Ultraääni urologiassa

Ultraääni on yksi lääketieteen helpoimmin saatavilla olevista diagnostisista menetelmistä. Urologiassa ultraääntä käytetään virtsa- ja virtsaelinten rakenteellisten ja toiminnallisten muutosten havaitsemiseen. Doppler-ilmiön - kaikukuvauksen - avulla arvioidaan elinten ja kudosten hemodynaamisia muutoksia. Minimaalisesti invasiiviset kirurgiset toimenpiteet suoritetaan ultraääniohjauksessa. Lisäksi menetelmää käytetään myös avoimissa toimenpiteissä patologisen fokuksen rajojen määrittämiseen ja tallentamiseen (intraoperatiivinen kaikukuvaus). Kehitetyt, erityisen muotoiset ultraäänianturit mahdollistavat niiden johtamisen kehon luonnollisten aukkojen läpi, erikoisinstrumentteja pitkin laparo-, nefro- ja kystoskopian aikana vatsaonteloon ja virtsateitä pitkin (invasiiviset tai interventionaaliset ultraäänimenetelmät).

Ultraäänen etuja ovat sen saatavuus, korkea informaatiosisältö useimmissa urologisissa sairauksissa (mukaan lukien kiireelliset tilat) sekä vaarattomuus potilaille ja hoitohenkilökunnalle. Tässä suhteessa ultraääntä pidetään seulontamenetelmänä, lähtökohtana diagnostisen haun algoritmissa potilaiden instrumentaalisessa tutkimuksessa.

Lääkäreillä on käytössään erilaisia teknisiä ominaisuuksia omaavia ultraäänilaitteita (skannereita), jotka pystyvät toistamaan sisäelimien kaksi- ja kolmiulotteisia kuvia reaaliajassa.

Useimmat nykyaikaiset ultraäänidiagnostiikkalaitteet toimivat 2,5–15 MHz:n taajuuksilla (anturin tyypistä riippuen). Ultraäänianturit ovat muodoltaan lineaarisia ja kuperia; niitä käytetään transkutaanisissa, transvaginaalisissa ja transrektaalisissa tutkimuksissa. Säteittäisiä skannausantureita käytetään yleensä interventionaalisissa ultraäänimenetelmissä. Nämä anturit ovat sylinterin muotoisia, ja niiden halkaisija ja pituus vaihtelevat. Ne jaetaan jäykkiin ja joustaviin, ja niitä käytetään asettamaan elimiin tai onteloihin sekä itsenäisesti että erityisillä instrumenteilla (endoluminal, transurethral, intrarenal ultraääni).

Mitä korkeampaa ultraäänen taajuus on diagnostisessa tutkimuksessa, sitä korkeampi on sen resoluutio ja heikompi on sen tunkeutumiskyky. Tässä suhteessa syvällä sijaitsevien elinten tutkimiseen on suositeltavaa käyttää 2,0–5,0 MHz:n taajuudella olevia antureita ja pintakerrosten ja pinnallisten elinten skannaukseen 7,0 MHz:n tai sitä korkeamman taajuuden antureita.

Ultraäänitutkimuksessa harmaasävyisten kaikukuvien kehon kudoksilla on erilainen kaikutiheys (ekogeenisyys). Korkean akustisen tiheyden omaavat kudokset (hyperekogeeniset) näyttävät näytöllä vaaleammilta. Tiheimmät kudokset – kivet – näkyvät selkeästi muotoiltuina rakenteina, joiden takana on akustinen varjo. Sen muodostuminen johtuu ultraääniaaltojen täydellisestä heijastumisesta kiven pinnasta. Alhaisen akustisen tiheyden omaavat kudokset (hypoekogeeniset) näyttävät näytöllä tummemmilta, ja nestemäiset muodostelmat ovat mahdollisimman tummia – kaikunegatiivisia (kaiuttomia). On tunnettua, että äänienergia tunkeutuu nestemäiseen väliaineeseen lähes häviöttömästi ja vahvistuu kulkiessaan sen läpi. Siten anturia lähempänä sijaitsevan nestemäisen muodostelman seinämällä on vähemmän kaikutiheyttä, ja nestemäisen muodostelman distaalisella seinämällä (suhteessa anturiin) on lisääntynyt akustinen tiheys. Nestemäisen muodostelman ulkopuolella oleville kudoksille on ominaista lisääntynyt akustinen tiheys. Kuvattua ominaisuutta kutsutaan akustisen vahvistuksen vaikutukseksi, ja sitä pidetään erotusdiagnostisena ominaisuutena, jonka avulla voidaan havaita nestemäisiä rakenteita. Lääkäreillä on arsenaalissaan ultraääniskannereita, jotka on varustettu laitteilla, jotka voivat mitata kudostiheyttä akustisen resistanssin perusteella (ultraäänidensitometria).

Verisuonten visualisointi ja verenvirtausparametrien arviointi suoritetaan ultraäänidoplerografialla (USDG). Menetelmä perustuu itävaltalaisen tiedemiehen I. Dopplerin vuonna 1842 löytämään ja hänen mukaansa nimettyyn fysikaaliseen ilmiöön. Doppler-ilmiö tarkoittaa, että ultraäänisignaalin taajuus, kun se heijastuu liikkuvasta kohteesta, muuttuu verrannollisesti sen liikenopeuteen signaalin etenemisakselia pitkin. Kun kohde liikkuu kohti ultraäänipulsseja tuottavaa anturia, heijastuneen signaalin taajuus kasvaa ja päinvastoin, kun signaali heijastuu liikkuvasta kohteesta, se pienenee. Siten, jos ultraäänisäde kohtaa liikkuvan kohteen, heijastuneet signaalit eroavat taajuuskoostumuksessa anturin tuottamista värähtelyistä. Heijastuneiden ja lähetettyjen signaalien välistä taajuuseroa voidaan käyttää tutkittavan kohteen liikenopeuden määrittämiseen ultraäänisäteen suuntaisessa suunnassa. Verisuonten kuva kerrostetaan päällekkäin värispektrinä.

Tällä hetkellä kolmiulotteista ultraääntä on käytetty laajalti käytännössä, minkä ansiosta voidaan saada kolmiulotteinen kuva tutkittavasta elimestä, sen verisuonista ja muista rakenteista, mikä luonnollisesti lisää ultraäänitutkimuksen diagnostisia ominaisuuksia.

Kolmiulotteinen ultraääni on synnyttänyt uuden diagnostisen menetelmän, ultraäänitomografian, jota kutsutaan myös monileikekuvaksi. Menetelmä perustuu kolmiulotteisen ultraäänen aikana saadun volumetrisen tiedon keräämiseen ja sen hajottamiseen leikkeiksi tietyllä askeleella kolmessa tasossa: aksiaalisessa, sagittaalisessa ja sepelvaltimotasossa. Ohjelmisto suorittaa tiedon jälkikäsittelyn ja esittää kuvat harmaasävyisinä, joiden laatu on verrattavissa magneettikuvaukseen (MRI). Ultraäänitomografian ja tietokonetomografian tärkein ero on röntgensäteiden puuttuminen ja tutkimuksen ehdoton turvallisuus, mikä on erityisen tärkeää raskaana oleville naisille suoritettaessa.