У нас ултразвукът се появи с разрушаването на контрола върху системата за защита на населението от унищожаващи здравето технологии през 1993 г. Основните постижения на ултразвука: лекота на поддръжка и търговска печалба - разбиха всички бариери на „стария режим“ пред въвеждането на тази „полезна“ технология.
Институциите за контрол на „назад“ от стария режим стриктно проучваха технологията, въздействаща на човешкото тяло, като се стремяха да получат „дългосрочни“ резултати, тоест: бъдещи последствия върху тялото. Средно продължителността на такива проучвания варира от една година (мишки) до пет години. Според законите на СССР всеки, който се сблъска с използването на ултразвук в работата си, имаше привилегии в заплатата и т.н. (за вредност).
Но тогава настъпиха пазарно-комерсиални времена, когато лекарите започнаха да крещят на висок глас, че ултразвукът е безвредно нещо и много необходимо, особено за изследване на бременността. Че в СССР не е имало наука и така се правят на глупаци, но на Запад има прогрес.
Едва сега общите истини започнаха да достигат до Запада.
Ново научно изследване установи, че ултразвуковите изследвания, извършвани на бременни жени, могат да попречат на развитието на мозъчните клетки на плода. Проучването подкопа звездната репутация на изследването. Това са доказали учени от Йейлския университет ултра звукови вълнипредоставят отрицателно въздействиена не родено дете- а именно на неговия нервни клетки, съобщава германският вестник Die Zeit.
Екип, ръководен от уважавания невролог Паско Ракич, изложи бременни мишки през последните три дни от бременността им ултразвуково изследванес различна дължина - чрез апарат, който обикновено се използва за ултразвуково изследване на хора. След това учените са търсили в мозъците на новородените мишки маркирани неврони, които обикновено мигрират към определени части на мозъка през трите дни преди раждането.
Като цяло мозъкът на новородени мишки няма видими аномалии, размерът му е стандартен. Но при всички животни, които са били подложени на ултразвуково изследване за 30 минути или повече преди раждането, така наречените E16 неврони не са се преместили на съответното място в мозъчната кора след раждането. Те изглеждат като „изгубени“ в по-дълбоките слоеве на сивото вещество. Броят на "бездомните" клетки нараства заедно с ултразвуковото натоварване и някои неврони по-късно са открити дори в подлежащото бяло вещество. Тези клетки също нямаха определени химични характеристикиправилно разположени неврони и такива нервни клетки вече не могат да изпълняват функцията, предназначена за тях от природата.
Всъщност има пълна мутация на клетки с деформация на ДНК.
Ехографияизползва звукови вълни висока честота, които, преминавайки през течна среда, се отразяват от плътен предмет, в в такъв случай- дете. Отразените вълни се преобразуват от сензора, а изображението е скелетът и вътрешни органидете - появяват се на екрана на монитора.
Ултразвукът не изисква специална подготовка за бременна жена. Просто на ранни стадиикогато все още има малко амниотична течност, жената е помолена да дойде за преглед с напълнена пикочен мехуртака че изображението да е достатъчно ясно. Жената ляга на дивана, разкрива стомаха си, той се намазва със звукопроводим гел и върху него се премества сензора на апарата. Цялата процедура продължава около десет минути. По желание на майката тя може да гледа в екрана, но без обяснение добър специалистМного е трудно да се разбере какво се показва на екрана.
Никой не говори за това, че децата в утробата реагират бурно на този преглед, реагирайки му с интензивни движения. Дори много умни хора използват тази функция като тест по време на бременност, когато майката изведнъж се уплаши, че бебето й не е мърдало дълго време. Ултразвукът стимулира движението на плода и ускорява сърдечната му честота.
Детето усеща негативното въздействие и рефлексивно реагира на радиацията, опитвайки се да се защити. Любопитството не е достатъчно добра причина да излагате бебето си на потенциална опасност за съмнителни цели, като например да разберете пола на бебето.
В Съединените щати Националният здравен институт не е одобрил задължителния ултразвук за всички бременни жени.
Изследване на Гаряев П.П.
Въздействие върху генотипа
Ултразвукът, който се смяташе за безвреден, може да... увреди генетичния апарат. Московските изследователи стигнаха до това заключение под ръководството на старши изследовател в отдела по теоретични проблеми Руска академияНауки Петр Петрович Гаряева.
„Трябва да призная“, казва Гаряев, „преди много се страхувахме, че законите на генетиката могат да бъдат използвани, за да навредят на хората.“ Но се оказа, че те правят това от доста време...
лекари. Без да знаят какво правят, те влияят върху генетичния апарат на човека. А сега е трудно дори да си го представим дългосрочни последствиятози мащабен човешки експеримент.
Богоявлението започна съвсем наскоро. Кандидатът на биологичните науки Петр Петрович Гаряев и кандидатът на физико-математическите науки Андрей Александрович Березин си поставиха за цел: да проникнат в светая светих на живата материя - вълновия геном, който контролира развитието на организма. Природата старателно пази генома от всякаква инвазия, за да запази наследствените програми за бъдещите поколения. Но учените решиха да направят свои собствени поправки към тях - да пишат нова информацияв "ДНК текстове".
Известно е, че изолираните от клетките ДНК молекули „излъчват” различни сигнали.
Това е истинска симфония на живота, където вероятно има „мелодии“ на всички тъкани, органи и системи, които могат да се развиват по команда на ДНК. Но засега учените могат да определят само спектъра на тези акустични вибрации. Те са толкова много и са толкова слаби, че само
свръхчувствително оборудване.
Носителите на светлина - фотоните - помагат да се изолират отделните звуци на живота от хаоса. Хелиево-неоновият лазерен лъч се насочва към осцилиращите ДНК молекули - отразявайки се от тях, светлината се разсейва, а спектърът й се записва от чувствително устройство. Такава система за измерване се нарича фотонна корелационна спектроскопия.
Гаряев и Березин се изсипаха в канавката воден разтворДНК молекули и го третира с ултразвуков генератор. Те отказаха да назоват честотите на акустичните вибрации, като отбелязаха само, че някои обертонове могат да бъдат чути от ухото, като тънка свирка. Но изследователите не крият резултатите от експеримента, а напротив, смятат за свой дълг да разкажат за тях колкото е възможно повече.
на повече хора.
Преди да бъдат изложени на генератора, ДНК молекулите излъчват звуци в широк диапазон: от няколко до стотици херца. И тогава молекулите „прозвучаха“ с особена сила на една честота: 10 херца. Продължава вече няколко седмици. И амплитудата на трептенията не намалява.
Образно казано, една пронизителна нотка започва да доминира в симфонията на живота.
Работата на ДНК, обяснява Гаряев, може да се сравни с високоскоростен компютър, който моментално взема огромен брой решения. Но представете си, че един компютър е бил ударен с чук и в резултат на това той дава един и същ отговор на всички въпроси. Нещо подобно се случи във вълновия геном, когато го зашеметихме с ултразвук. Неговите вълнови матрици бяха толкова изкривени, че една честота в тях рязко се увеличи.
За какво крещи фантомът?
Но учените бяха още по-изненадани от друг факт: изкривяването на спектъра на акустичните вибрации не се случи веднага. След разобличаване провериха как
ДНК препаратът звучи, но не са открити промени в неговите „мелодии“. Притеснени от повредата, те изляха стария разтвор, наляха нов и замръзнаха
в хладилника е. И когато на следващия ден го размразиха и го измериха отново, бяха напълно зашеметени: непокътнатата ДНК проба се държеше така:
сякаш е получил ултразвуково зашеметяване.
- Може би всичко е заради замразяването? - питам Пьотър Петрович.
"Не", отговаря ученият, "проверихме контролни ДНК препарати." Когато бяха размразени, те все още издаваха широк спектър от звуци.
И накрая, най-забележителният резултат беше следният. Подготвени ново лекарствоДНК е в нова кювета, но я поставиха на мястото на старата. Изведнъж лекарството „прозвуча пронизително“, сякаш също беше третирано с ултразвук.
— Ами ако по време на експериментите насочите полета към спектрометъра и те започнат да действат върху ДНК?
— Ултразвукът не се индуцира, всеки физик знае това.
След многобройни тестове учените стигнаха до поразително заключение: ултразвукът „нарани“ молекулите на ДНК и те го „запомниха“. Тествани молекули тежък шок, след което дълго време идваха на себе си и накрая развиха вълнообразен фантом от болка и страх, който остана на мястото на така ужасния за тях експеримент. Под въздействието на този фантом, други ДНК молекули изпитаха подобен шок и също „крещяха от ужас“.
По-нататъшни изследвания показват, че по време на ултразвуково облъчване двойните спирали на ДНК се разплитат и дори се счупват - както се случва, когато тези молекули се нагреят силно. По време на такива механични повредиГенерират се електромагнитни вълни, които създават фантом. Самият той е способен да унищожи ДНК като висока температураи ултразвук.
Нещо подобно се случва, когато на ранен човек му отрежат ръката или крака и след това той има "празно място", което го боли дълги години. Според Гаряев понякога на мястото на раковия тумор възниква фантомен ефект: при отстраняването му остава вълнова матрица, която след това създава нова колония от злокачествени клетки.
Учените смятат, че по време на техния експеримент във формирането на фантома е участвала вода, в която са плували ДНК молекули. Под въздействието на ултразвуков генератор в този разтвор могат да се образуват групи от няколко водни молекули - те се превръщат в малки генератори на акустични вибрации, които непрекъснато звучат и увреждат ДНК от всички страни. В резултат на техните скъсани вериги се появяват клъстери от електромагнитни вълни - солитони, които могат да съществуват независимо, подхранвани от енергия заобикаляща среда. Комбинацията от тези солитони образува вълнова матрица или фантом.
Учените дори успяха да снимат ДНК фантома. В близост до лекарството се появи ярка топка, от която се появиха разклонени линии. Прилича на дърво, осветено от светкавица. Но вместо зеленина, той беше обвит в лек облак от ултра леки микрочастици.
Фантомът „плуваше“ близо до ДНК препарата и когато беше изваден, продължи да се рее над това място. Учените са записали плаващо „дърво“ на фона на лек облак на много снимки.
ДНК изпълнява погребален марш
„Тези експерименти показват“, казва Гаряев, „че ултразвукът причинява не само механични, но и полеви изкривявания на ДНК. Това означава, че може да възникне неизправност в наследствената програма: изкривяването на полето ще образува увредени тъкани - от тях няма да може да се развие здрав организъм.
- Но това е ужасно! – прекъснах учения. — Сега е много модерно по целия свят. ултразвуково сканиране. Методът се счита за напълно безвреден, така че се използва широко за диагностициране на бременност и деца. Ултразвуково изследване на бременни
жени, за да разберат пола на нероденото дете. Друг е въпросът дали са специални медицински показания! Лекомислието и арогантността на „царете на природата“ е просто невероятно.
Много хора знаят, че някои животни използват ултразвук като оръжие: делфините го използват, за да убиват риба, кашалотите го използват, за да убиват калмари и т.н.
Но лекарите предложиха на пациентите да се подложат на такъв ефект - и те с готовност се съгласиха, дори изпратиха децата си да експериментират с ултразвук.
Известно е, че за животни, чийто активен живот се извършва предимно през нощта, големи очии остро зрение, но прилепите, напротив, имат малки очи и много големи уши. Това дава на италианския учен Ballanzani преди 200 години идеята да проведе изследване за изучаване на възможностите за ориентация на прилепите в космоса. Той опъна тънки конци, снабдени със звънци през стаята, затъмни стаята и пусна прилепи вътре. Въпреки пълен мрак, нито един прилеп не се натъкна на опънатите нишки. Когато ушите на мишките бяха запушени, те започнаха да докосват опънатите нишки и дори да се блъскат в стените. Изследването на Ballanzani постави първия камък в разбирането на процеса на ориентация на прилепите в пространството. Ballanzani установи, че тези животни се движат в космоса с помощта на ултразвукови вълни.
В промишлеността ултразвукът се използва от много години, по-специално за идентифициране на стада риби в моретата и океаните.
Благодарение на откритието през 1880 г. от братята Й. и П. Кюри на така наречения пиезоелектричен ефект, за първи път са генерирани ултразвукови вълни. Първите експерименти в използването на ултразвукови вибрации са предприети от фон Щернберт, който, използвайки ултразвукова сонда след катастрофата на Титаник през 1912 г., отвори пътя за по-нататъшно широко приложениеехолокация.
Благодарение на френския физик Р. Ланжевин, получена ехолокация по-нататъчно развитиепо време на Първата световна война - започва да се използва за откриване на подводници.
В техническата област ултразвукът отдавна се използва за посочване и локализиране на местоположението на увреждане на околната среда.
Ултразвуково изследване в медицината
В медицината ултразвуковата диагностика за първи път намери приложение в областта на неврологията благодарение на изследванията на невропатолога K.Th. Дусиг. Заедно с брат си, радиоинженер, в периода от 1938 до 1942 г. те правят първите опити да получат представа за патологичните вътречерепни промени. Тези опити обаче не доведоха до пробив в ултразвуковата технология в медицината, паузата в развитието на диагностичния ултразвук се проточи. И през 1954 г., след създаването на J.G. Холмс от ново поколение ултразвукови устройствас водната възглавница започна ново обратно броене в развитието на медицината ултразвукова диагностика. Работи на кардиолозите J. Edler и. С.Н. Херц принуди специалистите да слушат резултатите от ултразвуковото изследване на сърцето и доведе до създаването на ехокардиография. Последвалото развитие на доктрината за ултразвук доведе до факта, че J. Donald и T.E. Браун изобрети скенер със сензор, който работи без водна възглавница. Благодарение на това изобретение стана възможно да се изследват кухините на тялото, сърцето и щитовидната жлезав двумерното пространство. По-нататъшно тясно сътрудничество между медицински и медицински техницидопринесе за ускоряване на техническите подобрения в диагностичното оборудване. Днес е възможно не само извършването на тънкоиглена прицелна биопсия под ултразвуков контрол, но и използването на интраоперативен ултразвук.
Ултразвуково изследване за патологии на опорно-двигателния апарат
Вдъхновени от публикации и директни разговори с Kramps и Lenschow, R. Graf и колеги започват през 1978 г. систематично да се опитват да използват ултразвук в диагностиката на патологиите на опорно-двигателния апарат. Използваните по това време ултразвукови скенери бяха технически прости и следователно, естествено, имаха ограничени възможности. Ако изображението на мускулите и връзките беше постигнато сравнително лесно, тогава по отношение на костите използването на ехолокация поради пълното отразяване на ултразвука от кортикалния слой изглеждаше почти неуспешно. Едва след въвеждането на първия Compound скенер с висока разделителна способност с 5 и 7,5 MHz сензори (по това време те бяха по-скоро изключение, отколкото правило) беше възможно да се получи in vivo изображение на менискуса за първи път. Въз основа на тези резултати ехографията започва да се въвежда в практиката за.
Получените данни са много неинформативни, тъй като промяната в зоните на ехогенност и анехогенност не може да бъде свързана с тогавашните познания за ултразвуковата анатомия на тазобедрената става на новороденото. Професионалният интерес обаче ни накара да направим дисекция на ставите на трупове и да предоставим индивидуални анатомични структурисветлоотразителни материали за пълното им идентифициране при ехографско изследване. Благодарение на постоянното сравняване на трупни препарати, рентгенографии, артограми, планарни разрези на трупни тазобедрени стави, диафаноскопия със сонограми, беше възможно много по-добре да се идентифицират анатомичните структури в сонографското изображение. Сравнителна серия от сонограми на тазобедрени стави с и без дислокация на тазобедрената става показаха разнообразна ехоструктура и в същото време последователен ултразвуков модел на ставата. По това време, като се започне от рентгенова оценка на тазобедрената става, изследователите се опитаха да преценят позицията на главата на бедрената кост, използвайки данни от сонография. Използвайки подобен подход към ултразвуковите резултати, беше възможно да се понеустановете разликите между „изкълчване“ и „без изкълчване“. Крайъгълен камък в ултразвуковата диагностика на луксациите при тазобедрена ставатрябва да се счита за период, когато взаимното „заемане“ на ултразвуков апарат, заплащането на материали от собствени средства и извършването на „хоби“ изследвания отстъпиха място на официална програма на австрийската фондация, насочена към научно решаване на този проблем.
За съществуването в природата на ултразвукови вибрации, които са извън чуваемостта човешко ухо, отдавна е известно, че тези вибрации се наричат ултразвукови вълни. Откриването на тези вълни се свързва с името на италианския учен Лазаро Спаланцани, който предполага, че способността на прилепите да летят в тъмното и да не се натъкват на препятствия зависи не от зрението, а от звуковите вибрации, които хората не могат да чуят. Тази брилянтна идея е потвърдена от Галамбос (1942) и Грифин (1944) с техните изследвания 250 години по-късно.
Напредъкът в използването на природата на ултразвука беше улеснен от откритията на Галтона (1880 г.), братята Пиерл и Ягне, Кюри, които описаха пиезоелектричното явление - появата на свободен заряд на повърхността на някои кристали по време на тяхната механична деформация. Това откритие година по-късно е теоретично обосновано от Липман, който открива, че когато е изложен на електрически заряд върху повърхността на кристала, той се деформира. Тези открития поставиха основата за създаването на устройства, които генерират високочестотни ултразвукови вълни. Дълги години на тези открития се обръщаше малко внимание. Интересът се увеличи поради използването на ултразвук в медицината.
През 1940 г. Джордж Лудвиг, Дъглас Хаури и Джон Уайлд, независимо един от друг, показаха, че ултразвуковите сигнали, изпратени в тялото, се връщат обратно към същия сензор, отразени от повърхностите на структури с различна плътност.
Въпреки че ултразвукът се използва в медицината не толкова отдавна, сега той се използва успешно в редица области за терапевтични и диагностични цели. Първоначално ултразвукът се използва предимно в терапията поради механичните ефекти, които причиняват движения на ултразвуковото налягане в тъканите, и топлинния ефект, който възниква вътре в тъканите, което води до физикохимични действия. Ултразвуковата терапия се оказа особено ефективна при някои патологични състояния(болест на Бехтерев, невралгии, неврити, ставни възпаления и други възпалителни процеси).
Оказа се, че заедно с положителен ефектприложението му е абсолютно противопоказано при лечение на паренхимни органи (черен дроб, далак, бъбреци, бял дроб, сърце, мозък, щитовидна жлеза и др.).
Дозираното използване на ултразвук в терапията се обяснява с две причини:
Ултразвуковото поле прониква в тъканта неравномерно по време на лечението,
Хетерогенността на ултразвуковото поле допълнително се увеличава поради хетерогенността на необлъчените тъкани.
Разликата в тъканите, разделени от фасции и септи, причинява множество нехомогенни отражения, които влияят на ефективността на ултразвуковото поле. Тези характеристики на ултразвуковото поле и тъканите трябва да се вземат предвид при избора на интензивност и време на ултразвуково облъчване, за да се получи максимален терапевтичен ефект. Горен лимитинтензитет на терапевтична доза 3 W/cm2.
Голяма заслуга за използването на ултразвук в терапията принадлежи на Pohlmann (1939, 1951). Той също е учил биологично влияниеултразвук със средна и висока интензивност. Основната употреба на ултразвук с терапевтична целсвързани с използването на сравнително прости ултразвукови генератори в производството на терапевтично ултразвуково оборудване.
Първите опити за използване на ултразвук за диагностични цели се свързват с името на виенския невролог Карл Дусик (1937, 1941, 1948), който с помощта на два сензора, разположени един срещу друг в областта на главата, успява да локализира мозъчен тумор. Въпреки някои успехи, поради трудността при интерпретиране на резултатите, методът беше критикуван и забравен за известно време. През 1946 г. Denier се опитва да получи изображения на сърцето, черния дроб и далака с помощта на ултразвук. Keidl (1950), използвайки 60 kHz ултразвуков трансдюсер, определя обема на сърдечния мускул чрез измерване на абсорбцията на ултразвук в сърдечния мускул и белодробната тъкан, но резултатите са неубедителни.
Етапът на сериозно въвеждане на ултразвук в диагностиката започва с разработването на метода на импулсно ехо и получаване на едноизмерно изображение (А-метод). И въпреки че първите съобщения за възможността за получаване на едномерни ултразвукови изображения се появяват през 1940 г. (Gohr и Vederkind), методът започва да се използва на практика едва 10 години по-късно, когато Лудвиг и Струтнерс успяват да идентифицират камъни в жлъчен мехурИ чуждо тяло, зашит в мускулна тъканкучета. Те предполагат, че туморите също могат да бъдат открити с помощта на този метод. Wild и Reid (1952), изследвайки млечните жлези, установяват, че туморната тъкан отразява повече от здравата тъкан, като по този начин доказва ефективността на метода за диагностични цели.
Тези обнадеждаващи данни за ефективността на метода допринесоха за широкото му приемане в различни области клинична медицина. Шведските учени Edler и C. Hertz (1954) са основателите на ехокардиографията, въпреки че за дълго времепоради несъвършенство на апаратурата и погрешна интерпретация на записаните сърдечни структури методът не е намерен клинично приложение. Публикации на немски учени S.Tffert и др.(1959) за успешната диагностика на предсърдни тумори, след това на американски учени G.Joyner (1963), R.Gramiak (1969) и много други показват, че информацията за здраво и болно сърце получено безкръвно, не причинява вреда или безпокойство на пациентите.
Снимка: likesuccess.com
Leksell (1955) разработва основите на ехоенцефалографията и е първият, който успява да локализира церебрален хематом, използвайки изместването на средното ехо. Тази техника е доразвита в трудовете на S. Lepsson (1961), C. Grossman (1966), W. Schifer et al. (1968) и др. Едномерният ултразвуков метод в офталмологията е използван за първи път през 1956 г. от Mundt и Hughes, а година по-късно от Oksala и Lehting. Началото на въвеждането на този метод в акушерската и гинекологичната практика се свързва с имената на шотландските изследователи I. Donald, J. Mac Vicar и E. Brown (1961). Първите измервания на главата на плода с ултразвуков метод са извършени от И. Доналд. Те поставиха и основата за използването на двуизмерния метод (В-метод) в акушерството и гинекологията. Разработването на двуизмерен метод за получаване на изображения беше голямо постижение в развитието и усъвършенстването на ултразвуковото оборудване.
Ехокардиограма на сърцето, показваща предсърдията и вентрикулите. Снимка: Wikipedia.org.rf
За първи път в клинична среда Howry и Bills, Wild и Reid (1955-1956) използват метода независимо един от друг. Възможностите за използване на ултразвук за диагностични цели в гастроентерологията са дадени от G. Baum и I. Greenwood (1958), когато описват двуизмерния метод (B-метод).
По-нататъшното усъвършенстване на ултразвуковите диагностични инструменти е свързано с работата на Kossoff и Garrett (1972, Австралия), които получават изображение в сива скала. След това те подобриха инструменти, които работят в реално време. През 1942г
Кристиан Доплер описва разпространението на вълни от движещ се източник на трептения и влиянието на други относителни движения върху тяхната честота. Този ефект на Доплер се използва в акустиката и на негова основа по-късно започват да произвеждат инструменти, способни да записват движението на сърцето.
За съвременните пациенти е трудно да си представят, че не толкова отдавна лекарите биха могли да се справят без такъв диагностичен метод като ултразвук. Ултразвукът направи истинска революция в медицината, предоставяйки на лекарите високо информативен и по безопасен начинпрегледи на пациенти.
Само за около половин век, колкото е историята на ултразвуковата медицина, ултразвукът се превърна в основен помощник в диагностиката на повечето заболявания. Как се появи и разви този метод?
Първи изследвания на ултразвукови вълни
Хората отдавна подозират наличието на звукови вълни в природата, които не се възприемат от хората, но италианецът Л. Спаланцани открива „невидими лъчи“ през 1794 г., доказвайки, че прилеп със запушени уши престава да се ориентира в космоса.
Първите научни експерименти с ултразвук започват да се провеждат през 19 век. През 1822 г. швейцарският учен Д. Коладен успява да изчисли скоростта на звука във водата чрез потапяне на подводна камбана в Женевското езеро и това събитие предопределя раждането на хидроакустиката.
През 1880 г. братя Кюри откриват пиезоелектричния ефект, който се получава в кварцов кристал при механично въздействие, а 2 години по-късно се генерира обратният пиезоелектричен ефект. Това откритие е в основата на създаването на ултразвуков преобразувател от пиезоелектрични елементи - основният компонент на всяко ултразвуково оборудване.
20 век: хидроакустика и металдетекция
Началото на 20-ти век е белязано от развитието на сонарите - откриването на обекти под вода с помощта на ехо. Създаването на първите ехолоти дължим на няколко учени от различни страни: австриец Е. Бем, англичанин Л. Ричардсън, американец Р. Фесенден. Благодарение на сонарите, които сканират морските дълбини, стана възможно да се откриват подводни препятствия, потънали кораби, а по време на Първата световна война и вражески подводници.
Друго ултразвуково направление е създаването в началото на 30-те години на дефектоскопи за търсене на дефекти в метални конструкции. Ултразвуковото откриване на метал намери своето място в индустрията. Един от основателите този методстана руският учен С.Я. Соколов.
Методите за ехолокация и откриване на метал поставиха основата за първите експерименти с живи организми, които бяха извършени с индустриални устройства.
Ултразвук: стъпка в медицината
Опитите за използване на ултразвук в услуга на медицината датират от 30-те години на 20 век. Неговите свойства започват да се използват във физиотерапията при артрит, екзема и редица други заболявания.
Експериментите, които започнаха през 40-те години, бяха насочени към използването на ултразвукови вълни като инструмент за диагностициране на неоплазми. Успех в изследванията е постигнат от виенския психоневролог К. Дусик, който през 1947 г. въвежда метод, наречен хиперсонография. Д-р Dussic успя да открие мозъчен тумор чрез измерване на интензитета, с който ултразвукова вълна преминава през черепа на пациента. Именно този учен се счита за един от основателите на съвременната ултразвукова диагностика.
Истински пробив в развитието на ултразвука настъпва през 1949 г., когато американският учен Д. Хаури проектира първия апарат за медицинско сканиране. Това и следващите творения на Хаури не приличаха много на съвременните устройства. Те се състоеха от резервоар с течност, в който пациентът беше поставен, принуден да седи неподвижен за дълго време, докато скенерът се движи около него коремна кухина- сомаскоп.
Приблизително по същото време американският хирург J. Wild създава преносимо устройство с подвижен скенер, което създава визуално изображение на тумори в реално време. Той нарече своя метод ехография.
През следващите години ултразвуковите скенери бяха подобрени и до средата на 60-те години те започнаха да придобиват форма, близка до модерното оборудване с ръчни сензори. В същото време западните лекари започнаха да получават лицензи за използване на ултразвуковия метод на практика.
Експерименти с използването на ултразвук са проведени и от съветски учени. През 1954 г. в Института по акустика на Академията на науките на СССР се появява специализиран отдел, ръководен от професор Л. Розенберг.
Производството на домашни ултразвукови скенери стартира през 60-те години в Изследователския институт по инструменти и оборудване. Учените са създали редица модели, предназначени за използване в различни медицински области: кардиология, неврология, офталмология. Но всички те останаха в експериментален статус и не получиха „място под слънцето“ в практическата медицина.
По времето, когато съветските лекари започнаха да проявяват интерес към ултразвуковата диагностика, те вече трябваше да се възползват от постиженията на западната наука, тъй като до 90-те години на миналия век местните разработки бяха безнадеждно остарели и изостанали от времето.
Съвременни технологии в ултразвука
Методите за ултразвукова диагностика продължават активно да се развиват. Конвенционалната двуизмерна визуализация се заменя с нови технологии, които позволяват получаването на триизмерно изображение, „пътуване“ в телесните кухини и пресъздаване външен видплода Например:
- Триизмерен ултразвук– създава 3D изображение от всякакъв ъгъл.
- Ехо контраст –Ултразвук с използване на интравенозен контраст, съдържащ микроскопични газови мехурчета. Има повишена диагностична точност.
- Тъкан или 2-ри хармоник (THI)– технология с подобрено качество на изображението и контраст, показана при пациенти с наднормено тегло.
- Соноеластография –Използване на ултразвук допълнителен фактор– налягане, което помага да се определят патологичните промени по естеството на свиването на тъканите.
- Ултразвукова томография- техника, подобна по информационно съдържание на CT и MRI, но в същото време напълно безвредна. Събира обемна информация с последваща компютърна обработка на изображението в три равнини.
- 4D– ултразвук– технология с възможност за навигация вътре в съдовете и каналите, така нареченият „поглед отвътре“. Качеството на изображението е подобно на ендоскопското изследване.
Освен това използването на звукови вълни се счита за най-информативния и безопасен метод за изследване. Човечеството отдавна подозира, че на планетата има звукови вълни с честота, която не се възприема от човешките слухови органи, и именно на тях се основават съвременните ултразвукови методи.
През 1974 г. италианският учен Лазаро Спаланцани експериментално успява да открие невидима радиация, която помага на много представители на животинския свят на планетата да се ориентират в космоса, и формира основата съвременни методиУлтразвукова диагностика. Експериментът е проведен върху прилеп, чиито уши просто са били запушени, което е довело до дезориентация на животното.
През 19 век учените започват да провеждат Научно изследванесвойства на откритите лъчи. Така през 1822 г. физикът от Швейцария Даниел Коладен прави точни изчисления на скоростта на звука във водата, използвайки подводна камбана като източник на звук и Женевското езеро като воден резервоар. Така се ражда хидроакустиката.
Малко повече от половин век по-късно, през 1880 г., френските физици Пиер и Жак Кюри откриват съществуването на пиезоелектричния ефект, който възниква в резултат на механично въздействие върху кварцов кристал. И след няколко години беше възможно да се генерира обратен пиезоелектричен ефект, който по-късно беше използван за разработване на преобразувател на ултразвукови вълни. Този дизайн на пиезоелектричен кварцов кристал за ултразвукова трансдукция е основна част от модерното ултразвуково оборудване.
В началото на ХХ век, въз основа на наличната информация за ултразвуковите вълни, се развива нов клон на науката - хидроехолокация, която представлява търсене на обекти във водната среда по отразения от тях звук (ехо) с помощта на специално устройство. наречен ехолот. Разработването на такива устройства е извършено от учени от различни страни: Англия, Австрия, Америка. Сонарите са използвани за откриване на вражески кораби през Първата световна война. В момента те се използват в навигацията и дълбоководните изследвания, включително търсене на потънали кораби.
През 30-те години на ХХ век се появява идеята за търсене на дефекти в метални конструкции с помощта на ултразвук и тогава се създават първите дефектоскопи. Самата посока на ултразвуковата диагностика на метални конструкции се нарича металдетекция. Той се използва широко в индустрията.
Напредъкът в използването на ултразвук в сонари и откриване на метали накара учените да обмислят възможността за използването му в живи организми, по-специално в медицината.
През същите 30-те години ултразвуковите вълни започват да се използват за физиотерапия при лечението на някои заболявания. И следващото десетилетие бе белязано от началото на изследванията по отношение на използването на ултразвук за медицинска диагностика.
Основоположник на ултразвуковата диагностика може да се счита австрийският психоневролог Карл Теодор Дусик, който през втората половина на 40-те години разработи метода хиперсонография, който може да се използва за откриване на тумор в мозъка въз основа на измерване на интензитета на ултразвуковата вълна, влизаща в и излизане от черепа.
По-нататъшното развитие и усъвършенстване на ултразвуковата диагностика доведе до появата на методи за изследване, които само майка може да си представи в медицината. Триизмерната ултразвукова диагностика ви позволява да получите триизмерно изображение от всякакъв ъгъл. Ехо контраст (когато a специални веществас газови мехурчета) е един от най-точните диагностични методи. Соноеластографията е комбинация от ултразвук и налягане за определяне на естеството на тъканната контракция, което помага за идентифициране на различни патологии.
Ултразвуковата томография ви позволява да получите компютърно изображение на човешки органи в три равнини, без да причинявате никаква вреда към човешкото тяло. Четириизмерният ултразвук е способността да пътува в човешките кръвоносни съдове, откривайки и най-малките промени.
И до днес ултразвукът служи вярно на хората, позволявайки им да разпознават навреме злокачествени новообразувания, спасявайки живота на много пациенти, както и предоставяйки уникална възможност не само за проследяване на развитието на детето в утробата, но дори за определяне на пола и външни характеристикибебе.
В онкологията ултразвукът се използва не само като безопасен методдиагностика, но и като метод на лечение ракови тумориНа ранни стадиитяхното развитие. Не е тайна, че науката не стои неподвижна и се появяват нови, модернизирани методи за изследване.