Ultraääni: mitä se on ja mihin sitä käytetään

Mitä ultraääni on? Mihin ultraääntä voi käyttää etenkin lääketieteessä? Onko ultraääni turvallista? Asiantuntijoina tässä artikkelissa ovat lääkäriasema Oulun Ultran asiantuntijat radiologian erikoislääkärit Mika Nevalainen ja Elias Vaattovaara.

Tämä artikkeli vastaa seuraaviin kysymyksiin:

• Mitä ultraääni on?
• Miten ultraääntä tuotetaan?
• Mihin ultraääntä yleensä käytetään?
• Miten ultraääni liikkuu ihmiskehossa?
• Mitä on lääketieteellinen ultraäänitutkimus?
• Onko ultraääni vaarallista?
• Miten lääketieteellinen ultraäänikuvantaminen eroaa muista kuvantamistavoista?

Mitä ultraääni on?

Ultraääni on ihmisen kuuloalueen ylittävää ääntä. Se on samanlaista ääntä kuin esimerkiksi pianon soitto tai puheääni, eli mekaanista aaltoliikettä, joka etenee ilmassa, nesteessä tai kiinteässä aineessa. Ultraääni etenee huonosti kaasussa eikä etene ollenkaan tyhjiössä.

Ihmisen kuuloalue on noin 20–20 000 hertsiä. Ultraääni on ääntä, jonka taajuus on tätä korkeampi. Joidenkin eläinten kuuloalue on ihmistä laajempi: esimerkiksi koirat pystyvät kuulemaan ultraääniä.

Kulkiessaan väliaineessa ultraääni voi heijastua, taittua, sirota ja vaimentua. Kaikuluotaus perustuu ultraäänen heijastumiseen: kun veteen lähetetään ultraäänipulssi, joka osuu kalaan, ultraäänianturiin palaa heikko kaiku, joka kertoo siitä, että vedessä on jotain. Myös esimerkiksi lepakot käyttävät ultraääninapsautuksia saaliin paikantamiseen.

Miten ultraääntä tuotetaan?

Jotkut eläimet pystyvät tuottamaan ultraääntä. Yksinkertaisimmillaan ultraääntä voi tuottaa esimerkiksi koirien kouluttamiseen tarkoitetulla ultraäänipillillä, jonka vihellys on niin korkea, ettei ihminen kuule sitä.

Lääketieteellisessä ultraäänikuvantamisessa ultraääntä tuotetaan pietsosähköisillä kiteillä. Kun pietsosähköisiin kiteisiin johdetaan sähkövirtaa, ne alkavat värähdellä hyvin nopeasti ja kudokseen siirtyy mekaanista aaltoliikettä, eli ultraääntä.

Lääketieteellisen kuvantamisessa halutaan muodostaa kuva ihmisen kehon sisältä, joten pelkkä ultraäänen tuottaminen ei riitä, vaan sen tuottamia kaikuja pitää pystyä mittaamaan. Pietsosähköisten kiteiden hyödyllinen ominaisuus on se, että ne A) tuottavat värähtelyä kun niihin johdetaan sähköä mutta ne myös B) tuottavat sähköä kun niihin kohdistuu värähtelyä. Siksi ultraäänianturiin yhdistetty ultraäänilaitteisto voi sekä lähettää ultraääntä että tulkita palaavat ultraäänikaiut.

Mihin ultraääntä yleensä käytetään?

Ultraäänellä on monia arjesta tuttuja käyttökohteita, jotka käyttävät hyväkseen ultraäänen erilaisia ominaisuuksia. Ultraääntä käytetään esimerkiksi:

• Hammaskiven poistossa
• Lääketieteellisessä kuvantamisessa
• Kaikuluotauksessa
• Hitsisauman laadun tarkistamisessa
• Ultraäänipuhdistuksessa

Lääketieteellisen ultraäänen käyttökohteista tutuin on raskausajan ultraääni, jolla sikiön terveyttä ja kehitystä voidaan tutkia turvallisesti.

Miten ultraääni liikkuu ihmiskehossa?

Lääketieteelliseen ultraäänikuvantamislaitteistoon kuuluu ultraäänianturi, joita on muutamaa perustyyppiä: suora, kartiomainen ja pistemäinen anturi.

Se mitä anturia käytetään riippuu siitä, mitä halutaan kuvata. Esimerkiksi kartiomainen vatsa-anturi näyttää laajemman kuva-ajan ja sen teho ylettyy syvemmälle. Suoralla pinta-anturilla taas ei näe kovin syvälle, mutta pinnalliset rakenteet erottuvat hyvin tarkasti.

Ultraääni ei läpäise kaasuja, joten ensiksi ultraäänianturin ja ihon välillä täytyy levittää ultraäänigeeliä. Pienikin määrä ilmaa heikentää ultraääntä, joten anturin painaminen aivan ihoon kiinni ei auta vaan väliin tarvitaan geeliä, jossa ultraääni pääsee liikkumaan.

Aaltoliike liikkuu eteenpäin koko ajan vaimentuen niin kauan kun kudos, jossa se liikkuu, on samanlaista. Kun ultraääni kohtaa jonkin rajapinnan, sen kulku muuttuu: se heijastuu, siroaa tai taittuu. Nämä muutokset näkyvät ultraäänilaitteiston näytöllä kuvana, jossa on tummia ja vaaleita alueita. Esimerkiksi sappikivi on kiinteää ainesta, jonka läpi ultraääni ei pääse. Se heijastaa siis lähes kaiken ultraäänen takaisin, jolloin kuvassa näkyy valkoinen alue, jonka taakse muodostuu tumma varjo (ns. kaikukatve).

Koska ultraääni vaimenee kaasussa hyvin nopeasti, ihmisen suolistoon kertynyt ilma saattaa estää näkyvyyden syvemmälle kehoon. Kaasun rajapinta näkyy ultraäänikuvassa valkoisena alueena. Kaasun takia vatsan alueen ultraäänitutkimukseen valmistautumiseen kuuluu mm. hiilihapotettujen juomien välttäminen.

Mitä on lääketieteellinen ultraäänitutkimus?

Ultraäänellä voidaan tutkia kehoa monin eri tavoin. Tutuin ultraäänen käyttötarkoitus on raskauden seuranta, mutta ultraäänellä voidaan tutkia myös esimerkiksi sydäntä, rintoja, sisäelimiä ja pehmytkudoksia. Oulun Ultrassa olemme keskittyneet diagnostisiin ultraäänitutkimuksiin.

Katso videolta Oulun Ultran lääkärin Elias Vaattovaaran lyhyt esittely ultraäänitutkimuksiin.

Ultraäänitutkimusten tyyppejä ovat mm. seuraavat:

Raskaudenseurannan ultraäänitutkimukset

Raskaudenseurannan ultraäänen tarkoitus on seurata sikiön kasvua ja vointia. Näitä tutkimuksia tehdään mm. neuvolassa, sairalaassa ja yksityisillä lääkäriasemilla.

Sydämen ultraäänitutkimukset

Sydämen ultraäänitutkimuksia tekevät sydänlääkärit eli kardiologit. Sydämen ultraäänellä voidaan tutkia esimerkiksi sydämen rakennetta eli sydämen lokeroita ja läppien toimintaa.

Gynekologiset ultraäänitutkimukset

Gynekologisia ultraääniä tekevät naistentautien ja synnytysten erikoislääkärit eli gynekologit. Tutkimus tehdään yleensä erityisellä anturilla emättimen kautta. Gynekologisia elimiä eli kohtua ja munasarjoja voidaan tutkia jonkin verran myös vatsan pinnalta, jolloin kyseessä on alavatsan ultraäänitutkimus.

Urologiset ultraäänitutkimukset

Urologisia eli sisäisiä eturauhasen ultraäänitutkimuksia tekevät miestentautien erikoislääkärit eli urologit. Tutkimus tehdään erityisellä anturilla peräsuolen kautta. Eturauhasen kokoa voidaan arvioida myös vatsan pinnalta, jolloin kyseessä on alavatsan ultraäänitutkimus.

Rintojen ultraäänitutkimus

Rintojen ultraäänitutkimus on suositeltu kuvantamistapa nuorille alle 30-vuotiaille naisille mammografian sijaan. Se voidaan myös tehdä mammografian, eli rintojen röntgenkuvauksen yhteydessä.

Diagnostinen ultraäänitutkimus

Diagnostisia ultraäänitutkimuksia ovat sellaiset, joissa pyritään diagnosoimaan jonkun vaivan tai oireen syy. Tutkimuksen suorittaa lääketieteelliseen kuvantamiseen erikoistunut lääkäri eli radiologi tai ultraäänitutkimuksiin erikoistunut erityiskoulutettu röntgenhoitaja. Yleisimpiä diagnostisia ultraäänitutkimuksia ovat:

• Vatsan ultraäänitutkimus (ylävatsa, alavatsa, koko vatsa)
• Nivelten ultraäänitutkimukset (esimerkiksi olkapää, polvi ja lonkka)
• Kaulan ja kilpirauhasen ultraäänitutkimus
• Iholla tuntuvien pattien ultraäänitutkimukset
• Verisuonten ultraäänitutkimukset
• Kivesten ultraäänitutkimus

Onko ultraääni vaarallista?

Ammattilaisen tekemä lääketieteellinen ultraäänitutkimus ei ole vaarallista eikä siitä aiheudu haittaa tutkittavan terveydelle. Tutkimuksessa ei käytetä ionisoivaa säteilyä.

Ultraäänihuoneeseen voi mennä ilman ennakkotoimenpiteitä, eikä esimerkiksi koruja tai lävistyksiä tarvitse ottaa pois. Ultraäänitutkimukset ovat turvallisia myös raskauden aikana. Muita kuin ammattilaisen suorittamia ja ammattilaisen arvioon perustuvia ultraäänitutkimuksia, kuten esimerkiksi ns. kotidoppler-laitteilla tehtäviä kuunteluita, ei suositella.

Miten ultraäänitutkimus eroaa muista radiologisista tutkimusmenetelmistä, kuten magneettikuvauksesta ja röntgenkuvauksesta?

Ultraäänitutkimuksen ohella muita yksityisellä puolella käytössä olevia radiologisia kuvantamismenetelmiä ovat magneettikuvaus ja röntgenkuvaus.

Magneettikuvaus on ultraäänikuvauksen tapaan säteetön tutkimus. Magneettikuvaus soveltuu hyvin esimerkiksi aivojen ja selkärangan kuvaukseen toisin kuin ultraääni. Nivelten kuvauksessa magneettikuvaus on usein ultraäänikuvausta tarkempi, vaikka monet nivelten vaivat näkyvät ultraäänessäkin. Magneettikuvauksen varjopuolena on korkea hinta. Lisäksi magneettikuvauksessa kuvattava on ahtaassa kuvausputkessa, joten ahtaanpaikankammoisille magneettikuvaus sopii huonosti.

Röntgenkuvaus perustuu röntgensäteilyyn. Röntgenkuvissa nähdään erittäin hyvin luiset rakenteet. Myös keuhkojen kuvaukseen röntgenkuva soveltuu hyvin. Kuvauksen aikana saatu säteilyannos on verrattain pieni: esimerkiksi mammografian aikana saatu säteilyannos on sama kuin normaalista maapallon taustasäteilystä 24 päivän aikana aiheutuva annos. Pehmytkudosten, kuten esimerkiksi vatsan sisäelinten, tutkimiseen röntgenkuvaus ei sovellu.

Ultraääni monessa mukana

Ultraäänen käyttökohteita on monia. Toivottavasti tämä artikkeli on antanut sinulle perustiedot siitä, mitä ultraääni on ja mihin sitä voidaan käyttää. Toivottavasti se on myös hälventänyt mahdollisia pelkoja ja selventänyt lääketieteelliseen ultraäänitutkimuksen eri muotoja ja hyötyjä. Jos olet tulossa ultraäänitutkimuksiin, katso Oulun Ultran tarjoamat ultraäänitutkimukset ja varaa aika.

Lähteet ja lisätietoa:

• STUK: röntgentutkimusten säteilyannoksia
• Terveyskirjasto: Kaikukuvaus