در دستگاههای اولتراسوند تشخیصی، چندین مد یا حالت تصویربرداری وجود دارد که هرکدام بر اساس نوع پردازش امواج صوتی و هدف کلینیکی متفاوت عمل میکنند. هر مد از اصول فیزیکی خاصی برای ارسال، بازتاب و نمایش سیگنالها استفاده میکند تا اطلاعات متنوعی از ساختار و عملکرد بافتهای بدن فراهم شود. در ادامه، مهمترین مدهای تصویربرداری در اولتراسوند به تفصیل معرفی میشوند.
A-Mode (Amplitude Mode)
در این حالت، اطلاعات بازتابی به صورت نمودار یکبعدی نمایش داده میشوند که محور افقی نشاندهنده زمان (یا عمق) و محور عمودی نشاندهنده دامنه بازتاب است. هر قله (peak) در نمودار بیانگر یک سطح بازتابدهنده در بدن میباشد.A-mode سادهترین نوع تصویربرداری اولتراسوند است و بیشتر در دستگاههای قدیمی یا در اندازهگیری ضخامت بافتها و ساختارهای خاص مانند قرنیه چشم کاربرد دارد. از نظر فیزیکی، یک پالس فراصوت به بدن ارسال شده و بازتابهای ناشی از مرزهای بین بافتها به مبدل بازمیگردند. زمان رفت و برگشت سیگنال برای تعیین عمق هر بازتاب استفاده میشود.
B-Mode (Brightness Mode)
B-mode پرکاربردترین حالت تصویربرداری در اولتراسوند است. در این مود، شدت بازتاب هر نقطه به صورت روشنایی در تصویر دوبعدی نمایش داده میشود. هر نقطه (پیکسل) در تصویر، نشاندهنده بازتاب امواج از نقطهای خاص در بدن است. شدت بازتاب بیشتر به معنی روشنایی بیشتر در تصویر میباشد.
از نظر فیزیکی، دستگاه پالسهای مکرر فراصوت را در جهتهای مختلف ارسال میکند و با دریافت بازتابها از هر جهت، تصویر دوبعدی را تشکیل میدهد.B-mode برای مشاهده ساختارهای بافتی، ارگانها، تودهها و بررسی شکل و اندازه اندامها بهکار میرود.
M-Mode (Motion Mode) در این مد، تغییرات مکانی ساختارهای متحرک بدن (مانند دریچههای قلب) در طول زمان ثبت میشود. محور افقی نشاندهنده زمان و محور عمودی نشاندهنده عمق است. این مد در تصویربرداری قلبی و بررسی حرکات دریچهها و دیوارههای قلب اهمیت دارد.
از نظر فیزیکی، یک پرتو ثابت به طور مداوم در یک خط خاص ارسال میشود و بازتابهای متوالی ثبت میشوند تا تغییرات حرکتی در طول زمان نمایش داده شود.
Doppler Mode
مد داپلر برای اندازهگیری و نمایش سرعت و جهت حرکت ذرات (مانند گلبولهای قرمز خون) به کار میرود. این روش بر اساس اثر داپلر عمل میکند، یعنی تغییر فرکانس موج بازتابی نسبت به فرکانس ارسالشده به علت حرکت ذرات.
سه نوع اصلی از مد داپلر وجود دارد:
۱. داپلر موج پیوسته (CW Doppler) برای اندازهگیری سرعتهای بالا در رگهای بزرگ،
۲. داپلر موج پالسی (PW Doppler) برای تعیین سرعت در عمقهای خاص،
۳. داپلر رنگی (Color Doppler) که جریان خون را به صورت نقشه رنگی روی تصویر B-mode نمایش میدهد. در این مد، فرکانسهای بالاتر از فرکانس پایه (نشاندهنده حرکت به سمت مبدل) معمولاً با رنگ قرمز و فرکانسهای پایینتر (حرکت دور از مبدل) با رنگ آبی نشان داده میشوند.
Power Doppler
این نوع داپلر به جای نمایش جهت و سرعت جریان خون، شدت یا توان سیگنال داپلر را نمایش میدهد. به دلیل حساسیت بالاتر به جریانهای آهسته، Power Doppler برای بررسی جریان خون در بافتهای کوچک یا عروق ضعیف مانند کلیهها و تومورها استفاده میشود.
از نظر فیزیکی، در این حالت توان کلی امواج بازتابی از ذرات متحرک اندازهگیری شده و در قالب رنگهایی با شدت متفاوت بدون در نظر گرفتن جهت جریان، نمایش داده میشود.
Color Doppler
در داپلر رنگی، اطلاعات داپلر بر روی تصویر B-mode ترکیب میشود تا جریان خون در عروق به صورت رنگی نمایش داده شود. رنگ قرمز معمولاً نشاندهنده حرکت خون به سمت پروب و رنگ آبی نشاندهنده حرکت دور از پروب است.
از نظر فیزیکی، سیستم با تحلیل چندین پالس متوالی و استفاده از الگوریتمهای پردازش سیگنال مانند autocorrelation، میانگین تغییرات فرکانس را برای هر نقطه محاسبه کرده و آن را به رنگ تبدیل میکند.
3D 4D Ultrasound
در 3D اولتراسوند، تصاویر B-mode از زوایای مختلف جمعآوری و ترکیب میشوند تا تصویری سهبعدی از ساختار مورد نظر ایجاد گردد. در 4D اولتراسوند، این تصاویر سهبعدی در زمان واقعی (Real-time) نمایش داده میشوند.
از نظر فیزیکی، دادههای حجمی از چندین اسکن دوبعدی به دست آمده و با الگوریتمهای بازسازی حجمی پردازش میشوند. کاربردهای آن شامل تصویربرداری جنینی، ارزیابی شکل قلب و مطالعات عروقی است.
Harmonic Imaging
در این تکنیک، دستگاه به جای استفاده از فرکانس اصلی بازتاب، از هارمونیک دوم سیگنال بازتابی استفاده میکند که حاصل رفتار غیرخطی بافتها است. این روش باعث کاهش نویز و افزایش وضوح تصویر به ویژه در بیماران چاق یا بافتهای عمیق میشود.
از نظر فیزیکی، هنگامی که موج فراصوت از بافت عبور میکند، بافت به صورت غیرخطی پاسخ داده و امواج با فرکانس دو برابر (هارمونیک دوم) تولید میکند. دستگاه این امواج را تشخیص داده و برای تشکیل تصویر با کنتراست بالا از آنها استفاده میکند.
Elastography
الاستوگرافی تکنیکی است که سختی یا خاصیت ارتجاعی بافتها را اندازهگیری و به صورت تصویر رنگی نمایش میدهد. این روش برای تشخیص تودههای سرطانی، آسیبهای کبدی و بافتهای فیبروتیک کاربرد دارد.
از نظر فیزیکی، با اعمال موج مکانیکی (ارتعاشی) به بافت، میزان جابجایی و تغییر شکل آن اندازهگیری میشود. بافتهای سختتر تغییر شکل کمتری دارند و در تصویر با رنگهای متفاوت نمایش داده میشوند.
