I vårt land dukket ultralyd opp i 1993 med ødeleggelsen av kontrollsystemet for å beskytte befolkningen mot helseødeleggende utstyr. De viktigste prestasjonene til ultralyd - enkel vedlikehold og kommersiell fortjeneste - har brutt alle "gammeldagse" barrierer for innføringen av denne "nyttige" teknikken.
De gammeldagse "bakvendte" kontrollinstitusjonene studerte nøye teknikken som påvirker menneskekroppen, og forsøkte å oppnå "langsiktige" resultater, det vil si: fremtidige konsekvenser med kroppen. I gjennomsnitt strakte varigheten av slike studier fra ett år (mus) til fem år. I henhold til lovene i Sovjetunionen hadde alle som møtte bruk av ultralyd i arbeidet sitt, privilegier i lønn osv. (for skade).
Men nå kom markeds-kommersielle tider, da leger begynte å rope ved avbrudd at ultralyd er en ufarlig ting og er svært nødvendig, spesielt for å studere graviditet. At det ikke var noen vitenskap i Sovjetunionen, og så spilte de narren, men i Vesten - fremgang.
Først nå, i Vesten, begynte vanlige sannheter å nå frem.
En ny vitenskapelig studie har vist at ultralydundersøkelser utført på gravide kan forstyrre utviklingen av fosterets hjerneceller. Studien undergravde det strålende omdømmet til denne undersøkelsen. Forskere fra Yale University beviste det ultra lydbølger gjengi negativ påvirkning på ikke født barn- nemlig på hans nerveceller ifølge den tyske avisen Die Zeit.
En gruppe ledet av den respekterte nevroforskeren Pasko Rakic avslørte gravide mus i løpet av de siste tre dagene av svangerskapet. ultralydundersøkelse av ulike lengder - ved hjelp av et apparat som vanligvis brukes til ultralydundersøkelse av mennesker. Deretter, i hjernen til nyfødte mus, så forskerne etter merkede nevroner, som vanligvis beveger seg til bestemte deler av hjernen i løpet av de tre dagene før fødselen.
Generelt hadde hjernen til nyfødte mus ingen synlige abnormiteter, dens dimensjoner var standard. Men hos alle dyrene som ble utsatt for ultralyd i 30 minutter eller mer før fødselen, vandret ikke de såkalte E16-nevronene til det tilsvarende stedet i hjernebarken etter fødselen. De så ut til å "gå seg vill" i de dypere lagene av grå substans. Antallet "tapte" celler vokste med ultralydbelastningen, noen nevroner ble senere funnet selv i den underliggende hvite substansen. Disse cellene manglet også visse kjemiske egenskaper riktig plasserte nevroner, og slike nerveceller kan ikke lenger utføre den funksjonen naturen har tiltenkt.
Faktisk er det en fullstendig mutasjon av celler med DNA-deformasjon.
Ultralydprosedyre bruker lydbølger høy frekvens, som, som passerer gjennom et flytende medium, reflekteres fra en tett gjenstand, i denne saken- et barn. De reflekterte bølgene konverteres av sensoren, og bildet er et skjelett og Indre organer barn - vises på LCD-skjermen.
Ultralyd krever ikke spesiell forberedelse for en gravid kvinne. Bare på tidlige datoer når det fortsatt er lite fostervann bes kvinnen komme til undersøkelsen med full blære slik at bildet er klart nok. Kvinnen ligger på sofaen, blotter magen, den smøres med en lydledende gel og sensoren til enheten kjøres over den. Hele prosedyren tar omtrent ti minutter. På forespørsel fra moren kan hun se på skjermen, men uten forklaring en god spesialist det er veldig vanskelig å forstå hva som vises på skjermen.
Ingen snakker om det faktum at barn i livmoren reagerer voldsomt på denne undersøkelsen, og reagerer på den med intens bevegelse. Selv mange "kloke menn" bruker denne funksjonen som en test under graviditeten, når moren plutselig blir redd for at barnet hennes ikke beveger seg på lenge. Ultralyd stimulerer bevegelsen til fosteret og forårsaker en akselerasjon av hjerterytmen.
Barnet føler den negative effekten og reagerer refleksivt på stråling og prøver å beskytte seg selv. Nysgjerrighet er ikke en god nok grunn til å utsette en baby for potensiell fare for tvilsomme formål, som for eksempel å finne ut kjønnet til barnet.
I USA har ikke National Institutes of Health godkjent obligatorisk ultralyd for alle gravide kvinner.
Forskning Garyaeva P.P.
Innvirkning på genotypen
Ansett som ufarlig ultralyd kan ... skade det genetiske apparatet. Denne konklusjonen ble nådd av Moskva-forskere ledet av Petr Petrovich Garyaev, en seniorforsker ved Institutt for teoretiske problemer ved det russiske vitenskapsakademiet.
– Jeg må innrømme, – sier Garyaev, – før var vi veldig redde for at genetikkens lover kunne brukes til skade for mennesker. Men det viste seg at de har holdt på med dette lenge ...
leger. Uten å vite hva de gjør, påvirker de det menneskelige genetiske apparatet. Og nå er det vanskelig å forestille seg langtidseffekt dette store menneskelige eksperimentet.
Avsløringen startet ganske nylig. Kandidat for biologiske vitenskaper Petr Petrovich Garyaev og kandidat for fysiske og matematiske vitenskaper Andrey Alexandrovich Berezin satte seg som mål å trenge inn i det hellige av levende materie - bølgegenomet som styrer utviklingen av organismen. Naturen beskytter flittig genomet fra enhver invasjon for å bevare arvelige programmer for fremtidige generasjoner. Men forskere bestemte seg for å gjøre sine egne endringer i dem - å legge inn ny informasjon i "DNA-tekstene".
Det er kjent at DNA-molekyler isolert fra celler sender ut en rekke signaler.
Dette er en ekte symfoni av livet, hvor det sannsynligvis er "melodier" av alle vev, organer og systemer som kan utvikle seg på kommando av DNA. Men forskere kan bare bestemme spekteret til disse akustiske vibrasjonene så langt. Det er så mange av dem, og de er så svake at bare
supersensitivt utstyr.
Skille lyder av liv fra kaos hjelper ... lysbærere - fotoner. En helium-neon-laserstråle er rettet mot vibrerende DNA-molekyler - reflektert fra dem, lyset blir spredt, og spekteret registreres av en følsom enhet. Et slikt målesystem kalles etsett.
Garyaev og Berezin strømmet i en grøft vannløsning DNA-molekyler og behandlet det med en ultralydgenerator. De nektet å nevne frekvensene til akustiske vibrasjoner, og la bare merke til at noen overtoner kunne høres med øret, som en tynn fløyte. Men forskerne legger ikke skjul på resultatene av eksperimentet – tvert imot anser de det som sin plikt å fortelle om dem så mye som mulig.
flere mennesker.
Før de ble utsatt for generatoren, sendte DNA-molekyler ut lyder i et bredt spekter: fra enheter til hundrevis av hertz. Og så "hørte" molekylene med spesiell kraft på én frekvens: 10 hertz. Det har holdt på i flere uker nå. Og amplituden av oscillasjoner reduseres ikke.
Billedlig talt begynte én gjennomtrengende tone å dominere livets symfoni.
Arbeidet med DNA, - forklarer Garyaev, - kan sammenlignes med en høyhastighets datamaskin som umiddelbart tar et stort antall avgjørelser. Men forestill deg at datamaskinen ble truffet med en slegge, og som et resultat gir den samme svar på alle spørsmål. Noe lignende skjedde i bølgegenomet da vi bedøvet det med ultralyd. Bølgematrisene hans var så forvrengt at de økte en frekvens kraftig.
Hva er det fantomet som skriker om
Men enda flere forskere ble overrasket over et annet faktum: forvrengningen av spekteret av akustiske vibrasjoner skjedde ikke umiddelbart. Etter eksponering testet de hvordan
et DNA-preparat høres ut, men ingen endringer ble funnet i "melodiene". Skuffet over feilen helte de ut den gamle løsningen, helte i en ny og frøs
den i kjøleskapet. Og da de tint det opp dagen etter og målte det igjen, ble de bedøvet: et intakt DNA-preparat oppførte seg slik,
som om han hadde fått en ultralydstrøkk.
"Kanskje det handler om å fryse?" Jeg spør Pjotr Petrovitsj.
"Nei," svarer forskeren, "vi sjekket DNA-kontrollpreparater. Når de ble tint, laget de fortsatt et bredt spekter av lyder.
Til slutt var det mest slående resultatet følgende. Kokt nytt medikament DNA i en ny kyvette, men plassert i stedet for den gamle. Plutselig hørtes preparatet "stikkende ut", som om det også var sonikert.
– Hva om du under forsøkene ledet feltene til spektrometeret, og de begynte å virke på DNA?
– Ultralyd er ikke indusert, dette vet enhver fysiker.
Etter utallige kontroller kom forskerne til en oppsiktsvekkende konklusjon: ultralyden "fornærmet" DNA-molekylene, og de "husket" det. Molekyler testet sterkt sjokk, hvoretter de kom til fornuft i lang tid og utviklet til slutt et bølgefantom av smerte og frykt, som forble i stedet for et så forferdelig eksperiment for dem. Under påvirkning av dette fantomet opplevde også andre DNA-molekyler et lignende sjokk og «skrek av redsel».
Ytterligere studier har vist at under ultralydbestråling avvikles DNA-dobbelhelixen og til og med brytes - slik det skjer når disse molekylene varmes opp kraftig. Under slike mekanisk skade det dannes elektromagnetiske bølger som skaper et fantom. Han er selv i stand til å ødelegge DNA som høy temperatur og ultralyd.
Noe lignende skjer når en arm eller et ben kuttes av til en såret person, og så gjør «det tomme stedet» vondt i mange år. Ifølge Garyaev oppstår noen ganger en fantomeffekt på stedet for en kreftsvulst: når den fjernes, forblir en bølgematrise, som deretter skaper en ny koloni av ondartede celler.
Forskere tror at under eksperimentet deres involverte dannelsen av fantomet ... vann, der DNA-molekyler fløt. Under påvirkning av en ultralydgenerator kunne det dannes grupper av flere vannmolekyler i denne løsningen - de ble små generatorer av akustiske vibrasjoner som kontinuerlig lød og skadet DNA fra alle kanter. Som et resultat dukket det opp klynger av elektromagnetiske bølger på deres ødelagte kjeder - solitoner, som kunne eksistere uavhengig, drevet av energi. miljø. Helheten av disse solitonene dannet en bølgematrise, eller fantom.
Forskere klarte til og med å fotografere DNA-fantomet. En lys ball dukket opp nær preparatet, hvorfra forgrenede linjer dukket opp. Det ser ut som et tre som er opplyst av et lyn. Men i stedet for løvverk ble den innhyllet i en lett sky av ultralette mikropartikler.
Fantomet "fløt" nær DNA-preparatet, og da det ble fjernet, fortsatte det å sveve over dette stedet. Svevende "tre" mot bakgrunnen av en lys sky, har forskere registrert i mange fotografier.
DNA utfører en begravelsesmarsj
"Disse eksperimentene viser," sier Garyaev, "at ultralyd forårsaker ikke bare mekaniske, men også feltforvrengninger av DNA. Dette betyr at det kan oppstå en svikt i det arvelige programmet: forvrengningen av feltet vil danne skadet vev - en sunn organisme vil ikke kunne utvikle seg fra dem.
"Men det er forferdelig!" Jeg avbrøt forskeren. — Ultralydskanning er veldig moderne over hele verden nå. Metoden anses som helt ufarlig, så den er mye brukt for å diagnostisere graviditet og barn. "Skin gjennom" ultralyd av gravide kvinner
kvinner for å finne ut kjønnet til det ufødte barnet. En annen ting er om disse er spesielle medisinske indikasjoner! Frivoliteten og arrogansen til "naturkongene" er rett og slett fantastisk.
Mange vet at noen dyr bruker ultralyd som et våpen: delfiner syltetøy fisk med det, spermhval - blekksprut, og så videre.
Men legene foreslo at pasientene skulle utsettes for en slik effekt – og de gikk villig med på det, og ga til og med barna sine til et eksperiment med ultralyd.
Det er kjent at dyr hvis aktive livsaktivitet hovedsakelig utføres om natten er preget av store øyne og skarpt syn, men flaggermus, tvert imot, har små øyne og er veldig store ører. Dette fikk den italienske forskeren Ballanzani for 200 år siden til å tenke på å gjennomføre en studie for å studere mulighetene for orientering av flaggermus i verdensrommet. Han strakte tynne tråder utstyrt med bjeller over rommet, formørket rommet og slapp flaggermusene inn. På tross av totalt mørke, ikke en eneste flaggermus kom over de utstrakte trådene. Da musenes ører ble lukket, begynte de å ta på de strakte trådene og til og med støte inn i veggene. Ballanzanis forskning la grunnsteinen for å forstå prosessen med flaggermusorientering i verdensrommet. Ballanzani fant ut at disse dyrene navigerer i verdensrommet ved hjelp av ultralydbølger.
I industrien har ultralyd blitt brukt i mange år, spesielt for å bestemme fiskestimer i hav og hav.
Takket være oppdagelsen i 1880 av brødrene J. og R. Curie av den såkalte piezoelektriske effekten, ble ultralydbølger først generert. De første eksperimentene med bruk av ultralydvibrasjoner ble utført av von Sternbert, som ved hjelp av en ultralydsonde etter Titanic-katastrofen i 1912 åpnet veien for ytterligere utbredt bruk av ekkolokalisering.
Takket være den franske fysikeren R. Langevin ble ekkolokalisering videreutviklet under første verdenskrig – den begynte å bli brukt til å oppdage ubåter.
På det tekniske feltet har ultralyd lenge vært brukt for å indikere og lokalisere lokalisering av skade på miljøet.
Ultralyd i medisin
I medisin ble ultralyddiagnostikk først brukt innen nevrologi takket være forskningen til nevropatologen K.Th. Dussig. Sammen med sin bror, en radioingeniør, i perioden fra 1938 til 1942, gjorde de de første forsøkene på å få en ide om patologiske intrakranielle endringer. Disse forsøkene førte imidlertid ikke til et gjennombrudd av ultralydteknologier innen medisin på den tiden, og pausen i utviklingen av diagnostisk ultralyd trakk ut. Og i 1954, etter opprettelsen av J.G. Ny generasjon Holmes ultralydenheter med en vannpute begynte en ny nedtelling i utviklingen av medisinsk ultralyddiagnostikk. Verk av kardiologer J. Edler og. S.N. Hertz tvang spesialister til å lytte til resultatene av hjerteultralyd og førte til opprettelsen av ekkokardiografi. Den påfølgende utviklingen av læren om ultralyd førte til at J. Donald og T.E. Braun oppfant en skanner med sensor som fungerer uten vannpute. Takket være denne oppfinnelsen ble det mulig å undersøke hulrommene i kroppen, hjertet og skjoldbruskkjertelen i todimensjonalt rom. Videre tett samarbeid mellom medisinsk fagpersonell og medisinske teknikere bidratt til å tvinge frem teknisk forbedring av diagnoseutstyr. I dag er det mulig ikke bare å utføre finnålsmålrettet biopsi under ultralydveiledning, men også intraoperativ bruk av ultralyd.
Ultralydundersøkelse i patologier i muskel- og skjelettsystemet
Oppmuntret av publikasjoner og direkte samtaler med Kramps og Lenschow begynte R. Graf og medarbeidere i 1978 å systematisk prøve å bruke ultralyd i diagnostisering av patologier i muskel- og skjelettsystemet. Ultralydskannerne som var i bruk på den tiden var teknisk enkle, og derfor hadde de naturligvis begrensede muligheter. Hvis bildet av muskler og leddbånd ble oppnådd relativt enkelt, så i forhold til bein, virket bruken av ekkolokalisering på grunn av den totale refleksjonen av ultralyd fra det kortikale laget praktisk talt mislykket. Først etter introduksjonen av den første høyoppløselige Compound-skanneren med 5 og 7,5 MHz-sensorer (på den tiden var de unntaket snarere enn regelen) var det mulig å avbilde menisken in vivo for første gang. Basert på disse resultatene begynte ultralyd å bli introdusert i praksis for.
Dataene som ble oppnådd var svært lite informative, siden endringen i soner med ekkogenitet og ekkoisitet ikke kunne korreleres med datidens kunnskap om ultralydanatomien til hofteleddet til en nyfødt. Imidlertid tvang faglig interesse dem til å dissekere ledd på lik og forsyne individer anatomiske strukturer reflekterende materialer for fullstendig identifikasjon under sonografisk undersøkelse. Takket være den konstante sammenligningen av kadaveriske preparater, røntgenbilder, artrogrammer, plane snitt på kadaveriske hofteledd, diafanoskopi med sonogrammer, var det mulig å identifisere anatomiske strukturer i det sonografiske bildet mye bedre. Sammenlignende serier av sonogrammer av hofteledd med og uten dislokasjon av hoften viste en variert ekkostruktur og samtidig en konstant ultralydmodell av leddet. Med utgangspunkt i røntgenvurderingen av hofteleddet, forsøkte forskerne å bedømme lårbenshodets posisjon i henhold til sonografi. Ved å bruke denne tilnærmingen til resultatene av ultralyd var det mulig å i det minsteå skille mellom «dislokasjon» og «ingen dislokasjon». En milepæl i ultralyddiagnose av dislokasjoner i hofteleddet bør betraktes som perioden da "låning" av hverandres ultralydmaskin, betaling for materialer på egen regning og forskning, klassifisert som en "hobby", ble erstattet av det offisielle programmet til den østerrikske stiftelsen, rettet mot å vitenskapelig løse dette problem.
Om eksistensen i naturen av ultralydvibrasjoner som er utenfor hørselen menneskelig øre Det har vært kjent i lang tid at disse vibrasjonene kalles ultralydbølger. Oppdagelsen av disse bølgene er assosiert med navnet til den italienske forskeren Lazzaro Spalanzani, som antydet at flaggermusens evne til å fly i mørket og unngå hindringer ikke avhenger av synet, men av lydvibrasjoner som en person ikke er i stand til å høre. . Galambos (1942) og Grifin (1944) bekreftet denne geniale ideen 250 år senere.
Oppdagelsen av Galton (1880), brødrene Pierrl og Jagne, Curie, som beskrev et piezoelektrisk fenomen - utseendet av en gratis ladning på overflaten av noen krystaller under deres mekaniske deformasjon, tjente som et fremskritt i bruken av naturen til ultralyd. Denne oppdagelsen ble teoretisk underbygget et år senere av Lipman, som oppdaget at når en elektrisk ladning påføres overflaten av en krystall, deformeres den. Disse oppdagelsene la grunnlaget for etableringen av enheter som genererer ultralydbølger med høy frekvens. I mange år var det lite oppmerksomhet til disse funnene. Interessen har økt i forbindelse med bruk av ultralyd i medisinen.
I 1940 viste George Ludwig, Douglas Howry og John Wild, uavhengig av hverandre, at ultralydsignaler sendt inn i kroppen går tilbake til den samme sensoren, og reflekterer fra overflatene til strukturer med forskjellige tettheter.
Selv om ultralyd har blitt brukt i medisin for ikke så lenge siden, har den til dags dato blitt brukt med suksess i en rekke av sine områder for terapeutiske og diagnostiske formål. Opprinnelig ble ultralyd hovedsakelig brukt i terapi på grunn av de mekaniske effektene som forårsaker forskyvning av ultralydtrykket i vevene, og den termiske effekten som oppstår inne i vevene, som fører til fysiske og kjemiske handlinger. Ultralydbehandling har vist seg å være spesielt effektiv hos noen patologiske forhold(Bekhterevs sykdom, nevralgi, neuritt, betennelse i leddene og andre inflammatoriske prosesser).
Det viste seg at sammen med positiv effekt bruken er absolutt kontraindisert i behandlingen av parenkymale organer (lever, milt, nyrer, lunger, hjerte, hjerne, skjoldbruskkjertel, etc.).
Den doserte bruken av ultralyd i terapi forklares av to grunner:
Ultralydfeltet trenger inhomogent inn i vevet under behandling,
Inhomogeniteten til ultralydfeltet økes ytterligere på grunn av inhomogeniteten til ikke-bestrålte vev.
Forskjellen i vev atskilt av fascia, partisjoner, er årsaken til mange inhomogene refleksjoner som påvirker effektiviteten til ultralydfeltet. Disse egenskapene til ultralydfeltet og vevet bør tas i betraktning når du velger intensitet og tidspunkt for bestråling med ultralyd for å oppnå maksimal terapeutisk effekt. Øvre grense intensiteten til en terapeutisk dose på 3 W/cm2.
Mye ære for bruken av ultralyd i terapi tilhører Pohlmann (1939, 1951). De studerte også biologisk påvirkning middels og høy intensitet ultralyd. Den primære bruken av ultralyd med terapeutisk formål forbundet med bruk av relativt enkle ultralydgeneratorer i produksjon av terapeutisk ultralydutstyr.
De første forsøkene på å bruke ultralyd til diagnostiske formål er assosiert med navnet på den wienske nevropatologen Karl Dussik (1937, 1941, 1948), som klarte å lokalisere en hjernesvulst ved hjelp av to sensorer plassert mot hverandre i hodeområdet. Til tross for en viss suksess, på grunn av vanskelighetene med å tolke resultatene, ble metoden kritisert og glemt en stund. I 1946 forsøkte Denier å avbilde hjertet, leveren og milten ved hjelp av ultralyd. Keidl (1950), ved bruk av en 60 kHz ultralydsvinger, bestemte volumet av hjertemuskelen ved å måle absorpsjonen av ultralyd i hjertemuskelen og lungevevet, men resultatene var ikke entydige.
Stadiet med seriøs introduksjon av ultralyd i diagnostikk begynner med utviklingen av en pulset ekkometode og anskaffelsen av et endimensjonalt bilde (A-metoden). Og selv om de første rapportene om muligheten for å få et endimensjonalt ultralydbilde dukket opp i 1940 (Gohr og Vederkind), begynte metoden å bli brukt i praksis bare 10 år senere, da Ludwig og Strutners klarte å identifisere steiner i galleblære og fremmedlegeme, sydd inn muskelvev hunder. De foreslo at svulster også kunne oppdages ved denne metoden. Wild og Reid (1952), som undersøkte brystkjertlene, fant at tumorvev reflekterer mer enn sunt vev, og beviser dermed effektiviteten til metoden for diagnostiske formål.
Disse oppmuntrende dataene om effektiviteten til metoden bidro til dens utbredte implementering i ulike områder klinisk medisin. Svenske vitenskapsmenn Edler og C. Hertz (1954) er grunnleggerne av ekkokardiografi, selv om i lang tid på grunn av ufullkommenhet av utstyret og feilaktig tolkning av de registrerte strukturene i hjertet, fant ikke metoden klinisk anvendelse. Publikasjoner av tyske forskere S.Tffert et al. (1959) om vellykket diagnose av atriale svulster, deretter av amerikanske forskere G. Joyner (1963), R.Gramiak (1969) og mange andre viste at informasjon om et sunt og sykt hjerte , oppnådd ved blodløs , bringer ikke skade og angst til pasienter.
Foto: likesuccess.com
Leksell (1955) utviklet det grunnleggende innen ekkoencefalografi og var den første som kunne lokalisere et hjernehematom ved hjelp av midtlinjeekkoforskyvning. Denne teknikken ble videreutviklet i verkene til S. Lepsson (1961), C. Grossman (1966), W. Schifer et al. (1968) m.fl. Den endimensjonale ultralydmetoden i oftalmologi ble først brukt i 1956 av Mundt og Hughes, og et år senere av Oksala og Lehting. Begynnelsen på introduksjonen av denne metoden i obstetrisk og gynekologisk praksis er assosiert med navnene til de skotske forskerne I. Donald, J. Mac Vicar og E. Brown (1961). De første målingene av fosterhodet ved hjelp av ultralydmetoden ble utført av I. Donald. De satte også i gang bruken av den todimensjonale metoden (B-metoden) innen obstetrikk og gynekologi. Utviklingen av en todimensjonal avbildningsmetode har blitt en stor prestasjon innen utvikling og forbedring av ultralydutstyr.
Ekkokardiogram av hjertet som viser atriene og ventriklene. Foto: wikipedia.org.rf
Howry and Bills, Wild og Reid (1955-1956) var de første som brukte metoden uavhengig i en klinisk setting. Mulighetene for å bruke ultralyd til diagnostiske formål innen gastroenterologi er gitt av G. Baum og I. Greenwood (1958) når de beskriver den todimensjonale metoden (B-metoden).
Ytterligere forbedring av ultralyddiagnostiske enheter er assosiert med arbeidet til Kossoff og Garrett (1972, Australia), som fikk et gråskalabilde. Deretter forbedret de sanntidsinstrumenter. I 1942
Christian Doppler beskrev forplantningen av bølger fra en bevegelig kilde til vibrasjoner og påvirkningen av andre relative bevegelser på deres frekvens. Denne Doppler-effekten ble brukt i akustikk, og enheter som var i stand til å registrere bevegelsen til hjertet ble senere laget på grunnlag av den.
Det er vanskelig for moderne pasienter å forestille seg at leger for ikke så lenge siden klarte seg uten en slik diagnostisk metode som ultralyd. Ultralyd har gjort en reell revolusjon innen medisin, og gir leger en svært informativ og på en trygg måte undersøkelser av pasienter.
På bare et halvt århundre, som har en historie med ultralydmedisin, har ultralyd blitt den viktigste assistenten i diagnostisering av de fleste sykdommer. Hvordan oppsto og utviklet denne metoden seg?
De første studiene av ultralydbølger
Folk har lenge gjettet om tilstedeværelsen i naturen av lydbølger som ikke oppfattes av mennesker, men italieneren L. Spallanzani oppdaget «usynlige stråler» i 1794, noe som beviser at en flaggermus med tilstoppede ører slutter å orientere seg i verdensrommet.
De første vitenskapelige eksperimentene med ultralyd begynte på 1800-tallet. I 1822 klarte den sveitsiske forskeren D. Colladen å beregne lydhastigheten i vann ved å senke en undervannsklokke i Genfersjøen, og denne hendelsen forutbestemte fødselen til hydroakustikk.
I 1880 oppdaget Curie-brødrene den piezoelektriske effekten som oppstår i en kvartskrystall under mekanisk påvirkning, og 2 år senere ble også den omvendte piezoelektriske effekten generert. Denne oppdagelsen dannet grunnlaget for å lage en ultralydsvinger fra piezoelektriske elementer - hovedkomponenten i ethvert ultralydutstyr.
XX århundre: hydroakustikk og metalldeteksjon
Begynnelsen av det 20. århundre var preget av utviklingen av ekkolodd - deteksjon av objekter under vann ved hjelp av et ekko. Vi skylder opprettelsen av de første ekkoloddet til flere forskere fra forskjellige land: Østerrikeren E. Bem, engelskmannen L. Richardson, amerikaneren R. Fessenden. Takket være sonarer som skannet havdypet, ble det mulig å finne undervannshindringer, sunkne skip og under første verdenskrig, fiendtlige ubåter.
En annen ultralydretning var etableringen på begynnelsen av 30-tallet av feildetektorer for å søke etter feil i metallstrukturer. Ultrasonisk metalldeteksjon har funnet sin plass i industrien. En av gründerne denne metoden ble den russiske vitenskapsmannen S.Ya. Sokolov.
Ekkolokalisering og metalldeteksjonsmetoder la grunnlaget for de første eksperimentene med levende organismer, som ble utført med industrielle enheter.
Ultralyd: et skritt inn i medisinen
Forsøk på å sette ultralyd til tjeneste for medisin dateres tilbake til 30-tallet av XX-tallet. Dens egenskaper begynte å bli brukt i fysioterapi av leddgikt, eksem og en rekke andre sykdommer.
Eksperimenter som begynte på 1940-tallet var allerede rettet mot å bruke ultralydbølger som et verktøy for å diagnostisere neoplasmer. Suksess i forskning ble oppnådd av den wienske psykonevrologen K. Dussik, som i 1947 introduserte en metode kalt hypersonografi. Dr. Dussik var i stand til å oppdage en hjernesvulst ved å måle intensiteten som en ultralydbølge passerte gjennom pasientens hodeskalle. Det er denne forskeren som regnes som en av grunnleggerne av moderne ultralyddiagnostikk.
Et virkelig gjennombrudd i utviklingen av ultralyd skjedde i 1949, da en vitenskapsmann fra USA, D. Howry, designet det første apparatet for medisinsk skanning. Denne og påfølgende kreasjoner av Khauri lignet lite med moderne instrumenter. De var et reservoar med en væske som pasienten ble plassert i, tvunget til å sitte stille lenge mens skanneren beveget seg rundt ham. bukhulen- somaskop.
Omtrent på samme tid skapte den amerikanske kirurgen J. Wilde en bærbar enhet med en bevegelig skanner som ga et visuelt bilde i sanntid av neoplasmer. Han kalte metoden sin for ekkografi.
I de påfølgende årene ble ultralydskannere forbedret, og på midten av 60-tallet begynte de å se nærmere på moderne utstyr med manuelle sensorer. Samtidig begynte vestlige leger å få lisenser til å bruke ultralydmetoden i praksis.
Eksperimenter med bruk av ultralyd ble også utført av sovjetiske forskere. I 1954 dukket en spesialisert avdeling ledet av professor L. Rozenberg opp ved Institute of Acoustics ved USSR Academy of Sciences.
Produksjonen av innenlandske ultralydskannere ble lansert på 60-tallet ved Research Institute of Instruments and Equipment. Forskere har laget en rekke modeller beregnet for bruk i ulike medisinske felt: kardiologi, nevrologi, oftalmologi. Men alle av dem forble i status som eksperimentelle og fikk ikke et "sted under solen" i praktisk medisin.
Da sovjetiske leger begynte å vise interesse for ultralyddiagnostikk, måtte de allerede bruke fruktene av prestasjonene til vestlig vitenskap, siden på 90-tallet av forrige århundre var den innenlandske utviklingen håpløst utdatert og bak tiden.
Moderne teknologier innen ultralyd
Metoder for ultralyddiagnostikk fortsetter å utvikle seg aktivt. Den vanlige todimensjonale avbildningen blir erstattet av nye teknologier som lar deg få et tredimensjonalt bilde, "reise" inne i kroppshulene, gjenskape utseende foster. For eksempel:
- 3D ultralyd– lager et 3D-bilde fra alle vinkler.
- Ekko kontrast - Ultralyd ved bruk av intravenøs kontrast som inneholder mikroskopiske gassbobler. Avviker i økt nøyaktighet av diagnostikk.
- Vev, eller 2. harmonisk (THI)- teknologi med forbedret bildekvalitet og kontrast, indisert for overvektige pasienter.
- Sonoelastografi - ultralyd ved hjelp av tilleggsfaktor- trykk, som hjelper til med å bestemme patologiske endringer av arten av vevssammentrekning.
- Ultralyd tomografi- en teknikk som i informativitet ligner CT og MR, men helt ufarlig. Samler volumetrisk informasjon med påfølgende databehandling av bildet i tre plan.
- 4D– ultralyd- teknologi med evne til å navigere inne i fartøyene og kanalene, den såkalte "utsikten fra innsiden." Bildekvaliteten ligner på endoskopisk undersøkelse.
Dessuten regnes bruken av lydbølger som den mest informative og sikre forskningsmetoden. Menneskeheten har lenge mistenkt at det er lydbølger på planeten med en frekvens som ikke oppfattes av menneskelige hørselsorganer, og det er på dem moderne ultralydmetoder bygges.
I 1974 klarte den italienske forskeren Lazzaro Spallanzani eksperimentelt å oppdage usynlig stråling, som hjelper til med å navigere i verdensrommet for mange representanter for dyreverdenen på planeten, og det dannet grunnlaget moderne metoder Diagnostisk ultralyd. Eksperimentet ble utført på en flaggermus hvis ører ganske enkelt var tettet, noe som førte til at dyret ble desorientert.
På 1800-tallet begynte forskerne å Vitenskapelig forskning egenskapene til de funnet strålene. Så i 1822 gjorde den sveitsiske fysikeren Daniel Kolladen nøyaktige beregninger av lydhastigheten i vann, ved å bruke en undervannsklokke som lydkilde og Genfersjøen som vannreservoar. Slik ble hydroakustikken født.
Litt mer enn et halvt århundre senere, i 1880, oppdaget de franske fysikerne Pierre og Jacques Curie eksistensen av en piezoelektrisk effekt, som oppstår som et resultat av mekanisk påvirkning i en kvartskrystall. Et par år senere ble også den inverse piezoelektriske effekten generert, som senere ble brukt til å utvikle en ultralydbølgetransduser. Denne utformingen av piezoelektriske kvartskrystaller for ultralydkonvertering er hovedelementet i moderne ultralydutstyr.
På begynnelsen av 1900-tallet, basert på tilgjengelig informasjon om ultralydbølger, ble det utviklet en ny vitenskapsgren - hydroecholocation, som er søket etter objekter i vannmiljøet av lyden (ekkoet) reflektert fra dem ved hjelp av en spesiell enhet kalt ekkolodd. Utviklingen av slike enheter ble utført av forskere fra forskjellige land: England, Østerrike, Amerika. Ved hjelp av ekkolodd ble fiendtlige skip oppdaget under første verdenskrig. Foreløpig brukes de i navigasjon og utforskning av dyphavet, inkludert for å lete etter sunkne skip.
På 30-tallet av det tjuende århundre dukket ideen om å søke etter defekter i metallstrukturer ved hjelp av ultralyd opp, samtidig ble de første feildetektorene opprettet. Selve retningen for ultralyddiagnostikk av metallstrukturer kalles metalldeteksjon. Det er mye brukt i industrien.
Fremskritt i bruken av ultralyd i ekkolodd og metalldeteksjon fikk forskere til å vurdere muligheten for bruk på levende organismer, spesielt medisin.
På de samme 30-tallet begynte ultralydbølger å bli brukt til fysioterapi i behandlingen av visse sykdommer. Og det neste tiåret ble preget av begynnelsen av forskning når det gjelder å sette ultralyd til tjeneste for medisinsk diagnostikk.
Grunnleggeren av ultralyddiagnostikk kan betraktes som den østerrikske psykonevrologen Karl Theodor Dussik, som i andre halvdel av 40-tallet utviklet hypersonografimetoden, som kan brukes til å oppdage en svulst i hjernen basert på målinger av intensiteten til ultralydbølgen som kommer inn. og går ut av hodeskallen.
Videre utvikling og forbedring av ultralyddiagnostikk førte til fremveksten av slike forskningsmetoder som bare en mor kunne vite om medisin. Tredimensjonal ultralyddiagnostikk lar deg få et tredimensjonalt bilde fra alle vinkler. Ekkokontrast (når injisert i en blodåre spesielle stoffer med gassbobler) er en av de mest nøyaktige diagnostiske metodene. Sonoelastografi er en kombinasjon av ultralyd og trykk for å bestemme arten av vevskontraksjon, som avslører ulike patologier.
Ultralydtomografi lar deg få et databilde av menneskelige organer i tre plan, uten å forårsake skade Menneskekroppen. Firedimensjonal ultralyd er en mulighet til å reise inne i menneskelige kar, og avsløre de minste endringer.
Til i dag tjener ultralyd trofast en person, noe som gir tid til å gjenkjenne ondartede neoplasmer, redde livet til mange pasienter, og gir også en unik mulighet til ikke bare å overvåke utviklingen av et barn i livmoren, men til og med å bestemme kjønn og eksterne funksjoner baby.
I onkologi brukes ultralyd ikke bare som sikker metode diagnose, men også som behandlingsmetode kreftsvulster på tidlige stadier deres utvikling. Det er ingen hemmelighet at vitenskapen ikke står stille, og nye, moderniserte forskningsmetoder dukker opp.