Način rada ultrazvučnog sustava
Tijekom izvođenja ultrazvučnog pregleda, a ovisno o vrsti pregleda, tkiva i dijagnozi ultrazvučni sustav omogućuje nekoliko načina rada:
A-mode (A=amplitude)
Najstariji način korištenja ultrazvuka u medicinske svrhe danas je uvelike napušten, osim u oftalmološkim pregledima (npr. kako bi se dobio promjer očne jabučice). Princip rada je da se ultrazvučna zraka koja je odbijena u tkivu vraća u sondu te se prikazuje na osciloskopu (nema klasičnog grafičkog prikaza), tj. prikazuju se samo vršna odbijanja zrake čime se dobiju samo osnovne konture ciljanog organa ili tkiva.
M-mode (M=motion)
M-način rada se koristi najčešće u kardiologiji kako bi se dobila određena mjerenja na srcu koje je stalno u pokretu u određenoj jedinici vremena. Također, ovaj način rada ultrazvuka moguće je koristiti u svim situacijama kada su potrebna određena mjerenja na organima koji se miču. Tijekom pregleda koristi se samo jedan snop ultrazvučnih valova. Zbog odlične temporalne rezolucije ovog načina rada (visoki broj prikupljenih sličica – sampling rate), M-mode je izrazito koristan za procjenu brzih pokreta i jedan je od osnovnih pregleda tijekom pedijatrijskog i adultnog pregleda srca.
2D način rada
2D način rada ultrazvuka jedan je od osnovnih pregleda u suvremenoj medicini. Amplituda reflektiranih ultrazvučnih valova konvertirana je u crno-bijelu sliku gdje nijanse sive boje prikazuju tkivo i njegovu gustoću. U pravilu, uređaj prikazuje do 256 nijansi sive boje što omogućuje prikaz i najmanjih promjena u tkivima i organima. Ovaj način rada ultrazvučnog sustava trenutačno je standard u svijetu za dobijanje 2D prikaza.
Doppler način rada
Doppler način rada ultrazvuka bazira se na Dopplerovom efektu (promjena frekvencije uzrokovana recipročnim kretanjem generatora valova i primatelja valova). Dopplerov efekt koristi se u dijagnostičke svrhe s ciljem ispitivanja protoka krvi u organizmu (ultrazvučni signal odbija se od crvenih krvnih stanica; frekvencija reflektiranih ultrazvučnih valova smanjuje se ili povećava ovisno o smjeru kretanja krvi u odnosu na položaj sonde).
a) Doppler Duplex
Doppler Duplex način rada ultrazvuka temelji se na simultanom 2D načinu rada (u stvarnom vremenu) i Doppler načinu rada. 2D način služi za približnu lokalizaciju mjesta mjerenja (krvne žile), dok se Dopplerom mjere protoci krvi. Obje spektralne Doppler tehnike (Continuous Wave i Pulsed Wave) mogu se koristiti u kombinaciji s 2D načinom snimanja.
b) CW Doppler (Continuous-Wave Doppler)
Ovaj način rada ultrazvučnog sustava zahtijeva korištenje dva piezoelektrična kristala u sondi. Jedan kristal neprestano šalje ultrazvučne valove, dok drugi kristal neprestano prima Doppler signal kroz cijelu liniju skeniranja. Continuous Wave Doppler vrlo je koristan tijekom snimanja protoka tekućina velike brzine. Njime je moguće potvrditi prisutnost tijeka i utvrditi smjer krvi, ali ne i točnu poziciju krvne žile.
c) PW Doppler (Pulsed-Wave Doppler)
U Pulsed Wave načinu rada ultrazvuka jedan kristal šalje i prima ultrazvučni signal. Reflektirani signal vraća se u ultrazvučnu sondu nakon određenog vremenskog odmaka (pulse repetition frequency – PRF) i na taj način izračunava se brzina protoka krvi. Pulse Wave Doppler može se koristiti za mjerenja protoka u specifičnim, malim krvnim žilama u regijama interesa (regije interesa definirane su veličinom prozora u kojemu se prikupljaju podatci). Ovaj način mjerenja daje nam uvid u smjer kretanja krvi i precizno određenje izvora Doppler signala. Glavni nedostatak ovog načina snimanja je prikaz kretanja krvi pri velikim brzinama. Maksimalna brzina tijeka koja se može pratiti u PW načinu rada ograničena je Nyquistovom granicom (maksimalno ½ brzine PRF (frekvencije ponavljanja impulsa)). Nakon što tijek prijeđe tu granicu, dolazi do pojave artefakata (aliasing).
d) Color Doppler
Color Doppler način snimanja baziran je Pulsed Wave načinu rada ultrazvuka. U Color Doppler načinu rada, za razliku od Pulsed Wave načina rada, višestruke regije interesa su evaluirane kroz cijelu liniju skeniranja. Brzine protoka su prikazane koristeći boje (crnu, crvenu i plavu boju). Tijek krvi prema sondi označen je crvenom bojom, dok je tijek koji odlazi od sonde označen plavom bojom.
e) Power Doppler
Power Doppler predstavlja varijantu Color Doppler načina rada ultrazvučnog sustava koja prikazuje jačinu primljenog Doppler signala (ne prikazuje frekvenciju kao u drugim načinima rada). Ovaj način često je korišten kako bi snimili protoke male brzine i jačine. Power Doppler ne prikazuje smjer kretanja krvi i različite brzine protoka.
f) Tissue Doppler
U standardnim Doppler pretragama, signali iz tkiva koje se kreće su eliminirani te ostaju samo frekvencije koje se odbijaju od crvenih krvnih zrnaca. Tijekom snimanja Tissue Doppler-om, signali koji dolaze iz tkiva su očuvani te je moguće prigušenje signala dobivenih iz krvi mjerenjem razlike u amplitudama različitih signala iz krvi i tkiva.
3D/4D način rada ultrazvuka
3D način rada ultrazvučnih sustava često se koristi u kardiologiji (za preglede struktura srca) i opstetriciji (tijekom trudnoće) pružajući uvid u trodimezionalne slike fetusa.
Postoji nekoliko različitih načina rada ultrazvuka u medicini i opstetriciji. Standardni način rada uključuje 2D način; u 3D načinu rada za razliku od 2D načina ultrazvučni valovi šalju se u tkivo pod različitim kutovima (u 2D modu valovi se šalju pravocrtno). Valovi koji su reflektirani i vraćeni u ultrazvučnu sondu procesuiraju se sofisticiranim računalnim programima rezultirajući rekonstruiranim trodimenzionalnim volumnim prikazima organa fetusa ili nekih drugih organa, na sličan način kako CT uređaj rekonstruira slike od više rentgenskih slika. 3D ultrazvuci dopuštaju nam da vidimo širinu, visinu i dubinu ciljnog organa, ali bez prikaza pokreta pretraživanog organa.
Kliničko korištenje ove napredne tehnologije ultrazvučnog prikaza posebnu važnost ima u ginekologiji/opstetriciji za prikaz anomalija fetusa, no u posljednje vrijeme sve se više koristi i za prikaz lica fetusa.
4D ultrazvučne pretrage su vrlo slične 3D pretragama, s dodatkom vremenske komponente – 4D pregled omogućuje 3D prikaz u realnom vremenu. 4D prikaz osim u opstetriciji koristi se najčešće u kardiologiji tijekom prikaza rada srca u srčanim ciklusima.