Ultrasound - Wat is dat? Ultrasound in Medicine. ultrasound

Ondanks het feit dat ultrasone golven bestudeert meer dan honderd jaar geleden begon, alleen de laatste halve eeuw, ze zijn op grote schaal gebruikt in verschillende gebieden van menselijke activiteit. Dit komt door de snelle ontwikkeling van zowel de kwantum en niet-lineaire akoestische secties en kwantumelektronica en solid-state physics. Vandaag echografie - is niet alleen een symbool van hoogfrequente akoestische golf veld, en het hele onderzoeksgebied in de moderne natuurkunde en biologie, die wordt geassocieerd met de industrie, informatie en meettechniek, evenals diagnostische, chirurgische en therapeutische werkwijzen van de moderne geneeskunde.

Wat is het?

Alle geluidsgolven kunnen worden onderverdeeld in hoorbare mens - een frequentie van 16 Hz tot 18.000, en die buiten het bereik van de menselijke waarneming -. Infrarood en echografie. Onder begrepen infrageluid golven soortgelijk geluid maar met frequenties onder waargenomen door het menselijk oor. De bovengrens van het betrokken gebied infrageluid 16 Hz en lager - 0.001 Hz.

Echografie - geluidsgolven dat ook, maar de frequentie is hoger dan het menselijk gehoor kan waarnemen. Gewoonlijk daaronder begrepen frequentie van 20-106 kHz. De bovengrens is afhankelijk van de omgeving waarin deze golven te propageren. Dus in een gasvormig medium limiet is 106 kHz en vaste stoffen en vloeistoffen te 1010 kHz bereikt. In het geluid van de regen, wind of waterval, blikseminslag en heeft ultrasone componenten in het geruis van de zee golf rolt steentjes. Het is dankzij de mogelijkheid om waar te nemen en analyseren van de ultrasone gebied golven walvissen en dolfijnen, vleermuizen en nachtelijke insecten oriënteren zich in de ruimte.

Een beetje geschiedenis

De eerste studies van ultrageluid (US) werden uitgevoerd aan het begin van de negentiende-eeuwse Franse wetenschapper F. Savar (F. Savart), zoeken we naar de bovengrens van de frequentie van hoorbaarheid van het menselijk gehoor systeem te bepalen. In de toekomst, de studie van de ultrasone golven hielden zich bezig met zulke bekende geleerden als de Duitse W. Wien, de Engelsman F. Galton, Russische Lebedev met een groep studenten.

In 1916, natuurkundige P. Langevin in Frankrijk, in samenwerking met de Russische wetenschapper Konstantin Shilovsky migranten, kon quartz gebruiken voor het opnemen en ultrasone straling mariene metingen en detectie van objecten onder water, waardoor de onderzoekers om de eerste sonar maken, bestaande uit zender en ultrageluidontvanger. In 1925, het Amerikaanse W. Pierce creëerde een apparaat genaamd een interferometer Pierce vandaag wordt gemeten met grote nauwkeurigheid en snelheid van absorptie van ultrageluid in vloeibare en gasvormige media. In 1928, Soviet wetenschapper, Sokolov als eerste ultrageluidsgolven te gebruiken om een verscheidenheid van defecten in vaste stoffen, zoals metalen, lichamen te detecteren.

In de naoorlogse 50-60, aan de basis van theoretisch onderzoek team van de Sovjet-wetenschappers onder leiding van LD Rosenberg begint wijdverbreide gebruik van ultrageluid in verschillende industriële en technologische gebieden. Op hetzelfde moment, dankzij het werk van de Britse en Amerikaanse wetenschappers, evenals studies van de Sovjet-onderzoekers, zoals R. V. Hohlova, V. Krasilnikov en vele andere snel ontwikkelende wetenschappelijke discipline, zoals niet-lineaire akoestiek.

Rond dezelfde tijd die de eerste pogingen van de Amerikanen aan ultrageluid te gebruiken in de geneeskunde.

Sokolov, een Sovjet wetenschapper in de late jaren veertig van de vorige eeuw ontwikkelde de theoretische beschrijving van de inrichting die bestemd is voor het zichtbaar maken van ondoorzichtige objecten - "ultrasone" microscoop. Op basis van deze studies, in het midden van de jaren '70 experts van de Stanford University hebben een prototype van een Microscoop gemaakt.

kenmerken

Een gemeenschappelijke aard, een golf van het hoorbare bereik, alsook ultrageluid, zijn onderworpen aan de wetten van de fysica. Echter, echografie heeft een aantal functies die zijn brede toepassing in verschillende gebieden van de wetenschap, geneeskunde en technologie toe te staan:

1. Shallow golflengte. Voor de meeste lage ultrasone gebied niet meer dan enkele centimeters, waardoor stralingvoortplanting natuur. In dit geval is de golf geconcentreerd en lineaire bundels gelden.

2. Lichte oscillatie periode, dus het kan gepulseerd ultrageluid uitzenden.

3. In verschillende omgevingen ultrasone trilling met een golflengte van ten hoogste 10 mm hebben eigenschappen die vergelijkbaar zijn lichtstralen, die toelaat gericht trillingen genereren gerichte straling, d.w.z. niet alleen in de gewenste richting om energie te sturen, maar ook om het focus in het gewenste volume.

4. Bij lage amplitude is het mogelijk om hoge waarden van de trillingsenergie dat het creëren van hoge energiestralen en ultrasone velden mogelijk maakt zonder het gebruik van grote apparatuur te verkrijgen.

5. Onder invloed van ultrageluid op woensdag, is er een reeks van specifieke fysieke, biologische, chemische en medische effecten, zoals:

• dispersie;
• cavitatie;
• ontgassen;
• plaatselijke verhitting;
• desinfectie, en vele anderen. et al.

types

Alle ultrasone frequenties worden onderverdeeld in drie typen:

• ULF - laag, waarbij het traject van 20 tot 100 kHz;
• USCH - midrange - 0,1-10 MHz;
• UZVCH - hoge - van 10 tot 1000 MHz.

Vandaag de praktische toepassing van ultrageluid - voornamelijk het gebruik van lage intensiteit golven voor meet- en regeltechniek en studie van de interne structuur van verschillende materialen en producten. Hoge frequentie wordt gebruikt voor een actief effect op de verschillende stoffen waarvan de eigenschappen en structuur veranderen. Diagnose en behandeling van vele ziekten met ultrageluid behandeld (met behulp van een andere frequentie) is gescheiden en actief aan de ontwikkeling gebied van de moderne geneeskunde.

Waar aanvragen?

In de afgelopen decennia, ultrasound geïnteresseerd in niet alleen wetenschappelijke theoretici, maar de praktijk meer en meer actief in te zetten in verschillende soorten van menselijke activiteit. Vandaag zijn ultrasone apparaten gebruikt om:

Het verkrijgen van informatie over stoffen en materialen	maatregelen		De frequentie in kHz
			van	naar
	De studie van de structuur en eigenschappen van stoffen	vaste stoffen	10	10 juni
		vloeistoffen	10 maart	10 mei
		gas	10	10 maart
	Controle maten en niveaus		10	10 maart
	sonar		1	100
	gebrekopsporing		100	10 mei
	medische diagnostiek		10 maart	10 5
blootstelling stoffen	Solderen en metallisatie		10	100
	lassen		10	100
	plastische deformatie		10	100
	verspanen		10	100
	emulgering		10	10 april
	kristallisatie		10	100
	sproeien		10-100	10 3 4 -10
	coagulatie van aërosolen		1	100
	dispersie		10	100
	schoonmaak		10	100
	chemische processen		10	100
	Effecten op branden		1	100
	chirurgie		10-100	10 maart - 10 april
	therapie		10 maart	10 4
Verwerken en besturingssignalen	Acoustoelectronic omzetters		10 maart	10 juli
	filters		10	10 mei
	vertragingslijnen		10 maart	10 juli
	akoesto-optische inrichtingen		100	10 mei

In de wereld van vandaag, een echografie - dit is een belangrijke technologische hulpmiddel in sectoren zoals:

• ijzer en staal;
• chemische;
• Landbouw;
• textiel;
• food;
• farmacologische;
• machinebouw en instrument-making;
• petrochemische en andere behandelingen.

Bovendien worden meer en meer gebruikt in de medische echografie. Dat is wat we in de volgende sectie zullen praten.

Het gebruik in de geneeskunde

In de moderne medische praktijk, zijn er drie manieren van het gebruik van verschillende frequenties van ultrageluid:

1. Diagnostic.

2. Therapeutische.

3. Surgery.

Laten we eens meer in detail elk van deze drie gebieden.

diagnostiek

Een van de meest moderne en informatieve medische diagnostiek methoden is ultrasoon. De voordelen - het is: een minimale impact op menselijk weefsel en zeer informatief.

Zoals reeds vermeld, echografie - geluidsgolven voortplanten in een homogeen medium in een rechte lijn en met constante snelheid. Indien op weg zijn er gebieden met verschillende akoestische dichtheid, de oscillatie van het gereflecteerde en het andere deel wordt gebroken, en tegelijkertijd de lineaire beweging. Derhalve, hoe groter het verschil in dichtheid van de grens media, hoe de gereflecteerde ultrasone trilling. Moderne methoden van ultrageluid kan worden verdeeld in opsporings- en doorschijnend.

ultrasone locatie

Tijdens zo'n studie opgenomen gereflecteerd door de grenzen van media met verschillende dichtheden akoestische pulsen. Met behulp van de sensor kan worden verplaatst om de grootte, locatie en vorm van het object onder studie.

doorschijnendheid

Deze methode berust op het feit dat verschillende weefsels van het menselijk lichaam op verschillende wijze absorberen echografie. Tijdens de studie van een inwendig orgaan in zijn directe golf met een bepaalde intensiteit, waarna een speciale sensor het uitgezonden signaal van de achterkant detecteert. Schilderen gescande object wordt gereproduceerd gebaseerd op de verandering van de signaalintensiteit van de "invoer" en "uitvoer". De ontvangen informatie wordt verwerkt door een computer en omgezet in een echo (curve) of sonogram - dimensionaal beeld.

Doppler methode

Het is de snel ontwikkelende diagnostische methode, die zowel pulsen continu ultrageluid gebruikt. Doppler op grote schaal gebruikt in de verloskunde, cardiologie en oncologie, zoals de baan zelfs kleine veranderingen in de haarvaten en kleine bloedvaten mogelijk maakt.

diagnostische toepassingen

Tegenwoordig ultrasone beeldtechnieken en metingen van de meest gebruikte in de geneeskunde, zoals:

• verloskunde;
• oogheelkunde;
• cardiologie;
• neurologie pasgeborenen en zuigelingen;
• onderzoek van de interne organen:

- echografie nier;

- lever;

- galblaas en leidingen;

- het vrouwelijke voortplantingssysteem;

• Diagnose van externe en ondergrondse organen (schildklier en de borstklieren).

Het gebruik bij therapie

De belangrijkste therapeutische effect van ultrageluid vanwege zijn vermogen om het menselijk weefsel te verwarmen en warm ze doordringen micro-massage van de afzonderlijke secties uit te voeren. Echografie kan worden gebruikt voor zowel directe als indirecte invloed op de focus van de pijn. Bovendien, onder bepaalde omstandigheden, deze golven antibacteriële, anti-inflammatoire, analgetische en spasmolytische effect. Zoals bij de therapeutische ultrasone trillingen gewoonlijk verdeeld in hoge en lage intensiteit. Het golven van lage intensiteit meest gebruikte fysiologische reacties of kleine stimuleren zonder beschadiging verwarmen. Ultrasound behandeling heeft positieve resultaten bij ziekten zoals opgeleverd:

• arthritis;
• arthritis;
• spierpijn;
• spondylitis;
• neuralgie;
• spataderen en trofische zweren;
• De ziekte van Bechterew;
• uitwissen endarteritis.

Onderzoek wordt uitgevoerd, waarbij ultrageluid wordt gebruikt voor de behandeling van de ziekte van Meniere, emfyseem, twaalfvingerige darm en maag, astma, otosclerosis.

ultrasonosurgery

Modern chirurgie met behulp van ultrasone golven, is verdeeld in twee gebieden:

- het selectief vernietigen van delen van de weefselspecifieke geregelde hoge intensiteit ultrageluidsgolven met een frequentie van ¹⁰ juni-10 juli Hz;

- gebruik van een chirurgisch instrument met de instelling van ultrasone trillingen van 20 tot 75 kHz.

Een voorbeeld van selectieve ultrasone chirurgie ultrasone vergruizen van nierstenen te dienen. Tijdens deze non-invasieve chirurgie ultrasone golven werkt op de steen door de huid, dat wil zeggen buiten het menselijk lichaam. Helaas is deze chirurgische techniek heeft een aantal beperkingen. U kunt geen fragmentatie met ultrageluid in de volgende gevallen:

- zwangere vrouwen in elk stadium;

- indien de diameter van stenen meer dan twee centimeter;

- voor alle infectieziekten;

- de aanwezigheid van ziekten die de normale bloedstolling verstoren;

- in het geval van ernstige verwondingen van botweefsel.

Ondanks het feit dat de verwijdering van nierstenen met echografie wordt uitgevoerd zonder incisie, het is heel pijnlijk en gebeurt onder algehele of plaatselijke verdoving.

Ultrasone chirurgische instrumenten worden niet alleen gebruikt voor de minder pijnlijke dissectie van bot- en weke delen, maar ook om bloedverlies te verminderen. Laten we eens kijken in de richting tandheelkunde. Ultrasound tandsteen verwijdert minder pijnlijk, en alle andere medische handelingen worden uitgevoerd veel gemakkelijker. Bovendien, trauma en orthopedische praktijk wordt ultrageluid gebruikt om de integriteit van de gebroken botten te herstellen. Tijdens die werkzaamheden de ruimte tussen botfragmenten is gevuld met een speciale samenstelling uit botsplinters en een speciale vloeibare kunststof, en daarna gesoniceerd, waarbij alle componenten stevig zijn aangesloten. Degenen die een operatie ondergaan, waarbij echografie wordt gebruikt, laat beoordelingen zijn anders - zowel positief als negatief. Er dient echter te worden opgemerkt dat tevreden patiënten is nog meer!