Co je to ultrazvuk a jaký je princip sonografického vyšetření?

Nejdříve je vhodné ujasnit terminologii - ultrazvukové vyšetření se jiným slovem běžně nazývá též sonografie, je to totéž, a termín sonografie je dokonce běžnější - nakonec lidé běžně říkají "jdu na sono".

Ultrazvuk jsou mechanické kmity o frekvenci vyšší nežli je horní frekvenční mez slyšitelnosti člověka, tj. více než 20 kHz (zdravé lidské ucho slyší frekvence v rozmezí v pásmu 50 Hz až 20 kHz). V lékařské diagnostice se však využívá mnohem vyšších frekvencí v megahertzovém pásmu (MHz), řádově okolo 2-15 MHz. Podstatou tvorby v současnosti nejčastějšího tzv. B-modu sonografického obrazu (z anglického "brightness", jasnost) je opakované vysílání slabého ultrazvukového vlnění do tkání vyšetřované oblasti. Jako vysílač a současně i jako detektor ultrazvukového vlnění slouží sonografická sonda, kterou lékař při vyšetření plynule pohybuje po povrchu kůže pacienta. Vyslané ultrazvukové vlnění se v orgánech těla na rozhraních tkáňových prostředí s odlišnou akustickou impedancí odráží zpět (obdobně jako např. světlo na odrazivé polopropustné ploše) a získané údaje o odrazech a jejich intenzitě (označované v sonografické terminologii jako echogenita) jsou následně pomocí počítačového zpracování sestaveny do výsledného virtuálního sonografického obrazu, který vznikne tak že se amplitudy odražených signálů se převedou do stupňů šedi (od černé po bílou). Sonografické 2D obrazy pozorovatelné real-time (tedy přímo v aktuálním čase) na monitoru sonografu jsou vlastně jakési "průřezy" (neboli skeny) Vaším tělem.
Ultrazvuk tak snadno a přitom velmi detailně (rozlišovací schopnost v optimálních situacích až v řádech desetin mm) zobrazí veškeré tzv. měkké tkáně. V oblasti břicha tedy především játra, žlučník a žlučové cesty, slinivku (pankreas), slezinu, ledviny, močový měchýř, u žen dělohu a vaječníky, u mužů pak prostatu a semenné váčky. V optimálních případech je možno sonograficky zobrazit i stavbu střevní stěny (typické využití je ultrazvuk apendixu). Nejčastější indikací ultrazvuku v břiše proto bývá podezření na žlučníkové nebo ledvinové kameny a jejich komplikace, zánět žlučníku nebo slinivky (pankreatitida), ultrazvuk je ale nezastupitelný i jako prvotní metoda při podezření na nádorové onemocnění orgánů v břiše, při podezření na vývojové vady břišních orgánů (nejčastěji ledvin, ale i střevní atd), atd. Obdobně je ultrazvuk metodou první volby v oblasti jiných měkkých tkání, jako jsou štítná žláza, uzliny, různá hmatná zduření, poškození šlach či svalů ... šlo by pokračovat ještě hodně dlouho.
Sonografie však umí zobrazit nejen popsanou morfologii a strukturu vyšetřovaných tkání, tedy zodpovědět otázku zda v oblasti klinického zájmu je něco abnormálního a pokud ano, o jakou patologii se jedná. Pomocí tzv. Dopplerova efektu je na obrazovce sonografu možné sledovat i rychlost a směr proudění krve v srdečních oddílech a v cévách (tzv. duplexní ultrazvukové vyšetření, pomocí barevné škály jako "color Doppler" - barevná dopplerovská sonografie). Je tak možné posoudit stupeň zúžení (stenóz) cév či přímo přítomnost jejich uzávěrů - typickou indikací je např. posouzení lumen karotid na krku nebo arterií stehna a lýtka, sonografie žil především dolních končetin k vyloučení trombózy, ultrazvuk umožní zobrazit různé cévní vady či cévní malformace. Sonografie na podkladě matematického zmapování mnoha pixelů toku v barevné škále umožňuje přímo zobrazit stupeň prokrvení různých ložisek a tak upřesnit diagnostiku např. nádorů atd.

Nyní odbočím - v poslední době je obvyklé se především v Praze (pražské fakultní nemocnice, ale nejenom) setkat na chodbách s video projekcemi, bohužel obvykle jen zábavného a komerčního charakteru. Často mne napadá, proč by nemohla být zařazena i edukativní složka? Nabízím něco v tomto smyslu zde:

Video - barevný (Color) ultrazvuk - princip:


Video - ultrazvuk karotid - jak zhruba vypadá průběh vyšetření (case study):

A jak probíhá typické ultrazvukové vyšetření?

Sonografické vyšetření je prováděno zcela neinvazivně, nedochází k žádnému porušení nebo poškození povrchu kůže, při obvyklém postupu ultrazvukového vyšetření nejsou aplikovány žádné injekční přípravky, apod. - sonografické vyšetření je skutečně zcela bezbolestné (můžete cítit jedině mírný tlak sondy) a nemusíte se jej tedy nijak obávat.
Jedinou výjimkou je aplikace ultrazvukových kontrastních látek do žil ke zvýšení kontrastu cévního toku, což však provádí pouze některá specializovaná pracoviště a to ještě spíše v rámci studií - na naprosté většině sonografických pracovišť se s tím nesetkáte.
Sonografie se nejčastěji provádí vleže kdy pacient leží bezprostředně (na dosah ruky) vedle lékaře, který v průběhu vyšetření pomalu a bez jakýchkoliv bolestivých vjemů pohybuje vyšetřovací sondou po povrchu kůže. Aby ultrazvukové vlnění mohlo do těla volně procházet a poté se z něho odrazem zase vracet zpět, je zapotřebí aby mezi ultrazvukovou sondou a povrchem těla byla akusticky "vodivá" plocha (vzduch je pro sonografii bariéra). Proto ještě před zahájením vyšetření je nutné potřít místo kontaktu sondy s pokožkou těla sonografickým gelem, což je vpodstatě speciálně upravená a zahuštěná tekutina (aby nestékala z povrchu kůže) - sonografii bez užití gelu prostě provést nelze. Tohoto gelu se nemusíte nijak obávat - pro pokožku je zcela neškodný, je nedráždivý, a nepoškodí ani Váš oděv, pokud se s ním případně dostane do kontaktu. Po ukončení vyšetření si tento gel setřete.
Sonografické vyšetření nemá žádné komplikace, po jeho ukončení (a obdržení výsledku) můžete pracoviště ihned opustit.

Limitace sonografického vyšetření

Ultrazvukové odrazy nejsou vždy stejné, jsou výrazně závislé na prostředí kterým ultrazvukové vlnění prochází. Ultrazvuk se na jednotlivých rozhraních nejen odráží, ale v tkáních se i zeslabuje, případně i rozptyluje do jiných stran nežli zpět k sondě anebo se různě "láme". Někdy do oblastí které lékaře zajímají nemůže ultrazvukové vlnění dokonce dostatečně proniknout. Zatímco některé nepříznivé vlivy umí přístroj vykompenzovat lépe, některé jen hůře, a některé nelze bohužel ani nastavením sonografu ani změnou vyšetřovacího postupu odstranit vůbec. Výsledným projevem všech těchto nepříznivých vlivů může být pak snížená kvalita obrazu, případně až nemožnost zobrazení:
Vysoký obsah plynu ve střevních kličkách (např. po jídle) je limitujícím faktorem sonografického vyšetření na hlubší oblasti uložené za kličkami, ultrazvuk se na rozhraní plynu a tkání totiž odráží - proto také pacient před sonografií břicha musí dodržet speciální přípravu. Zkušený sonografista může tuto limitaci využitím alternativních manévrů často ovšem významně snížit.
Kalcifikace a kosti ultrazvukové vlnění odrážejí a pohlcují a tak znemožňují sonografické hodnocení oblasti. I zde platí že zkušený sonografista v některých případech může takové nepřístupné oblasti "obejít" alternativními cestami.
Samozřejmě, výraznější obezita může sonografické hodnocení zejména hlouběji uložených struktur ztížit.

Bezpečnost a rizika sonografie

Ultrazvuk / sonografie je v současnosti jistě nejbezpečnější diagnostická zobrazovací metoda a prakticky na webu každého pracoviště se můžete také dočíst že je bez jakýchkoliv vedlejších účinků. Nicméně skutečnost jak známo nebývá nikdy černobílá, a tedy ani zde:
Je známo, že ultrazvuk o velmi vysoké intenzitě je pro tkáně těla škodlivý. Ultrazvuk pro diagnostické účely využívá samozřejmě velmi nízké energické hodnoty, a více než tři desítky let zkušeností s běžným diagnostickým ultrazvukem prokázaly, že se jedná o bezpečnou zobrazovací metodu, kdy při běžných energetických hladinách intenzity vlnění používaného pro diagnostickou sonografii žádné významné škodlivé vedlejší účinky ultrazvuku nebyly prokázány. Přesto stále existují určité nejasnosti jak může předání i tak nízké energie tkáně ovlivnit - čili nedá se zodpovědně prohlásit že diagnostický ultrazvuk je zcela 100% bezpečný.
Proto aby se zajistila co nejvyšší bezpečnost pacientů, existují kritéria k ohodnocení stupně potenciálních bioefektů, z nichž nejdůležitější jsou "mechanický index" (vyjadřuje negativní tlak při překročení určité intenzity ultrazvuku) a "tepelný index" (tepelná energie absorbovaná tkáněmi pacienta, tedy "ohřátí" tkání).
Americký federální úřad FDA a americká ultrazvuková společnost AIUM (jejímž Senior členem mám čest být) proto vydávají aktualizovaná doporučení limitních energetických hodnot pro jednotlivá vyšetření, kterými by se výrobci ultrazvukových přístrojů měli řídit. Je nezbytné použití co možno nejnižší možné ultrazvukové energetické expozice pro získání diagnostické informace. Na kvalitních sonografických přístrojích jsou tedy v současnosti ovládací prvky, které lékař může nastavovat a tak regulovat intenzitu energie procházející do tkání pacienta (obvykle jako tzv. acustic power). Nastavení odpovídajících parametrů se doporučuje zejména při vyšetřeních plodu a při některých speciálních vyšetření citlivých měkkotkáňových struktur.
Je tedy důležité, jsou-li lékaři vyšetřujícímu na sonografii tyto skutečnosti známy, a je-li mu také známo v kterých případech a jak příslušné parametry na přístroji nastavit, tak aby vyloučil jakékoliv, byť jen teoretické poškození.

Závěrem - s přihlédnutím k výše uvedenému lze konstatovat, že ultrazvuk i v současnosti nejbezpečnější diagnostická zobrazovací metoda a kontraindikace sonografického vyšetření (včetně dopplerovského) v běžné klinické praxi vpodstatě neexistují.
Zatímco expozici rentgenovým zářením je pro reálná rizika vzniku tkáňových nebo genetických poškození žádoucí omezovat na co nejnižší nutnou míru, sonografické vyšetření můžete podstoupit a opakovat tedy vpodstatě kdykoliv. Především z těchto (i z jiných) důvodů je sonografie vždy pokud je to možné diagnostickou metodou první volby, a to zejména u dětí a u těhotných žen.

3D sonografie a 4D sonografie

Video - rozdíl 2D - 3D - 4D ultrazvuk - ilustrativní náhledy:

3D ultrazvuk:
Sonografický obraz nemusí být omezený pouze dvěma rozměry, tedy šířkou a výškou zobrazení. Velmi zjednodušeně, ultrazvukový 3D obraz přidává "z-osu", tedy hloubku prostoru. Dosahuje se toho tak, že sonda se během akvizice obrazu lineárně posunuje, případně ji vyšetřující naklání. Údaje získané v jednotlivých 2D rovinách (řezech) jsou ukládány do paměti sonografu, jehož počítač provede matematickou rekonstrukci a vytvoří 3D obraz, se kterým lze manipulovat (různě otáčet atd.).
4D ultrazvuk:
Nejmodernější sonografické přístroje současnosti vytváří 3D zobrazení přímo v reálném čase, což se označuje 4D sonografie - jedná se tedy stále o 3D obraz, ale navíc se složkou času.
3D a 4D ultrazvuk je dominantně využíván především v oblasti prenatální ultrazvukové diagnostiky, rodičům umožňuje atraktivní pohled na očekávaný přírůstek do rodiny (již nikoliv vzácná nabídka především v Praze obvykle včetně zakoupení ultrazvukového záznamu), lékařům pak (nejenom při horší prostorové geometrické představivosti) velmi dobré prostorové zobrazení případných vrozených vad plodu.

(vytvořeno 05-2014)

Sonografie a ultrazvukPraha okolí