а) A-режим эхокардиографии (ЭхоКГ). Самым первым вариантом представления эхокардиографической информации, который уже не используется в клинической практике, является A-режим (А - от amplitude), при котором датчик испускает один «одномерный» УЗ-луч, а отраженные сигналы наносятся на вертикальную ось в зависимости от времени распространения. Таким образом, на вертикальной оси появляются точки с различной интенсивностью свечения, перемещающиеся синхронно с движениями сердца и соответствующие отражающим поверхностям, располагающимся на различной глубине, т.е. на различном расстоянии от датчика (например, от проксимальной границы к дистальной это будут: перикард, свободная стенка правого желудочка/полость правого желудочка, полость правого желудочка/межжелудочковая перегородка, межжелудочковая перегородка/полость левого желудочка и т.д.).
Амплитуда отраженного сигнала наносится на вертикальную шкалу в виде горизонтального отклонения на уровне, соответствующем расстоянию от отражающей поверхности до датчика. Самые ранние изображения, получавшиеся при помощи ультразвуковых аппаратов для «контроля отсутствия разрушений в материале» (т.е. для проверки сварочных швов стальных труб), и были изображениями в А-режиме.
б) М-режим эхокардиографии. Тесно связанным с А-режимом является применяемый до сих пор М-режим (М - от motion;). Последний в принципе является непрерывной записью A-режима, причем ось х становится осью времени (так же как и при регистрации ЭКГ), а амплитуда каждого отраженного сигнала отображается степенью яркости соответствующей точки. М-режим имеет высокую временную разрешающую способность (около 1 мс, что соответствует частоте повторения импульсов около 1 кГц), поскольку активным остается один-единственный ультразвуковой луч («scanline»), и время ожидания зависит лишь от времени распространения волны до максимальной выставленной глубины исследования и обратно. Пространственное осевое разрешение М-режима в принципе идентично таковому для двумерного В-режима. С недавних пор современные эхокардиографические установки позволяют из цифровых данных, полученных в В-режиме, дополнительно генерировать изображения в М-режиме по любому направлению, в том числе, например, и перпендикулярно к общему направлению распространения волн. Конечно, у таких изображений временное разрешение совпадает с разрешением лежащих в их основе данных, полученных в В-режиме.
A-режим и М-режим:
а Если изобразить зависимость амплитудных всплесков интенсивности рефлекторов (отражающих поверхностей) от расстояния от датчика (т.е. от глубины отражающих поверхностей и, соответственно, от времени распространения до них ультразвуковой волны), мы получим так называемый A-режим (А - amplitude).
б Если вместо значения амплитуд по оси х представить интенсивность рефлекторов степенью яркости точек и регистрировать их вдоль оси х во времени, то получится М-режим (М - motion).
в) В-режим. В-режим (называемый также режимом срезов) можно представить себе как одновременное представление множества отдельных М-режимов («scanlines»), создаваемых благодаря электронным или механическим колебаниям сканирующего луча и объединяемых в виде двумерного сектора шириной 60-90°. Для этого необходимо несколько этапов обработки изображения, наиболее важный из которых обозначается как «scanconversion».
При этом цифровые данные отдельных сканирующих лучей переносятся на монитор в рамках типичного углового сектора размером от 60° до 90°, а для улучшения картинки между точками, обозначающими полученные оригинальные данные, производятся интерполяция и другие этапы дополнительной обработки изображения.
г) Эффект рассеивания. При интерпретации ультразвуковых изображений следует принимать во внимание, что структуры, имеющие по сравнению с осевой разрешающей способностью метода (длиной импульса) достаточно большой размер и вызывающие сильное отражение, т.е. представляющие значительный скачок акустического импеданса (например, на границе между кровью и тканью), пространственно отображаются достаточно аккуратно. Но в случае - сравнивая с разрешающей способностью - заметно меньших структур (<1 мм), например, структур миокарда, на изображение оказывают влияние эффекты рассеивания.
Как было описано выше, подобные мелкие структуры рассеивают ультразвук во всех направлениях. Из-за этого возникают конструктивные и деструктивные интерференционные узоры, т.е. светлые и темные крапинки («speckles»); их совокупность обозначается как текстура. Таким образом, эти крапинки не являются истинным отображением субстрата. Поэтому по текстуре ультразвуковой картинки довольно проблематично судить о лежащих в ее основе свойствах ткани.
Принцип двумерной ЭхоКГ (В-режим). Благодаря быстрому созданию и перемещению ультразвуковых лучей получается срез тканей сердца в рамках конического сектора.
