Kad ultraskaņa parādījās PSRS. Ultraskaņas pētījumu metode

Mūsdienu pacientiem ir grūti iedomāties, ka ne tik sen, ārsti, kuri bez šādas diagnostikas metodes pārvaldīja ultraskaņu. Ultraskaņas izraisīja reālu revolūciju medicīnā, dodot ārstiem ļoti informatīvu un drošu veidu, kā pārbaudīt pacientus.

Tikai pusgadsimta vēsturē, kas ietver ultraskaņas medicīnas vēsturi, ultraskaņa ir kļuvusi par galveno asistentu vairuma slimību diagnosticēšanā. Kā šī metode parādījās un attīstījās?

Pirmie ultraskaņas viļņu pētījumi

Par skaņas viļņiem dabā, ko cilvēks neuztver, cilvēki ilgi domāja, bet itāļu Spallanzani 1794. gadā atklāja „neredzamos starus”, pierādot, ka nūja ar savām ausīm ir pārtraukusi orientēties kosmosā.

Pirmie zinātniskie eksperimenti ar ultraskaņu sākās XIX gadsimtā. Šveices zinātnieks D. Colladens 1822. gadā spēja aprēķināt skaņas ātrumu ūdenī, iegremdējot zemūdens zvanu Ženēvas ezerā, un šis notikums noteica hidroakustikas dzimšanu.

1880. gadā Curie brāļi atklāja pjezoelektrisko efektu, kas mehāniskā iedarbībā notiek kvarca kristālā, un 2 gadus vēlāk tika radīts apgrieztais pjezoelektriskais efekts. Šis atklājums veidoja pamatu pjezoelektrisko pārveidotāju ultraskaņas radīšanai - jebkuras ultraskaņas iekārtas galvenajai sastāvdaļai.

XX gadsimtā: hidroakustika un metālu atklāšana

XX gadsimta sākumu iezīmēja sonāra attīstība - objektu atklāšana zem ūdens, izmantojot atbalss. Par pirmo atbalss skaļruņu izveidošanu esam parādā vairākiem zinātniekiem no dažādām valstīm: Austrijas E. Bam, angļu L. Richardson, amerikāņu R. Fessenden. Pateicoties sonaram, kas skenēja jūras dziļumu, kļuva iespējams atrast zemūdens šķēršļus, nogrimušos kuģus un 1. pasaules kara laikā - ienaidnieka zemūdenes.

Vēl viens ultraskaņas virziens bija trūkumu detektoru izveide 30 gadu sākumā, lai meklētu trūkumus metāla konstrukcijās. UZS metaldetikācija atradās rūpniecībā. Viens no šīs metodes dibinātājiem bija krievu zinātnieks S.Ya. Sokolovs.

Echolokācijas un metāla noteikšanas metodes radīja pamatu pirmajiem eksperimentiem ar dzīviem organismiem, kas tika veikti ar rūpnieciskām ierīcēm.

Ultraskaņa: solis medicīnā

Mēģinājumi veikt ultraskaņu medicīnas pakalpojumos ietilpst 20. gadsimta 30. gados. Tās īpašības sāka izmantot artrīta, ekzēmas un vairāku citu slimību fizioterapijā.

Eksperimenti, kas sākās 40-tajos gados, jau bija vērsti uz ultraskaņas viļņu kā diagnostikas rīka izmantošanu audzējiem. Panākumi pētniecībā ir sasnieguši Vīnes psihoneirologu K. Dussicku, kurš 1947. gadā iepazīstināja ar metodi, ko sauc par hipersonogrāfiju. Dr Dussick spēja atklāt smadzeņu audzēju, mērot intensitāti, ar kādu ultraskaņas vilnis šķērsoja pacienta galvaskausu. Šo zinātnieku uzskata par vienu no mūsdienu ultraskaņas diagnostikas pionieriem.

Reāls sasniegums ultraskaņas skenēšanas attīstībā notika 1949. gadā, kad ASV zinātnieks D. Hauri izstrādāja pirmo medicīniskās skenēšanas ierīci. Tas un nākamie Hauri darbi bija mazliet atgādina mūsdienu tehniku. Tie sastāvēja no rezervuāra ar šķidrumu, kurā pacients tika novietots, spiests ilgstoši sēdēt kustībā, kamēr vēdera skeneris, somaskops, pārvietojās ap to.

Tajā pašā laikā amerikāņu ķirurgs J. Wilde izveidoja pārnēsājamu ierīci ar kustīgu skeneri, kas nodrošināja reālu laika vizuālo audzēja tēlu. Viņš izsauca savu metodi echogrāfiju.

Turpmākajos gados uzlabojās ultraskaņas skeneri, un 60. gadu vidū viņi sāka izskatīties tuvu modernām iekārtām ar manuāliem sensoriem. Vienlaikus Rietumu ārsti sāka saņemt licences ultraskaņas skenēšanas metodes izmantošanai.

Eksperimentus par ultraskaņas izmantošanu veica arī padomju zinātnieki. 1954. gadā PSRS Zinātņu akadēmijas Akustikas institūtā parādījās specializēta nodaļa, kuru vadīja profesors L. Rosenbergs.

Iekšzemes ultraskaņas skeneru atbrīvošana tika izveidota 60. gados Rīku un iekārtu zinātniskajā-pētniecības institūtā. Zinātnieki ir izveidojuši vairākus modeļus, kas paredzēti izmantošanai dažādās medicīnas jomās: kardioloģijā, neiroloģijā, oftalmoloģijā. Bet visi no tiem palika eksperimentālā statusā un praktiskā medicīnā nesaņēma „vietu zem saules”.

Līdz tam laikam, kad padomju ārsti sāka izrādīt interesi par ultraskaņas diagnostiku, viņiem jau bija jāizmanto Rietumu zinātnes sasniegumu augļi, jo līdz pagājušā gadsimta 90. gadiem iekšzemes attīstība bija bezcerīgi novecojusi un atpalika no laikiem.

Mūsdienu tehnoloģijas ultraskaņā

Ultraskaņas diagnostikas metodes turpina strauji attīstīties. Parastā divdimensiju vizualizācija tiek aizvietota ar jaunām tehnoloģijām, kas ļauj iegūt trīsdimensiju attēlu, “ceļojot” ķermeņa dobumos, atjaunojot augļa izskatu. Piemēram:

1. Trīsdimensiju ultraskaņa  - izveido 3D attēlu jebkurā perspektīvā.
2. Echo kontrastēšana -Ultraskaņa ar intravenozu kontrastu, kas satur mikroskopiskus gāzes burbuļus. Atšķiras diagnostikas paaugstināta precizitāte.
3. Audums vai 2. harmonika (THI)  - pacientiem ar uzlabotu ķermeņa svaru un kontrastu tiek izmantota tehnoloģija ar uzlabotu attēla kvalitāti un kontrastu.
4. Sonoelastogrāfija -Ultraskaņa, izmantojot papildu faktoru - spiedienu, kas palīdz noteikt patoloģiskas izmaiņas atkarībā no audu kontrakcijas rakstura.
5. Ultraskaņas tomogrāfija  - tehnika, kas ir līdzīga CT un MRI informētībai, bet pilnīgi nekaitīga. Apkopo apjoma informāciju ar turpmāko datora attēlu apstrādi trīs plaknēs.
6. 4 d- ultraskaņu  - tehnoloģija, kas spēj pārvietoties kuģu un kanālu iekšienē, tā sauktais "skats no iekšpuses". Attēla kvalitāte ir līdzīga endoskopiskajai pārbaudei.

1794. gadā Spallanzani pamanīja, ka, ja siksna ir pieslēgta ausīm, tā zaudētu savu orientāciju, viņš uzskatīja, ka orientācija telpā tika veikta, izmantojot izstarotus un uztveramus neredzamus starus.

Laboratorijas apstākļos ultraskaņu pirmo reizi 1830. gadā ieguva Curie brāļi. Pēc Otrā pasaules kara Holmss, pamatojoties uz zemūdens flotē izmantoto sonāra instrumentu, izstrādāja diagnostikas iekārtas, kas tika plaši izmantotas dzemdniecībā, neiroloģijā un oftalmoloģijā. Pēc tam, uzlabojot ultraskaņas ierīces, šī metode tagad ir kļuvusi par visizplatītāko, vizualizējot parenhimālos orgānus. Diagnostikas procedūra ir īsa, nesāpīga un to var atkārtot daudzas reizes, kas ļauj kontrolēt ārstēšanas procesu.

Kas nosaka ultraskaņu?

Ultraskaņas metode  paredzētas ķermeņa orgānu un audu stāvokļa, formas, izmēra, struktūras un kustības tālai noteikšanai, kā arī patoloģisko fokusu noteikšanai ar ultraskaņas starojuma palīdzību.

Ultraskaņas viļņi ir mehāniskas, gareniskas vibrācijas. trešdienaar svārstību frekvenci, kas lielāka par 20 kHz.

Atšķirībā no elektromagnētiskajiem viļņiem (gaisma, radio viļņi utt.) V-skaņas izplatīšanai ir nepieciešams vide - gaiss, šķidrums, audi (tas neizplūst vakuumā).

Tāpat kā visi viļņi, V-skaņu raksturo šādi parametri:

• Biežums - pilnīgu svārstību (ciklu) skaits 1 sekundes laikā. Mērvienības ir hercs, kiloherts, megaherts (Hz, kHz, MHz). Viens hercs ir šūpoles 1 sek.
• viļņa garums ir garums, ko viena svārstība aizņem telpā. Izmērīts metros, cm, mm utt.
• Laiks ir laiks, kas nepieciešams, lai iegūtu vienu pilnīgu svārstību ciklu (sek, milisec., Microsec.).
• Amplitūda (intensitāte - viļņu augstums) - nosaka enerģijas stāvokli.
• Pavairošanas ātrums ir ātrums, kādā Y viļņa pārvietojas vidē.

Biežumu, periodu, amplitūdu un intensitāti nosaka skaņas avots, un izplatīšanās ātrumu nosaka vide.

Ultraskaņas izplatīšanās ātrumu nosaka vides blīvums. Piemēram, gaisā ātrums ir 343 m sekundē, plaušās - vairāk nekā 400, ūdenī - 1480, mīkstajos audos un parenhīmajos orgānos no 1540. līdz 1620. gadam un kaulu audos, ultraskaņa pārvietojas vairāk nekā 2500 m sekundē.

Vidējais ultraskaņas izplatīšanās ātrums cilvēka audos ir 1540 m / s - lielākā daļa ultraskaņas diagnostikas ierīču ir ieprogrammēti šim ātrumam.

Metodes pamatā ir ultraskaņas mijiedarbība ar cilvēka audiem, kas sastāv no divām sastāvdaļām:

Pirmais ir īsu ultraskaņas impulsu emisija, kas vērsta uz pētāmiem audiem;

Otrais ir attēla veidošana, pamatojoties uz audu atspoguļotiem signāliem.

Pjezoelektriskais efekts

Ultraskaņas gadījumā tiek izmantoti īpaši pārveidotāji - sensori vai pārveidotāji, kas pārveido elektroenerģiju ultraskaņas enerģijā. Ultraskaņas ražošana ir balstīta uz atgriezeniskā pjezoelektriskā iedarbība. Ietekmes būtība ir tāda, ka pie pjezoelektriskā elementa elektriskā sprieguma piemērošana maina tā formu. Elektriskās strāvas trūkuma gadījumā pjezoelektriskais elements atgriežas sākotnējā formā, un, kad mainās polaritāte, forma atkal mainīsies, bet pretējā virzienā. Ja pjezoelementam tiek izmantota mainīga strāva, elements sāk svārstīties augstā frekvencē, radot ultraskaņas viļņus.

Iet caur jebkuru nesēju, būs ultraskaņas signāla vājināšanās, ko sauc par pretestību (enerģijas absorbcijas dēļ vidē). Tās vērtība ir atkarīga no vidēja blīvuma un ultraskaņas izplatīšanās ātruma tajā. Sasniedzot divu vidi ar dažādām pretestībām, notiek šādas izmaiņas: daļa no ultraskaņas viļņiem tiek atspoguļota un jāatgriežas pie sensora, un daži turpina izplatīties tālāk, jo lielāks impedance, jo vairāk atspoguļojas ultraskaņas viļņi. Atstarošanas koeficients ir atkarīgs arī no viļņa sastopamības leņķa - pareizais leņķis dod vislielāko atspoguļojumu.

(uz gaisa - mīksto audu robežas notiek gandrīz pilnīga ultraskaņas atspoguļošanās, un tādēļ, lai uzlabotu ultraskaņas darbību cilvēka ķermeņa audos, izmantojot savienojošu vidi - želeju).

Atgriežamie signāli pjezo elementu vibrē un pārveido elektriskos signālos - tieša pjezoelektriskā iedarbība.

Ultraskaņas sensoros izmanto mākslīgos pjezoelektriskos elementus, piemēram, cirkonātu vai svina titanātu. Tās ir sarežģītas ierīces, un atkarībā no attēla skenēšanas metodes tās ir sadalītas sensoru ierīcēs lēni  skenēšana parasti ir atsevišķa un ātri  Reāllaika skenēšana - mehāniskā (daudzelementa) un elektroniskā. Atšķiras atkarībā no iegūtā attēla formas nozare, lineāra un izliekta (izliekta)  sensori. Turklāt ir intrakavitāri (transesofagālie, transvaginālie, transrektālie, laparoskopiskie un intraluminālie) sensori.

Ātrās skenēšanas ierīču priekšrocības: spēja novērtēt orgānu un struktūru kustību reālā laikā, ievērojami samazinot pētniecībai pavadīto laiku.

Nozares skenēšanas priekšrocības:

• liela redzamības lauka dziļums, kas aptver visu orgānu, piemēram, bērna nieru vai augli;
• spēja skenēt caur maziem „caurspīdīgajiem logiem” ultraskaņai, piemēram, starpkultūru telpā, skenējot sirdi, sieviešu dzimumorgānu pārbaudes laikā.

Nozares skenēšanas trūkumi:

• "mirušās zonas" klātbūtne 3-4 cm attālumā no ķermeņa virsmas.

Lineārās skenēšanas priekšrocības:

• nenozīmīga "mirušā zona", kas ļauj pārbaudīt virsmas orgānus;
• vairāku fokusu klātbūtne visā garuma garumā (tā sauktā dinamiskā fokusēšana), kas nodrošina augstu izšķirtspēju un izšķirtspēju visā skenēšanas dziļumā.

Lineārās skenēšanas trūkumi:

• šaurāks redzes lauks dziļumā, salīdzinot ar sektora skenēšanu, kas neļauj vienlaicīgi redzēt visu orgānu;
• nav iespējams skenēt sirdi un grūtības skenēt sieviešu dzimumorgānus.

Saskaņā ar darbības principu ultraskaņas sensori ir sadalīti divās grupās:

• Echo-pulss - lai noteiktu anatomiskās struktūras, to vizualizāciju un mērījumus.
• Doplers - ļauj iegūt kinemātiskās īpašības (asins plūsmas ātruma novērtējums traukos un sirdī).

Šīs spējas pamatā ir Doplera efekts - izmaiņas skaņas frekvencē, kas saņemta, kad asinis pārvietojas attiecībā pret kuģa sienu. Šādā gadījumā skaņas viļņi, kas tiek izvadīti kustības virzienā, tiek saspiesti, palielinot skaņas frekvenci. Viļņi izstaroti pretējā virzienā, it kā izstieptu, radot skaņas frekvences samazināšanos. Salīdzinot ultraskaņas sākotnējo biežumu ar mainīto, var noteikt Doplera maiņu un aprēķināt asins plūsmas ātrumu asinsvadā.

Tādējādi sensora radītais ultraskaņas impulss izplatās caur audiem, un to audu robežas sasniegšana, kuru blīvums ir atšķirīgs, tiek atspoguļots devēja virzienā. Saņemtie elektriskie signāli tiek nosūtīti uz augstfrekvences pastiprinātāju, kas tiek apstrādāti elektroniskajā blokā un parādīti kā:

• viendimensijas (līknes formā) - pīķu veidā uz taisnas līnijas, kas ļauj novērtēt attālumu starp audu slāņiem, piemēram, oftalmoloģijā (A-metode „amplitūda”), vai izpētīt braukšanas objektus, piemēram, sirdi (M-metode).
• attēla divdimensiju (B metode, attēla formā), kas ļauj vizualizēt dažādus parenhīma orgānus un sirds un asinsvadu sistēmu.

Ultraskaņas, ko emitē īss ultraskaņas impulsu (impulsu), izmanto ultraskaņas diagnostikai.

Papildu parametri tiek izmantoti, lai raksturotu impulsa ultraskaņu:

• Impulsa atkārtošanās ātrums (impulsu skaits, kas emitēti uz laika vienību - sekundi) tiek mērīts Hz un kHz.
• Impulsa ilgums (viena impulsa laika garums) tiek mērīts sekundēs. un mikrosekundes.
• Ultraskaņas intensitāte ir viļņu jaudas attiecība pret zonu, kurā tiek izplatīta ultraskaņas plūsma. To mēra vatos uz kvadrātcentimetru un parasti nepārsniedz 0,01 W / cm2.

Mūsdienu ultraskaņas instrumenti izmanto ultraskaņu ar frekvenci no 2 līdz 15 MHz, lai iegūtu attēlu.

Ultraskaņas diagnostika parasti izmanto sensorus ar frekvencēm 2,5; 3,0; 3,5; 5,0; 7,5 megaherti Jo zemāks ir ultraskaņas biežums, jo lielāks ir tās iespiešanās dziļums audos, ultraskaņa ar frekvenci 2,5 MHz iekļūst līdz 24 cm, 3-3,5 MHz - līdz 16-18 cm; 5,0 MHz - līdz 9-12 cm; 7,5–4,5 cm, sirds izpētei izmanto 2,2-5 MHz, oftalmoloģijā - 10-15 MHz.

Ultraskaņas bioloģiskais efekts

un viņa drošība pacientam pastāvīgi tiek apspriesta literatūrā. Ultraskaņa var izraisīt bioloģisku ietekmi, pateicoties mehāniskai un termiskai iedarbībai. Ultraskaņas signāla vājināšanās notiek absorbcijas dēļ, t.i. pārvēršot ultraskaņas viļņu enerģiju. Audu karsēšana palielinās, palielinoties izstarotā ultraskaņas intensitātei un tās biežumam. Vairāki autori atzīmē tā saukto. Kavitācija ir pulsējošu burbuļu veidošanās šķidrumā, kas piepildīts ar gāzi, tvaiku vai to maisījumu. Viens no kavitācijas cēloņiem var būt ultraskaņas vilnis.

Pētījumi, kas saistīti ar ultraskaņas ietekmi uz šūnām, eksperimentālo darbu ar augiem un dzīvniekiem un epidemioloģiskajiem pētījumiem, ļāva Amerikas Ultraskaņas institūtam izteikt šādu paziņojumu:

„Nekad nav bijuši ziņojumi par apstiprinātu bioloģisko iedarbību pacientiem vai personām, kas strādā ar ierīci, ko izraisa ultraskaņas iedarbība, kuras intensitāte ir raksturīga mūsdienu ultraskaņas diagnostikas iekārtām. Lai gan pastāv iespēja, ka šādas bioloģiskās sekas var atklāt nākotnē, pašreizējie dati liecina, ka pacienta ieguvums no saprātīgas diagnostikas ultraskaņas izmantošanas atsver potenciālo risku, ja tāds ir, ”.

Lai noskaidrotu, kuri orgāni un sistēmas tiek izmantota ultraskaņas metode?

• Vēdera dobuma parenchimālie orgāni un retroperitonālā telpa, tostarp iegurņa orgāni (auglis un auglis).
• Sirds un asinsvadu sistēma.
• Vairogdziedzera un piena dziedzeri.
• Mīkstie audi.
• Jaundzimušo smadzenes.

Kādi kritēriji tiek izmantoti ultraskaņas pētījumos:

1. CIRCUITS - skaidri, vienmērīgi, nevienmērīgi.
2. EKHOSTRUKTŪRA:

• Šķidrums;
• Daļēji šķidrums;
• Audums - vairāk vai mazāk blīvums.

Paul G. Newman, MD,

Grace S. Roziki, MD, Amerikas Ķirurģijas koledžas Zinātniskās biedrības loceklis

Paul Newman MD, Grace S.Rozycki MD, FACS)

Ķirurģijas katedra, Grady Memorial Hospital, Atlanta, Gruzija

Pieprasījuma adrese

Paul G. Newman, MD

Ķirurģijas katedra

Emory Universitātes Medicīnas skola

Thomas K. Glenn piemiņas ēka

69 Butler Street, SE

Atlanta, GA 30303

Pēdējo 40 gadu laikā ultraskaņa ir kļuvusi par svarīgu diagnostikas tehniku. Viņa kā medicīnas diagnostikas līdera potenciāls tika atzīts 1930. un 1940. gados, kad Theodore Dussick un viņa brālis Friedrich mēģināja izmantot ultraskaņu, lai diagnosticētu smadzeņu audzējus. Tomēr tikai 1970. gados šo un citu ultraskaņas pētījumu pionieru darbs patiešām nesa augļus.

Kopā ar tehnoloģiskajiem sasniegumiem, ultraskaņa attīstījās no lielas, lielgabarīta mašīnas, kas atveido neoptimālus attēlus pārnēsājamai, izmantojamai un izsmalcinātai ierīcei. Šādai attīstībai bija nepieciešama cieša fizikas, fizioloģijas, medicīnas, tehnoloģiju un kontroles savienība. Šajā rakstā uzskaitīti galvenie sasniegumi ultraskaņas attīstībā un izcelti daži no izcilajiem ieguldījumiem, ko šajā jomā sniedza ultraskaņas pionieri.

ALFRED LORD TENNISON (ALFRED LORD TENNYSON)

MĒRĶI SOUND (MILESTONES SOUND)

Ilgi pirms mūsdienu zinātnieki uzskatīja ultraskaņas lietderību medicīnas jomā, solis ceļā bija skaņas izpēte. Deviņpadsmitā gadsimta izmeklējumi skaņas ātruma mērīšanai ūdenī radīja ceļu sonāra attīstībai (skaņas navigācijas un attāluma mērīšana (SONAR - SOUR navigācija un attālums). Šveices fiziķis Jean-Daniel un matemātiķis Charles Sturm veica dažus agrākos eksperimentus Piedaloties cīņā par ikgadējo balvu no Karaļa Zinātņu akadēmijas Parīzē 1826. gadā (Parīzes Universitāte, Academie Royale des Sciences), Colladon noteica skaņas ātrumu ūdenī, lai palīdzētu apstiprināt viņa datus par šķidrumu saspiežamību. Koladons, kas tika uzskatīts par mūsdienu hidroakustikas dzimšanu, sastāvēja no zemūdens zvana uzbrukuma Ženēvas ezerā ar vienlaicīgu šaušanu no šaujampulvera. Pēc notikumiem Colladon aprēķināja skaņas ātrumu Ženēvas ezerā, tas bija vienāds ar 1435 m / s, atšķirība ar mūsdienu aprēķiniem ir tikai 3 m / s.

Vēlāk, 1877. gadā, John William Strutt (pazīstams arī kā Lord Reylif) publicēja skaņas teoriju, kas kļuva par pamatu ultraskaņas zinātnei. Viņa ieguldījums tika uzskatīts par tik nozīmīgu, ka Kungs Reilifs tika iecelts par Lielbritānijas izgudrojumu un pētījumu kameru, iestādi, kas pārraudzīja sasniegumus sonāra jomā Pirmā pasaules kara laikā.

PIEZOELEKTRICITĀTE (PIEZOELECTRICITY)

1880. gadā Pierre un Jacques Curie veica svarīgu atklājumu, kas galu galā noveda pie mūsdienīga ultraskaņas pārveidotāja. Curie brāļi pamanīja, ka, piemērojot spiedienu uz kvarca kristāliem vai Rochelle sāļiem, rodas elektriskā lādiņa. Šī maksa bija tieši proporcionāla kristāla spēkam; Šī parādība tika saukta par "pjezoelektriku" ar grieķu vārdu, kas nozīmē "push". Turklāt viņi demonstrēja pretēju pjezoelektrisku efektu, kas izpaužas, kad kristālam tika piemērots strauji mainīgs elektriskais potenciāls, izraisot tās vibrāciju. Pašreizējie ultraskaņas pārveidotāji satur pjezoelektriskos kristālus, kas paplašina un vienojas pārveidot elektrisko un mehānisko enerģiju, kas ir ultraskaņas pārveidotāja būtība. Diemžēl, sakarā ar sliktu elektronikas attīstību tajā laikā, šie efekti netika pilnībā izmantoti.

SONAR UN CITI ULTRASOUND PRECURSORS HYDROLOCKER UN CITI UZHTRASHNIKI ULTRASOUND

Par laimi, bija sonārs. Visu laiku, kad mēs iegremdējām, hidroakustika rūpīgi uzklausīja kuģa dzenskrūves skaņu. Ar pilnīgu mieru zemūdenē, sonārs dažreiz var reģistrēt lielo propellera streiku skaņu no Japānas kuģiem vairāku jūdžu attālumā ...

Tomēr tas bija divgriezīgs zobens, jo gan zemūdenes, gan zemūdens kuģi izmantoja sonāru. Kaut arī zemūdene bija atkarīga no gandrīz viss, ko klausījās, kuģi ar zemūdens kuģiem nosūtīja īsu enerģijas sprādzienu, ko sauc par ultraskaņas impulsu, kas, vai nevarēja, atainojas no zemūdenes ar pietiekamu “skaļumu”, ko var dzirdēt. pazīstams kā echolocation un spēlēja galveno lomu karā pret zemūdenēm.

JF CALVERT, QUIET WORK (J. F. CALVERT, SILENT RUNNING)

Sonara priekšgājēji aizsākās 1838. gadā, kad Virdžīnijas Universitātes Bonnikastls mēģināja kartēt okeāna grīdu ar atbalss skanējumu. Okeāna grīdas kartogrāfiskā izpēte bija nepieciešama telegrāfa līniju izvietošanai un lielo kuģu drošai kustībai. Šis uzdevums iepriekš tika atrisināts ar lēnu, apgrūtinošu un bieži vien neprecīzu metodi - izmantojot sliedes līniju. Bonnicastla mēģinājumi echoounding neizdevās, taču viņa pētnieciskie centieni mudināja citus pētniekus strādāt pie šī uzdevuma, tiklīdz tehnoloģija nogatavojās divdesmitā gadsimta sākumā.

Divdesmitā gadsimta sākumā notika divi notikumi, kas kalpoja kā katalizators turpmākiem sonāra pētījumiem. 1912.gada 15.aprīlis pēc sadursmes ar leduslaiku Titaniks ienāca ledus kapā Ziemeļatlantijā. Sabiedrības skaļi kliedzieni izraisīja interesi par zemūdens objektu atklāšanas ierīces izstrādi. Atbildot uz to, angļu meteorologs LF Richardson veica pētījumus un reģistrēja patentus gaisa un ultraskaņas zemūdens atklāšanas sistēmu jomā. Nezināmu iemeslu dēļ viņš nekad nav pilnībā izstrādājis šīs ierīces. Tāpēc tikai 1914. gada aprīlī kļuva iespējams atklāt ledus ausu, izmantojot Fessenden elektromagnētisko balss spoles ierīci. Lai gan šī tehnoloģija tika pilnībā pieņemta, tās izmantošana bija vērsta uz Pirmā pasaules kara zemūdens signalizāciju un navigāciju.

Konstantīns ČilovskisKrievu emigrants, kas dzīvo Šveicē, elektrotehniskais inženieris, interesējās par echolokāciju Titāna nāves dēļ. Vēlāk vācu zemūdens uzbrukumi sabiedroto transportam palielināja viņa interesi par sonāra attīstību. 1915. gadā Čilovska kopā ar izcilu franču fiziķi Paulu Langevinu izstrādāja darba hidrofonu. Šis novatoriskais darbs sniedza lielu ieguldījumu zināšanām par virsskaņas viļņu radīšanu un saņemšanu, kas ir vissvarīgākā daļa no sonāra atbalss impulsa principa.

Finansējums pētniecībai šajā jomā bija izsmelts pirmā pasaules kara beigās, un tāpēc pētnieciskais darbs tika novirzīts uz dziļuma mērīšanas un okeāna grīdas topogrāfisko apsekojumu jomu. Līdz 1928. gadam, izmantojot Langevina ieguldījumu, Francijas okeāna līnijā Ile de France bija pilnībā funkcionējoša ierīce, lai uzraudzītu okeāna grīdu un zemūdens raidītāju, lai sazinātos starp kuģiem. Kanādas kanādietis Donalds Sprouls veica pētījumus ar pirmo atbalss skaļruni ar diapazona displeju Karaliskās jūras kara flotei. Lai gan tās atbalss skaņa parādīja dziļumu okeāna klintīm, Sproul negaidīti atklāja, ka šī ierīce var arī atklāt zivju skolas.

Jūras pārākuma meklējumi, zemūdens nežēlīgo rīcība un pretaizdzīšanas darbība Otrā pasaules kara laikā atjaunoja interesi par sonāra attīstību. Pirmā pasaules kara laikā izveidotā Alianses Zemūdens atklāšanas izpētes komiteja kļuva par galveno komponentu attīstībai otrās pasaules kara laikā. Šajā periodā pētnieciskā darbība ūdens akustikas un uztvērējiekārtu jomā uzplauka savvaļā, radot nozīmīgus rezultātus ultraskaņas tehnoloģijā.

ULTRASOUNDA AIZPILDĪŠANAS LĪDZEKĻU ATKLĀŠANAS NOVĒRTĒŠANA ULTRASOUND EVOLUTION \\ t

Pirms ultraskaņas tehnoloģijas izstrādes kuģu metāla korpusu integritāte tika pārbaudīta, izmantojot standarta rentgena starus, šis process bija laikietilpīgs. Sakarā ar arvien pieaugošo sonāra popularitāti tika ierosināts, ka viņš varētu piedalīties kuģu korpusu integritātes novērtēšanā. Tomēr bija nepieciešams atrisināt vairākas problēmas. Pirmais šķērslis, kas bija jāpārvar, bija akustiskās enerģijas viļņa garuma maiņa no kiloherzes līdz megaherci diapazonam, lai varētu konstatēt metāla defektus. Vēl viena problēma bija tā, ka echo impulsa braukšanas laiks jāmēra mikrosekundēs, nevis milisekundēs. 1941. gadā, strādājot neatkarīgi, Sproul un Fayarstone bija pirmie, kas izstrādāja tehnoloģijas šo šķēršļu pārvarēšanai. Mičiganas Universitātē Fayarstone izstrādāja "virsskaņas reflektoru", ko ražoja Sperry, lai atklātu metāla defektus rūpnieciskiem mērķiem. Lai gan Sproul un Fayarstone ražoja šīs ierīces vienlaicīgi 1941. gadā, tikai pēc kara beigām, 1946. gadā to rezultātus varēja publicēt.

Pēckara laikmetā Henry Hughes un Son sadarbojās ar Kelvinu, Bottomley un Bayard (rūpnieciskie konkurenti pirms kara), lai kļūtu par Kelvina Hughes, kas ražo metāla defektu detektorus. Interesanti, ka Sproul bija spiests atstāt šo korporāciju sakarā ar viņa iespējamo tuvumu krievu spiegiem. Viņa aizstāšana bija Tom Brown, kurš ar Jan Donald spēlēja nozīmīgu lomu pirmās pārnēsājamās kontaktu ultraskaņas mašīnas izstrādē. Turklāt Donalds un viņa kolēģi veica pētījumus par daudziem ultraskaņas agrīnajiem klīniskajiem pielietojumiem.

ULTRASOUND BĀZES (ULTRASOUND BASICS)

Novērtējot ultraskaņas vēsturiskos atskaites punktus, ir zināšanas par impulsu viļņu pārraides un atstarošanas metodēm, kā arī ultraskaņas "A", "B" un "M" režīmiem.

Piemēram, ultraskaņas agrīnās un nesaprātīgās izmantošanas piemērs bija pārraides metode. Šāda veida ultraskaņas mērītie ultraskaņas viļņi šķērso paraugu uz uztvērēju, kas tika uzstādīts parauga pretējā pusē. Tika ierakstīts skaņas daudzums, kas tiek pārraidīts caur audumu un nav absorbēts. Ar atstaroto impulsu viļņu metodi tika ierakstīts atstarotās skaņas daudzums, un uztvērējs un raidītājs tika novietoti tajā pašā pusē kā paraugs.

Amplitūdas režīms vai Ultraskaņas režīms “A” bija viena dimensijas attēls, kas parādīja viļņa amplitūdu vai stiprumu gar vertikālo asi un laiku gar horizontālo asi; tādēļ, jo lielāks ir signāls, kas atgriezās sensorā, jo lielāks ir pārspriegums. Spilgtums vai „B” režīms, ko šodien plaši izmanto, ir auduma divdimensiju raksturojums, tāpēc katrs punkts vai pikseļi uz ekrāna ir individuāla amplitūdas pārsprāgt. Režīms "B" ultraskaņa piesaista attēla spilgtumu ultraskaņas viļņa amplitūdai. Agri skeneri radīja "bistable" attēlus, tas ir, augstas amplitūdas signālus attēlo ar baltiem punktiem, un vājākas atbalsis tiek parādītas uz ekrāna ar melniem punktiem, bez starp tām starp tām. Pašlaik izmantotajos pelēktoņu modeļos dažādas intensitātes amplitūdas atbilst dažādiem toņiem no melna līdz baltai, tādējādi ievērojami uzlabojot attēla kvalitāti. Režīms "M" vai ultraskaņas darbības veids piesaista ultraskaņas viļņa amplitūdu līdz esošo struktūru, piemēram, sirds muskulatūras, parādīšanai. Tā kā objekti ir tuvāk vai tālāk no sensora, punkts, kas atbilst auduma malai, tiek pārvietots uz attēla ekrānā. Tad šie kustības punkti tiek reģistrēti, un to struktūra tiek analizēta.

MEDICĪNAS ULTRASOUND PIONEERI (MEDICĪNAS ULTRASOUND PIONEERI)

Karl Theodore Dussickpsihiatrs un neiropatologs sāka pētīt ultrasonogrāfiju 1930. gadu beigās ar savu brāli Frederiku, fiziķi. 1937. gadā Dussiki brāļi izmantoja 1,5 MHz raidītāju, lai reģistrētu izmaiņas cilvēka smadzeņu skenēšanas laikā konstatētās enerģijas amplitūdā. Šie attēli, ko sauc par "hiperfonogrammām", atbilda samazinātu viļņu pārraides (vājināšanās) jomām, kuras tika uzskatītas par sānu kambaru skriemeļiem. Pamatojoties uz atšķirību viļņu pārraidei starp audzēju un normālu audu, Dussik ierosināja, ka ultraskaņa varētu atklāt smadzeņu audzējus. Diemžēl Gutners vēlāk 1952. gadā, kā redzams vēlāk, šie Dussika attēli bija par kaulu biezuma atšķirībām. Drīz pēc tam, kad tika atklāts, Amerikas Savienoto Valstu Atomenerģijas komiteja ziņoja, ka ultraskaņa neietekmē smadzeņu audzēju diagnosticēšanu; pamatojoties uz to, nākamajā desmitgadē ASV medicīnas ultraskaņas pētījumu finansējums tika ievērojami samazināts.

Vēl viens jautājums, kas kavēja diagnostiku ultraskaņas pētījumā medicīnā, bija uzsvars uz tā destruktīvajiem aspektiem. Studējot zemūdens skaņas viļņu zemūdens pārraidi, Langevins aprakstīja zivju skolas iznīcināšanu un sāpīgu sajūtu pēc rokas ievietošanas ūdens tvertnē. 1944. gadā Lynn un Putnam mēģināja izmantot ultraskaņu, lai iznīcinātu eksperimentālo dzīvnieku smadzeņu audus. Ultraskaņa izraisīja smagu smadzeņu audu un galvas ādas bojājumu, kas izraisīja plašu neiroloģisko komplikāciju klāstu no pagaidu akluma līdz nāvei. Vēlāk, Fry un Meyer veica craniotomiju, lai amputētu dažas bazālo kodolu daļas pacientiem, kuriem diagnosticēta Parkinsona slimība. Citi līdzīgi pētījumi arī uzsvēra audu iznīcināšanu, un tas ātri noveda pie ultraskaņas kā neiroķirurģiskā instrumenta atmešanas.

Ludvigs un Struthersstrādājot Jūras medicīnas pētniecības institūtā Bethesda, Maryland, bija pirmie pētnieki, kas ziņoja, izmantojot bioloģisko audu echo impulsu tehniku. Diemžēl, kopš viņš strādāja militārajā jomā, daudzi Ludviga rezultāti tika uzskatīti par ierobežotu informāciju un netika publicēti medicīnas žurnālos. Šie zinātniskie pētījumi pētīja ultraskaņas viļņu ātrumu liellopu un cilvēka ekstremitāšu paraugos, kā rezultātā tika atklāts, ka vidējais ultraskaņas ātrums mīkstajos audos ir 1540 m / s. Šim svarīgajam sasniegumam bija tālejošas sekas šodienas ultraskaņas programmatūras izveidei. Turklāt viņš parādīja, ka ultraskaņa var liecināt par žultsakmeņiem, kas tika implantēti suņu muskuļos un žultspūšļos. Šie nozīmīgie rezultāti nodrošināja pamatu pētījumam, ko veica divi no svarīgākajiem cilvēkiem ultraskaņas jomā: Džons Džūlijs Vailess un Douglas Hauri.

Wilde bija ķirurgs, kurš bija izglītots Lielbritānijā un kurš pēc Otrā pasaules kara emigrēja uz Amerikas Savienotajām Valstīm. Otrā pasaules kara laikā Wilde rūpējās par daudziem pacientiem, kuriem attīstījās letāls paralītisks ileuss, kas bija sekundārs kaitējumam, ko izraisīja sprādziens Vācijas bombardēšanas laikā Londonā. Atrodot grūti atšķirt obstrukciju un ileusu, Wild izmantoja ultraskaņu kā diagnostikas rīku, lai tos diferencētu. Pēc imigrācijas uz Amerikas Savienotajām Valstīm viņš varēja turpināt pētījumus šajā jomā pēc tam, kad viņš ieņēma pozīciju Owen Wangenstein laboratorijā Minesotas Universitātē. Izmantojot “A” displeju un 15 MHz pārveidotāju, Wild izmēra zarnu sienas biezumu un parādīja trīs dažādus zarnu līmeņus lielā ūdenskrātuvē. 1950. gadā Wilde publicēja savus sākotnējos rezultātus par zarnu sieniņu biezuma un kuņģa vēža gadījuma ultraskaņas noteikšanu. Wilde, Neil, un vēlāk JR Reid pamanīja, ka ļaundabīgais audi bija echogēnāks nekā labdabīgs audums. Ilgi pirms viņa laika Wilde ekstrapolēja, ka "vajadzētu būt iespējai noteikt audzēja piekļuvi gremošanas trakta pieejamām daļām, gan mainot blīvumu, gan, visticamāk, ar audzēja audu nespēju noslēgt un atpūsties." Lai gan Wilde agrīnie eksperimenti tika veikti ar skenēšanu “A” režīmā, viņš sniedza lielu un nozīmīgu ieguldījumu ultraskaņas jomā, no kuriem daži radīja divdimensiju ultrasonogrāfiju vai „B” režīma ultrasonogrāfiju. Ar „B” režīma ultraskaņu, Wild identificēja recidivējošu gūžas audzēju un krūts vēzi, viņš publicēja savus rezultātus 1952. gadā. Diemžēl, tā kā ultraskaņa bija atkarīga no tā, kas to dara, un rezultāti netika atkārtoti reproducēti, šie dati tika mazāk atpazīti ko viņi pelnījuši.

Wilde intelektuālais un finansiālais atbalsts pētniecībai bija minimāls sakarā ar viņa netradicionālajām pētniecības metodēm un individuālajām atšķirībām ar saviem zinātniekiem. Viņš drīzāk vēlējās atrast iespēju tūlītējai ultraskaņas tehnoloģijas klīniskai pielietošanai nekā eksperimentiem, kas balstīti uz teorijām. Neskatoties uz šīm grūtībām, Wilde varēja izstrādāt skenēšanas ierīci, kas tika izmantota, lai skenētu krūts vēža slimniekus, kā arī izstrādāja transrektālas un transvaginālas sensorus. Ar šo ierīci viņš parādīja smadzeņu audzēju patoloģijas paraugā un lokalizēja smadzeņu audzēju pacientā pēc craniotomijas.

Douglas HauriVēl viens 1940. gadu pionieris bija noderīgs ultraskaņas un ultraskaņas ierīču izstrādē. Howri, atšķirībā no Vailes, vairāk koncentrējās uz iekārtu izstrādi un lietoto ultraskaņas teoriju nekā tās klīnisko pielietojumu. Lai gan viņa sākotnējais darbs radīja ultraskaņas mašīnu, kas radīja nepietiekami optimālus attēlus, Khouri galvenais mērķis bija izveidot sarežģītāku ierīci, kas būtu "zināmā mērā salīdzināma ar patoloģijas laboratorijā sagriežamo struktūru lielo skaitu".

Houry kļuva ieinteresēta pētīt ultraskaņu viņa prakses laikā radioloģijā Denveras universitātes slimnīcā 1948. gadā. Viņš pārtrauca savu praksi un sāka privātu praksi, lai viņš varētu veltīt vairāk laika diagnostikas ultraskaņas iekārtu attīstībai. Strādājot ar W. Roderick Bliss, elektrisko inženieri, Howry sāka veidot pirmo režīmu skeneri "B" 1949. gadā. Atšķirībā no Vailes Howry bija ieinteresēts gan ultraskaņas viļņu uzvedībā audos, gan funkcionāla ultraskaņas aparāta projektēšanā. Howry darbs tika modelēts pēc klasiskās studijas, jo viņš laboratorijā izmantoja akustikas, fizioloģijas un attīstības teoriju, pirms to pārbaudīja klīnikā. Pēc tam, kad viņš veiksmīgi izstrādāja ultraskaņas mašīnu, kas sniedza pastāvīgi precīzus un reproducējamus rezultātus, viņš uzsāka pētījumus par cilvēka objektiem.

1951. gadā Howri tikās Ar Joseph holmes, nefrologs Veterānu administrācijas slimnīcā (AV) Denverā. Holmsam bija vadošā loma institucionālā atbalsta iegūšanā, kas ļāva Howry turpināt pētījumus par AV Denver aprīkojumu. Darbojoties pie liekajiem radara iekārtām no gaisa spēkiem, Howry un Bliss kopā ar Geraldu Posakoni (cits inženieris) izstrādāja pirmo lineāro kontaktu skeneri. Šis skeneris izmantoja liellopu laistīšanas trauku kā iegremdēšanas vannu, lai palīdzētu savienot sensoru ar pārbaudāmo pacientu. Sensors tika uzstādīts uz koka riepas un pārvietots pagātnē, lai iegūtu attēlu.

Sekundārie kartējumi ir novērsti. Lai gan skeneris radīja pieņemamas kvalitātes attēlus, tas prasīja, lai pacients ilgu laiku paliktu iegremdēts un stacionārs, un tāpēc to uzskatīja par nepraktisku lietošanai klīniskā vidē.

20. gs. 50. gadu beigās Khori un viņa kolēģi izstrādāja ultraskaņas skeneri ar pusapaļu kyveti, kurai ir plastmasas logs. Pacients tika piestiprināts ar siksnu uz plastmasas logu un, lai gan viņš netika iegremdēts ūdenī, pacientam ilgi bija jāturpina stāvēt (2. zīm.) (Bez attēla). 60. gadu sākumā Wright un E. Myers pievienojās Khouri pētniecības grupai, lai koncentrētos uz šo raksturīgo problēmu ar ūdens termostata pieslēguma sistēmu. Šīs grupas centieni bija tiešā kontakta skenera izgatavošana. 1961. gadā Myers un Wright pievienojās, veidojot fizioloģijas inženieriju, un gada laikā ražoja pirmo pārnēsājamo kontaktu skenera prototipu ASV. Šim skenerim bija savienots manipulators ar pozicionēšanas mehānismiem katrā savienojumā, lai apvienotu no sensora saņemto informāciju.

Kouri Ditch Scanner. Pacients sēdēja modificētā zobārstniecības krēslā un tika piestiprināts pie pusapaļas kivetes, kas piepildīta ar sāli, plastmasas loga priekšā. (No Goldbergas B., Gramika R., Freimanis A.K: ultraskaņas agrīna vēsture diagnostikā: amerikāņu radiologu loma. Am. J. Roentgenols 160: 189-194, 1993. gads; ar atļauju).

Tajā pašā laikā Ian donald vadīja pētījumu par ultraskaņu Anglijā. Donalds bija izcils karaļa gaisa spēku veterāns Otrā pasaules kara laikā, kurš militārā dienesta laikā tikās ar sonāriem un radara iekārtām. 1955. gadā, kā Glasgovas Universitātes Dzemdību un ginekoloģijas valsts loceklis, Donalds no vietējā ražotāja aizņēmās metāla defektu detektoru un izmantoja to, lai izmeklētu patoloģiskos paraugus. Ar šo ultraskaņas iekārtu "A" režīmā, Donalds spēja diferencēt dažāda veida audus jaunizvēlētajos fibroīdos un olnīcu cistās. No šī pazemīgā sākuma viņš un cits ginekologs John McVicar kopā ar Tom Brown, zinātniskā instrumenta kompānijas Kelvina un Hughes inženieri, izstrādāja pirmo kontaktkompozīta skeneri.

1958. gada jūnijā Donalds publicēja rakstu "Vēdera masu izpēte ar impulsa ultraskaņu", kas bija pagrieziena punkts ultraskaņā. Šajā rakstā ir aprakstīts gadījums, kad ultraskaņas izmantošana dramatiski mainīja 64 gadus vecas sievietes, kam bija sāpes vēderā, svara zudums un kam bija aizdomas par ascītu, ārstēšanu. Pēc parastu testu veikšanas viņai tika diagnosticēta progresējoša kuņģa vēzis, bet Donalds diagnosticēja cistisko masu ar ultraskaņu, kas vēlāk tika veiksmīgi nojaukta un atzīta par labdabīgu olnīcu cistu.

Donalds un viņa partneri Glāzgovā ir radījuši milzīgu pētījumu ultraskaņas jomā, īpaši dzemdniecības un ginekoloģijas jomā. Viņš nejauši atklāja, ka pilnais urīnpūslis nodrošināja dabisku akustisku logu ultraskaņas viļņu pārnešanai caur nieru iegurni, kas ļāva skaidrāk attēlot iegurņa struktūras. Izmantojot šo tehniku, Donalds parādīja redzamus nelielus iegurņa audzējus, ārpusdzemdes grūtniecību un placentas atrašanās vietu. Donalds bija pirmais, kas mēra augļa galvas biparietālo diametru un izmantoja to kā augļa augšanas indeksu. Viņa ieguldījums medicīnas jomā bija labi saņemts, un viņš būtībā apstiprināja koncepciju, ka ultraskaņa spēlēs nozīmīgu lomu medicīniskajā diagnostikā.

TURPMĀKIE SASNIEGUMI (TURPMĀKĀS ATTĪSTĪBAS)

1950. gadi bija svarīgs laiks ultraskaņai. Daudzi no šīs desmitgades laikā notikušajiem ultraskaņas tehnoloģiju sasniegumiem radīja jaunus lietojumus 60. un 70. gados. 1955. gadā Jaffe atklāja polarizētu svina, cirkonāta un titanāta cieto šķīdumu pjezoelektriskās īpašības. Šis svarīgais atklājums galu galā noveda pie mazākiem un uzlabotiem ultraskaņas sensoriem. Turners no Londonas, Lexell no Zviedrijas un Kazner no Vācijas izmantoja šos uzlabotos instrumentus, lai veiktu viduslīnijas encefalogrāfiju, lai atklātu epidurālās hematomas pacientiem ar traumatisku smadzeņu traumu. Vidējā līnijas encefalogrāfija joprojām bija standarta diagnostikas metode pacientu ar traumatisku smadzeņu bojājumu novērtēšanai līdz 1970. gadiem, kad tika ieviesta CT (datorizētā tomogrāfija).

Inge Edler  no Zviedrijas un Karl Hellmut Hertz  bija galvenie ehokardiogrāfijas jomā. 1950. gadu sākumā kardiologs Edlers ierosināja, ka ultraskaņa var ietekmēt sirds novērtējumu. Hertz no kuģu būvētavas aizņēmās metāla defektu detektoru, pielietoja zondi krūtīm un novēroja kartējumus, kas mainījās amplitūdā un diapazonā saskaņā ar viņa sirdsdarbības ātrumu. Turpmākie pētījumi par Hertu un Asbergu vadīja 1967. gadā. uz pirmo divdimensiju darbību, mašīna parāda sirdi. Aptuveni tajā pašā laikā pirmo reizē reģistrēto vienlaicīgo "M" un intracardiakālo Doplera asins plūsmu reģistrēja Edlers un Lindstroms.

60. gados ultraskaņas tehnoloģijas ierobežojums bija lēna un garlaicīga attēlu kolekcija un ekstrēmā attēla izšķirtspēja, ko izraisīja pacienta kustība. Neskatoties uz šiem ierobežojumiem, ultraskaņa ieguva medicīnas kopienas cieņu un ātri kļuva par ikdienas attēlveidošanas metodi. Nākamajās divās desmitgadēs paātrinājās ultraskaņas tehnoloģijas uzlabojumi, un tās izmantošana daudzās medicīnas specialitātēs kļuva par standartu. Kā minēts 1976. gadā. Ian Donald: "Medicīniskais hidrolokators ļoti pēkšņi pieauga un sasniedza pieaugušo vecumu; patiesībā tās pieaugums pēdējos gados ir bijis gandrīz sprādziens."

UZLABOŠANA OPERATĪVAJĀ RĀDĪTĀ UN IZVĒLNE UZ GRAŽU GRAFIKU (IETEKMES REAL-TIME UN GRAY-SCALE IMAGING)

Agrās attēlveidošanas sistēmas sastāvēja no parastajiem katoda staru osciloskopiem, kas tika atvērti ar atvērtām fotogrāfi, lai attēlotu attēlu ekrānā. Sakarā ar šīm sistēmām raksturīgo kavēšanos daudzas vājākas kartēšanas tika fiksētas, bet tās nebija tik intensīvas kā kartēšana no virsmu nodalīšanas. Šie dimmera displeji radīja agrāku “pustoņu” attēlu, kas noteica auduma blīvumu un radīja attēlu ar labāko izšķirtspēju.

Vēlākajos modeļos tika izmantots "bistable" atmiņas osciloskops, kas vienkāršoja skenēšanas procesu un likvidēja nepieciešamību pēc aizvara fotoattēla. Ar fotoaparāta attēlu atcelšanu ar aizvaru tika zaudēti "pelēki" vai mazāk intensīvi attēli, kā rezultātā tika izveidoti sliktāki attēli. Nepieciešams, lai izveidotu televīzijas skenēšanas pārveidotāja cauruli, un ar George Kossoff atbalstu no Austrālijas, pustoņu režīms atkal bija pieprasīts. Turpmāki elektronikas uzlabojumi, piemēram, analogie un digitālie skenēšanas pārveidotāji, pat ir radījuši labākus ultraskaņas attēlus. Digitālie skeneri, kas tika laisti tirgū 1976. gadā, radīja stabilu, reproducējamu un ļoti skaidru attēlu.

Nozīmīgs pagrieziena punkts ultraskaņas attīstībā bija automātiski atjaunojams sonogrāfiskais attēls vai reālā laika displejs. Šī skenēšanas metode ļauj atlasīt un attēlot attēlus tik ātri, ka to veidošanās un displejs šķiet vienlaicīgi. Operatīvā attēlveidošana tika uzsākta 1950. gadu vidū JJ Wilde, bet šis izrāviens jau vairāk nekā desmit gadus ir ignorēts, jo Howry ultraskaņas mašīna ir uzlabojusi attēlus. Pirmā komerciāli pieejamā operatīvā ultraskaņas mašīna bija Vidoson mašīna (Siemens Mecical Systems, Iselin, NJ). Šī mašīna bija rotējošs sensors ūdens tvertnē un pirmo reizi Hoffman izmantoja 1966. gadā. un Hollanders 1968. gadā, lai raksturotu sieviešu nieru iegurņa struktūras. Vidoson ražoja 15 attēlus sekundē, radot relatīvi mirgojošu kinematogrāfisku attēloto orgānu. Tiešsaistes attēlveidošanas laikā eksāmena speciālists saņēma tūlītēju atgriezenisko saiti, kas bija vissvarīgākais līdzeklis, lai radītu ultraskaņas attēlu, kas nav tik atkarīgs no operatora.

MODERNAS PIETEIKUMI (NEPIECIEŠAMA PIETEIKUMS)

"Vidoson" izstrāde pieprasīja citus tehnoloģiski progresīvus risinājumus, piemēram, lineāros sensorus un masīvu fāzu sensorus. Septiņdesmitajos un astoņdesmitajos gados šo sensoru un ultraskaņas iekārtu vairāki uzlabojumi un modifikācijas uzlaboja ultraskaņas attēlus un paplašināja šīs tehnoloģijas izmantošanu. Vispārējā ķirurģijā ultraskaņa neapšaubāmi bija nozīmīga krūts, žults trakta, pankreatīta un vairogdziedzera slimību diagnosticēšanā. Pirmie ierosinātāji šajās jomās bija Leopolds un Dousts, Kobayashi, Ouagai, Kolu-Beglet, Stuber un Mishkin. Fraydey popularizēja ultraskaņas izmantošanu, lai lokalizētu vēdera abscesus, un Goldbergu 1970. gadā. ierosināja to izmantot ascīta agrīnai atklāšanai. Kaut arī koriģējošā radioloģija ir kļuvusi ļoti sarežģīta, tās sākums aizsākās 1969. gadā, kad Kratochville ierosināja izmantot A tipa ultraskaņu perkutānai drenāžas procedūrai. Par labu ultraskaņas režīmam "B" uzstājās Goldberg un Pollak 1972. gadā.

Citas vispārējās ķirurģijas daļas, it īpaši traumas, balstījās uz ultraskaņas pārnesamību un ātrumu, piekļuvi pacientiem situācijās, kas ietekmē dzīvību vai nāvi. 1971. gadā Christensen no Vācijas pirmo reizi ziņoja par ultraskaņas izmantošanu, lai novērtētu pacientu ar neskaidru spēku ievainojumiem. Tam sekoja perspektīvs pētījums, ko veica Asers, kurš pārbaudīja ultraskaņas izmantošanu kā kontroles metodi aizdomas par liesas plīsumu. Ķelnes Universitātes dakstiņi pētīja ultrasonogrāfijas izmantošanu krūškurvja, retroperitonālās telpas un citu vēdera dobuma orgānu novērtēšanai astoņdesmito gadu vidū. Lai gan lielākā daļa agrīno pētījumu tika veikti Eiropā un Āzijā, ķirurgu ultraskaņas izmantošana nesen kļuvusi populārāka Ziemeļamerikā.

Pēdējo desmit gadu laikā ultraskaņas iekārtu attīstība ir padarījusi to par cietoksni pacientu ar asinsvadu patoloģiju novērtēšanai. Ultraskaņa kalpo kā uzraudzības līdzeklis, lai novērtētu smadzeņu asinsvadu slimības un vēdera aortas aneurizmas, kā arī lai novērtētu pacientus, kas slimo ar dziļo vēnu trombozi un perifēro asinsvadu slimībām. Šie pētījumi lielā mērā balstās uz teoriju, ko pirms vairāk nekā simts gadiem ierosināja Christian Andreas Doppler.

CHRISTIAN DOPPLER UN DOPPLER EFFECT (Kristietis DOPPLER UN DOPPLER EFFECT)

Jo īpaši ir nepieciešams pieminēt Christian Andreas Doppler, Austrijas matemātiķis un fiziķis, kurš 1841 izteica savu runu: „Par krāsu zvaigžņu un dažu citu debesu zvaigznes starojuma raksturlielumiem” tikai piecu cilvēku auditorijai un stenogrāfam. Savā traktā Doplers ierosināja, ka novērotā zvaigznes krāsa ir saistīta ar baltās gaismas spektrālo novirzi, un tas ir saistīts ar zvaigznes kustību attiecībā pret zemi. Lai pamatotu savu teoriju, Doplers izmantoja analoģiju, kas balstījās uz gaismas un skaņas pārraidi. Kaut arī viņa gaismas teorija bija nepareiza, Doplera teorijas par skaņas viļņu frekvences maiņu bija pareizas. Doplera efekts, kā teorija kļuva zināma un definēta kā "novērotās izmaiņas pārraidīto viļņu frekvencē, kad ir relatīva kustība starp viļņa avotu un novērotāju." Šī teorija ir pielietota daudzos zinātniskos aspektos, tostarp astronomijā un medicīnā.

Doplera efekta pirmais pielietojums medicīnā ietvēra nobraukuma laika atšķirību noteikšanu starp diviem ultraskaņas viļņu devējiem, kas pārvietojas "up-current" un "down-current" caur plūstošo asiņu. Doplera principa klīniskās izmantošanas pētījumi tika veikti vienlaikus visā pasaules zinātniskajā ģimenē. Šī principa sākotnējā piemērošana attiecas uz Kalmus darbu, kurš 1954. gadā veica savu elektronisko plūsmas mērītāju. Arī Osaki universitātes fiziķis Shigeo Satomura izmantoja ultraskaņas Doplera principa izmantošanu. 1956. gadā Satomura publicēja savus datus par Doplera signāliem, ziņojumiem, kas radušies sirds vārsta kustības rezultātā. Papildu darbs tika veikts, lai izpētītu normālu un nenormālu vārstu kustību, kas bija atraumatiska metode vārstu slimības diagnosticēšanai. Diemžēl svarīgākais Satomura darbs Amerikas Savienotajās Valstīs netika atzīts, lielā mērā pateicoties rietumu zinātnieku grūtībām lasīt japāņu literatūru. Bieži vien Japānā veiktie ultraskaņas izmeklējumi vairākus gadus ir bijuši priekšā Rietumu pētījumiem, un tie tika neatkarīgi dublēti ASV un citur. Satomura izmantoja Doplera principu ultraskaņas enerģijai jau vairākus gadus, pirms viņš publicēja savus atklājumus par ultraskaņas reogrāfu, kas tika izmantots asins plūsmas mērīšanai. Tomēr tikai nākamajā gadā Doplera traktāts: „Par bināru zvaigžņu un dažu citu debesu zvaigznju radiācijas raksturlielumiem” 1842. (No Maulik D: Doplera ultraskaņa dzemdniecībā un ginekoloģijā. New York, Springer, 1997; ar atļauju.)

Franklin, Schlegel un Rushmer  no Vašingtonas Universitātes publicēja savus darbus par plūsmas mērītāju, kas tika izmantots, lai reģistrētu asins plūsmu caur neskartu kuģi suņiem.

Lai gan agrīna attēlveidošana ar Doplera ultraskaņu bija noderīga, viņš izmantoja nepārtrauktu viļņu emisiju, kas neļāva atšķirt kustīgās struktūras tās gaismas kūļa laikā. Impulsa Doplera radars ir paredzēts stroba amplitūdas metodei, ļaujot ierīcei atšķirt vairākus kustīgus mērķus. Sietlas grupa Baker, Watkins un Reid sāka strādāt pie Doplera pulsa viļņa 1966. gadā; Viņi bija pirmie, kas līdz 1970. gadam izveidoja šādu ierīci. Šajā desmitgadē Seattle grupa turpināja veikt uzlabojumus, un galu galā Doplera pulsējoša mašīna pievienoja operatīvu mehānisko skeneri. Mehāniskajam sensoram bija divējāda loma: darba displejā un Doplera funkcijās. Šīs ierīces 1980. gados kļuva ļoti populāras kā attēlveidošanas ierīces miega artēriju slimības novērtēšanai. Papildu progress šo iekārtu mikroprocesoros kalpoja par sekojošām izmaiņām, kas bija krāsu Doplera plūsmas displejs. Šī jaunā tehnoloģija ir uzlabojusi aprīkojuma spēju atklāt plāksni un trombu un kvantitatīvi noteikt miega bojājumu hemodinamisko vērtību.

Starp citiem pionieriem Doplera ultraskaņas jomā bija Callaghankas veica agrīnus eksperimentus ar ultraskaņu, lai novērtētu augļa sirds kustības un Strandness, kas publicēja rezultātus par Doplera efekta lietošanu, lai novērtētu pacientus ar perifēro asinsvadu slimībām.

Pašreizējos virzienos Doplera / dupleksa displejā ir iekļauta Fuchsin ierosinātā “Doplera efekta jauda”. "Power Doppler efekts" ir paplašinājis jutīgumu pret asins plūsmu, kas ļauj uzlabot lēnās strāvas struktūru parādīšanu. Ultraskaņas kontrastvielas paplašina asins plūsmas akustiku, padarot to redzamāku Dopleram. Šie ultraskaņas "pastiprinātāji" var veicināt spēju noteikt audzējus, padarīt redzamas izēmijas zonas un veikt ultraskaņas angiogrāfiju.

26 nedēļu embrija 3D ultraskaņas attēls. (pieklājīgi no ALOKA, Wallingford, CT.)

KOPSAVILKUMS

Ultraskaņai medicīniskajā diagnostikā var būt īsa vēsture, bet tās saknes sākas 19. gadsimta sākumā. No tā pazemīgajiem pirmsākumiem militārajos objektos, kur ultraskaņu izmantoja patoloģisko paraugu izpētei, parastam embrija novērtējumam, pacientiem ar brūcēm un smadzeņu asinsvadu slimībām, ultraskaņa ir sevi nodrošinājusi kā galveno diagnostikas tehniku, kā tas ir tagad. tā arī nākotnē. Viņa spēja diagnosticēt sirds vārstuļu slimības un iedzimtas sirds slimības mazināja nepieciešamību pēc invazīvas sirds angiogrāfijas ar saistītajiem riskiem. Turklāt, ultraskaņa ir paplašinājusi medicīniskās diagnostikas rīkus un ļāvusi “ieskatīties” mūsu pacientu vidū enodulējošās, transvaginālas, transrektālās un transesofagālās jomās.

Neskatoties uz visiem šiem panākumiem, joprojām tiek veicināta ultraskaņas zinātniskā izpēte, un šodienas idejas rīt būs tehnoloģija.

Atsauces

1. Asberg A: dzīvās sirds ultraskaņas kinematogrāfija. Ultrasonics 5: 113-117, 1967
2. Boulanger BR, Brenneman FD, McLellan BA, et al: Prognozējams pētījums par vēdera sonogrāfiju pēc tukša trauma. J Trauma 39: 325-330, 1995
3. Calvert JF: pie Tokijas vārtiem. Silent Running. Ņujorka, Džons Vilejs un Sons, 1995, 57-73. Lpp
4. Cole-Beuglet C, Beique RA: nepārtraukta ULTRASOUND B skenēšana ar taustāmām krūšu masām. Radioloģija 117: 123-128, 1975
5. Donald I: Sonar: stāsts par eksperimentu. ULTRASOUND Med Biol 1: 109-117, 1974
6. Doust BD, Malslad NF: Ultraskaņas B režīms žultsakmeņu izmeklēšanai. Radioloģija 110: 643-647, 1974
7. Franklin DL, Schlegel W, Rushmer RF: asins plūsmas ātrums, ko mēra ar izkliedētu ULTRASOUND. Zinātne 134: 564-565, 1961
8. Piektdiena RO, Barriga P, Crummy AB: ULTRASOUND atklāšana un lokalizācija. Arch Surg 110: 335-337, 1975
9. Goldberg BB, Goodman GA, Clearfield HR: ascīta novērtēšana ar ULTRASOUND. Radioloģija 96: 15-22, 1970
10. Goldberg BB, Gramiak R, Freimanis AK: amerikāņu radiologu loma. AJR 160: 189-194, 1993
11. Hackmann W: Ievads. Meklēt un streikot. London, Crown, 1984, pp xxiv-xxxv
12. Hackmann W: Zinātnes organizēšana karam jūrā. Meklēt un streikot. London, Crown, 1984, 11-43. Lpp
13. Hackmann W: zemūdens akustika pirms pirmā pasaules kara. Meklēt un streikot. Londona, Crown, 1984, 1. – 10
14. Hackmann W: zemūdens akustika pirms pirmā pasaules kara. Meklēt un streikot. London, Crown, 1984, 73.-95. Lpp
15. Hendee WR: medicīnas medicīniskā attēlveidošana: vēsture. Radiogrāfija 9: 1155-1180, 1989
16. Hertz CH: Ultraskaņas inženierija sirds diagnostikā. Am J Cardiol 19: 6-17, 1967
17. Holm HH, Skjoldbye B: Intervences ULTRASOUND. ULTRASOUND Med Biol 22: 773-789, 1996
18. Tas ir pašreizējais jutīguma stāvoklis un tā klīniskais novērtējums (tulkotāja autors) J Jpn Soc Can Therapy 9: 310-323, 1974
19. Koch EB: Zinātnes tēlā? Sarunas par diagnostikas ULTRASOUND attīstību ķirurģijas un radioloģijas kultūrās. Tehnoloģija un kultūra 34: 858-893, 1993. gads
20. Leksell L: Echo-encefalogrāfija: intrakraniālu komplikāciju noteikšana pēc galvas traumām. Acta Chir Scand 110: 301-315,1956
21. Leopolds GR, Goluoffs J: Ultraskaņas skenēšana žults slimības diagnostikā. Surg Clin North Am 53: 1043, 1973
22. Levi S: ULTRASOUND vēsture ginekoloģijā 1950-1980. ULTRASOUND Med Biol 23: 481-552, 1997
23. Lindstroms K: Tribute: Carl Hellmuth Hertz. ULTRASOUND Med Biol 17: 421-424, 1991
24. Maulik D: Doppler ULTRASOUND dzemdniecībā un ginekoloģijā. New York, Springer, 1997
25. Meire HB: vēsturisks pārskats. Pamata ULTRASOUND. West Sussex, John Wiley & Sons, 1995, 1.-7
26. Rosen IB, Walfish PG, Miskin M: B režīma ultrasonogrāfijas izmantošana vairogdziedzera operāciju gadījumā. Surg Gynecol Obstet 139: 193-197, 1974
27. Rozycki GS: vēdera ultrasonogrāfija traumās. Surg Clin North Am 75: 175-191, 1995
28. Rozycki GS, Kraut EJ: Izolētais drūms plankumainais vājš cena: J Trauma 38: 402-405, 1995
29. Rubin JM, Bude RO, Carson PL: Power Doppler ULTRASOUND: potenciāli noderīga alternatīva. Radioloģija 190: 853-856, 1994
30. Allen HD, Henry WL, Allen HD et al., Iedzimta sirds slimība. Am J Med. 63: 50-60, 1977
31. Seibert JA: Diagnostikas attēlveidošanas tehnoloģija Health Phys 69, 695-720, 1995
32. Strandness DE, Schultz RD, Sumner DS: Ultraskaņas plūsmas noteikšana. Noderīga metode perifēro asinsvadu slimību novērtēšanā. Am J Surg 113: 311, 1967
33. Stubers J, Templeton AW, Bīskaps K: Aizkuņģa dziedzera bojājumu Sonogrāfiskā diagnostika. Am J Roentgenol 116: 406-412,1972
34. Tso P, Rodriguez A, Cooper C un citi: Sonography in blunt abdominal trauma: Sākotnējais progresa ziņojums. J Trauma 33: 39-44, 1992
35. Wagai T, Tsutsumi M: krūšu izmeklēšana. Logan WW (ed): Krūts vēzis. New York, Wiley, 1977, 325.-422. Lpp
36. Wells PNT: medicīniskās ultrasonikas attīstība. Pasaule Med Electron 4: 2721, 1966
37. Weyman AE, Feigenbaum H, Dillon JC et al: Cross-sectional ehokardiogrāfija, novērtējot vārstuļa aortas stenozes smagumu. Cirkulācija 52: 828, 1975
38. Baltā DN: Neirosonoloģijas pionieri. ULTRASOUND Med Biol 14: 541-561, 1988
39. Wild JJ: Ķirurģija 27: 183-187, 1950
40. Wild JJ, Reid JM: ULTRASOUND diagnostikas izmantošana. Br J Phys Med 248-257,196
41. Wild JJ, Reid JM: Cilvēka krūts turpmākais eksperimentālais pētījums. Am J Pathol 28: 839,1952
42. Willocks J: Medical ULTRASOUND: Glāzgovas attīstība, kas nes pasauli. Univ Glasgow 19: 1-3, 1996

  Ultraskaņas vibrāciju esamība dabā, kas ir ārpus cilvēka auss, ir zināma jau ilgu laiku, šīs vibrācijas sauc par ultraskaņas viļņiem. Šo viļņu atklāšana ir saistīta ar itāļu zinātnieka Lazzaro Spalanzani vārdu, kurš norādīja, ka sikspārņu spēja lidot tumsā un nesaskarties ar šķēršļiem nav atkarīga no redzes, bet no skaņas vibrācijām, ko cilvēks nevar dzirdēt. Galambos (1942) un Grifins (1944) apstiprināja šo izcilo ideju pēc 250 gadu pētījuma.

Ultraskaņas rakstura izmantošanas gaita bija Galtonas (1880), brāļu Pierra un Jagona, Curie, atklāšana, kas aprakstīja pjezoelektrisko fenomenu - brīvas maksas parādīšanās dažu kristālu virsmā to mehāniskās deformācijas laikā. Gadu vēlāk šo atklājumu teorētiski attaisnoja Lipmans, kurš atklāja, ka tad, kad kristāla virsmā tiek veikta elektriskā lādiņa, tā deformācija notiek. Šie atklājumi radīja pamatu tādu ierīču radīšanai, kas rada ultraskaņas augstfrekvences viļņus. Daudzus gadus šie atklājumi maz pievērsa uzmanību. Interese ir palielinājusies ultraskaņas lietošanas dēļ medicīnā.

1940. gadā George Ludwig, Douglas Howry un John Wild, neatkarīgi no viena otras, parādīja, ka uz ķermeni nosūtītie ultraskaņas signāli tiek atgriezti atpakaļ pie tā paša sensora, kas atspoguļojas no dažādu blīvumu struktūru virsmām.

Lai gan ultraskaņu medicīnā lieto ne tik sen, līdz šim tā ir veiksmīgi izmantota vairākās tās jomās terapeitiskiem un diagnostiskiem mērķiem. Sākotnēji ultraskaņu galvenokārt izmantoja terapijā, pateicoties mehāniskiem efektiem, izraisot ultraskaņas spiediena pārvietošanos audos un termisko efektu audos, kas noved pie fizikāli ķīmiskām darbībām. Ultraskaņas terapija ir bijusi īpaši efektīva noteiktos patoloģiskos apstākļos (Bechterew slimība, neiralģija, neirīts, locītavu iekaisums un citi iekaisuma procesi).

Izrādījās, ka kopā ar tās lietošanas pozitīvo ietekmi ir absolūti kontrindicēta parenhīma orgānu (aknu, liesas, nieru, plaušu, sirds, smadzeņu, vairogdziedzera uc) ārstēšanā.

Ultraskaņas lietošana terapijā ir divu iemeslu dēļ:

Ultraskaņas lauks iekļūst audos heterogēnu terapijas laikā,

Ultraskaņas lauka neviendabīgums joprojām ir palielinājies neizstaroto audu neviendabīguma dēļ.

Atšķirība starp fascias un septa atdalītajiem audiem ir daudzu nevienmērīgu atstarojumu cēlonis, kas ietekmē ultraskaņas lauka efektivitāti. Šīs ultraskaņas lauka un audu iezīmes jāņem vērā, izvēloties ultraskaņas iedarbības intensitāti un laiku, lai iegūtu maksimālu terapeitisko efektu. Terapeitiskās devas intensitātes augšējā robeža ir 3 W / cm2.

Ultraskaņas izmantošanas lielais ieguvums terapijā pieder Pohlmann (1939, 1951). Viņš arī pētīja vidējas un augstas intensitātes ultraskaņas bioloģiskās sekas. Ultraskaņas primārais pielietojums medicīniskiem nolūkiem ir saistīts ar relatīvi vienkāršu ultraskaņas ģeneratoru izmantošanu terapeitisko ultraskaņas iekārtu ražošanā.

  Pirmie mēģinājumi izmantot ultraskaņu diagnostikas nolūkos ir saistīti ar Vīnes neiropatologa Karla Dussika (1937, 1941, 1948) nosaukumu, kuram izdevās atrast smadzeņu audzēju ar divu sensoru palīdzību, kas atrodas pretī viens otram galvas apgabalā. Neskatoties uz panākumiem, rezultātu interpretācijas sarežģītības dēļ metode jau kādu laiku ir kritizēta un aizmirsta. 1946. gadā Denjērs mēģināja iegūt ultraskaņas veidā sirds, aknu un liesas attēlus. Keidls (1950), izmantojot ultraskaņas devēju ar frekvenci 60 kHz, noteica sirds muskulatūru, izmērot ultraskaņas absorbciju sirds muskulī un plaušu audos, bet rezultāti nebija pārliecinoši.

Nopietnas ultraskaņas ieviešanas stadija diagnostikā sākas ar impulsa echo metodes izstrādi un viena dimensijas attēla iegūšanu (A-metode). Un, lai gan pirmie ziņojumi par iespēju iegūt vienu dimensiju ultraskaņas attēlus parādījās 1940. gadā (Gohr un Vederkind), praktiski metode tika izmantota tikai 10 gadus vēlāk, kad Ludvigs un Strutners spēja identificēt žultsakmeņus un svešķermeni, kas sašūta suņa muskuļu audos. Viņi ierosināja, ka ar šo metodi var konstatēt audzējus. Wild un Reid (1952), pārbaudot piena dziedzerus, konstatēja, ka audzēja audi atspoguļo vairāk nekā veselus audus, tādējādi pierādot metodes efektivitāti diagnostikas nolūkos.

Šie iedrošinošie dati par metodes efektivitāti ir veicinājuši tā plašo ieviešanu dažādās klīniskās medicīnas jomās. Zviedrijas zinātnieki Edler un C. Hertz (1954) ir ehokardiogrāfijas dibinātāji, lai gan ilgu laiku, sakarā ar iekārtas nepilnību un kļūdainu sirds ierakstīto struktūru interpretāciju, šī metode nav klīniska. Vācu zinātnieku S.Tfferta et al. (1959) publikācijas par veiksmīgu priekškambaru audzēju diagnozi, pēc tam amerikāņu zinātnieki G. Joyner (1963), R.Gramiak (1969) un daudzi citi parādīja, ka informācija par veselīgu un slimu sirdi, kas iegūta bez asins analīzes metodes , nedod slimniekiem kaitējumu un nemieru.

Foto: likesuccess.com

Leksels (1955) izstrādāja echoencefalogrāfijas pamatus un bija pirmais, kas guva galvas smadzeņu hematomu, izmantojot mediālo atbalss kompensāciju. Šī metode ir tālāk attīstīta S. Lepsson (1961), C. Grossman (1966), W. Schifer et al. (1968) un citi Viena dimensiju ultraskaņas metode oftalmoloģijā pirmo reizi tika izmantota 1956. gadā Mundt un Hughes, un gadu vēlāk Oksala un Lehting. Šīs metodes ieviešana dzemdību un ginekoloģiskajā praksē ir saistīta ar Skotijas pētnieku I.Donalda, J. Maca Vicara un E. Brauna (1961) nosaukumiem. Pirmos augļa galvas mērījumus, izmantojot ultraskaņas metodi, veica I. Donalds. Viņi arī uzsāka divdimensiju metodes (B metode) pielietošanu dzemdniecībā un ginekoloģijā. Divdimensiju metožu izstrāde attēlu iegūšanai ir kļuvusi par nozīmīgu sasniegumu ultraskaņas iekārtu izstrādē un uzlabošanā.

Attēlā ir redzama sirds ehokardiogramma, atrija un kambari. Foto: Wikipedia.org.rf

Pirmo reizi klīniskā vidē Howry un Bills, Wild un Reid (1955-1956) metodi izmantoja neatkarīgi viens no otra. Ultraskaņas izmantošanas iespējas diagnostikas nolūkos gastroenteroloģijā ir G. Baum un I. Greenwood (1958), kad tie apraksta divdimensiju metodi (B metodi).

Turpmāka ultraskaņas diagnostikas ierīču uzlabošana ir saistīta ar Kossoff un Garrett (1972, Austrālija) darbu, kas saņēma pelēktoņu attēlu. Tad viņi rafinēja reālā laika instrumentus. 1942. gadā

Christian Doppler aprakstīja viļņu izplatīšanos no kustīgiem svārstību avotiem un citu relatīvo kustību ietekmi uz to frekvenci. Šis Doplera efekts tika pielietots akustikā, un vēlāk tās sāka ražot instrumentus, kas spēj atklāt sirds kustību.

Ultraskaņas kā dzemdniecības un ginekoloģijas diagnostikas metodes attīstības pamatā ir laiks, kad attālums zem ūdens tika mērīts, izmantojot ultraskaņas (ASV) viļņus. Augstfrekvences signālu, ko cilvēka auss dzirdēja, 1876. gadā radīja angļu zinātnieks F. Galtons.

Joseph Woo, MD; Karaliskā dzemdību speciālistu un ginekologu koledža (Karaliskā dzemdību speciālistu un ginekologu koledža, RCOG), Londona, Apvienotā Karaliste; Dzemdību un ginekoloģijas koledža, Honkongas medicīnas akadēmija (Honkongas Medicīnas akadēmija, HKAM), Ķīna

Izcelsme
  Pārrāvums ultraskaņas tehnoloģiju attīstībā bija brāļu P. un J. Curie atklājums pjezoelektriskajā efektā (Francija, 1880. gads). Pirmā darba sonāra ultraskaņas sistēma SOund navigācija un diapazons (SONAR) tika izstrādāta ASV 1914. gadā.
  Medicīniskās ultraskaņas priekšgājējs bija RAdio noteikšanas un diapazona (RADAR) sistēma, ko 1935. gadā izgudroja britu fiziķis R. Watsons-Vats. Šādas radaru sistēmas bija tiešie nākamo divdimensiju sonāru un medicīnas ultraskaņas sistēmu priekšgājēji, kas parādījās XX gadsimta beigās.
  Vēl viena tendence, kas bija pirms ultraskaņas attīstības medicīnā, bija pulsa ultraskaņas metāla defektu detektoru izstrāde, kurus izmantoja, lai pārbaudītu kuģu, cisternu un citu iekārtu metāla korpusu integritāti, kas sākās 30 gados. Metāla defektu noteikšanas koncepciju izstrādāja padomju zinātnieks S.Ya. Sokolovs 1928. gadā un pirmo ultraskaņas detektoru dizains un to turpmākais uzlabojums sākās 40-tajos gados ASV, Lielbritānijā, Vācijā, Francijā, Japānā un vairākās citās valstīs (1. attēls).

  Ultraskaņa medicīnā
Pirmo reizi medicīnā ultraskaņu sāka izmantot kā ārstēšanas metodi 20. gadsimta beigās un 30 gadu sākumā.
  1940. gados ultraskaņu izmantoja, lai mazinātu sāpes artrīta, kuņģa čūlas, ekzēmas, astmas, tirotoksikozes, hemoroīdu, urīna nesaturēšanas, elefantēzijas un pat stenokardijas ārstēšanā (2. attēls).
  Ultraskaņas izmantošanu kā diagnostikas metodi audzēju, eksudātu un abscesu noteikšanai 1940. gadā vispirms ierosināja vācu ārsti H. Gohr un T. Wedekind. Pēc viņu domām, šāda diagnoze varētu balstīties uz ultraskaņas viļņa atspoguļojumu no patoloģiskās smadzeņu masas (metāla detektora darbības principa). Tomēr viņi nevarēja publicēt pārliecinošus eksperimentu rezultātus, saistībā ar kuriem viņu pētījumiem nebija popularitātes.
  1950. gadā amerikāņu neiroķirurgi W. Fry un R. Meyers izmantoja ultraskaņu, lai iznīcinātu bazālo gangliju pacientiem ar Parkinsona slimību. Ultraskaņas enerģija veiksmīgi tika pielietota terapijā un rehabilitācijas medicīnā. Tātad, J. Gersten (1953) izmantoja ultraskaņu, lai ārstētu pacientus ar reimatoīdo artrītu.
  Vairāki citi ārsti (P. Wells, D. Gordons, Apvienotā Karaliste; M. Arslan, Itālija) Meniere slimības ārstēšanā izmantoja ultraskaņas enerģiju.
  Diagnostikas ultraskaņas dibinātājs ir Austrijas neirologs, psihiatrs K.T. Dussik, kurš diagnostikas nolūkos vispirms izmantoja ultraskaņu. Viņš noteica smadzeņu audzēju atrašanās vietu, mērot ultraskaņas viļņu caurlaides intensitāti caur galvaskausu (3. attēls). 1947. gadā K.T. Dussik iepazīstināja ar pētījuma rezultātiem un sauca par metodi hiperfonogrāfiju.
  Tomēr vēlāk vācu ārsts W. Guttner et al. (1952) patoloģija šādos ultraskaņas attēlos tika uzskatīta par artefaktiem, jo ​​K.T. Dussik par patoloģiskajiem veidojumiem ņēma ultraskaņas viļņu atspulgu no galvaskausa kauliem.
G. Ludvigs (ASV, 1946) veica eksperimentus ar dzīvniekiem, lai ultraskaņas viļņus atklātu svešķermeņu (jo īpaši žultspūšļa akmeņu) noteikšanai (4. attēls). Pēc trim gadiem viņa pētījuma rezultāti tika oficiāli paziņoti. Vienlaikus autors atzīmēja, ka ultraskaņas viļņu atspoguļojums no mīkstajiem audiem traucē šādu ultraskaņas skenēšanas rezultātu ticamu interpretāciju. Tomēr, neskatoties uz to, G. Ludviga pētījums noteikti veicināja ultraskaņas attīstību medicīnā, kura laikā zinātnieks veica vairākus svarīgus atklājumus. Jo īpaši viņš noteica, ka ultraskaņas pārraides ātruma diapazons dzīvnieku mīkstajos audos ir 1490-1610 m / s (vidēji 1540 m / s). Šo ultraskaņas viļņu vērtību un šodien izmanto medicīnā. Optimālais ultraskaņas biežums, pēc pētnieka domām, ir 1-2,5 MHz.
  Angļu ķirurgs J.J. Wild 1950. gadā sāka pētījumu par iespēju izmantot ultraskaņu, lai diagnosticētu ķirurģisko patoloģiju - zarnu obstrukciju. Strādājot ASV kopā ar inženieri D. Nealu, viņš atklāja, ka kuņģa ļaundabīgajiem audzējiem ir lielāks echogenitātes blīvums nekā veseliem audiem.
  Gadu vēlāk amerikāņu radiologs D. Howry un kolēģi (J. Homles medicīnas pētījumu laboratorijas direktors un inženieri W. Riss Bliss, G.J. Posakony) izstrādāja ultraskaņas skeneri ar pusapaļu šūnu ar logu. Pacients tika piestiprināts ar siksnu uz plastmasas logu, un viņam ilgu laiku bija jāturpina kustēties. Ierīci sauca par somascop, skenēja vēdera orgānus, un rezultātus sauca par somagramiem.
  Drīz tie paši pētnieki (1957) izstrādāja kivetes skeneri. Pacients sēdēja modificētā zobārstniecības krēslā un tika piestiprināts pie pusloka kiveres plastmasas loga, kas piepildīts ar sāls šķīdumu (5. att.).
  1952. gadā ASV tika nodibināts Amerikas Ultraskaņas institūts medicīnā (AIUM).
  Vēlāk, 1962. gadā, J. Homles kopā ar inženieriem izstrādāja sviras skeneri, kas operatoram jau manuāli varēja pārvietoties pāri pacientam (6. attēls).
  1963. gadā ASV izveidoja pirmo roku darbināmo kontakta skeneri. Tas bija sākums populārāko medicīnisko statisko ultraskaņas ierīču veidošanās stadijai (7. att.).
  Kopš 1966. gada AIUM sāka veikt ultraskaņas prakses akreditāciju. Lai iegūtu licenci šādai praksei akušerijā un ginekoloģijā, ārstam bija jāinterpretē vismaz 170 ultraskaņas attēli gadā.
1966. gadā Vīnē notika pirmais medicīnas pasaules ultraskaņas diagnostikas kongress, bet otrais - 1972. gadā Roterdamā. 1977. gadā tika dibināta Britu medicīnas ultraskaņas biedrība (BMUS).
  Tādējādi no pagājušā gadsimta 50. gadu beigām dažādās valstīs - ASV, Vācijā, Lielbritānijā, Austrālijā, Zviedrijā, Japānā - sākās pētījumi par ultraskaņas izmantošanu slimību diagnosticēšanai. Pamatojoties uz viņu rīcību, tika izmantoti sonāra (A-mode, ultraskaņas viļņi) un radara (B-režīms) principi.

  Ultraskaņas diagnostika PSRS
  PSRS tika veikti pētījumi par ultraskaņas lietošanu medicīnā. 1954. gadā tika izveidota ultraskaņas nodaļa profesora L. Rozenberga uzraudzībā, pamatojoties uz PSRS Zinātņu akadēmijas Akustisko institūtu. Pirmie piemēri par ultraskaņas izmantošanu terapijā ir datēti ar 1960 gadu.
  PSRS Medicīnas instrumentu un iekārtu pētniecības institūts ražoja eksperimentālās ultraskaņas ierīces Ekho-11, Ekho-12, Ekho-21, UZD-4 (1960); UZD-5 (1964); UTP-1, UDA-724, UDA-871 un Obzor-100 (70. gadu sākums). Šie modeļi bija paredzēti lietošanai oftalmoloģijā, neiroloģijā, kardioloģijā un vairākās citās medicīnas jomās, tomēr saskaņā ar valdības rīkojumu tie netika ieviesti praktiskajā medicīnā. Un tikai no 80. gadu beigām ultraskaņu sāka pakāpeniski ieviest padomju medicīnā.

  Ultraskaņa dzemdniecībā un ginekoloģijā
  Ultraskaņas lietošana dzemdniecībā un ginekoloģijā sākas 1966. gadā, kad ir aktīvi veidoti un attīstīti centri ultraskaņas izmantošanai dažādās medicīnas jomās ASV, Eiropā un Japānā.
  Austrijas ārsts A. Kratochvils kļuva par pionieri ginekoloģiskās ultraskaņas jomā. 1972.gadā viņš veiksmīgi demonstrēja spēju vizualizēt olnīcu folikulus, izmantojot ultraskaņu (8. att.), Un drīz kļuva par tā laika pazīstamāko ultraskaņas diagnostiku.

  Transvaginālā skenēšana
  1955. gadā J.J. Wild (Apvienotā Karaliste) un J.M. Reid (ASV) izmantoja A režīmu transvaginālajai un transrektālajai ultraskaņas skenēšanai. 60. gadu sākumā A. Kratochwil iepazīstināja ar pētījumiem par augļa sirdsdarbību 6. grūtniecības nedēļā, izmantojot transvaginālo zondi (9. attēls). Tajā pašā laikā šo ultraskaņas metodi prezentēja L. von Micsky Ņujorkā.
  Japānā 1963. gadā S. Mizuno, H. Takeuchi, K. Nakano et al. ir ierosinājuši jaunu A-mode transvaginālā skenera versiju. Pirmā grūtniecības skenēšana ar palīdzību tika veikta 6 grūtniecības nedēļu laikā.
1967. gadā Vācijā Siemens izstrādāja pirmo ultraskaņas skeneri, kas izmanto B režīmu, lai diagnosticētu vēdera dobuma un mazās iegurņa patoloģiju, kas veiksmīgi izmantota ginekoloģijā.
  Jau 70. gadu sākumā ginekoloģijas ultraskaņu izmantoja, lai diagnosticētu dažādu iegurņa orgānu patoloģiju cietos, vēdera un jauktos veidojumus. Tātad, vācu pētnieki B.-J. Hackelour un M. Hansmann veiksmīgi diagnosticēja B-veida kvantitatīvās un kvalitatīvās folikulu izmaiņas olnīcu cikla laikā. Priekšnosacījums veiksmīgai iegurņa orgānu ultraskaņošanai bija pilnīgs urīnpūslis.
  Iespēja atvērt augļa sonogrāfiju iezīmēja jaunu posmu dzemdību un pirmsdzemdību diagnozes attīstībā.
  Austrālijas ārsti G. Kossoff un W. Garrett 1959. gadā iepazīstināja ar CAL kontakta ūdens ultraskaņu (10. att.), Ko varētu izmantot augļa krūšu pētīšanai. Šī ultraskaņas mašīna tika izmantota augļa malformāciju noteikšanai.
  1968. gadā Garrets, Robinsons un Kossoff bija pirmie, kas publicēja rakstu „Ultraskaņas parādīta augļa anatomija”, un divus gadus vēlāk iepazīstināja ar pirmo augļa malformāciju ultraskaņas diagnostiku, kas tika konstatēta auglim 31. grūtniecības nedēļa (11. att.).
  1969. gadā tika atbrīvota CAL ar pelēko skalu.
  1975. gadā tika uzbūvēts ūdens skeneris ar ļoti jutīgu sensoru UI Octoson (12. att.).
  60. gadu sākumā, veicot dzemdniecības ultraskaņu (Eiropu, ASV, Japānu, Ķīnu, Austrāliju), tika izmantots A-režīms, pēc kura tika izmērītas grūtniecības pazīmes (tika mērīts augļa sirdsdarbības ātrums), veikta placenta lokalizācija, cefalometrija. 1961. gadā I. Donalds (Lielbritānija) ierosināja izmērīt augļa galvas biparietālo diametru (biparietālo diametru, BD) (13. att.). Tajā pašā gadā viņš aprakstīja hidrocefālijas gadījumu auglim.

  B-režīms
  1963. gadā I. Donalds un MacVicar (Apvienotā Karaliste) vispirms aprakstīja augļa membrānu attēlu, kas iegūts, izmantojot B režīma ultraskaņu. Mērot augļa membrānu diametru L.M. Hellman un M. Kobayashi (Japāna) 1969. gadā noteica pilnas augļa pazīmes un P. Joupilla (Somija), S. Levi (Beļģija) un E. Reinold (Austrija) 1971. gadā - saistība ar agrīnām grūtniecības komplikācijām. 1969. gadā Kobayashi aprakstīja ārpusdzemdes grūtniecības ultraskaņas pazīmes, izmantojot B režīma ultraskaņu.
Neskatoties uz to, ka vairāki akušieri-ginekologi noteica augļa sirdsdarbību, izmantojot A režīmu (Kratochwil 1967. gadā, izmantojot 7 nedēļu garu maksts A-skenēšanu; Bang un Holm 1968. gadā, izmantojot A un M režīmus 10 nedēļas), praktiskā ultraskaņas izmantošana dzemdniecībā, lai noteiktu augļa sirdsdarbību, sākās 1972. gadā, kad H. Robinsons (Lielbritānija) iepazīstināja ar augļa ehogrāfijas rezultātiem, ko viņš veica 7 nedēļas grūtniecības vecumā.
  In-mode placentogrāfiju veiksmīgi aprakstīja 1966. gadā Denvera pētniecības grupa (ASV) (14. att.).
  1965. gadā amerikāņu zinātnieks H. Thompsons aprakstīja krūšu apkārtmēru (krūšu apkārtmēru, TS) kā augļa augšanas noteikšanas metodi (15. att.). Šajā gadījumā tās mērījumu kļūda bija aptuveni 3 cm 90% no kopējā pētījumu skaita. H. Thompsons izstrādāja arī metodi augļa ķermeņa masas noteikšanai no BPD un TS, kuru kļūda bija aptuveni 300 g 52% bērnu.
  Viens no slavenākajiem dzemdību ultraskaņas pētniekiem ir angļu profesors S. Campbell. 1968. gadā viņš publicēja darbu „Augļa kefalometrijas ultraskaņas metožu uzlabošana”, kurā viņš aprakstīja A un B režīmu izmantošanu augļa galvas BFP mērīšanai. Šis darbs kļuva par standartu praktiskai ultraskaņu dzemdniecībā nākamajā 10 gados.
  1972. gadā zinātnieks diagnosticēja augli anencepāliju 17 nedēļas ar B režīma ultraskaņu un 1975. gadā spina bifida. Tās bija pirmās patoloģijas, kas pareizi identificētas ar ultraskaņu, kas bija indikācijas abortiem. 1975. gadā S. Campbell et al. viņi ieteica mērīt vēdera apkārtmēru (vēdera apkārtmēru, AU), lai noteiktu augļa ķermeņa masu un attīstības pakāpi (16. att.).
  Klīnikas M. Mantoni un J. Pedersona (Dānija) bija pirmie, kas aprakstīja dzeltenuma sacelšanās vizualizācijas iespēju, izmantojot B režīmu; E. Sauerbrei un P. Cooperberg (Kanāda) vizuāli attēloja dzeltenuma sacietēšanu, izmantojot ultraskaņu; Vācu pētnieki M. Hansmans un J. Hobbins bija pirmie, kas pētīja augļa malformācijas, izmantojot ultraskaņu.
Inovācija, kas radikāli mainīja praktiskās ultraskaņas skenēšanas attīstību, bija izgudrojums reālajā laikā darbojošiem skeneriem. Pirmo šādu ierīci - Vidosonu - izstrādāja vācu pētnieki W. Krause un R. Soldner (kopā ar J. Paetzoldu un O. Kresse). Tas tika izlaists 1965. gadā Vācijā, Siemens Medical Systems, un tas uzrādīja 15 fotogrāfijas sekundē, kas ļāva noteikt augļa kustību (17. att.). 1968. gadā ar šī skenera palīdzību vācu ārsti D. Holander un H. Holander diagnosticēja 9 augļa tūskas gadījumus.
  1977. gadā C. Kretz (Austrija) izstrādāja Combison 100 ultraskaņas mašīnu (18. att.), Ko KretzTechnik sāka ražot. Tas bija reālā laika apļveida skeneris, kas paredzēts vēdera orgānu un citu ķermeņa daļu ultraskaņošanai.
  Amerikāņu ārsts J. Hobbins 1979. gadā mēra augļa gūžas garumu, izmantojot reālā laika skeneri. Balstoties uz to, G. O'Brien un J. Queenan (ASV) tajā pašā gadā spēja noteikt šādas patoloģijas esamību augļa attīstībai kā skeleta displāzijai. Medicīnas doktors P. Žans (ASV) 1984. gadā izstrādāja tabulu par visu augļa kaulu izmēriem.
  80. gadu sākumā tika izstrādāts statisks skeneris, kas ļauj ātri uzņemties augstas izšķirtspējas attēlus.
  Tajā laikā pasaulē bija aptuveni 45 lieli un mazi uzņēmumi, kas ražo ultraskaņas tehnoloģijas.
  Jāatzīmē, ka 70. gadu beigās - 80. gadu sākumā tika izveidoti nelieli pārnēsājami ultraskaņas skeneri (mini displeji utt.), Kas ir pārnēsājamas ierīces, kuras varētu izmantot diagnostikai tieši pie gultas, ieskaitot mājās (19. att.).
  Doplera ultraskaņa
  Kā zināms, Doplera efekta būtība ir mainīt viļņu frekvenci, kad tas tiek atspoguļots no kustīga objekta. Šo parādību pirmo reizi vairāk nekā pirms 100 gadiem aprakstīja Austrijas matemātiķis un fiziķis C. Doplers (1842). UZ-Dopleru kā diagnostikas pētījumu metodi medicīnā 1955. gadā ieviesa japāņu zinātnieki S. Satomura un Y. Nimura, kas ar to pētīja sirds vārstuļu darbību un perifēro kuģu pulsāciju. Pēc septiņiem gadiem viņu tautieši Z. Kaneko un K. Kato konstatēja, ka asins plūsmas virzienu var noteikt, izmantojot ultraskaņas doplera metodi.
  Doplera efekta pētījums 60. gados tika veikts arī ASV, Lielbritānijā un citās valstīs.
Praktiskajā dzemdniecībā un ginekoloģijā Doplera efektu sāka izmantot nedaudz vēlāk. 1964. gadā ASV D.A. Callagan vispirms izmantoja šo diagnostikas metodi, lai noteiktu augļa artēriju pulsāciju. Gadu vēlāk amerikāņu ginekologs W. Johnson, izmantojot Doplera efektu, noteica embrionālās attīstības vecumu 25 augļos ar 100 procentu precizitāti (12 nedēļas). Gadu vēlāk E. Bīskops, lietojot Doplera ultraskaņu grūtniecības trešajā trimestrī, 65% no pārbaudītajām sievietēm noteica placenta piesaistes vietu. Tajā pašā gadā D.A. Callagan et al. aprakstīja augļa sirdsdarbību ar sirds doplera signāliem.
  1968. gadā japāņu H. Takemura un Y. Ashitaka aprakstīja asins plūsmas raksturu un ātrumu nabas artērijā un vēnā, kā arī placentas asins plūsmu (20. att.).
  P. Jouppila un P. Kirkinen (Somija) 1981. gadā atklāja saistību starp asins plūsmas ātruma samazināšanos nabas vēnā un lēnāku augļa augšanu. 1983. gadā S. Campbell atklāja dzemdes un placentas asins plūsmas parametru diagnostisko vērtību preeklampsijas diagnostikā.
  Turpmākā Doplera ultraskaņas attīstība bija saistīta ar krāsu skenēšanu. M. Brandestini et al. (ASV) 1975.gadā izstrādāja 128 punktu multi-impulsa doplera sistēmu, kurā tika parādīta asins plūsmas ātrums un virziens (21. attēls).
  1977. gadā franču ārsts L. Pourcelot bija arī pirmais, kas aprakstīja krāsu doplera ultraskaņu. Tomēr Doplera ultraskaņas aktīva attīstība kā diagnostikas metode medicīnā sākās 80. gados, attīstoties jaunām, progresīvākām tehnoloģijām.
  Doplera ultraskaņas ieviešana ginekoloģiskajā praksē sākās 80. gadu vidū, kad K. Taylor (ASV) aprakstīja asins plūsmu olnīcu un dzemdes artērijās, un A. Kurjak (Dienvidslāvija) ieguva transvaginālo krāsu dopleru iegurņa asins plūsmas diagnostikā.
  Divdimensiju un krāsu Doplera ultraskaņas attīstība bija gandrīz vienlaicīga un notika 80. gadu beigās. 1990. gada sākumā A. Fleisers (ASV) bija viens no pirmajiem, kas aprakstīja olnīcu vēža vaskularizāciju ar krāsu transvaginālo doplera palīdzību.
  Ultraskaņas kvalitātes uzlabošana turpinājās 80-90 gadu laikā, pateicoties mikroprocesoru tehnoloģijas attīstībai (22. att.). Šobrīd ultraskaņas skeneri tika aktīvi izmantoti dažādās medicīnas jomās, t.sk. dzemdniecībā un ginekoloģijā. Saskaņā ar FDA (Pārtikas un zāļu pārvalde) statistiku Amerikas Savienotajās Valstīs no 1976. līdz 1982. gadam ultraskaņas lietošanas biežums medicīnas iestādēs palielinājās no 35 līdz 97%.
Tādējādi 1975. gadā pirms reālā laika skeneru izstrādes ASV bija piecas dzemdību ultraskaņas indikācijas: BPD mērīšana, amnija šķidruma apjoma noteikšana, agrīnās grūtniecības komplikāciju diagnostika, grūtniecības periodi un placentas stāvoklis. Kopš 80. gadiem šādu liecību saraksts ir ievērojami paplašināts. Tādējādi tika izstrādāti standarti augļa vecuma un augļa attīstības noteikšanai, pamatojoties uz ultraskaņas rezultātiem, nosakot šādus parametrus: krustu vainaga garums (CRL), galvas apkārtmērs (NA), gūžas garums (FL), BPD, AC. Dažu citu parametru noteikšana tika veikta augļa attīstības traucējumu gadījumos.
  Turpmākajos gados tika izstrādātas normogrammas, lai novērtētu augļa augšanu un attīstību ar šādiem parametriem: binokulārais diametrs (K. Mayden, P. Jeanty et al., 1982), gūžas apkārtmērs (Deter et al., 1983), gliemežu garums (Yarkoni et al. ., 1985) un kājas (V. Mercer et al., 1987), saskaņā ar mugurkaula daļējiem izmēriem (D. Li et al., 1986) un auskari (JC Birnholz et al., 1988).
  Izgudrojot reālā laika ultraskaņas skenerus, tika diagnosticētas daudzas augļa anomālijas. Tomēr šī laika ultraskaņas iekārtu izšķirtspēja ļāva vizualizēt šo patoloģiju tikai grūtniecības vēlīnā stadijā. 1981. gadā Stephensons publicēja pārskatu, kurā aprakstīta aptuveni 90 dažādas augļa malformācijas, kuras var noteikt ar ultraskaņu. Tajā laikā anencepālija, hidrocefālija, nabas auklas trūce, divpadsmitpirkstu zarnas atresija, policistisko nieru slimība, augļa tūska, ekstremitāšu displāzija tika minētas attīstības anomālijām, kas tieši diagnosticētas ar ultraskaņu. Grūtības ultraskaņas skenēšanai bija augļa seja, ekstremitātes un sirds. Ar augstākas izšķirtspējas skeneru un transvaginālo sensoru parādīšanos, augļa attīstības patoloģijas diagnostika ir kļuvusi vienkāršāka, un defekti jau var tikt noteikti ne grūtniecības trešajā trimestrī, bet otrajā un pirmajā.
  Tāpat kļuva iespējams noteikt augļa ķermeņa kustības un elpošanas kustības (augļa elpošanas kustības, FBM). Pirmo reizi G. Dawes un K. Boddy (Lielbritānija) pētnieki ierosināja veikt FBM skenēšanu 1970. gadu sākumā. Turklāt par augļa stāvokli liecina elpošanas kustību klātbūtne vai neesamība, to amplitūda un intervāli. Tomēr FBM ultraskaņa nākotnē nav ieguvusi popularitāti.
80. gadu sākumā dažādās valstīs ginekologi veica vairākus pētījumus par folikulu attīstību un ovulācijas procesu. Transvaginālā skenēšana, kuras intensīvā ievadīšana ginekoloģiskajā praksē sākās 80. gadu vidū, ļāva redzēt pretējo dzemdes virsmu, kas nav pieejama ar parasto ultraskaņu, kā arī ļāva precīzāk izpētīt ovulācijas ciklus. Tomēr ultraskaņas izšķirtspēja kā endometrija un folikulu vizualizācijas metode šajos gados neļāva pilnībā noteikt ovulācijas laiku, lai novērstu grūtniecību.
  Transvaginālā ultraskaņa bija neatklājamu audzēju, ascītu, dzemdes un dzemdes kakla pārmaiņu, agrīnās grūtniecības, intrauterīno kontracepcijas līdzekļu klātbūtnes un pareizības diagnostikas neatņemama sastāvdaļa. Kopš 80. gadu beigām ultraskaņa (īpaši ar krāsu transvaginālo skenēšanu) ir kļuvusi par vērtīgu metodi ārpusdzemdes grūtniecības, olnīcu vēža un endometrija diagnosticēšanai; vaginālā ultraskaņa ir neaizstājama diagnostikas metode reprodukcijas jomā; spektrālā doplera ultraskaņa (asins plūsmas ātruma mērīšana, izmantojot dopleru) - standarta pētījums.
  1983. gadā S. Campbell aprakstīja biežuma indeksu profila Doplera augļa skenēšanu. Gadu vēlāk P. Reuwer (Nīderlande) vispirms atklāja šādu nelabvēlīgu augļa attīstības pazīmi, jo nabas artērijā nebija terminālas diastoliskās asins plūsmas. Turpmākie S. Campbell sekotāju pētījumi noteica šāda simptoma prognostisko nozīmi, jo terminālās diastoliskās asins plūsmas trūkums augļa aortas lejupejošajā daļā. Vēlāk, izmantojot doplera ultraskaņu dzemdniecībā, tika veikti citi svarīgi atklājumi. Rezultātā augļa (anoksija) skābekļa bada noteikšanas standarts bija nabas artērijas ultraskaņas-doplera pētījums; vidējā smadzeņu artērija - lai noteiktu dekompensācijas pazīmes; venozo kanālu - acidozes, sirds mazspējas un intrauterīnās augļa nāves draudiem. Arī ar viņa palīdzību agrīnā stadijā noteica uteroplacentālās nepietiekamības un preeklampsijas risku grūtniecēm.
1985. gadā ārsts D. Maulik un kardioloģijas profesors N. Nanda (ASV), izmantojot Doplera ultraskaņu, aprakstīja intrakardiālo asins plūsmu. 1987. gadā amerikāņu pētnieks G. Devore izveidoja krāsu doplera karti asins plūsmai, lai praksē novērtētu augļa defektus. Krāsu doplera izmantošana ļāva informēt augļa sirds defektu ultraskaņu. 90. gadu beigās šādu diagnozu precizitāte pārsniedza 95%.
  1989. gadā grupa S. Campbell sekotāji publicēja plaša mēroga darbu ar 5 gadu ultraskaņas skrīningu kā vienu no veidiem, kā novērst olnīcu vēzi. Viņa rezultāti parādīja ultraskaņas nozīmīgo lomu kā vēža savlaicīgas diagnostikas metodi un iespēju to izmantot kā šīs patoloģijas profilaktisku skrīningu.
  Kā minēts iepriekš, jaunu, modernāku tehnoloģiju rašanās 90. gados deva spēcīgu impulsu ultraskaņas attīstībai medicīnā.
  M. Cullens (ASV) bija pirmais 1990. gadā, lai iepazīstinātu ar lielu skaitu augļa iedzimtu anomāliju pirmajā trimestrī, ko noteica, izmantojot transvaginālo ultraskaņu. Tajos pašos gados, pateicoties transvaginālas skenēšanas aktīvai ieviešanai dzemdniecības praksē, sonoembrioloģija sāka aktīvi attīstīties.
  Ultrasonogrāfija kā populāra un pieprasīta diagnostikas metode veicināja virkni iedzīvotāju skrīninga programmu 1970-1990. Gadā. Pirmā no tām bija mātes seruma alfa-fetoproteīna (MSAFP) mātes seruma a-fetoproteīna skrīninga programma, lai identificētu nervu caurules defektus. Viņa sākās Apvienotajā Karalistē 70. gadu beigās. Otrais bija kārtējā augļa pārbaude 20 nedēļu laikā pirmsdzemdību aprūpes ietvaros. Vairāki citi ultraskaņas skrīninga pētījumi tika veikti arī ASV, Lielbritānijā, Vācijā, Zviedrijā, Norvēģijā, Somijā un citās Eiropas valstīs.
  Jau 90. gadu beigās Eiropā un Amerikas Savienotajās Valstīs ultraskaņas skenēšana kļuva par standarta pētījumu, kas noteica grūtniecības ilgumu, novērst dvīņus un atklāja augļa anomālijas.
  Jāatzīmē, ka ultraskaņa ir kļuvusi par metodi attīstības stigmu un hromosomu anomāliju pazīmju diagnosticēšanai. Skrīnings balstījās uz dažādu anomāliju ultraskaņas parametru noteikšanu. Līdz ar to šādas hromosomu anomālijas kā Dauna sindroma ultraskaņas diagnostika sāka attīstīties aktīvi. Pirmo reizi augļa astes kaula caurspīdīgums 15-20 nedēļu laikā aprakstīja B. Benacerrafu (ASV) 1985. gadā kā Dauna sindroma pazīmi, vēlāk publicēja šī patoloģijas ultraskaņas biometrisko marķieru sarakstu.

  Trīsdimensiju ultraskaņa
Ar datoru tehnoloģijas attīstību sāka uzlabot pētījumus par trīsdimensiju ultraskaņu. Pirmais, kas paziņoja par iespēju veikt trīsdimensiju ultraskaņu, 1984. gadā bija K. Baba (Japāna), un pēc diviem gadiem viņš ieguva trīsdimensiju attēlus, izmantojot divdimensiju ultraskaņas ierīci (23. attēls). Drīz viņa pētījumus sāka ieviest praksē. 1992. gadā K. Baba publicēja pirmo grāmatu par ultraskaņu dzemdniecībā un ginekoloģijā, kas ietvēra sadaļu par trīsdimensiju skenēšanu.
  Atšķirībā no japāņu zinātniekiem D. Kinga (ASV) vadītā pētnieku grupa 1990. gadā aprakstīja nedaudz atšķirīgu algoritmu trīsdimensiju ultraskaņai. 1992. gadā Taivānas ārsti Kuo, Chang un Wu ar trīsdimensiju ultraskaņu vizualizēja augļa seju, smadzeņu un kakla mugurkaulu, izmantojot Combison 330 skeneri, kas tika izveidots 1989. gadā un bija pirmā trīsdimensiju ultraskaņas mašīna. Drīz 90-to gadu vidū Japānā tika ražotas trīsdimensiju ultraskaņas ierīces. Austrijas zinātnieks W. Feichtinger 1993. gadā 10 nedēļas veica embriju izpēti, izmantojot trīsdimensiju transvaginālo ultraskaņu. Turpmākajos gados trīsdimensiju ultraskaņa ir kļuvusi par vienu no svarīgākajām pētniecības metodēm dzemdniecībā un ginekoloģijā. 1996. gadā Nelsona sekotāju grupa un Koledžas slimnīcas (Apvienotā Karaliste) zinātnieki publicēja neatkarīgu pētījumu par četru dimensiju (pārvietojas trīsdimensiju) augļa ehokardiogrāfiju.
  Trīsdimensiju ultraskaņai, salīdzinot ar divdimensiju, bija vairākas diagnostiskas priekšrocības, jo tas ļāva noteikt vairākas augļa anomālijas: lūpu šķelšanos, polidaktiski, mikrognatiju, ausu defektus, mugurkaula malformācijas un citas attīstības patoloģijas, ko var identificēt pēc augļa izskata. Transvaginālas trīsdimensiju ultraskaņas attīstība ir paplašinājusi ultrasonogrāfijas diagnostikas iespējas kā diagnostikas metodi augļa attīstības agrīnajiem posmiem.
  Austrijas dzemdību speciālists-ginekologs A. Lee kopā ar Kratochvila sekotāju grupu 1994. gadā pētīja augļa ķermeņa masas novērtēšanas precizitāti, izmantojot trīsdimensiju ultraskaņu un koriģēja attiecīgo divdimensiju ultraskaņas mērījumu kļūdas. Trīsdimensiju ultraskaņas izmantošanu kā diagnostikas metodi ginekoloģiskajā praksē apliecināja D. Jurkoviča (Apvienotā Karaliste) darbs. 1995. gadā, izmantojot šo metodi, viņš diagnosticēja dažādas dzemdes patoloģijas - dzemdē divus ragus, dzemdes starpsienas utt.
Taivānas zinātnieku grupa, ko vadīja F.-M. Chang 1997. gadā iepazīstināja ar augļa ķermeņa svara noteikšanas metodi, izmantojot augļa augšējās ekstremitātes trīsdimensiju ultraskaņas mērījumus. Gadu vēlāk, H.-G. Blaas (Norvēģija) publicēja dokumentu par trīsdimensiju pētījumu par embriogenezes procesiem, kas apstiprināja šīs pētniecības metodes nozīmi embrioloģijā.
  Trīsdimensiju histerogrāfijas metode 90. gados sāka pētīt endometrija audus, diagnosticēt endometrija audzējus, adhēzijas, hidrosalpingītu, olnīcu cistas, mazus intrauterīnos audzējus un citas sieviešu dzimumorgānu anomālijas. Saskaņā ar Spānijas ārsta Bonilla-Musoles darbu, olnīcu ļaundabīgo audzēju diagnozes precizitāte, kas noteikta, izmantojot trīsdimensiju ultraskaņu, ir gandrīz 100% salīdzinājumā ar divdimensiju.
  Krāsu Doplera trīsdimensiju ultraskaņa ļāva vizualizēt audzēju asins plūsmu un tādējādi kļuva par efektīvu metodi dzemdes kakla un olnīcu vēža diagnosticēšanai.
  Kā redzat, ultraskaņa ir diezgan jauna, bet jau neatņemama sastāvdaļa ir dzemdniecības un ginekoloģijas diagnostika. Tikai vairākus gadu desmitus ultraskaņas lietošana medicīnā ir ievērojami mainījusies: no dzemdē dzīvības diagnosticēšanas līdz augļa lieluma mērīšanai; no augļa morfoloģijas noteikšanas, lai novērtētu tā asinsriti un attīstības dinamiku. Šodien ultraskaņas ultraskaņa turpina aktīvi attīstīties un uzlabot.

* J. Woo. Ultraskaņa dzemdniecībā un ginecoloģijā / http://www.ob-ultrasound.net/history1.html (pilna versija)

Atsauces tiek rediģētas.