МодальностьUS
УЗИ (ультразвуковое исследование)
Съёмка в реальном времени с помощью высокочастотных звуковых волн, без излучения. В исследовании есть и неподвижные изображения, и видеофрагменты (кинопетли) - многокадровые файлы DICOM.
На этой странице
Ультразвуковое исследование (УЗИ), или сонография, позволяет с помощью высокочастотных звуковых волн увидеть внутренние органы в реальном времени. На УЗИ видны движущиеся структуры, например сокращающееся сердце и ток крови, а ионизирующее излучение при нём не используется. УЗИ сердца называют эхокардиографией. Исследование обычно включает неподвижные изображения и короткие видеофрагменты, которые называют кинопетлями (cine loops).
Основные факты
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Код модальности DICOM | US |
| Обычное число изображений | Примерно от 10 до более чем 100 неподвижных изображений и кинопетель |
| Обычный объём исследования | Несколько МБ для неподвижных изображений; несколько сотен МБ и больше для исследований с большим числом кинопетель |
| Длительность исследования | Обычно от 15 до 60 минут |
| Облучение | Нет |
| Контрастное вещество | Обычно не применяется; при некоторых исследованиях используют микропузырьковые контрастные вещества |
Как это работает
Специалист по УЗИ или врач водит по коже ручным датчиком (трансдьюсером). Гель между датчиком и кожей вытесняет воздух, который не пропускает звук. Датчик посылает короткие звуковые импульсы с частотой намного выше порога слышимости человека, в мегагерцовом диапазоне. Звук отражается от границ между тканями, и датчик улавливает отражённые сигналы (эхо). По времени, за которое возвращается каждое эхо, аппарат вычисляет глубину границы и обновляет изображение много раз в секунду.
Базовое чёрно-белое изображение называют B-режимом. Допплерография измеряет кровоток: при цветовом допплеровском картировании его направление и скорость показаны цветом поверх изображения, а спектральная допплерография показывает скорость в виде графика. Некоторые датчики вводят внутрь тела, например во влагалище, прямую кишку или пищевод, чтобы оказаться ближе к органу. Кости и воздух останавливают звук, поэтому УЗИ не позволяет заглянуть внутрь костей или сквозь лёгкие и кишечник, заполненные воздухом.
Применение
Основные области применения:
- беременность: оценка роста и положения плода
- печень, жёлчный пузырь, почки, мочевой пузырь и другие органы брюшной полости
- органы малого таза, щитовидная железа, молочные железы и яички
- сердце (эхокардиография) и сосуды, например поиск тромбов в венах ног
- мышцы, сухожилия и суставы
- наведение иглы при биопсии и инъекциях
Аппараты УЗИ можно перевозить к постели пациента, и их часто используют в неотложных ситуациях. Качество исследования сильно зависит от навыков того, кто его выполняет.
Подготовка и ход исследования
Подготовка зависит от исследования. Для УЗИ жёлчного пузыря и верхней части живота вас могут попросить не есть несколько часов. Для некоторых исследований органов малого таза мочевой пузырь должен быть наполнен, поэтому заранее нужно выпить воды. Для многих исследований подготовка не нужна.
Вы ложитесь на кушетку, специалист наносит на кожу гель и прижимает к ней датчик. Гель бывает прохладным, а давление датчика на болезненное место может быть неприятным. Вас могут попросить задержать дыхание или повернуться. Для внутреннего исследования используют датчик в защитном чехле. После исследования вы вытираете гель и можете вернуться к обычным делам. В некоторых клиниках специалист не обсуждает результаты, а заключение позже выдаёт врач.
Безопасность
При УЗИ ионизирующее излучение не используется, и вредного воздействия стандартного диагностического УЗИ на человека не выявлено. Однако звуковые волны несут энергию. Они могут слегка нагревать ткани и в некоторых случаях создавать крошечные пузырьки газа (кавитация). Обычно аппарат показывает на экране два показателя безопасности: тепловой индекс (TI) и механический индекс (MI). Специалисты следуют принципу ALARA: используют минимально необходимые мощность и время исследования, особенно при беременности. По этой причине американское агентство FDA не рекомендует делать УЗИ только ради памятных снимков или видео плода. Микропузырьковые контрастные вещества редко вызывают аллергические реакции.
Как выглядит УЗИ в DICOM
У изображений УЗИ модальность US. Для неподвижного изображения используется класс SOP Ultrasound Image Storage (хранение ультразвуковых изображений; 1.2.840.10008.5.1.4.1.1.6.1). Кинопетля - это один файл Ultrasound Multi-frame Image Storage (многокадровое хранение ультразвуковых изображений; 1.2.840.10008.5.1.4.1.1.3.1). В нём поле Number of Frames (0028,0008) указывает число кадров, а Frame Time (0018,1063) - интервал между кадрами в миллисекундах. Для трёхмерных данных может использоваться Enhanced US Volume Storage (1.2.840.10008.5.1.4.1.1.6.2), но многие аппараты сохраняют 3D-данные в собственных форматах производителя или только в виде готовых объёмных изображений.
Изображение УЗИ - это обычно копия того, что аппарат показывает на экране, часто размером от 640×480 до 1024×768 пикселей и больше, по 8 бит на отсчёт. Даже чёрно-белые изображения нередко сохраняют в цвете. Цвет хранится как RGB, а если кадры сжаты в JPEG - как YBR_FULL_422. Часто применяют сжатие JPEG с потерями, а длинные кинопетли могут храниться внутри файла DICOM как сжатое видео, например H.264.
Имя пациента, дата, название больницы, измерения и подписи часто «вшиты» в пиксели. Атрибут Burned In Annotation (0028,0301) («вшитые» надписи) должен об этом сообщать, но ему не всегда можно доверять. Если удалить теги, этот текст останется, поэтому для обезличивания изображений УЗИ нужно ещё закрыть такие участки или обрезать изображение.
Измерения опираются на Sequence of Ultrasound Regions (0018,6011) (последовательность ультразвуковых областей). Она описывает каждую откалиброванную область экрана, например изображение и допплеровский график, и задаёт физический размер пикселя в Physical Delta X (0018,602C) и Physical Delta Y (0018,602E). Некоторые аппараты также записывают Mechanical Index (0018,5022) (механический индекс) и Soft Tissue Thermal Index (0018,5027) (тепловой индекс мягких тканей). Измерения, например размеры плода, часто отправляют отдельным структурированным отчётом с модальностью SR.
Как просматривать снимки
Нужна программа просмотра, которая умеет воспроизводить многокадровые файлы, например Weasis (бесплатная, с открытым исходным кодом), Horos (бесплатная, с открытым исходным кодом, для macOS), OHIF Viewer (бесплатная, с открытым исходным кодом, в веб-браузере) или MicroDicom (бесплатная для некоммерческого использования, для Windows). В большинстве программ можно менять скорость воспроизведения и листать кадры по одному. Измерения расстояний верны только внутри откалиброванных областей.
Кинопетлю можно экспортировать в видеофайл, но при экспорте теряются данные DICOM и может ухудшиться качество (см. раздел о конвертации DICOM). См. также как открыть файлы DICOM.