„ABC” optymalizacji obrazowania USG

Cz. II – optymalizacja w trybie B: moc akustyczna, zakres dynamiczny, punkt skupienia wiązki oraz persystencja

Podstawowe i zaawansowane metody regulacji obrazowania w trybie B

Jak wspomniano w pierwszej części artykułu, do podstawowych parametrów regulowanych podczas pracy z aparatem USG należą: głębokość penetracji  (eng. depth, rzadziej range), częstotliwość (frequency, freq.) oraz tryb obrazowania harmonicznego (Tissue Harmonic Imaging, THI), wzmocnienie (gain, B-gain), wzmocnienie strefowe (Time Gain Compensation, TGC), moc akustyczna (power, acoustic power), zakres dynamiczny (dynamic range, dyn range), punkt skupienia wiązki (focus, foc.), oraz persystencja (persistence, frame average). Są to parametry, których regulację umożliwiają nawet najprostsze aparaty ultrasonograficzne i mające największy wpływ na jakość uzyskiwanych przez diagnostę skanów. Do zaawansowanych metod regulacji obrazowania należą filtry redukujące artefakty i szumy obrazu (Speckle Reduction Filter) posiadające różną złożoność i nomenklaturę w zależności od producenta (np. Samsung Clearview, ESAOTE XView, SonoScape µScan, Mindray iClear, i inne), obrazowanie w skrzyżowanych ultradźwiękach (Compound Imaging) oraz obrazowanie harmoniczne z inwersją pulsu (Pulse Inversion Harmonic, PI, PHI). W pierwszej części artykułu omówione zostały: głębokość penetracji, częstotliwość, obrazowanie harmoniczne oraz wzmocnienie i wzmocnienie strefowe. W części drugiej przedstawione zostaną moc akustyczna, zakres dynamiczny, punkt skupienia wiązki oraz persystencja.

Moc akustyczna (power, acoustic power)

W przeciwieństwie do regulatora GAIN, który określa wzmocnienie nasłuchiwanych z tkanek ech, POWER określa moc nadawania ultradźwięków. Można tu stworzyć analogię do głośności przy odtwarzaniu dźwięków na urządzeniach AUDIO. Jako, że aparaty USG wysyłają ultradźwięki średnio przez 1% czasu działania, 99% czasu poświęcając na nasłuchiwanie, w praktyce jest mało istotna i nie regulujemy jej w rutynowych badaniach, starając się utrzymywać wartości w okolicy 80%. Większe wartości mogą powodować większą ilość artefaktów obrazowych, tak samo jak w zbyt głośno słuchanej muzyce, w której dźwięki zlewają się w jednorodny hałas. Zmniejszenie wartości do 50% i poniżej, będzie powodować stopniowe zaciemnienie obrazu, aż do jego prawie całkowitego zaniku. Odrębnym zagadnieniem w ultrasonografii, dla którego moc akustyczna ma niebagatelne znaczenie, jest obrazowanie z użyciem ultrasonograficznych środków kontrastujących przy zastosowaniu niskiego indeksu mechanicznego. Badanie ultrasonograficzne z kontrastem, jest metodą służącą do wykrywania mikrowaskularyzacji, przede wszystkim w obrębie zmian rozrostowych i jest obiecującą metodą diagnostyki w onkologii weterynaryjnej, przede wszystkim przy nowotworach śledziony, wątroby, nerek, gruczołu krokowego, ale też innych narządów. Analiza faz napływu, utrzymywania się kontrastu oraz jego wypłukiwania z naczyń w obrębie zmiany, pozwala w wielu przypadkach określić typ nowotworu, bez konieczności dokonywania procedur inwazyjnych. Ultrasonograficzne środki kontrastujące mają postać roztworu do infuzji, zawierającego pęcherzyki gazu w osłonce fosfolipidowej. Wysoka moc ultradźwięków może powodować, przedwczesne rozbijanie delikatnej struktury pęcherzyków, sprawiając, że badania staje się bezwartościowe. Aparaty ultrasonograficzne, posiadające moduł badań kontrastowych o niskim indeksie mechanicznym, wykorzystują bardzo niskie wartości mocy akustycznej, w zakresie zwykle od 0,3-3%, ale w połączeniu z maksymalnym wzmocnieniem i analizą odpowiednich zakresów ech ultradźwiękowych. Dzięki tak ustawionym parametrom, można bez ryzyka przedwczesnego rozbicia pęcherzyków gazu, przeprowadzić pełne i miarodajne badanie kontrastowe.

Zakres dynamiczny (Dynamic Range)

Określany w decybelach. W praktyce przekłada się na ilość odcieni szarości pomiędzy czernią a bielą. Wysokie wartości dynamiki powodują powstanie obrazu o mniejszym kontraście, ale też ukazującego więcej szczegółów, dzięki dużej rozpiętości skali szarości. Średnich i wysokich wartości dynamiki używamy przy standardowych badaniach jamy brzusznej. Możliwe wyłapanie bardziej subtelnych zmian, ale w niektórych przypadkach wymaga większego doświadczenia
badającego.

Niskie wartości dynamiki przekładają się na wysoki kontrast, ale jednocześnie mniej szczegółów. Takich ustawień używamy standardowo przy badaniach naczyniowych i echokardiografii. Przy badaniach jamy brzusznej z niskimi wartościami dynamiki łatwo wyłapać oczywiste zmiany, ale można przeoczyć bardziej subtelne.

Punkt skupienia wiązki (Focus)

Związany z obecnością soczewki akustycznej i określa miejsce, w którym wiązka ultradźwiękowa ma najmniejszą grubość przestrzenną. Obraz w obszarze skupienia cechuje się największą ilością szczegółów. Punkt skupienia zawsze ustawiamy w centrum interesującego nas narządu. Dla dużych obszarów badania można na większości aparatów ultrasonograficznych ustawić kilka punktów skupienia wiązki, jednak ma to wpływ na częstotliwość odświeżania obrazu.

Persystencja (Persistence, Frame avarage)

Określa liczbę kolejnych klatek, nakładających się na siebie w celu stworzenia pojedynczej klatki obrazu. Niskie wartości persystencji dają obraz bardziej ziarnisty i ostry, wysokie zaś – bardziej rozmyty. Niskie wartości stosujemy wszędzie tam, gdzie zależy nam na ocenie ruchu narządów czyli do badań kardiologicznych i badań narządów w ruchu (np. u silnie ziejących pacjentów). W standardowym obrazowaniu jamy brzusznej wykorzystujemy średnie wartości. Wysokie wartości są przydatne do badań statycznych, czyli np. w badaniu stawów i ścięgien. Ogólnie wysoka persystencja daje obraz „miły dla oka” i zatrzymuje dłużej na ekranie interesujący nas obszar, ale przy ruchliwym lub ziejącym pacjencie często uniemożliwia badanie, ze względu na silne rozmycie obrazu.

Podsumowanie

Zagadnienie persystencji zamyka zestaw podstawowych parametrów regulowanych podczas pracy z ultrasonografem. Ważne jest to, że ustawienia opisane w 1. i 2. części artykułu, mogą być dostosowane na większości aparatów ultrasonograficznych, nawet tych bardzo podstawowych i pozwalają na dostosowanie obrazowania do konkretnego pacjenta i sytuacji diagnostycznej, a bardzo często po prostu w ogóle umożliwiają przeprowadzenie badania, które w przypadku braku regulacji, byłoby niemożliwe do wykonania.

W następnej części artykułu omówione zostaną zaawansowane metody regulacji obrazowania, dostępne na aparatach klasy średniej i wyższej, takie jak filtry redukujące artefakty i szumy obrazu, obrazowanie w skrzyżowanych ultradźwiękach oraz obrazowanie harmoniczne z inwersją pulsu.

Autor i zdjęcia:

lek. wet. Maciej Gad

VETISS® – Veterinary Imaging and Surgical Solutions