Подводные камни УЗИ опорно-двигательного аппарата

1. Подводные камни, связанные с артефактами GS

Из-за положения датчика

Анизотропия

Псевдодефект кости

–

За счет взаимодействия УЗ-луча с тканями

Затухание

Слежение

Реверберация

Зеркало

Боковой лепесток/решетчатый лепесток

Хрящевой интерфейс

Улучшение посредством передачи

–

Связано с ошибками скорости

2. Подводные камни, связанные с доплеровскими артефактами

Зеркало

–

Реверберация

3. Подводные камни, связанные с человеческим фактором (GS и допплерография)

Выбывать

Неправильная регулировка машины

Неправильное обращение с датчиком

Недостаточные знания анатомии.

4. Подводные камни, связанные с машинной ошибкой (GS и допплерография)

Повреждение пьезоэлектрических кристаллов

Повреждение волокон преобразователя

УЗИ США , оттенки серого GS

Подводные камни, связанные с артефактами GS

Артефакты из-за положения датчика

Анизотропия , согласно Википедии [ 14 ], — это свойство быть зависимым от направления, в отличие от изотропии, которая предполагает одинаковые свойства во всех направлениях. УЗИ, особенно скелетно-мышечной системы, является анизотропным методом: при УЗИ брюшной полости единственной тканью, проявляющей анизотропию, является ткань почек [ 7 ]. Анизотропия — это артефакт, который появляется во всех ситуациях, когда УЗ-луч не строго перпендикулярен исследуемой ткани для обеспечения максимальной отражательной способности. Анизотропия проявляется преимущественно в сухожилиях; мышцы и связки могут проявлять его в меньшей степени. Нервы не проявляют анизотропных свойств [ 9 ]. Любая ткань, содержащая параллельные линейные волокна, может проявлять анизотропию. Благодаря высокоорганизованной структуре коллагеновых волокон внутри сухожилий это высокоанизотропные структуры. Сухожилие становится анизотропным главным образом в месте своего прикрепления, где оно повторяет круглую форму эпифиза кости. Любое отклонение угла от 90° снижает эхогенность сухожилия, делает его похожим на мышцу по внешнему виду и скрывает детали строения; при больших углах отклонения эхогенность снизится еще больше [ 9 , 11 ]. Наличие гипоэхогенной области вблизи места прикрепления сухожилия должно приводить к анизотропии, которую следует учитывать перед постановкой диагноза разрыва сухожилия. Наиболее важными местами, где можно столкнуться с анизотропией, являются: сухожилие двуглавой мышцы внутри борозды, четырехглавая мышца бедра и ахиллово сухожилие в месте его прикрепления. Сухожилие надколенника (также известное как связка надколенника) имеет прямое направление, поэтому обычно визуализируется без анизотропии в обоих местах прикрепления (рис.  2.1 , 2.2 , 2.3 , 2.4 и 2.5 ).

Рис. 2.1

Поперечный вид сухожилия двуглавой мышцы ( стрелки ) внутри борозды. Датчик расположен перпендикулярно сухожилию. Сухожилие SubS подлопаточной мышцы

Рис. 2.2

Поперечный вид «пустой» двуглавой борозды ( стрелки ). Датчик не перпендикулярен сухожилию. Сухожилие SubS подлопаточной мышцы

Рис. 2.3

Продольный вид места прикрепления четырехглавой мышцы бедра к надколеннику. Датчик не параллелен волокнам в месте введения. Сухожилие четырехглавой мышцы QT . Стрелка: анизотропия при вставке.

Рис. 2.4

Продольный вид места прикрепления четырехглавой мышцы бедра к надколеннику. При наклоне датчика он становится параллельным волокнам в месте введения, и анизотропия исчезает. Сухожилие четырехглавой мышцы QT

Рис. 2.5

Продольный вид сухожилия надколенника. Благодаря прямой траектории при вставках анизотропия не возникает. P надколенник, TT бугристость большеберцовой кости, PT сухожилие надколенника

Советы по преодолению

Осторожный наклон датчика до тех пор, пока он не станет перпендикулярно структуре, приведет к исчезновению анизотропии и появлению неповрежденных волокон сухожилия. Иногда достаточно слегка пошевелить суставом пациента, как при оценке сгибателей руки. Сгибание колена также устраняет анизотропию прикрепления четырехглавой мышцы. Разрывы сухожилий всегда должны визуализироваться в двух перпендикулярных плоскостях и остаются неизменными при наклоне датчика. Динамическая оценка движений сухожилия также может помочь исключить разрывы.

Псевдодефект кости — еще один артефакт, связанный с положением датчика относительно контура кости. Когда луч касается кости полутангенциально, отраженные эхо-сигналы будут иметь направление, отличное от нормального отраженного сигнала, и не будут обнаружены на экране. В этой области не будет захваченного изображения, поэтому оно будет ошибочно выглядеть как разрыв контура кости. Этот артефакт необходимо тщательно дифференцировать от различных патологических корковых дефектов, которые появляются в двух перпендикулярных плоскостях и обычно имеют дно, которое можно визуализировать на УЗ-изображении. Костный псевдодефект чаще всего виден в локтевой области, при оценке венечной ямки (рис.  2.6 ).

Рис. 2.6

Продольный вид передней части локтя. Артефакт костного псевдодефекта виден из-за положения датчика полукасательным к кости ( стрелки ). МВ венечная ямка

Советы по преодолению

То же, что и для анизотропии: легкий наклон зонда для изменения угла луча по отношению к кости приведет к исчезновению дефекта.

Артефакты вследствие взаимодействия луча с тканями

УЗ-луч взаимодействует с тканями в соответствии с их специфическими характеристиками. Обычно волны ослабляются внутри тканей из-за процессов отражения, рассеяния, преломления или поглощения, но иногда их передача может усиливаться. Ослабление ультразвука составляет 80 % из-за поглощения, что является небольшим напоминанием о том, что луч ослабляется за счет отражения, преломления, дифракции и дисперсии [ 15 ]. Разные ткани имеют разные коэффициенты затухания (рассчитываются на 1 МГц). Значения приведены в таблице  2.2 [ 4 , 16 ].

Таблица 2.2

Коэффициенты затухания и скорость УЗИ для выбранных тканей на частоте 1 МГц

Материал	Коэффициент затухания	Скорость США (с) м/с
Вода	0,0002	–
Воздух	40	330
Толстый	0,5–1,8	1450
Мягких тканей	0,3–0,8	1540 г.
Кость	13–26	4080

УЗИ США

Артефакты затухания

Краткое описание физических явлений, приводящих к затуханию луча, улучшит их понимание.

Отражение луча возникает на границе двух типов тканей разной плотности; как следствие, скорость распространения волн тоже будет разной. Свойство тканей, включающее плотность и скорость волн, называется акустическим импедансом и обозначается Z ( Z  = скорость × плотность ткани). Окончательное изображение США является результатом множества процессов отражения. На границе двух тканей с сильно разным акустическим сопротивлением отражение волн будет сильным, поэтому будет генерироваться сильное эхо. Эта ситуация особенно встречается на границе раздела воздух/кость и мягкие ткани. На границе раздела мягких тканей и воздуха отражается 99 % волн, поэтому за этим не появится никакого изображения. Частной ситуацией, иллюстрирующей это, является наличие воздушного зазора между датчиком и кожей. Чтобы избежать этого, на датчик необходимо нанести толстый равномерный слой геля. Однако воздух является сильным ослабителем луча. Другими сильными аттенюаторами являются кости и кальцификаты. За этими структурами затухание будет настолько высоким, что появится тень, что позволяет предположить, что американские волны не проникают в эту структуру, поскольку все они отражаются. Если соседние ткани имеют одинаковый акустический импеданс, эхо не генерируется. Большинство мягких тканей имеют близкие значения акустического импеданса, поэтому отражается очень мало волн, а большая часть луча проходит дальше к более глубоким структурам [ 10 ].

Рефракция — это изменение направления УЗ-луча на границе раздела сред с небольшой разницей в акустическом импедансе (жир/мышцы). Из-за этого явления реальные конструкции могут появиться в ложных местах. На степень изменения направления влияет разница импедансов, а также угол луча, который можно легко регулировать наклоном преобразователя.

Рассеяние луча происходит, когда отражающая поверхность очень мала по сравнению с длиной волны УЗ, и эхо-сигналы отражаются в широком диапазоне углов, что приводит к снижению их обнаруженной интенсивности. Когда луч сталкивается с рядом небольших границ раздела, сравнимых с длиной волны, возникает особый тип рассеяния, называемый диффузией . Так обстоит дело с жировой или фиброзной тканью (рис.  2.7 ). Для правильной интерпретации эхогенности узелков мелких частей необходимо учитывать рассеяние и диффузию волн.

Рис. 2.7

Продольный вид медиальной жировой подушки колена у пациента с ожирением. Рассеяние и диффузия УЗИ создают тени ( звездочки ) и позволяют четко визуализировать структуры ниже (мыщелк бедренной кости). УЗИ США

Слежение

Затенение – это отсутствие имиджа США за такими структурами, как воздух или кость. Из-за этого артефакта с помощью УЗИ невозможно визуализировать кости и органы, содержащие воздух, например пищеварительную трубку. Различные типы теней производятся воздухом и костью: тень за костными структурами и кальцинатами однородная и однородная, называемая «чистой», тень за воздухом называется «грязной». Грязная тень имеет неоднородный вид со смешанными участками гипо- и анэхогенности. Иногда грязная тень может появляться за костными образованиями с большим радиусом кривизны, например головкой плечевой кости [ 5 ]. Частным примером затенения являются кальцинаты кожи у больных дерматомиозитом или склеродермией — непрерывность отложений кальция образует непрерывную линию непосредственно под кожей без эхо-сигналов за ней (рис.  2.8 и 2.9 ). Когда тень создается поверхностной структурой, она может перекрывать более глубокие структуры изображения и имитировать патологию, например разрыв сухожилия. Тень может появиться за фрагментами древесины как инородные тела в подкожной клетчатке или глубже [ 5 ].

Рис. 2.8

Продольный вид бедра молодого пациента с ювенильным дерматомиозитом. Под кожей виден компактный слой кальцинатов. «Чистая» тень покрывает все конструкции позади. Воспалительный аспект кальцификатов, которые были болезненными, показан неполным зеркальным допплеровским артефактом: на изображении видны только две части — кость и зеркало ( стрелка ). Отложения кальция C

Рис. 2.9

Поперечный вид ягодичной области у больного склеродермией. В подкожной клетчатке наблюдается большая кальцификация ( С ). Сзади появляется «чистая» тень ( стрелка )

Когда сильная отражающая структура, такая как кальцификация, очень мала по сравнению с шириной основного УЗ-луча, заднее акустическое затенение будет устранено. Такая ситуация может возникнуть в случае небольших кальцинатов внутри скопления жидкости. Знание этого артефакта, называемого шириной луча, обеспечит правильную диагностику отложений кальция даже без тени (рис.  2.10 и 2.11 ). Иногда регулировка фокуса строго в интересующей зоне убирает артефакт [ 5 ].

Рис. 2.10

Поперечный вид медиальной части подколенной ямки. Киста Бейкера видна с небольшими белыми отложениями внутри без тени — кальцинатами, демонстрирующими артефакт ширины луча ( маленькие стрелки ). Также у края кисты появляется явление бокового затенения ( большие стрелки ). Gcn икроножная мышца и сухожилие, сухожилие полуперепончатой ​​мышцы Sm

Рис. 2.11

Кальцификации ( С ) в небольшой кисте Бейкера смешанной эхогенности. Каждая кальцификация, хоть и очень маленькая, имеет свою отдельную тень, покрывающую ткани позади.

На краях структуры с другим акустическим сопротивлением по сравнению с окружающей тканью и с сильно искривленной поверхностью (края сухожилий, киста и т. д.) появляется артефакт, называемый латеральным затенением (или рефракционным затенением). После отражения луча краевые волны также преломляются на краях конструкции, поэтому звуковой луч не возвращается в зонд; как следствие, может появиться тень возле каждой боковой границы конструкции (рис.  2.12 ). Частный случай рефракции по краям представляют собой поверхностные варикозные расширения вен (рис.  2.13 ). Рефракционное затенение также появляется в случае полнослойных разрывов сухожилия, а иногда это может быть единственным УЗ-признаком разрыва.

Рис. 2.12

Подкожная киста с боковыми тенями из-за рефракции ( стрелки )

Рис. 2.13

Поверхностные варикозные расширения ( v ) в подкожной клетчатке с боковым затенением ( стрелки )

Советы по преодолению

Слежку невозможно преодолеть, но она очень помогает в интерпретации патологии УЗИ. Однако этот тип артефакта может выглядеть как еще одна ловушка, вызванная повреждением машины, представленная ниже, поэтому необходимо тщательное различие.

Реверберация

Реверберация — это артефакт затухания, создаваемый структурами с двумя параллельными поверхностями, обе из которых обладают высокой отражающей способностью. Примерами могут служить протезы, используемые ортопедами (плечо, колено, бедро) или игольное устройство для биопсии (рис.  2.14 и 2.15 ). В таких структурах ультразвуковое эхо будет испытывать повторяющиеся отражения между двумя поверхностями протеза и костью или между двумя гранями иглы, прежде чем вернуться обратно к датчику. Благодаря этому механизму только первое эхо будет правильно расположено на экране; остальные будут отображаться далеко и глубоко в изображении. Наконец, изображение на экране будет состоять из нескольких линейных эхо-сигналов, расположенных на равном расстоянии позади первого эхо-сигнала. Каждое эхо будет слабее предыдущего из-за затухания. Кость также демонстрирует артефакт реверберации; очень часто контур кости снова появляется на экране ниже реального. Реверберация также встречается при гинекологическом УЗИ [ 17 ].

Рис. 2.14

Продольный вид супрапателлярной выемки коленного сустава с протезом. Между надколенником и бедренными кортикальными линиями изображена еще одна гиперэхогенная линия — изображение протеза ( стрелки ). За всеми тремя линиями имеются артефакты реверберации ( звездочки ). Сухожилие четырехглавой мышцы QT

Рис. 2.15

Поперечный вид передней части плеча. Анэховое изображение (субдельтовидный бурсит) показано под дельтовидной мышцей со вставленной в нее иглой. За ней показан артефакт реверберации иглы ( стрелки )

Грязные тени позади пузырьков воздуха — это особый тип реверберации. Примером может служить изображение, представляющее инъекцию кортикоида внутрь кисты. Вместе с кортикоидом впрыскивается воздух из шприца, и он сразу же поднимается в верхнюю часть кисты, оставляя за собой грязную тень/артефакт реверберации.

Особым типом реверберации является артефакт хвоста кометы, который сопровождает проникновение инородного объекта с совершенно другим акустическим сопротивлением по сравнению с тканями вокруг него. Артефакт хвоста кометы может появиться за металлическим протезом или за стеклом. Он имеет характерную форму, расширяется дистально или проксимально. Артефакт хвоста кометы полезен при маркировке места инъекции путем помещения иглы между кожей и датчиком (рис.  2.16 ). Артефакт укажет точное место инъекции.

Рис. 2.16

Поперечный вид срединного нерва на запястье. Игла ( звездочка ) помещается на кожу под датчиком. Под иглой виден артефакт хвоста кометы ( стрелки ), указывающий место инъекции.

В этой же категории артефакт появляется, когда очень тонкий слой жидкости оказывается между пузырьками воздуха. В некоторых публикациях эти два последних типа артефактов считаются совершенно разными [ 4 ], а в других — одними и теми же [ 16 ].

Артефакт реверберации может появиться на экране еще до начала УЗИ из-за интенсивного отражения волн на границе раздела датчика и воздуха. Этот артефакт исчезает при непосредственном контакте датчика с кожей через слой геля (рис.  2.17 ).

Рис. 2.17

Артефакт реверберации перед началом УЗИ. Видны многочисленные гиперэхогенные параллельные линии, расположенные на равном расстоянии друг от друга. На датчике геля нет, за исключением очень маленькой части посередине, которая оставляет след на всем изображении ( стрелки ). УЗИ США

Советы по преодолению

Последний тип — единственный артефакт реверберации, который можно преодолеть. Остальные невозможно устранить, поскольку они вызваны типом пораженной ткани. Иногда этот тип артефактов может быть полезен, например, в случае характерного появления совместного присутствия воздуха и газа. Если не внутрипросветно, сочетание воздуха и газа может быть характерным УЗ-признаком скопления абсцесса [ 5 ]. Основываясь только на артефактах реверберации, была разработана совершенно новая область УЗИ — легочное УЗИ (подробности приведены ниже). Новый тип машин с гармоническим изображением может немного уменьшить артефакты реверберации [ 9 ].

Зеркальный эффект

Зеркальное изображение появляется, когда ультразвуковой луч попадает на сильно отражающую и изогнутую поверхность (изогнутые края длинных костей в продольном направлении). Основной луч проходит к глубокой отражающей границе, но после отражения эхо от глубокой структуры сначала попадает на более поверхностную границу, которая является другой стороной той же структуры, затем возвращается к глубокой границе, а затем обратно к преобразователю. В результате они будут записаны позже и потеряются на экране [ 4 ]. На окончательном изображении США одни и те же структуры появятся по обе стороны интерфейса. Дополнительную линию, появляющуюся под контуром кости, можно интерпретировать как зеркало или реверберацию (рис.  2.18 ). Зеркальный артефакт встречается и при УЗИ брюшной полости, где иногда опухоль появляется с обеих сторон доли печени, создавая спутанность сознания.

Рис. 2.18

Продольный вид пястно-фалангового сустава с ладонной стороны. Зеркальное изображение ( звездочки ) сухожилия сгибателя видно ниже контура кости. Также видно зеркальное изображение контура кости ( стрелки ). MC пястной кости, P проксимальной фаланги, S синовиальная гипертрофия внутри сустава

Советы по преодолению

Преодолеть его невозможно, но важно иметь в виду, что ни одна структура не должна интерпретироваться ниже резкой гиперэхогенной линии кости.

Артефакт бокового лепестка

Помимо основного луча, по краям преобразователя генерируются соседние лучи за счет радиального расширения пьезоэлектрических кристаллов внутри его структуры. Они будут иметь разные направления проникновения в ткани. Хотя они обычно слабы, некоторым из них действительно удается вернуться к преобразователю (главным образом, если они сталкиваются с достаточно отражающей поверхностью), и, кроме того, они могут генерировать эхо. Это артефакт, называемый боковым лепестком. Структуры, появляющиеся на экране, будут иметь ложное положение. Артефакт бокового лепестка появляется только при использовании линейных преобразователей. Кроме того, некоторые волны могут иметь направление, сильно отличающееся от направления основного луча, и при этом встречаться с отражающей поверхностью, это называется артефактом решетчатых лепестков . Ложно изображенная структура может перекрывать ожидаемую безэховую поверхность [ 6 , 8 ].

Советы по преодолению

Новые американские машины извлекают выгоду из аподизации, технической характеристики, которая уменьшает возбудимость кристаллов вблизи края преобразователя, тем самым уменьшая артефакты боковых лепестков и решетчатых лепестков [ 8 ].

Знак интерфейса хряща

Также вследствие множественных отражений на границе раздела двух различных тканей с разными акустическими импедансами признак хрящевой границы всегда появляется в сопровождении внутрисуставной жидкости. В норме хрящ имеет анэхогенный вид без верхней гиперэхогенной границы. При контакте с жидкостью на границе раздела может стать видимой гиперэхогенная линия. Линию «двойного контура» следует отличать от отложений уратов при подагре, также имеющих вид двойного контура (рис.  2.19 и 2.20 ). Признак интерфейсного хряща полезен для дифференциации кальцинатов внутри жидкости от остеофитов; они могут выглядеть как двойные линии из-за того, что покрыты хрящом, как и остальная часть кости (рис.  2.21 и 2.22 ).

Рис. 2.19

Продольный вид плюснефалангового сустава. Появляется двойной контурный знак ( стрелки ), указывающий на отложение уратов. Под сухожилием разгибателя ( ЕТ ), в дистальной части сустава, над фалангой ( П ) видна плохо очерченная структура смешанной эхогенности, интерпретируемая как тофус. Синовит располагается в проксимальной части сустава ( S ).

Рис. 2.20

Вид сбоку на большеберцово-таранный сустав с небольшой анэхогенной структурой внутри (возможно, жидкость). Знак границы раздела хряща ( стрелки ) показан на границе между хрящом ( звездочки ) и жидкостью. Т- таранная кость, латеральная лодыжка LM

Рис. 2.21

Продольный вид передней части колена. Изображение синовиальной гипертрофии ( S ) видно в супрапателлярном углублении с большой кальцификацией внутри ( C ) с задней тенью, закрывающей контур кости сзади. Сухожилие четырехглавой мышцы QT , надколенник Patella

Рис. 2.22

Поперечный вид перипателлярной выемки колена. Внутри коленного скопления (жидкости) видна гиперэхогенная линия и еще одна линия над ней, представляющая признак интерфейсного хряща при остеофите ( O ). Дифференциальный диагноз с кальцификатом — остеофиты покрыты хрящом ( звездочки ). За ним заметна тень ( стрелки )

Советы по преодолению

Артефакт исчезает при сдавливании жидкости зондом, при этом уратная линия остается неизменной при всех видах движений в суставе. Подагра также имеет другие характерные для США признаки, такие как наличие тофусов внутри или снаружи суставной щели.

Улучшение за счет артефакта передачи

Заднее усиление появляется, когда луч проходит через ткань с низкой скоростью затухания, например жидкость. Эхографический вид жидкости черный (безэховый), поскольку жидкость не отражает луч — в результате луч полностью проходит через нее. За скоплением жидкости отчетливо видна область более высокой яркости по сравнению с остальной тканью. За кистозными поражениями это явление проявляется очень четко (рис.  2.23 ). Усиление появляется даже при небольших скоплениях жидкости (рис.  2.24 ). Этот артефакт на самом деле является следствием «компенсации временного усиления (TGC)», технической возможности американских машин, которая предназначена для усиления эхо-сигналов, исходящих от более глубоких структур, на основе кривой, которая экспоненциально увеличивается со временем [ 7 ]. Эта техническая корректировка была необходима, поскольку предположение о том, что все ткани имеют одинаковую степень ослабления ультразвука, на самом деле не соответствует действительности в реальной жизни.

Рис. 2.23

Поперечный вид кисты Бейкера. Артефакт заднего усиления в виде более яркой области позади него показан (между стрелками ). Gcn икроножной мышцы и сухожилия

Рис. 2.24

Небольшая киста с усилением сзади (между стрелками ). Gcn икроножной мышцы и сухожилия

Советы по преодолению

Отрегулируйте ручки панели TGC, как указано на рисунке машины и на рис.  2.25 .

Рис. 2.25

Аспект компонента TGC машины в США. Сбоку от ручек показано изображение, позволяющее настроить его для получения точного изображения ( стрелка ). УЗИ США , компенсация выигрыша во времени TGC

Артефакты, связанные с ошибками скорости

Обработка УЗ-изображения основана на предположении, что звук распространяется внутри тканей человеческого тела с постоянной скоростью 1540 м/с. В действительности скорость звуковых волн в разных тканях неодинакова [ 4 , 15 ]. В тканях, содержащих воздух или жир, скорость УЗ ниже предполагаемой. Как следствие, обратный путь эхо-сигналов к датчику займет больше времени, и, кроме того, они будут отображаться на изображении глубже, чем есть на самом деле. Жировой узел или киста могут иметь такой эффект. Различные скорости внутри тканей человека представлены в Таблице  2.2 .

Советы по преодолению

Преодолеть его невозможно, но осознание этого явления имеет большое значение при целенаправленном локальном введении глубокой структуры.

Подводные камни, связанные с доплеровскими артефактами

При УЗИ скелетно-мышечной системы допплеровское исследование сопровождает и завершает оценку GS, обеспечивая изображение кровотока внутри тканей «в реальном времени». Выбор оценки доплеровского режима зависит главным образом от используемого оборудования [ 12 ]. Энергетическая допплерография (ПД) изначально описывалась как наиболее чувствительный тип оценки для обнаружения медленного кровотока внутри тканей; однако новые высокопроизводительные аппараты обеспечивают более чувствительную цветную допплерографию, чем PD. Функцией современного американского оборудования является способность расставлять приоритеты в использовании допплера по сравнению с использованием GS — машина может выбрать один из них и сосредоточиться главным образом на нем.

Даже несмотря на все доказательства доплеровской корреляции с активностью заболевания и значением С-реактивного белка, существует очень мало исследований, устанавливающих прямую связь с гистологическими аспектами, полученными с помощью прямой биопсии той же области, исследованной с помощью УЗИ [ 18 , 19 ]. Андерсон и др. [ 19 ] не только обнаружили, что активность цветного допплера коррелирует со степенью воспаления, присутствующего в синовиальных биоптатах от пациентов с ревматоидным артритом (РА), но также обнаружили синовиальную патологию в биопсиях, взятых из допплер-негативных участков. Отсутствие ультразвукового допплеровского сигнала в гистологически пораженных участках на самом деле может быть связано с ловушками, которые скрывают цвета. В этой области еще многое предстоит изучить, но отделение артефактов от истинных доплеровских сигналов на экране является обязательным для точного исследования [ 20 ]. Американские практики должны осознавать тот факт, что иногда эти две сущности могут пересекаться в одной и той же картине. Появление сигналов зависит также от внешних факторов — суточной вариации [ 21 ], положения сгибания и разгибания суставов [ 8 ]. Точность установления истинного наличия или отсутствия доплеровских сигналов обязательна для мониторинга и лечения заболевания.

Опубликована стандартизация использования допплерографии при ревматологическом УЗИ [ 12 ]. Однако, хотя авторы рекомендуют параметры для использования цветного допплера и ПД в ревматологии, они также приходят к выводу, что рекомендации по сути являются лишь предложениями. Идеальная стандартизация допплеровского исследования невозможна из-за огромной вариабельности этого исследования. Большинство доплеровских артефактов возникают из-за настроек/неправильного использования машины или человеческих ошибок. Из-за этой техники возникают артефакты зеркала и реверберации.

Зеркальный доплеровский артефакт

Этот артефакт имеет то же объяснение, что и эффект зеркала GS — он виден, когда луч попадает на поверхность с очень высокой отражающей способностью. При допплеровском исследовании чаще встречается зеркальный эффект. Зеркальной поверхностью обычно является край кости. Сосуд, локализующийся вблизи кости, может иметь ложное зеркальное отражение на другой стороне на УЗ-изображении. Как и в настоящем зеркале, сохраняется симметрия реального и фальшивого изображений. Артефакт легко распознается, когда присутствуют все три части приведенного выше описания: объект, зеркало и ложный объект. Его следует отличать от крови, проникающей в костную эрозию (рис.  2.26 ). Иногда на изображении проявляется только зеркальный сигнал (рис.  2.8 ).

Рис. 2.26

Продольный вид дорсальной стороны сустава MCP. Сосуд ( красная стрелка ) и его зеркало ( синяя стрелка ) изображены симметрично по обе стороны пястной кости. MC пястная кость, P Фаланга, S синовит внутри сустава, MCP пястно-фаланговая кость

Советы по преодолению

Важно помнить, что нельзя интерпретировать изображения и «горячие точки» ниже кости с неповрежденным контуром.

Реверберационный доплеровский артефакт

Он основан на том же механизме, что и его аналог GS, с той разницей, что при доплеровской оценке двумя близко расположенными границами раздела, ведущими к повторным отражениям волн, являются стенки сосудов. В результате реверберации на экране могут появиться ложные сосуды. Поверхностный сосуд может снова появиться на экранном изображении глубже как один раз (простая реверберация), так и несколько раз, с растеканием цвета за ним (сложная реверберация) [ 8 ]. Это может изменить интерпретацию изображений УЗИ, поскольку цвет, видимый на экране, обычно автоматически связан с активностью заболевания. Однако следует подчеркнуть, что артефакты допплеровской реверберации располагаются позади поверхностного сосуда (рис.  2.27 ).

Рис. 2.27

Продольный вид передней выемки большеберцово-таранного сустава с включенной допплеровской рамкой. Внутри сустава наблюдается гипоэхогенное скопление. Над ней изображение пересекает артерия тыльной мышцы стопы. Ниже реверберации сосуда доплеровские артефакты ( стрелки ) выглядят как доплеровский сигнал внутри коллекции. Верхняя часть допплеровского поля находится вверху изображения.

Советы по преодолению

Стандартизация положения цветового поля при оценке допплерографии в США помогает преодолеть эту ловушку. Всегда устанавливайте допплеровский блок вверху изображения, чтобы захватить любой небольшой поверхностный сосуд, который может вызвать реверберацию и ложную васкуляризацию внизу.

Подводные камни, связанные с человеческими ошибками (GS и допплерография)

Ловушка отсева

УЗИ подразумевает множественную передачу волн туда и обратно между датчиком и структурами внутри человеческого тела. Как уже было показано выше, на границе раздела воздуха и любой близлежащей конструкции могут возникать интенсивные отражения звука. Чтобы этого избежать, идеальным решением являются ультразвуковые среды в виде УЗ-гелей. Фактически гель представляет собой жидкость, обогащенную загустителем, который предназначен для улучшения его распределения по коже [ 22 ]. В настоящее время в США используются гидрогели, в отличие от липогелей, недостаток которых состоит в том, что они утолщают кожу и их трудно удалить. Гидрогели содержат в основном воду, поэтому их можно стирать без остатка и, что практично, они не пачкают одежду. УЗИ-гель очень важен; на самом деле, это обязательно для экзамена. Это обеспечивает оптимальный контакт кристаллов преобразователя с кожей пациента. Фактически, без слоя геля все волны от преобразователя отражались бы, и на экране не было бы изображения из-за огромной разницы в акустическом импедансе на границе раздела преобразователь/воздух. Гель не должен содержать пузырьков воздуха, которые, как известно, ухудшают передачу. Если они присутствуют, они отображаются на экране в виде белых пятен внутри слоя геля (рис.  2.28 ).

Рис. 2.28

Изображение на экране до начала исследования: на датчике огромный слой геля. Внутри видны пузырьки газа ( стрелки ), за ними «грязные» тени.

Ошибка «выпадения» связана с отсутствием проводящего геля на части/на всей поверхности преобразователя. Это воздушный артефакт, возникающий при контакте датчика с кожей. На части преобразователя, не покрытой гелем, будут видны только артефакты реверберации и эхо не будет (рис.  2.29 ).

Рис. 2.29

Изображение на экране перед началом исследования: на части датчика отсутствует гель ( звездочки ), а на другой части видны пузырьки газа внутри геля ( стрелки )

Советы по преодолению

Убедитесь, что на зонд нанесен обильный и равномерный слой геля в начале процедуры и во время нее.

Недостаточное знание настроек машины: регулировка усиления-фокуса-глубины

В плане правильного использования машины выполнение УЗ во многом похоже на вождение автомобиля. На первом уроке вождения необходимо изучить классическую триаду: кресло-зеркало-ремень безопасности, прежде чем пытаться реально сдвинуть автомобиль с места. Любые навыки вождения бесполезны, если элементы триады не отрегулированы точно. Примерно то же самое происходит и при обучении выполнению УЗ. Классическая триада здесь — усиление–фокус–глубина. Любые ошибки в правильной настройке этих параметров приведут к подводным камням. Наука о совершенных регулировках машин известна как «кнобология» [ 20 ].

Усиление — это искусственное увеличение мощности сигнала, отвечающее за яркость изображения [ 8 ]. Правильная регулировка усиления необходима для отображения правильной эхогенности структуры, и ее следует проверять при каждом обследовании. «Слишком низкое» или «слишком высокое» усиление может привести к пропуску или, соответственно, затемнению конструкции (рис.  2.30 , 20.31 и 2.32 ). Стандартных значений коэффициента усиления GS не существует, но, согласно обычному опыту, он составляет около 50–60 %. Современное УЗИ-оборудование имеет ручку автоматической регулировки усиления, что очень полезно, особенно для новичков, пока они не научатся узнавать нормальную эхогенность тканей.

Рис. 2.30

Поперечный вид перипателлярной латеральной выемки колена со скоплением жидкости внутри. Усиление слишком низкое (28 %), изображение слишком темное

Рис. 2.31

Поперечный вид перипателлярной латеральной выемки колена со скоплением жидкости внутри. Усиление установлено на уровне 50 %.

Рис. 2.32

Поперечный вид перипателлярной латеральной выемки колена со скоплением жидкости внутри. Усиление слишком велико (100 %), изображение слишком яркое

Для оценки допплера необходима отдельная регулировка усиления. Очень важно помнить, что доплеровское усиление — это не то же самое, что усиление GS. Доплеровское усиление отвечает за чувствительность аппарата к потоку [ 8 , 12 ]. Как и в GS, стандартных значений нет — корректировку необходимо производить для каждого исследования. Лучший способ установить коэффициент усиления — увеличивать его до тех пор, пока не появятся «подводные камни» — цветные сигналы за контуром кости на экране, известные как случайный шум (рис.  2.33 ). После этого показано снижать усиление допплера до тех пор, пока они полностью не исчезнут ниже контура кости. «Слишком низкое» усиление может привести к отсутствию потока.

Рис. 2.33

Продольный вид дорсальной стороны запястных суставов. Доплеровское усиление установлено «слишком высоким», поэтому ниже контура кости и ниже сосуда появляется много шумов сигнала. Для настройки изображения следует уменьшать доплеровское усиление до тех пор, пока все сигналы ниже кости не исчезнут.

Еще одним артефактом, возникающим из-за неправильной настройки усиления, является артефакт цветения. При слишком высоком усилении создается впечатление, что цвета выходят за пределы стенок сосудов, из-за чего они кажутся намного больше, чем они есть на самом деле (рис.  2.34 и 2.35 ). Уменьшение усиления исправит это впечатление, но может привести к отсутствию сосудов. Поскольку цветущий артефакт указывает на реальный кровоток, его не всегда нужно корректировать.

Рис. 2.34

Продольный вид дорсальной стороны запястных суставов у пациента с ревматоидным артритом. Сигнал настолько сильный, что сосуды кажутся намного больше, чем они есть на самом деле — цветущий артефакт. MC пястная кость

Рис. 2.35

Продольный вид дорсальной стороны запястных суставов у пациента с ревматоидным артритом. Нормальный размер допплеровских сосудов у больного ревматоидным артритом. Сухожилие разгибателя ET

Интересная концепция по этому вопросу была предложена [ 23 ] Американским институтом ультразвука в медицине (AIUM): настолько низкий, насколько разумно достижимый уровень (ALARA). Идеальный баланс в получении наиболее точных изображений, конечно, является вопросом личного опыта практикующего врача.

При доплеровской оценке другими важными для машины параметрами, которые следует учитывать и корректировать для устранения ловушек, являются частота повторения импульсов (PRF) и стеновые фильтры. Рекомендации по правильному обращению с большинством американских машин в отношении этих характеристик можно найти в литературе [ 12 ].

Неправильная настройка фокуса также может привести к получению ложной информации о яркости структуры в GS и может привести к недооценке кровотока. Зона фокуса общая для ГС и БП, а эхосигналы в зоне фокуса более высокие по амплитуде [ 12 ].

Глубину следует регулировать в соответствии с положением целевой структуры — если она более глубокая, глубину следует увеличить, и, следовательно, изображение станет меньше (как при оценке бедра) . При неправильной настройке глубины подводным камнем может стать пропуск на экране какой-либо глубокой структуры. Уменьшение глубины позволяет идеально изобразить поверхностную структуру, сделав доступными для оценки все ее детали: сухожильные волокна, мелкие костные эрозии и т. д. (рис.  2.36 , 2.37 и 2.38 ).

Рис. 2.36

Продольный вид заднего отдела голеностопного сустава при различной регулировке глубины, та же частота датчика (12 МГц). При уменьшении глубины становятся видны мельчайшие детали поверхностных тканей: подкожная клетчатка, параллельные волокна ахиллова сухожилия ( АТ ), резкая гиперэхогенная линия пяточной кости ( С ) и гипоэхогенная область под сухожилием с допплеровским сигналом внутри (ретрокальканеальный бурсит). Основное внимание также уделяется поверхностным структурам.

Рис. 2.37

Продольный вид заднего отдела голеностопного сустава при различной регулировке глубины, та же частота датчика (12 МГц). (Тот же больной, что и на рис.  2.31 .) Увеличение глубины позволит визуализировать задний карман большеберцово-таранного сустава, который в данном случае заполнен анэхогенным материалом, возможно жидкостью. Установка слишком маленькой глубины приведет к потере коллекции. Ахиллово сухожилие ( AT ) просматривается с небольшими деталями. K Кагер жировая подушечка, C пяточная кость

Рис. 2.38

Продольный вид заднего отдела голеностопного сустава при различной регулировке глубины, та же частота датчика (12 МГц). (Другой пациент, та же область, что и на рис.  2.36 .) Увеличение глубины (3 см) и корректировка фокуса позволят увидеть нормальный вид заднего углубления большеберцово-таранного сустава и близлежащих структур. Длинный сгибатель большого пальца стопы FHL , ахиллово сухожилие AT , жировая подушечка К. Кагера.

Помимо трех упомянутых краеугольных камней, частота преобразователя может быть причиной ошибок, если она выбрана неточно. Очень важно знать рекомендуемую частоту ГС в каждом суставе в зависимости от его глубины [ 24 , 25 ]. Подробности, касающиеся частоты, не рассматриваются в этой главе; однако известно, что высокочастотный датчик увеличивает разрешение, поэтому мельчайшие детали местной анатомии можно идеально визуализировать как отдельные объекты на экране УЗИ.

Советы по преодолению

Случайные шумовые сигналы появляются на экране случайным образом, в отличие от реальных сигналов потока, которые появляются в одном и том же месте. Не забывайте регулировать усиление, фокус, глубину и частоту при каждом обследовании. Помните, что доплеровская частота отличается от частоты GS.

Неаккуратное обращение с датчиком

Во время УЗИ следует контролировать давление, оказываемое датчиком на кожу. Для поверхностных структур в идеале датчик не должен непосредственно контактировать с кожей, а промежуточным звеном между контактом должен быть обильный равномерный слой геля. Самый простой способ достичь этой цели — определить правильное положение удержания зонда: от его основания (а не от верхушки возле волокна) с прилеганием мизинца исследователя к коже пациента (рис.  2.39 ). Это положение предназначено для обеспечения необходимого давления. Сдавливание кожи может привести к исчезновению структур (в виде жидкости). Напротив, когда задействованы глубокие структуры, такие как бедро, давление должно быть выше. Такое же давление необходимо для визуализации других глубоких структур, таких как дистальное прикрепление сухожилия двуглавой мышцы. При УЗИ сосудов компрессия полезна для проверки проходимости вен. Если вена открыта, ее стенки разрушаются при сжатии и возвращаются в нормальное состояние, когда давление снижается. Компрессия также полезна при дифференциальной диагностике между жидкостной и синовиальной гипертрофией при ревматической патологии.

Рис. 2.39

Правильное положение руки при удержании зонда. Мизинец исследователя лежит на коже пациента.

При допплеровском исследовании проблемой, связанной с обращением с датчиком, является артефакт движения. Независимо от того, подключено ли оно к датчику, исследователю или пациенту (как при болезни Паркинсона), движение может существенно изменить изображение на экране (рис.  2.40 ). Множество цветных пикселей связано с движением, что затрудняет оценку изображения. Искусственные пиксели движения, очень похожие по внешнему виду на случайный шум, находятся в той части экрана, которая связана с движением. При остановке движения цвета исчезают, и остается только реальный поток. Сигналы движения имеют случайный характер распределения. Интересное и в чем-то забавное наблюдение: на экране может появиться ловушка движения, даже когда обследуемый пациент начинает говорить.

Рис. 2.40

Продольный вид третьего ПМК сустава дорсальной стороны. Внутри сустава виден гипоэхогенный участок с допплеровским сигналом — синовит ( С ). В середине изображения видна огромная цветовая смесь — артефакт движения Допплера, вызванный легкими движениями исследователя или пациента. MCP пястно-фаланговый

Советы по преодолению

Не забывайте контролировать давление, прикладываемое к зонду. Никогда не перемещайте руку и/или датчик, пока установлен допплеровский блок. Напоминайте пациентам, что во время УЗИ скелетно-мышечной системы им следует сохранять спокойствие и тишину. Будьте расслаблены сами.

Недостаточные знания местной анатомии

Подобные ошибки в основном связаны с интерпретацией изображения, а не с его получением. Помимо глубоких знаний анатомических деталей области, исследуемой при УЗИ, практикующий врач должен помнить о некоторых очень частых анатомических ошибках, которые могут изменить изображение.

Физиологические сосуды вблизи контура кости можно легко интерпретировать как допплеровский сигнал, поступающий в область коры, что может быть ранним сигналом тревоги об эрозии. Знание нормальных мест питания костных сосудов повысит вероятность точного диагноза; однако питательные сосуды не всегда обнаруживаются в одних и тех же местах. Ни одна статья в литературе не описывает нормальное положение всех питающих сосудов. Иногда возможно рентгенологическое подтверждение сосуда [ 9 ]. Согласно личному опыту, питающие сосуды обычно уникальны, не сопровождаются видимыми поражениями костной коры и не сопровождаются допплеровским сигналом внутри сустава. Питательные сосуды часто появляются в педиатрическом УЗИ в виде небольших сосудов, входящих в центры окостенения внутри растущего гиалинового хряща (рис.  2.41 ). Другими нормальными сосудами, которые могут стать ловушками, являются огибающая артерия внутри двуглавой борозды (рис.  2.42 ), которую можно ошибочно принять за двуглавый воспалительный теносиновит, и анатомический вариант срединной артерии предплечья, видимый прямо возле срединного нерва.

Рис. 2.41

Продольный вид передней выемки большеберцово-таранного сустава у здорового мальчика 3 лет. Питающие сосуды внутри растущего хряща ( ГК ) таранной кости — стрелки . DPA тыльная артерия стопы

Рис. 2.42

Поперечный вид двуглавой борозды. Огибающая артерия ( А ) внутри борозды, возле сухожилия двуглавой мышцы ( ВТ )

Сесамовидные кости могут случайным образом появляться внутри структур, видимых на экране УЗИ. Очень часто их можно рассматривать как кальцификаты внутри сухожилий, идущих над костью, что ошибочно интерпретируется как кальцифицирующий тендинит. Их акустическая тень может выступать над расположенными ниже структурами и создавать трудности при интерпретации изображений.

Советы по преодолению

Чтобы избежать этого явления, простые кальцификации внутри нормальных сухожилий лучше не интерпретировать как патологические, особенно если у пациентов нет симптомов.

Другие анатомические варианты могут вызвать ошибки интерпретации, а иногда даже вызвать патологию. Например, наличие надмыщелкового отростка на переднемедиальной стороне дистальной части плечевой кости может соединяться с медиальным надмыщелком связкой Струтерса. В случае мышечной гипертрофии могут поражаться артерии/нервы данной области (защемление срединного нерва или сдавление плечевой артерии) с клиническими последствиями.

Советы по преодолению

Узнайте, если возможно, о большинстве анатомических вариантов, прежде чем стать практикующим врачом в США.

Результаты УЗИ у детей могут стать огромным источником ошибок при интерпретации изображений, если не учитывать различия соноанатомии у взрослых. В результате неполного окостенения хрящ с его анэхогенным видом будет казаться очень большим, напоминая жидкость внутри сустава. Внутри хряща позже в процессе роста появляются центры окостенения в виде гиперэхогенных очагов с затенением или без затенения за ними (рис.  2.43 ). Растущий хрящ особенно хорошо васкуляризирован — внутри него можно увидеть множество питающих сосудов, не имеющих патологического значения.

Рис. 2.43

Продольный вид задней части лодыжки 3-летней девочки. Пяточная кость ( С ) покрыта гипоэхогенным слоем растущего хряща ( ГК ). Центр окостенения ( стрелка ) виден внутри хряща. В Ахиллово сухожилие. Толстая подушечка К. Кагера

Советы по преодолению

Прежде чем самостоятельно приступать к обследованию детей с помощью УЗИ, ознакомьтесь с особенностями УЗИ суставов у детей.

Подводные камни, связанные со свойствами машины и ошибками

Качество изображений США зависит от разрешения изображения аппарата. Разрешение — это способность луча различать две структуры [ 8 ] по вертикальной линии (осевое разрешение) или по горизонтальной линии (латеральное разрешение). Менее производительным машинам не хватает точного разрешения, поэтому близкие крошечные структуры могут отображаться на экране вместе как одна структура. Настройка частоты зонда на исследуемую область обязательна для улучшения разрешения. Увеличение частоты приведет к увеличению разрешения. Если это невозможно, подставка из геля, помещенная между датчиком и кожей, также может способствовать улучшению разрешения за счет увеличения глубины. Важным вопросом в УЗИ является приобретение аппарата, идеально приспособленного к потребностям практикующего врача, и регулярное обновление его функций.

Ранние признаки износа машин в США всегда являются тревожным сигналом. Признаком повреждения пьезоэлектрических кристаллов и/или волокон преобразователя является появление на экране вертикальных черных линий. Даже если это легко распознать, решить проблему может быть сложно, поскольку она может иметь множество причин, включая начало конца машины.

Советы по преодолению

В этом случае необходима консультация производителя машины. Кроме того, регулярное обслуживание и обновления являются обязательными.

Артефакты, полезные для медицинской практики

Артефакты уже давно были классифицированы на «хорошие» и «плохие» [ 7 ]. Недавно они помогли использовать УЗИ в области, где оно никогда раньше не применялось, — при оценке легких. В течение многих лет эхографию легких считали невозможной, учитывая тот факт, что луч встречал на своем пути только воздух. При отсутствии несоответствия акустического импеданса изображение не появится. Но когда воздух заменяется, например, жидкостью, как при отеке легких вследствие сердечной недостаточности, появляется несоответствие и образуются линии, видимые на экране и называемые «линиями B». Это вертикальные гиперэхогенные линии от плевральной линии к нижней части экрана, перемещающиеся при дыхании [ 26 ]. На самом деле это артефакты реверберации , возникающие в легочных перегородках, заполненных водой. Их открытие открыло совершенно новую перспективу, поскольку было доказано, что они коррелируют с результатами КТ. Теперь они включены в прикроватную дифференциальную диагностику одышки: одышка легочного происхождения (хроническая обструктивная болезнь легких, ХОБЛ) не выявляет B-линий на УЗИ, в отличие от сердечной.

И последнее, но не менее важное: интервенционная сонография очень выигрывает от артефактов. Артефакт реверберации иглы помогает отслеживать всю ее траекторию во время процедуры. Кроме того, еще до процедуры артефакты могут помочь «отметить» место введения иглы, используя вид формы хвоста кометы за металлическим предметом (иглой), помещенным между зондом и кожей пациента. Тот же артефакт можно использовать в процессе обучения интервенционному УЗИ, поскольку прямой подход студентов к пациентам был бы совершенно неэтичным, а также опасным.

Заключительные замечания

Хорошо это или плохо, но на каждом экзамене в США всплывают подводные камни. Повышение осведомленности эхографистов необходимо для точной оценки и диагностики различных ревматологических заболеваний. Развитие эхографии как «дружественного» метода, легко воспроизводимого, не причиняющего вреда пациенту, позволяющего проводить многоплоскостную и динамическую оценку, привлекло внимание к двум другим областям, о которых практикующий врач привык забывать: физике и анатомии. Хороший специалист по УЗИ – это сочетание солидного клинического опыта, детальных знаний анатомии и физических принципов, а также технических навыков обращения с аппаратом [ 24 ]. Тот факт, что США широко известен как метод, «зависимый от оператора», может создавать ловушки. В результате изображения, полученные менее опытным специалистом, могут сильно отличаться от изображений эксперта. Менее производительное (и менее дорогое) оборудование также может создавать ловушки.

В конце концов, обучение основным ловушкам преследует несколько важных целей: предупреждение об их существовании, возможностях их преодоления и способах их использования в медицинской практике. Что касается «операторской зависимости» США, то фактически этот атрибут возлагает на оператора огромную ответственность и дает ему возможность использовать теоретические знания в сочетании с воображением и способностью различать их.