Ultraäänilaite

Ultraäänilaite on lääketieteellisen kuvantamisen väline, jolla voidaan tutkia erityisesti pehmeitä kudoksia. Ultraäänilaitteen anturi on samanaikaisesti lähetin ja vastaanotin. Anturin lähettämät korkeat ääniaallot eli ultraäänet heijastuvat tutkittavasta kudoksesta takaisin ja palaavista kaiuista muodostetaan kuvaruudulle näkyvä kuva. Ääniaaltojen heijastuminen riippuu kohteen nestepitoisuudesta ja tutkimuksessa nähdään erityisen selvästi nestetäytteisten onteloiden ja kovempien kudosten rajat. Ääni ei heijastu ollenkaan takaisin nesteen sisältä ja sen vuoksi neste näkyykin kuvassa mustana. Sidekudosta sisältävät jänteet, kalvot ja vastaavat tiiviit kohteet näkyvät valkoisina ja muut kudokset nestepitoisuutensa mukaan eri harmaan sävyinä. Luun pinnasta ääniaallot heijastuvat kokonaan takaisin ja luuta tai luun takana olevaa kohdetta ei siksi voida ultraäänilaitteella tutkia. Koska ääniaaltoja lähetetään ja vastaanotetaan koko ajan, kuvaruudulla nähdään reaaliaikainen, liikkuva kuva. Äänen etenemiseksi anturin ja kohteen välille tarvitaan kostea kontakti, joka aikaansaadaan yleensä ultraäänigeelillä. Ultraäänen taajuutta vaihtelemalla voidaan tutkia eri syvyyksillä olevia kohteita. Mitä korkeampi taajuus on, sitä tarkempi kuva saadaan, mutta samalla tunkeutuvuus heikkenee. Yleisesti käytetyllä 5 MHz:n anturilla nähdään 10-15 cm syvyydessä oleva kohde, 10 MHz:n anturilla maksimisyvyys on joitakin senttimetrejä.

Anturit
Ultraäänilaitteen antureita on periaatteessa kahdenlaisia. Lineaarianturi lähettää tasalevyisen äänikeilan ja muodostuva kuva on suorakaiteen muotoinen. Sektorianturi kääntyilee ja lähettää ja vastaanottaa sektorinmuotoista ääni- ja kaikukuviota. Lineaarianturin keila on leveä jo lähellä anturia ja se soveltuu siksi lähellä olevien kohteiden tutkimiseen. Sektorianturin tutkimusalue on anturin lähellä kapea mutta levenee syvemmälle mentäessä. Sillä voidaan tutkia huonosti ultraääntä läpäisevien kohteiden takana olevia kohteita. Tällaisia rakomaisia esteitä muodostavat mm. suolisto ja kylkiluut. Yleensä suolisto sisältää kaasua, joka estää ääniaallon etenemisen.

Lisätoiminnot
Ultraäänilaitteissa on erilaisia mittaustoimintoja, joilla voidaan mitata kuvauspisteiden etäisyyttä toisistaan ja siten esim. kohteen paksuutta. Voidaan myös mitata ympärysmittoja ja pinta-aloja. Kuvia voidaan tallentaa joko pysäytyskuvina tai videotiedostoina ja löydöksiä voidaan siten verrata aikaisempiin tutkimuksiin.

Ultraäänitutkimuksen vaarat
Ultraäänilaite aiheuttaa teoriassa lämmönnousua kohteessa, mutta koska äänikeila on erittäin ohut, lämmönnousulla ei ole käytännön merkitystä. Lämpö tasaantuu kudoksissa nopeasti ja kohteen ja anturin liikkeet nopeuttavat tätä. Ultraäänitutkimusta pidetään riskittömänä toimenpiteenä ja sitä käytetään yleisesti sikiötutkimuksiin.

Doppler ultraäänilaite
Doppler-ultraäänilaitteella voidaan havaita kohteen osien liikkuminen anturista poispäin tai anturia kohti. Nopeudet voidaan esittää kuvaruudulla eri väreillä. Doppler ultraäänilaitetta käytetään eniten verisuonten ja veren virtauksen tutkimiseen. Yleinen kohde ovat sydämen läpät ja niiden viat. Vuotava läppä aiheuttaa epänormaaleja pyörteitä, jotka näkyvät Doppler-laitteessa sydämen lyöntien tahdissa toistuvina, värillisinä purskahduksina.

Ultraäänilaite eläinlääketieteessä
Eläinlääketieteelliset ultraäänitutkimukset alkoivat tiineystarkastuksina. Varhainen tiineyden toteaminen on rahanarvoista tietoa. Suureläimillä tutkiminen tehdään peräsuolitutkimuksena, pieneläimillä ihon läpi geelin avulla. Pieneläinten tutkiminen muistuttaa ihmisten tutkimista, yleisiä kohteita ovat tiineyden lisäksi sydän, maksa ja virtsatiet.

Aiheesta muualla
Urban & Schwarzenberg: "A Thinker's Guide to Ultrasonic Imaging" ISBN 0-8067-1581-2
Sirkkola / Tauriainen: "Eläinten lääkintä ja hoito" ISBN 978-952-13-3477-1
Eläinten ultraäänitutkimus: 

Mittaustekniikka
Radiologia