Grundprincip — piezoelektrisk kristall
Ultraljud använder högfrekventa ljudvågor (~2 MHz) för att avbilda strukturer i kroppen. Vågor genereras genom att applicera ett elektriskt fält på en piezoelektrisk kristall i transducern. Kristallen vibrerar mekaniskt och sänder ultraljudsvågor. Samma kristall tar emot reflekterade ekon.
Vävnader skiljer sig i förmåga att transmittera ljud. När ljudvågen passerar en vävnadsgräns reflekteras en del tillbaka (eko) och resten transmitteras vidare. Tiden det tar för ekot att återvända anger djupet; intensiteten omvandlas till gråskala i bilden.
där c = ljudhastighet i vävnad (~1 540 m/s), t = tid mellan puls och eko.
Egenskaper — frekvens, upplösning och begränsningar
Upplösningen är omvänt proportionell mot penetrationsdjupet. Hög frekvens → bättre detalj men sämre djup. Låg frekvens → djupare penetration men sämre upplösning.
| Frekvens | Upplösning | Penetration | Användning |
|---|---|---|---|
| 2–5 MHz | Sämre | Djup (20 cm) | Abdomen, hjärta |
| 5–10 MHz | Medel | Medel | Kärl, muskuloskeletal |
| 10–15 MHz | Hög | Ytlig (<5 cm) | Nervblockad, kärltillträde |
Bra för
Vätskefyllda strukturer (kärl, blåsa, cystor) och mjukvävnader (lever, njure, muskel).
Dåligt för
Luftfyllda strukturer (lungvävnad) och kalciumrika strukturer (ben). Även djupa strukturer hos obesa patienter avbildas dåligt.
Ultraljudsmoder (A, B, M, Doppler)
| Mod | Princip | Användning |
|---|---|---|
| A-mode (Amplitude) | Enklast: ekoamplitud plottas mot djup längs en strållinje | Oftalmologi — mäta ögats diameter. Sällan i anestesi |
| B-mode (Brightness/2D) | Linjär array av strålar → 2D-gråskalebild. Anekoisk (svart) = vätska, ekogen (vit) = fast vävnad | Standard på alla ultraljuds- och ekoapparater. Kärltillträde, regionalanestesi, ekokardiografi |
| M-mode (Motion) | Snabb sekvens av A/B-bilder som visar rörelse i realtid | Ekokardiografi — klaffrörelse och kammarfunktion |
| Doppler-mode | Frekvensskift från rörliga mål (blodkroppar) | Flödeshastighet, flödesriktning, hjärtminutvolym |
Doppler-effekten och ekvationen
Dopplereffekten: ljudvågor reflekterade från ett rörligt mål (t.ex. röda blodkroppar) har en annorlunda frekvens jämfört med den utsända vågen. Frekvensskiftet (Δf) är proportionellt mot målets hastighet.
Där V = blodflödets hastighet, c = ljudhastighet (~1 540 m/s), Δf = frekvensskift, f = utsänd frekvens, θ = vinkel mellan stråle och flödesriktning.
Doppler-typer (CW, PW, Color, Duplex)
| Typ | Princip | Fördel | Begränsning |
|---|---|---|---|
| Continuous Wave (CW) | Två kristaller: en sänder, en tar emot — kontinuerligt | Mäter höga hastigheter utan aliasing | Ingen djupinformation |
| Pulsed Wave (PW) | Pulsad signal — ger djupupplösning | Mäter hastighet vid specificerat djup | Nyquist-gräns: aliasing vid > ½ samplingsfrekvens |
| Color Doppler | Flödesriktning färgkodas i B-mode-bild | Snabb översikt av flödesriktning | Vinkel- och hastighetsberoende |
| Duplex Doppler | Realtids-Doppler + realtids B-mode simultant | Bedömning av kärlsjukdom | Kräver erfaren operatör |
Transoesofageal Doppler
En relativt icke-invasiv metod för kontinuerlig hjärtminutvolymsmätning. Doppler-proben placeras i mitten av esofagus och mäter blodkropparnas hastighet i descendens aorta.
Aortas tvärsnittsarea uppskattas från ett nomogram (ålder/längd/vikt) eller mäts direkt i vissa enheter. Hjärtminutvolymen beräknas som:
Kliniska tillämpningar
Operationssal
- Kärltillträde — NICE (2002) rekommenderar ultraljudsledd vaskulär kateterisering som rutin
- Nervblockader — NICE (2009) rekommenderar ultraljud för t.ex. interscalena nervblockader. Direkt visualisering av nerv, omgivande strukturer och nålspets
- Epiduralkateter — i vissa centra ultraljudsstyrd placering
- TEE — under hjärtkirurgi
Intensivvård
- Hjärtminutvolymsmätning (transoesofageal Doppler)
- Ekokardiografi (TTE/TEE)
- Transkraniell Doppler
- Pleuratappning, ascitesdränage
- Bedömning av hepatiskt portavenflöde
- DVT-detektion