnost 10 kg. Tradičně vyhledávanými a vysoce ceněnými sonografy jsou japonské přístroje ALOKA. Ze současně vyráběných je pro terénní praxi určena ALOKA SSD 500 MICRUS. Tento špičkový sonograf je nabízen včetně 5 MHz lineární rektální sondy za ,- Kč. Všechny přístroje je možno před závaznou objednávkou vyzkoušet v praxi. V ceně je zahrnuta přeprava k zákazníkovi, základní zaškolení obsluhy. Servis je zajištěn.

3 Česká buiatrická společnost Klinika chorob přežvýkavců FVL VFU Brno a PRION, s.r.o. SONOGRAFIE V BUIATRICKÉ PRAXI A JEJÍ DIAGNOSTICKÉ MOŽNOSTI Sborník referátů z odborného buiatrického semináře uspořádaného u příležitosti mezinárodní veterinární výstavy VETfair Odborná garance Prof. MVDr. Bohumír Hofírek, DrSc. Doc. MVDr. Radovan Doležel, CSc. VETfair, Hradec Králové 8.dubna 2006

4

5 Obsah OBSAH Úvod B. Hofírek, Česká buiatrická společnost.. 7 Základní principy ultrasonografie, technické vybavení,interpretace obrazu I.Grygar, privátní veterinární práce, Valašské Meziříčí... 9 Sonografie u skotu S. Franz, Veterinární univerzita Vídeň, Rakousko Využití ultrasonografie ke zpřesnění gynekologického vyšetření u krav R.Doležel, S. Čěch, J. Zajíc, Veterinární a farmaceutická univerzita Brno Využití ultrasonografie při produkci embryí in vitro S. Čech, R. Doležel, Veterinární a farmaceutická univerzita Brno Hodnocení tělesné kondice sonografickým měřením síly hřbetního tuku B. Hofírek, L. Ottová, I. Hofírek, Česká buiatrická společnost, Veterinární a farmaceutická univerzita Brno, Fak. nemocnice u sv. Anny, Brno Sonografické stanovení výšky hřbetního tuku u krav ve vztahu k poruchám metabolismu v peripartálním období J. Illek, Veterinární a farmaceutická univerzita Brno

6

7 Úvod ÚVOD Prof. MVDr. Bohumír Hofírek, DrSc., Česká buiatrická společnost V posledních letech jsme svědky, že i ve veterinární medicině se ve stále hojnější míře uplatňují moderní diagnostické postupy, souborně označované jako zobrazovací diagnostické metody. Jednou z nich je sonografie, respektive ultrasonografie. Zatím co v praxi malých zvířat je používání této diagnostické metody již zcela běžné, v buiatrické praxi je širší využívání této metody v diagnostice v podstatě stále, až na výjimky (např. diagnostika gravidity), v počátcích, i když metodické postupy byly již v mnoha směrech propracovány a jejich využitelnost v diagnostice, diferenciální diagnostice a také v prognostice chorob ověřeny. Velkou předností sonografické diagnostiky je, že se jedná o metodu neinvazní, která pacienta nepoškozuje, je nebolestivá, a zpravidla nevyžaduje zvláštní fixační postupy. V současnosti jsou již k dispozici vhodné ultrasonografické diagnostické přístroje, které umožňují různé způsoby zobrazení nejrozmanitějších patologických stavů. Je již více oblastí, kde sonografie poskytuje vysokou vypovídací diagnostickou a tím i užitnou hodnotu. Jedná se o dnes již zcela běžnou diagnostiku časné březosti. V oblasti reprodukce je možno využít sonografii také v diagnostice poruch reprodukce, zobrazování a posuzování zejména vaječníků, ale i dalších částí pohlavního aparátu. Široké možnosti se otvírají pro sonografii v oblasti diagnostiky orgánových alterací. Zejména jde o patologické alterace vnitřních orgánů, jejich dislokace, dilatace, narušení morfologické struktury zánětem nebo malformacemi. Nejčastěji se sahá k sonografickému vyšetření při onemocnění předžaludku, slezu, střev, jater, ledvin, vývodných cest močových, srdce a mléčné žlázy. V těchto případech se naskytují nevídané možnosti rychlé diagnostiky, diferenciální diagnostiky, rychlého prognostického i terapeutického rozhodování, což přináší nemalý ekonomický efekt. Sonografickým vyšetřením mohou být odhaleny také některé vrozené nebo získané vady již v ranném mládí a tato zvířata mohou být tak zavčas z chovu vyřazena. Sonografické vyšetřování zvířat může být uplatněno i v oblastech, kde bychom to nepředpokládali, v oblasti poruch látkové výměny u stád s vysokou užitkovostí, kdy je nutné posuzovat kondici zvířat, respektive stavy energetické bilance a v této souvislosti i následné poruchy látkové výměny. Jedná se zejména o poškození jater, steatózu i jaterní abscedace. S úspěchem se při této diagnostice uplatňuje také stanovení síly hřbetního tuku u dojnic v průběhu laktace, včetně doby stání na sucho. Výsledkem je poměrně přesné určení jejich kondice. Cílem tohoto monotematického semináře o diagnostickém využití sonografie v buiastrické praxi je přiblížit Vám, praktikujícím veterinárním lékařům na úseku buiatrických zvířat, především dojnic možnosti, jak využít tuto moderní diagnostickou metodu a jak zvýšit efektivnost vaší činnosti v rutinní diagnostice. Přál bych si, aby obsah tohoto semináře ve Vás podnítil zájem o tuto metodu a vyvolal touhu tento moderní diagnostický postup uplatnit ve vaší praxi. 7

8

9 Základní principy ultrasonografie, technické vybavení, interpretace obrazu ZÁKLADNÍ PRINCIPY ULTRASONOGRAFIE, TECHNICKÉ VYBAVENÍ, INTERPRETACE OBRAZU MVDr. Ivo Grygar, privátní veterinární praxe, Valašské Meziříčí 1. Ultrazvukové vlny (fyzikální principy) Energie zvuku je harmonické kmitání částeček prostředí, kterým se zvuk šíří, kolem rovnovážné polohy. Nejdůležitější jsou podélné ultrazvukové vlny, kdy částice prostředí kmitají přímočaře ve směru šíření vlny. Při tomto pohybu vzniká střídavé zhušťování (komprese) a zřeďování částic prostředí (obr. 1), přičemž dochází i ke střídavé změně jeho objemu. Jestliže slyšitelný zvuk má frekvenci Hz, pak ultrazvuk je definován frekvencí Hz. Frekvence se udává v hertzech (Hz), přičemž 1 kmit za sekundu se rovná 1 Hz, pak milión kmitů za sekundu je 1 megahertz (MHz). Pro diagnostické lékařské přístroje se používá ultrazvuk o frekvenci 1 15 MHz, při speciálním použití dnes i o vyšší frekvenci. o různé akustické impedanci dochází k lomu, odrazu nebo částečnému lomu i odrazu. Podíl zpět odražené ultrazvukové energie nezávisí při kolmém dopadu na rozhraní na absolutních hodnotách jednotlivých akustických impedancí, ale na jejich vzájemném poměru (Při malém rozdílu akustických impedancí jednotlivých tkání je odražená část ultrazvukové energie relativně malá a většina energie přechází hlouběji, naopak velké rozdíly akustických impedancí jednotlivých prostředí vedou téměř k úplnému odrazu). V lékařské technice se výhradně používá způsob generování ultrazvukových vln, jenž vychází z nepřímého piezoelektrického jevu, při kterém se krystal smršťuje a roztahuje (kmitá), když na jeho povrch se střídavě a velmi rychle přivádí pozitivní a negativní elektrický náboj (obr. 1) Při konstrukci lékařských ultrazvukových přístrojů se v současnosti místo krystalů (např. křemen, Obr. 1 Geneze, šíření a charakteristika ultrazvukových vln. Pro pochopení dále uvedených principů sonografie a správné nastavení a používání ultrazvukových přístrojů je žádoucí alespoň zjednodušené vysvětlení některých základních fyzikálních jevů, ke kterým dochází při prostupu ultrazvukového vlnění prostředím. V ultrazvukové praxi se zavádí a používá pojem akustická impedance, která je definována jako součin hustoty prostředí (tkání) a rychlosti šíření ultrazvuku v prostředí. Obecně můžeme říci, že akustická impedance je největší pro pevné látky, nižší pro kapaliny a nejnižší pro plyny. Na rozdílu akustických impedancí prostředí (tkání) tvořících určité rozhraní bude mimo jiné záviset výsledné echo (obraz rozhraní). Při každém dopadu ultrazvukového paprsku na rozhraní dvou prostředí 9

10 Základní principy ultrasonografie, technické vybavení, interpretace obrazu turmalín) s přirozenými piezoelektrickými vlastnostmi používá hlavně umělá keramika, která je polykrystalická a má velmi silné elektrostrikční vlastnosti. Piezoelektrické měniče (krystaly) jsou v různém počtu (např. 3 nebo 128) součástí důležité části ultrazvukového přístroje ultrazvukové sondy (obr. 2). Ultrazvukové sondy jsou nejrůznějších tvarů a velikostí podle typu (způsobu) zobrazení (viz kap. 2.2) a frekvence, ale také podle účelu k jakému jsou používány (viz kap. 2.3). Piezoelektrické měniče v sondě slouží nejen k vysílání, ale i k příjmu odražených vln (echo odraz, ozvěna) vracejících se k sondě z vyšetřované oblasti. Obr. 2 Generování ultrazvukového vlnění piezoelektrickým měničem v lineární sondě. 2. Ultrazvukové diagnostické metody a principy ultrasonografie Ultrasonografie (zkráceně sonografie, USG) využívá druhé ze dvou základních ultrazvukových diagnostických metod: - metoda prozvučovací (transmisní), - metoda odrazová. Metoda odrazová se zakládá na odrazu ultrazvukové vlny na rozhraní dvou prostředí s různou akustickou impedancí. Tato metoda, při které je vysílán i přijímán signál kontinuálně, vyžaduje zvlášť vysílač a zvlášť přijímač. Po demodulaci se vyhodnocuje rozdíl frekvence vysílané a přijímané. Metoda odrazová se používá pouze v dopplerovském způsobu měření pohybu a rychlostí (kontinuální dopplerovská technika). Nejvíce se používá metoda impulzní - odrazová. Při ní je využíván stejný převodník (piezoelektrický měnič krystal v sondě) pro vysílání a příjem, které jsou od sebe časově oddělené. Do vyšetřované oblasti je vysílán ultrazvukový pulz a do začátku dalšího vysílaného pulzu převodník přijímá echa odražená od přechodů a překážek s rozdílnou akustickou impedancí. Právě metoda impulzní - odrazová (impulz - echo) je jedním z principů ultrasonografie. Na hraničních plochách (přechodech) jednotlivých tkání a tekutin v závislosti na jejich akustické impedanci se ultrazvukové vlny vycházející z kmitajícího krystalu (sondy) přiloženého na tělo zčásti (eventuálně zcela) odrážejí a vracejí nazpět a zčásti pronikají hlouběji, přičemž dochází k jejich různě veliké absorpci. Časový rozdíl mezi vysíláním a přijímáním vln je mimo jiné závislý na hloubce uložení odrážející vrstvy. Množství odražených a vracejících se ultrazvukových vln je závislé na vlastnostech jednotlivých tkání a tekutin (jejich akustické impedanci). Zachycené odražené ultrazvukové vlny jsou převáděny piezoelektrickým měničem zpět na elektrický signál, který je veden kabelem sondy do vlastní přístrojové jednotky a dále zpracován a upravován (např. zesilován) podle potřeby a způsobu zobrazení a znázorňován ve vizuální formě na monitoru. Impulsní systémy (sonografy) mají své vlastnosti, jejichž vysvětlení přesahuje rámec tohoto sdělení a proto pro podrobnější seznámení s problematikou (i v následujících částech) doporučuji studium uvedené literatury. Přesto uvádím alespoň nejpodstatnější skutečnosti. Kvalita impulzního systému je určována jednak konstrukcí daného přístroje, jednak fyzikálními vlastnostmi vyšetřované oblasti. Z dílčích prvků systému se především uplatňují rozlišovací schopnost, citlivost, kvalita výstupního signálu, dynamika zpracování přijatého echa, digitální zpracování signálu a pod. Rozlišovací schopností přístroje rozumíme minimální vzdálenost mezi dvěma body, které lze ještě registrovat odděleně. Vztahuje se jak na směr osy ultrazvukového paprsku (axiální rozlišovací schopnost), tak i v kolmém směru na osu paprsku (laterální rozlišovací schopnost v rovině řezu, respektive transverzální rozlišovací schopnost v rovině kolmé na rovinu řezu). Axiální rozlišovací schopnost je dána délkou vysílaného pulzu (určo- 10

11 Základní principy ultrasonografie, technické vybavení, interpretace obrazu vanou vlastnostmi celého impulsního systému přístroje) a frekvencí ultrazvukového paprsku. Frekvence ovlivňuje axiální rozlišitelnost, protože je v podstatě funkcí vlnové délky. V praxi ji můžeme ovlivnit vhodným výběrem ultrazvukové sondy o určité frekvenci (o určitém rozsahu frekvencí). Čím kratší je vlnová délka, tím je axiální rozlišovací schopnost vyšší. Čím vyšší je frekvence ultrazvukového paprsku, tím vyšší je rozlišitelnost, ale současně se zvyšuje útlum ultrazvukového vlnění v materiálu (ve vyšetřované oblasti), a tím se snižuje dosah (hloubka zobrazení). Laterální rozlišovací schopnost je dána především šíří ultrazvukového paprsku a jeho fokusací. Je nejvyšší v ohniskové zóně, kde je paprsek nejužší. Na rozlišovací schopnost (jak axiální tak i laterální) má rozhodující vliv sonda (frekvence a způsob fokusace) a dále je také určována samotným elektronickým zpracováním přijatých ech a způsobem zobrazení. Pokud to daný přístroj umožňuje (většina vyráběných sonografů) doporučuji měnit fokusaci ultrazvukového paprsku (svazku, snopce) se zřetelem na dosažení optimální ohniskové zóny v požadované hloubce zobrazení, která má zásadní vliv na laterální rozlišovací schopnost a tím i na kvalitu výsledné diagnózy Základní druhy zobrazení Se zřetelem na vytváření obrazu na monitoru rozeznáváme řadu ultrazvukových zobrazovacích metod (viz obr. 3). Nelze jednoznačně říci, který typ zobrazení je nejlepší, ale lze určit, který způsob je pro určitý obor nebo cíl nejvhodnější. U moderních diagnostických přístrojů se nyní vedle hlavního způsobu zobrazení (B- -způsob) využívají mnohdy ještě doplňkové zobrazovací metody (A-, M-způsob, i ve veterinární medicíně na významu nabývají dopplerovské metody). Dále se budu zabývat především dynamickým B-způsobem zobrazení (ultrasonografie) A - způsob zobrazení A-způsob zobrazení (amplitude-modulated) je nejjednodušší a byl používán v ultrazvukové diagnostice jako první. Je to jednorozměrný způsob zobrazení a dává informaci o velikosti (amplitudě) ech na jedné dráze ultrazvukového paprsku. Sonda se při vyšetřování nepohybuje. Jednotlivá rozhraní, jež jsou kolmá k dráze ultrazvukového paprsku, se zobrazí jako posloupnost vertikálních výchylek. Vzdálenost těchto výchylek na časové ose je úměrná vzdálenosti jednotlivých rozhraní, jež způsobují odraz vlnění. Většinou se používá jednoho převodníku. Systém pracuje v pulzním režimu. Již v roce 1966 referoval LINDAHL o použití A-způsobu zobrazení k diagnostice gravidity u ovcí a následně byl využíván ke stejnému účelu i u prasnic. Tento způsob zobrazení se stále využívá k měření tloušťky vrstvy některých tkání (např. tuku), dále v oftalmologii a neurologii. Obr. 3 Rozdělení způsobů ultrazvukového zobrazení (upraveno podle JANDY, 1988). 11

12 Základní principy ultrasonografie, technické vybavení, interpretace obrazu M - způsob zobrazení M-způsob zobrazení (movement-modulated) neboli TM-způsob (time movement-modulated) je dvourozměrný záznam, kde vertikální osa představuje hloubku a horizontální čas. V principu se jedná o A-způsob zobrazení, kde se sleduje struktura na jedné pevné ultrazvukové dráze (sonda se nepohybuje), ale amplituda odražených ech je převedena do stupnice šedi (viz kap ) a získaný obraz rozvinut v čase. Maximálnímu echu ve zkoumané dráze odpovídá bílá barva a žádnému, respektive minimálnímu echu odpovídá černá. Obraz je statický a obnovuje se zleva doprava nebo zprava doleva. M-způsob zobrazení vznikl především z potřeb kardiologie ke sledování pohybu dynamických struktur a kvalitativnímu vyhodnocení tohoto pohybu v čase. Na základě měření v M-obraze lze automaticky vypočítat rychlost pohybu určité struktury (např. chlopně) nebo frekvenci srdeční. Pro lepší orientaci je velmi výhodné současné použití B-způsobu zobrazení, kde v B-obraze vidíme přesně pomocí tzv. M-mode cursoru, v které části vyšetřovaného objektu je M-zobrazení (případně měření) prováděno. M- -způsob zobrazení se používá v kardiologii sportovních koní a malých zvířat, ale i při prenatální diagnostice srdečních vad B - způsob zobrazení B-způsob (brightness-modulated) je nejdůležitější a nejužívanější dvourozměrné zobrazení. Plošným zobrazením tvarů a topografickým přístupem umožnilo největší rozvoj ultrazvukové diagnostiky. Z hlediska možnosti sledování dynamických změn vyšetřovaných struktur ho lze rozdělit na: - statické B-zobrazení - dynamické B-zobrazení Dynamické B-zobrazení (ultrasonografie) je nejrozšířenější a nejdůležitější způsob zobrazení a dále mu bude věnována hlavní pozornost Dopplerovské metody Dopplerovské metody a diagnostické přístroje využívají Dopplerova efektu a slouží k měření pohybu tkání, ale hlavně toku krve v srdci a cévách, popřípadě k diagnostice dalších dynamických dějů v těle. Z naměřených výsledných hodnot se pomocí vestavěných počítačů vypočítávají potřebné informace - rychlosti, objemy, tlaky a další. Princip Dopplerova jevu spočívá v tom, že pohybuje-li se zdroj nebo přijímač ultrazvukových vln nebo oba současně, lze pozorovat změnu přijímané frekvence vzhledem ke konstantní frekvenci vysílače (frekvenční posun). Např. při pohybu přijímače směrem ke zdroji na něj dopadne za stejnou časovou jednotku větší počet kmitů než v klidu. Přijímaná frekvence je tedy vyšší než vysílaná. V praxi však nastává situace, kdy se pohybuje reflektor, to je rozhraní, které odráží ultrazvukové vlny, a nebo se pohybuje prostředí, v němž se vlny šíří, a vysílač ani přijímač se nepohybují. Výsledná frekvence je vyšší, pokud se rozhraní blíží k měniči, nižší, když se od něho vzdaluje. V současné době je nejvíce Dopplerova efektu využíváno k neinvazivnímu měření rychlosti toku krve a vyhodnocení charakteru proudění. Pohyblivými rozhraními jsou přitom povrchy krvinek, vzhledem ke své početnosti především erytrocyty. Frekvenční (dopplerovský) posun je přímo úměrný frekvenci ultrazvukového vlnění, měřené rychlosti toku krve a úhlu, pod kterým vysílané ultrazvukové vlnění na cévu dopadá. Používány jsou dva způsoby: kontinuální a pulzní dopplerovská technika. Kontinuální dopplerovská technika (continuous-wave Doppler, CW) využívá, jak je již zřejmé z názvu, kontinuální vysílání ultrazvukového signálu a kontinuální přijímání odraženého signálu od pohybujících se struktur v měřené oblasti. Proto vyžaduje dva piezo-převodníky (jeden vysílač a druhý přijímač). Relativně jednoduché přístroje se používaly, a vzhledem k nízké ceně ještě omezeně používají, k diagnostice březosti u malých přežvýkavců, prasnic a malých zvířat. Pomocí akustické informace jsou registrovány pohyby fetálního srdce nebo proudění krve ve velkých cévách plodu, případně po zavedení sondy do rekta lze u prasnic zaznamenat pulzaci děložních arterií. Předností kontinuálního měření je možnost měřit vysoké rychlosti krevního proudu, jednou z nevýhod je sumace všech rychlostí v ose šíření ultrazvukového vlnění bez možnosti hloubkového rozlišení. Zatímco kontinuální dopplerovská technika vyhovovala pro měření v povrchových cévních systémech a monitorování srdeční činnosti plodu, pro analýzu krevního toku v srdečních dutinách, v břišních cévách a ve vzdálenějších cévních systémech, respektive srdci a cévním systému plodu, kde je nutná přesná lokalizace pozice měřeného toku, je nezbytné použití později vyvinuté pulzní dopplerovské techniky (pulsed-wave Doppler, PW). Na rozdíl od kontinuální dopplerovské techniky u pulzní techniky využíváme stejný převodník pro vysílání i příjem. V čase mezi jednotlivými emitorovanými ultrazvukovými pulzy převodník přijímá odražená echa, která ve svém frekvenčním spektru obsahují vysílané frekvence s příslušným dopplerovským posunem. Příslušný dopple- 12

13 Základní principy ultrasonografie, technické vybavení, interpretace obrazu rovský signál se detekuje z daného vyšetřovaného místa - přesné polohy - která je udána tzv. vzorkovacím (měřícím) objemem. Např. jsou sledovány hemodynamické poměry jen v určité části srdce (např. v pravé komoře). Po transformaci ech měničem na elektrické impulzy se ve fázovém detektoru celé frekvenční spektrum přijatého signálu porovnává s vysílanou frekvencí (tzv. demodulace). Protože frekvenční dopplerovský posun leží ve slyšitelném pásmu, může být nízkofrekvenční signál z demodulátoru přiváděn přímo do sluchátek nebo do přístroje vestavěného reproduktoru. Hodnocení audio-signálu však vyžaduje značnou zkušenost a je relativně subjektivní. V principu rozeznáváme dva základní typy dopplerovského záznamu: - spektrální dopplerovský záznam ( černobílý Doppler), - barevný dopplerovský záznam Spektrální záznam je grafickým vyjádřením závislosti rychlosti krevního toku na čase a umožňuje přesnou kvantifikaci průtokových parametrů např. v dané cévě. Barevný dopplerovský záznam je metodou semikvantitativní, která kromě směru toku umožní určit pouze přibližný rozsah rychlostí, avšak ve více cévách najednou. Kladné dopplerovské frekvenční posuvy (tj. toky směrem ke zdroji ultrazvukového vlnění) se standardně ve spektrálním dopplerovském záznamu vynášejí nad nulovou linií, v případě barevného záznamu se zobrazují červenou barvou. Záporné frekvenční posuvy se zobrazují pod nulovou linií a jsou kódovány modrou barvou. Frekvenční (spektrální) analýza dopplerovského signálu umožňuje přesné změření jednotlivých rychlostí, které se ve vzorkovacím objemu vyskytují, s vyjádřením jejich četnosti v čase. Rychlost toku krve není totiž konstantní, ale jde o charakteristickou distribuci různých rychlostí (od nízkých po vysoké) v různých fázích srdečního rytmu. Navíc rychlostní profil krevního toku významně ovlivňuje průměr cévního lumina. Obecně platí, že největší je rychlost v centru cévy, směrem ke stěnám klesá. Spektrum frekvencí (rychlostí) v dopplerovském záznamu, který je v konečné fázi graficky vyjádřen na monitoru přístroje, se rozšiřuje (charakteristicky mění) např. při turbulentním proudění při výrazné stenóze cévního lumina. V praxi se pulzní dopplerovská technika používá v kombinaci s dvourozměrným dynamickým B-způsobem zobrazení. To umožňuje dobrou orientaci (např. měření jen na určitém místě v luminu jedné konkrétní tepny). V posledních letech se i ve veterinární medicíně rozšiřují přístroje (vycházející v podstatě z pulzní dopplerovské techniky), které umožňují barevné mapování krevního řečiště (toku krve) v ploše obrazu a v reálném čase s vyhodnocením směru (od sondy nebo k sondě), respektive charakteru proudění. Tento způsob poskytuje zejména lepší orientaci při vyšetření srdce nebo cévního systému a odlišení cév od jiných anechogenních struktur (např. od malých folikulů nebo v mléčné žláze od mlékovodů). Dopplerovská pulzní technika umožňuje určit rozložení jednotlivých rychlostí v časovém průběhu na předem zvoleném místě barevné dopplerovské mapování průtoku (Color Doppler Imaging CDI, Color Flow Mapping CFM). Analyzuje rychlost toku v mnoha vzorkovacích místech v celém obraze nebo jeho zvolené části. Výsledkem je prostorové rozložení (mapa) jedné hodnoty - střední dopplerovské frekvence, respektive střední rychlosti toku krve v časovém sledu daném snímkovou frekvencí. Je znázorněn směr toku krve (tzv. směrové systémy) a naměřené hodnoty jsou kódovány do barevné škály. Při frekvenční analýze odražených signálů se obvykle rychlosti toku ve směru k sondě zobrazují nad osou x (nulovou linií) a většinou je tento směr toku zobrazen odstíny červené barvy. Naopak tok krve od sondy je znázorněn pod osou x a v barevném zobrazení spektrem modré barvy. Střední rychlost krevního toku v jednotlivých částech krevního řečiště je vyjádřena pomocí jemných rozdílů v jasnosti barevné stupnice, přičemž vyšší rychlosti jsou zobrazeny jasnějšími (světlejšími) odstíny. Pro lepší vyjádření variancí se mnohdy přidává žlutá barva (červená přechází ve žlutou), nebo při opačném směru toku krve zelená (modrá přechází v modrozelenou). To umožňuje ještě lépe diagnostikovat změny v charakteru proudění (např. turbulenci). Kromě již vzpomenutých výhod (snadné a názorné zjištění toku krve, jeho směru a charakteru proudění, rychlé odlišení cév od jiných anechogenních struktur) přináší barevné dopplerovské zobrazení další dodatečné informace, mající význam např. pro určení benignity či malignity tumorů (informace o vaskularizaci na periferii a uvnitř patologické formace). V současnosti jsou moderní přístroje vybaveny další metodou barevné zobrazení dopplerovské energie (Color Doppler Energy CDE, Color Power Angio CPA a pod.). Princip barevného zobrazení dopplerovské energie je založen na určení amplitudy, tj. energie dopplerovských signálů vznikajících na pohybujících se strukturách. Za cenu obětování informace o směru a přibližné rychlosti toku, kterými tato modalita nedisponuje, umožní energetická barevná mapa zobrazit větší dynamický rozsah energie dopplerovských signá- 13

14 Základní principy ultrasonografie, technické vybavení, interpretace obrazu lů, a tím i lépe vizualizovat drobné cévy s velmi pomalým tokem. Barevný odstín pixelu tedy přímo odpovídá amplitudě (energii) dopplerovského signálu a vyjadřuje v podstatě množství krvinek, které se v dané oblasti pohybují, přičemž na rychlosti a směru jejich pohybu při tomto typu zobrazení nezáleží. Proto také energetická barevná mapa obsahuje jen odstíny jedné barvy. Čím více krvinek je v cévě v pohybu (čím lepší perfuze), tím světlejší odstín. Obr. 4 Tvary obrazů při použití jednotlivých způsobů zobrazení Typy (způsoby) dynamického B - zobrazení Dynamický B - způsob zobrazení vyplynul z potřeby dvourozměrně sledovat pohyb zobrazovaných struktur ve skutečném (reálném) čase, tzv. real-time technique. Obraz ve skutečném čase předpokládá snímkovou frekvenci více než 25 snímků za sekundu. Při nižší snímkové frekvenci pohyb není v reálném čase. Protože lidské oko začíná vnímat obrazy odděleně při frekvenci nižší než obrazů/s, je již při této frekvenci vidět obnovování obrazu. Podle způsobu tvorby obrazu a konstrukce sondy (hlavice s piezoelektrickými měniči - krystaly) dělíme dynamické B-zobrazení na: 1. sektorové 2. lineární 3. konvexní Všechny jmenované způsoby využívají pulzně odrazovou techniku. Vznik jednotlivých obrazů je podmíněn rychlým vychylováním ultrazvukového paprsku (svazku), které lze provádět mechanicky nebo elektronicky. Mechanický způsob předpokládá kývavý pohyb nebo rotaci při vychylování jednoho či více měničů. Tato mechanická zobrazení jsou sektorová. Phased array sektorové, lineární, konvexní a trapezoidní zobrazení jsou plně elektronická. V současné době se pro potřeby veterinární medicíny používá sektorové zobrazení ( mechanické i elektronické sondy ), lineární a konvexní zobrazení Sektorové zobrazení Je charakterizováno obrazem ve tvaru kruhové výseče (obr. 4). Jeho hlavní výhodou je snímání obrazu z malé plochy (nevyžaduje k přiložení sondy na povrch těla velkou lysou plochu a může se vyhnout anatomickým překážkám při šíření ultrazvuku - např. žebrům). Nevýhodou je, že hustota ultrazvukových řádků na ploše obrazu klesá s rostoucí vzdáleností od sondy, a tím úměrně klesá i rozlišovací schopnost, hlavně laterální. Nevhodné zobrazení objektů bývá také v oblasti nejblíže sondy v důsledku úzkého výhledu a vysoké hustoty ultrazvukových řádků na malé ploše. Vychylování ultrazvukového paprsku sektorovou sondou, a tím tvorba sektorového zobrazení, může být mechanické nebo elektronické. Mechanická sektorová sonda s kývavým způsobem vychylování ultrazvukového paprsku je tvořena jedním krystalem. U sond rotačních, které mají oproti prvně jmenovaným sondám několik výhod, rotuje kolem osy 1-5 (nejčastěji 3) měničů, které v příslušné poloze vysílají a přijímají odražené ultrazvukové paprsky, a tím vytvářejí sektorový obraz. Úhel sektorového obrazu bývá nejčastěji kolem 90 o (běžné jsou i tzv. panoramatické sondy s úhlem až 120 o ) a hloubka zobrazení (dosah) do 25 cm. Z hlediska veterinární medicíny je důležité, že životnost a spolehlivost mechanických sond je podstatně nižší než u elektronických sond. I vzhledem k dalším zde neuváděným nevýhodám mechanických sond je dávána přednost sice dražším sektorovým sondám s elektronickým vychylováním ultrazvukového paprsku - phased array sektor. Sonda je konstruována pomocí řady měničů krystalů. Princip vychylování ultrazvukového paprsku z osy u elektronické sektorové sondy spočívá v podstatě v rozdílné fázi přiváděného budicího signálu pro jednotlivé piezoelektrické elementy, v jejich fázovém seřazení. Elektronické sektorové sondy jsou celkově menší než mechanické, a také plocha pro snímání obrazu může být podstatně menší. Velkou výhodou elektronických sektorových sond je možnost elektronicky prováděné dynamické fokusace (viz kap ). Rozhodující však je (zejména z pohledu humánní medicíny), že pro tzv. dvourozměrné dopplerovské zobrazení v reálném čase, kódované 14

15 Základní principy ultrasonografie, technické vybavení, interpretace obrazu v barvách (kap ), lze použít pouze sektorové sondy s elektronickým vychylováním ultrazvukového paprsku. Sektorové zobrazení lze použít při diagnostice přes stěnu břišní u všech druhů hospodářských zvířat, kdy stačí pouze malá plocha kůže pro dokonalé přiložení sektorové sondy (např. lysé místo pod předkolení řasou u ovcí), nepostradatelné je v kardiologii (snadné přiložení mezi žebra) nebo je sektorové zobrazení vhodné tam, kde v určité hloubce potřebujeme co největší šíři obrazu Lineární zobrazení (pravoúhlé) Je charakterizováno lineárním (pravoúhlým, většinou obdelníkovým) tvarem obrazu (obr. 4). Získává se pomocí lineární sondy s krystaly uspořádanými v řadě ( linear array ), které umožňují elektronické vychylování ultrazvukového paprsku a tzv. dynamickou fokusaci. Počet krystalů v lineární sondě závisí na konstrukci celého přístroje a pohybuje se od 64 do 256 krystalů. (Uvedená čísla jsou jen orientační podle počtu krystalů používaných některými firmami.) Každý ultrazvukový řádek (paprsek, svazek paprsků) je tvořen aktivací několika - skupiny krystalů (např. od 3 až do 128) v závislosti na konstrukci sondy a celého přístroje na rozdíl od phased array sektorové sondy, kde je tvořen všemi krystaly v řadě. Výsledný obraz je tedy složen z jednotlivých ultrazvukových řádků kolmých na krystalovou řadu lineární sondy..lineární zobrazení se používá především tam, kde je dostatečně veliká plocha pro přiložení vhodného typu sondy (ty jsou nejrůznějších tvarů a rozměrů - zejména délky, která určuje i velikost záběru neboli šíři pohledu). Na rozdíl od sektorového zobrazení lze dobře vyšetřovat útvary ležící i v blízké vzdálenosti od sondy. Pravoúhlý tvar obrazu i tvar celé lineární sondy umožňuje dobrou orientaci v průběhu vyšetření. Lineární zobrazení je velmi vhodné při rektálním zavedení sondy k vyšetření pohlavního ústrojí u velkých a případně i středně velkých druhů hospodářských zvířat. Je však dobře použitelné i pro transkutánní vyšetření u středně velkých a zejména malých druhů zvířat Konvexní zobrazení Konvexní zobrazení (electronic convex sector) spojuje výhody sektorového a lineárního zobrazení (ze kterého v principu vychází) a je plně elektronické. Konvexní sondy jsou konstruovány tak, že řada krystalů je uspořádána (prohnuta) do oblouku s určitým poloměrem (rádiem) se zřetelem na danou sondu a určení jejího použití. Rádius sond pro kardiologická vyšetření je malý (např. 15 mm), pro abdominální diagnostiku a transkutánně, respektive transrektálně prováděná porodnicko-gynekologická vyšetření se obvykle používají sondy s větším rádiem (např mm), ale pro některá vyšetření jsou naopak výhodné i sondy s malým rádiem (mikrokonvexní sondy). Pohledový úhel (scanning angle) se volí podle konkrétního použití sondy a je závislý na příslušném rádiu a délce krystalové řady. Tedy tvar obrazu, který mimo jiné danou konvexní sondu charakterizuje, je dán rádiem a úhlem. Možnosti a výhody použití mikrokonvexní sondy (malý rádius, velký úhel) jsou podobné jako u sektorových sond. Tvar obrazu takovýchto konvexních sond se podobá tvaru obrazu některých sektorových sond se stejným úhlem sektoru, takže podle tvaru výsledného obrazu na monitoru nelze mnohdy rozlišit použití sektorové nebo konvexní sondy. Přestože konvexní sondy spojují přednosti sond sektorových a lineárních, zároveň přebírají nevýhody sektorového zobrazení (rozšiřování mezer mezi jednotlivými ultrazvukovými řádky s rostoucí hloubkou, což způsobuje ve větší vzdálenosti od sondy horší rozlišovací schopnost), ale v mnohem menší míře. S použitím konvexních sond se dnes setkáme prakticky ve všech oborech humánní a veterinární medicíny Ultrazvukové sondy a způsoby použití Ultrazvuková sonda pracující s kterýmkoliv způsobem zobrazení (sektorové, lineární a konvexní) do značné míry limituje jeho výsledek v rámci ultrazvukové techniky. Sonda je nejen důležitou, ale také velmi drahou součástí každého ultrazvukového přístroje, a proto je nezbytné jejímu výběru věnovat náležitou pozornost. Z obecného hlediska určujícím faktorem pro použití sondy v různých situacích a za různým účelem je její pracovní frekvence (viz kap. 1). Při respektování známé skutečnosti, že nižší frekvence se vyznačuje průnikem ultrazvukových paprsků do větších hloubek, a tudíž je vhodná k vyšetření větších a hlouběji uložených objektů, a naopak, že vyšší frekvence je účelnější vzhledem k lepší axiální rozlišovací schopnosti a menšímu průniku ultrazvukových vln k detailnímu sledování objektů blízkých sondě, se u skotu používají sondy s frekvencí od 3 do 7,5 MHz respektive 2 až 10 MHz. Např. pro vyšetření pohlavních orgánů krav a jalovic včetně diagnostiky rané březosti je optimální sonda s frekvencí 5 respektive až 8 MHz. S frekvencí a zobrazovací hloubkou dané sondy koreluje i její fokusace. Dnes jsou nejvýhodnější tzv. širokopásmové nebo multifrekvenční sondy vysílající simultánně určité frekvenční spektrum. Vývoj a výroba širokopásmových a multifrekvenčních sond znamenaly prudký průlom ve vyřešení protichůdných 15

16 Základní principy ultrasonografie, technické vybavení, interpretace obrazu problémů - vysoké rozlišovací schopnosti a hluboké penetrace. U širokopásmových sond je jedna hlavní (dominantní) frekvence, která může být i frekvencí střední, a tato hlavní frekvence je také pro každou sondu uváděna. Nejnovější multifrekvenční sondy vysílají do tkáně celé spektrum prakticky rovnocenných frekvencí. V podstatě je, podle výrobce, možností multifrekvenčních sond využíváno automaticky (frekvence se mění se změnou hloubky zobrazení), nebo lze u některých typů sonografů frekvenci libovolně měnit ve vícestupňovém režimu. Pro takovouto multifrekvenční sondu je rozmezí frekvencí uvedeno. Výrobci mobilních sonografů, kteří nepoužívají systém širokopásmových sond, se snaží zvýšit využití některých typů sond možností přepnutí frekvence alespoň ve dvoustupňovém režimu - tzv. dvoufrekvenční sondy (např. 5 a 7,5 MHz). Tvar, velikost, omyvatelnost a jiné vlastnosti sondy závisí na způsobu použití. Transkutánní sondy se používají k vyšetření přes kůži, transrektální sondy k vyšetření přes rektum, vaginální sondy k vyšetření přes pochvu apod.) Tvorba obrazu a konstrukční uspořádání ultrazvukových diagnostických přístrojů Hlavice sondy je spojena různě dlouhým kabelem (2 3 m ) s vlastní přístrojovou jednotkou ultrazvukového Obr. 5 Schematické znázornění sonografu s lineární sondou a postupu signálu jednotlivými komponenty přístroje. 16

17 Základní principy ultrasonografie, technické vybavení, interpretace obrazu přístroje - sonograf, scanner. Na vlastnostech a kvalitě kabelu sondy zejména při použití u zvířat také velmi záleží. Vlastní přístroj obsahuje komponenty sloužící jednak k aktivaci krystalů sondy v určeném rytmu, jednak ke zpracování echo signálů (vytvářených piezoelektrickými měniči po přijetí příslušných ech) a tvorbě vlastního obrazu na monitoru (obr 5). K dalšímu zpracování signálu vytvářeného sondou dochází v elektronickém bloku přístroje. Předpokladem vytvoření obrazu na obrazovce je přeměna ultrazvukových svislých (u lineárního zobrazení) řádků na vodorovné televizní řádky. Je to ve skutečnosti velmi složitý proces, který probíhá v digitální části přístroje s pamětí Úpravy (korekce) obrazu K získání kvalitního obrazu umožňujícího stanovit co nejpřesnější diagnózu se provádějí různé úpravy signálu. Podle umístění korekce signálu v signální cestě rozeznáváme úpravy před pamětí - preprocessing a za pamětí - postprocessing. Preprocessing korekce můžeme použít jen během snímání reálného obrazu, postprocessing korekce lze provádět i po zastavení ( zmrazení ) obrazu. Mezi p r e p r o c e s s i n g k o r e k c e patří zisk (gain), časová kompenzace zisku (time gain compensation, TGC), z dalších např. automatické řízení zisku (automatic gain control, AGC), dynamický rozsah (DR), zvýšení echa (echo enhance, EE) a zprůměrnění snímkové (frame correlation). Pochopení významu těchto korekcí je velmi důležité, protože si některé z nich (gain, TGC) nebo všechny (podle dokonalosti přístroje) může vyšetřující před každým vyšetřením nastavit, nebo je může během vyšetření měnit. Jen tak lze docílit co nejkvalitnějšího a nejvíce vyhovujícího obrazu pro ten který druh vyšetření a pro každý jednotlivý případ. Korekcí zisku (gain) zesilujeme stejnoměrně přijímaný signál v celé hloubce obrazu, který se tím zesvětluje nebo v opačném případě ztmavuje, podle hodnoty zisku (volitelný od 30 do 90 db, respektive ve větším rozsahu podle konstrukce přístroje). Při nedostatečném zisku nelze důležitá echa vidět, opačně při nadměrném zisku jsou některá echa zakryta přezvučením (šumem). Pro optimální nastavení zisku je také důležité prvotní správné nastavení jasu a kontrastu na monitoru. Z praktického hlediska je správné nastavení zisku při každém vyšetření velmi důležité, protože má velký vliv na kvalitu výsledného obrazu. Velmi obecně platí, že pro větší hloubky zobrazení, ale také např. při vyšetření přes kůži u obézních pacientů i jinde, kde dochází k většímu útlumu ultrazvukového vlnění, je nutné použít vyšších hodnot zisku. Časová kompenzace zisku (time gain compensation, TGC), označována také jako sensitivity time control, STC slouží k srovnání úrovně signálu v celé hloubce obrazu. Ultrazvukový paprsek je průchodem vyšetřovaným prostředím utlumován jak na vysílací dráze, tak po odrazu na dráze přijímací. Z toho vyplývá, že echa ze dvou stejných rozhraní ale z rozdílných hloubek budou rozdílná, což je nevyhovující. Tento rozdíl se srovnává větším zesílením signálu z větších hloubek (far field) nebo zeslabením signálu z blízké vzdálenosti od sondy (near field). Mezi p o s t p r o c e s s i n g k o r e k c e patří např. tzv. gama korekce. Při ní se lineární přiřazení stupňů škály šedi příslušným intenzitám registrovaných ech nelineárně deformuje (mění na nelineární). Tím se zvýrazňuje nebo potlačuje určitý rozsah intenzit ech Výsledný obraz na monitoru při B způsobu zobrazení Echa různých amplitud (rozdílných intenzit) se na televizní obrazovce zobrazí jako různě zářivé nebo jasově modulované body - pole (obr. 6). Podle tohoto fenoménu je také odvozen název - B-způsob zobrazení (B = Brightness - jas, záře). Zářivost (světlost) těchto bodů je reprezentována různým stupněm šedi od bílé až po černou. Tento způsob vyjádření intenzity ech je označován jako metoda odstupňované šedi (grey scale system). Bílou barvou se zobrazují echa největší intenzity, tj. v případech, že se vysílané paprsky maximálně odrážejí od tkání vysoce echogenních (kost). Naopak černě se zobrazí echa s nejnižší intenzitou, případně oblasti, které neposkytují žádné odrazy, tj. anechogenní nebo neechogenní zóny (tekutina). Mezi echy nejvyšších a nejnižších intenzit leží široká škála ech různých intenzit, která se zobrazují v různých odstínech šedé barvy. Ve veterinární medicíně běžně používané přístroje mají dnes stupnici šedi o 64, 128 nebo 256 stupních. Protože však rozsah intenzit vracejících se ech je podstatně větší, je k jednomu stupni šedi přiřazeno několik ech blízkých intenzit. Lidské oko není schopné rozlišit nepatrné odstínové rozdíly mezi sousedními stupni těchto hustých stupnic (rozlišuje jen kolem 30 stupňů šedi), obraz je však jemnější, uhlazenější, než když bylo dříve používáno jen např. 8 nebo 16 stupňů šedi. K vyjádření relativní echogenity a tím i struktury útvaru se používají termíny jako hypoechogenní, hyperechogenní a izoechogenní (nor- 17

18 Základní principy ultrasonografie, technické vybavení, interpretace obrazu Obr. 6 Znázornění jednotlivých ech ve výsledném obraze na monitoru v závislosti na lokalizaci a akustické impedanci příslušných reflektorů. mechogenní). Je samozřejmé, že echogenita (resp. akustická impedance) určité tkáně se fyziologicky může měnit (např. endometrium v průběhu pohlavního cyklu), a tak je možné rozpoznat její stav. Umístění příslušných ech v dvourozměrném obraze vzhledem k lineární sondě ukazuje obr.6. Zřejmá je závislost na hloubce uložení a stranové lokalizaci jednotlivých reflektorů ve vyšetřované oblasti. Řádkování (rastrování), dané pohybem elektronového svazku po obrazovce monitoru, je horizontální, ale ultrazvukové řádky probíhají vertikálně, což umožňuje dobrou orientaci. Reflektor nacházející se ve vyšetřované oblasti blíže sondě se na monitoru přístroje zobrazí blíže k hornímu okraji obrazu než reflektor uložený hlouběji. Kvalita speciálních monitorů (daná např. počtem televizních řádků), které jsou důležitou součástí každého sonografu, také ovlivňuje kvalitu obrazu, a tím i výsledný efekt vyšetření. Monitor by měl být takové velikosti (zejména při vyšetření ve stáji), aby objekty byly zobrazeny při nejběžněji používané sondě a hloubce zobrazení v přiměřené velikosti (nejlépe 1 : 1, případně o něco větší než ve skutečnosti). U každého monitoru je důležité správné nastavení jasu a kontrastu, které musí předcházet nastavení zisku Ultrazvukové diagnostické přístroje Každý ultrazvukový diagnostický přístroj (sonograf, ultrazvukový scanner) se skládá ze sondy (výkonné části) a vlastní přístrojové jednotky. Ta se skládá z elektronického bloku, monitoru, ovládací klávesnice a dalších přídavných zařízení. Schematicky je uspořádání lineárního sonografu uvedeno na obr. 5. Vysílač vytváří elektrický signál (v určeném rytmu časovým synchronizátorem) k buzení piezoelektrických krystalů sondy. Ty po vyslání ultrazvukového pulzu přijímají odražený ultrazvukový paprsek a přeměňují ho zpět na elektrický signál, který je veden kabelem sondy do přijímače, kde je částečně upravován (viz výše) a poté uložen v digitalní formě v paměti DSC (digital scan converter). V konečné fázi je informace z digitální paměti po převedení zpět na elektrický signál přenesena do monitoru, pomocí kterého je na obrazovce zobrazena. Sonografy rozdělujeme na stabilní a mobilní (přenosné). Stabilní sonografy jsou rozměrnější a mají větší hmotnost (asi kg). Jsou umístěny ve vyšetřovací místnosti a vyšetřovaná zvířata jsou k nim přiváděna. Celý přístroj je na malých kolečkách, takže přejíždění ke zvířeti je velmi omezené (jen v rámci k tomu přizpůsobeného pracoviště - ošetřovny, kliniky). Mají určité výhody: umožňují převážně zobrazení více způsoby - B, M, příp. 18

19 Základní principy ultrasonografie, technické vybavení, interpretace obrazu Doppler, mnohé z nich mohou používat sondy sektorové, lineární i konvexní, elektronický systém může být dokonalejší a výsledný obraz kvalitnější, mají také větší monitor a jsou komfortněji vybaveny - např. ovládání přístroje. Nevýhodou je kromě omezené mobilnosti (prakticky je nelze použít v terénních podmínkách) většinou také vyšší pořizovací hodnota. Zvláště pro práci ve stáji jsou daleko vhodnější přenosné (mobilní) fonografy, které vzhledem k značnému zdokonalení ultrazvukové diagnostické techniky v posledních letech v mnohých parametrech dosahují dokonalosti stabilních přístrojů. Jako přijatelná hmotnost se připouští do 10 kg respektive do 15 kg. Dále jsou vyžadovány co nejmenší rozměry přístroje, kompaktnost (monitor a elektronický blok tvoří jeden celek) a vhodné umístění ovládacích prvků. S přístrojem o hmotnosti kolem 10 kg lze však dobře pracovat pouze ve vazné stáji skotu (kde je přístroj vezen na k tomuto účelu zhotoveném vozíku) a nebo ve stáji s volným ustájením, pokud jsou zvířata k přístroji přiváděna a vhodným způsobem fixována. Kompromisem by mohla být pro tyto sice přenosné, ale relativně těžké přístroje fixace celé skupiny dojnic např. chytacími zábranami přímo ve stáji a umístění sonografu na vozík. Pořízení tohoto způsobu fixace do většího počtu kotců (sekcí) je však ekonomicky náročné a přehánění jednotlivých skupin zvířat do jednoho takto vybaveného kotce je nevýhodné. Proto se dnes jednoznačně prosazuje např. při velkém počtu prováděných gynekologických vyšetření ve volném ustájení vyšetřovat zvířata přímo v kotcích. Dojnice jsou fixovány obvyklým způsobem jen jedním ošetřovatelem. Za hraniční pro takto prováděná vyšetření považuji hmotnost přístroje 5 kg. Dlouholetá praxe a neustálé zdokonalování ultrazvukových přístrojů ukazují, že pro vyšetření velkého počtu zvířat najednou jsou nejvýhodnější scannery o hmotnosti kolem 2 max. 3 kg. Vyšší hmotnost přístroje však nehraje roli např. při vyšetření jednoho nebo několika zvířat. Zde je naopak upřednostňována kvalita výsledného obrazu na monitoru a tím i získání co nejpřesnější diagnózy. Pokud přicházíme s přístrojem ke zvířeti měl by být vždy napájen z akumulátoru, který je součástí sonografu. Výběru a nákupu přístroje musíme věnovat náležitou pozornost. Je třeba především stanovit, který druh hospodářských zvířat budeme prioritně vyšetřovat (malá, velká zvířata nebo obojí), zda bude přístroj využíván jen v porodnictví a gynekologii, nebo musí pokrýt i diagnostiku v jiných oborech, a konečně v jakých podmínkách a k jakým účelům bude přístroj používán (klinika x stáj, praxe x vědeckovýzkumné účely). 3. Interpretace obrazu Správné posuzování a následná interpretace ultrazvukových obrazů není jednoduchou záležitostí a vyžaduje mnoho trpělivé práce a velké pracovní zkušenosti se sonografickým vyšetřováním. Velkou pomocí pro správné posouzení obrazu tvořeného jednotlivými echy, zvláště u začátečníků, je možnost ověření a porovnání sonografického obrazu se sekčním nálezem a studium tkání různých struktur technikou umístění zkoumaného bjektu ve vodní lázni. Správnost klinické interpretace sonografického nálezu např. v porodnictví a gynekologii je určována také schopností vyšetřujícího získat co nejpřesnější palpační nález a využít jej pro srovnání se sonografickým nálezem. Echa zobrazená na monitoru pocházejí ze dvou typů reflexí ultrazvukových paprsků, tj. zrcadlové reflexe a difuzní (nezrcadlové) reflexe a existuje určitý vztah mezi nimi a tkáňovými strukturami. Difuzní reflexe (backscatter) je původem velké většiny diagnostických ech z parenchymatózních orgánů a dává tkáním typickou granulární strukturu. Zrnitý vzor je sice částečně charakteristický pro určitou strukturu tkáně, závisí ale i na typu použitého přístroje a jeho nastavení (geometrie ultrazvukového pole, fokusace, frekvence, počet stupňů šedi, korekce signálu - zisk, AGC, DR a pod.), ale také na odstupu objektu od sondy. Tkáně a struktury lidského a zvířecího těla však způsobují jak zrcadlové, tak nezrcadlové odrazy, poskytující do určité míry pro ně typický obraz. V něm jsou sonograficky rozeznatelné jednak jednotlivé tkáňové komponenty (např. vazivová septa, cévy), jednak typický složený výše uvedený granulární vzor. V kap. 1 je vysvětleno, že se ultrazvukový paprsek nemusí v dané struktuře šířit přímočaře, ale dochází i k jeho lomu a dalším jevům, nebo mohou vznikat při odrazu od silných, kolmo na vlnění stojících rozhraní vícenásobné odrazy (např. mezi takovýmto rozhraním a sondou). Výsledkem těchto a mnoha dalších skutečností je pak v obraze výskyt ech (neskutečných ech), která nejsou výsledkem odrazu od skutečných reflektorů, nebo tato echa mají nepatrně posunutou polohu oproti skutečné poloze daného reflektoru v tkáni. Arteficiální echa (artefakty) nejen ztěžují interpretaci obrazu, ale mohou být i příčinou chybného hodnocení jak fyziologických, tak patologických stavů. Některé artefakty komplikují hodnocení obrazu (reverberace), ale jsou i žádoucí artefakty, jejichž výskyt pomáhá určit správnou diagnózu (akustické stíny např. za osifikovanými částmi odumřelého plodu). Pro vyšetřujícího je nejen důležité, aby znal formy 19

20 Základní principy ultrasonografie, technické vybavení, interpretace obrazu a původ artefaktů, ale aby je dovedl vhodnou vyšetřovací technikou odstranit nebo alespoň nežádoucí z nich snížit na minimum. Např. vyšetřením objektu ve více rovinách, nebo změnou nastavení některých parametrů přístroje (např. zisku) Zrcadlová reflexe Zrcadlová reflexe (odraz) vzniká při dopadu ultrazvukového paprsku na hladkou plochu (zrcadlový reflektor) širší než paprsek a kolmou k ultrazvukovému paprsku. Při dopadu ultrazvukového paprsku na hladkou, tekutinou naplněnou strukturu je obvykle jen malá část paprsku odražena a větší část prochází prvním rozhraním jako prostupující paprsek (obr. 7). Konkávní stěna takovéto struktury rovněž způsobí zrcadlový odraz. Velikost zrcadlového echa je tedy závislá na rozdílu akustické impedance tkání tvořících rozhraní a na úhlu dopadu ultrazvukového paprsku (na orientaci sondy k hladké ploše). Zrcadlové odrazy jsou např. velmi časté v sonografických obrazech samičího pohlavního ústrojí v důsledku přítomnosti struktur naplněných tekutinou (folikulární cysty, endometriální cysty) a velkého množství hladkých ploch (sliznice pochvy a dělohy) Difuzní (nezrcadlová) reflexe K difuzní reflexi dochází při dopadu ultrazvukového paprsku na nerovnou plochu, nebo když je plocha užší než ultrazvukový paprsek (obr. 8). Na rozdíl od zrcadlového odrazu není amplituda echa závislá na úhlu dopadu paprsku. Ultrazvukový paprsek je ve fokální zóně široký asi 2-3 mm. Plochy menší než je šíře ultrazvukového paprsku dávají difuzní odrazy. Příkladem mohou být malé plochy mezi parenchymatózními buňkami (luteálními, endometriálními, buňkami parenchymatózních orgánů) a obklopujícími malými cévami. Při průchodu ultrazvukového paprsku různorodým prostředím (nerovné plochy nebo rozhraní užší než paprsek) se echa rozptylují. Tato změna odrazu zvukových vln ve více směrech je nazývána rozptyl (satter) a velmi malá část těchto rozptýlených ech směřující zpět ke zdroji ultrazvuku je zpětný rozptyl (backscatter). Amplitudy ech vracejících se k sondě jsou velmi nízké (dosahují 1/100 amplitudy zrcadlových ech). Při interakci paprsku s více podobnými částečkami vzniká více ech najednou a ta, která přicházejí k sondě ve stejnou dobu, mohou interferovat. Odrazy pocházející z difuzní reflexe dávají vyšetřovanému objektu určitou sonografickou strukturu (např. jemně zrnitý vzhled luteální tkáně), která napomáhá identifikaci tkáně. Metoda odstupňované šedi plně využívá fenoménu difuzní reflexe, která dává buněčné tkáni relativně konstantní sonografický obraz nezávislý tolik na orientaci sondy. Obr. 8 Srovnání původů zrcadlových a nezrcadlových ech (podle GINTHERA, 1986). Obr. 7 Vzájemný vztah mezi úhlem dopadu ultrazvukového paprsku a vznikem zrcadlových odrazů Artefakty Mezi nejdůležitější arteficiální (neskutečná, falešná) echa vyskytující se při vyšetřování pohlavního ústrojí patří: akustické stíny, artefakty způsobené zesílením ech, artefakty způsobené šíří ultrazvukového paprsku, artefakty způsobené postranními laloky ultrazvukového paprsku 20