Ultralyd - Hva er det? Ultralyd i medisin. ultralydbehandling

Til tross for at studerer ultrasoniske bølger begynte for mer enn hundre år siden, bare det siste halve århundret, de har blitt mye brukt i ulike felt av menneskelig aktivitet. Dette er på grunn av den raske utviklingen av både kvante og ikke-lineære akustiske seksjoner, og quantum elektronikk og Faststoffysikk. I dag ultralyd - er ikke bare et symbol av høyfrekvent akustisk bølgefelt, og det hele forskningsområdet i moderne fysikk og biologi, som er forbundet med industriell, informasjons- og måleteknikk, så vel som diagnostiske, kirurgiske og terapeutiske metoder for moderne medisin.

Hva er det?

Alle lydbølger kan deles inn hørbar menneskelig - en frekvens fra 16 Hz til 18 000, og de som er utenfor området for menneskelig persepsjon -. Infrarød og ultralyd. Under forstås infralyd bølger lik lyd men med frekvenser under oppfattes av det menneskelige øre. Den øvre grense av området anses infralyd 16 Hz, og lavere - 0001 Hz.

Ultralyd - lydbølger det også, men frekvensen er høyere enn det som kan oppfatte menneskelig høreapparat. Vanligvis, under dem forstå frekvens 20-106 kHz. Deres øvre grense avhenger av miljøet der disse bølgene forplanter seg. Således, i et gassformet medium grense er 106 kHz og i faste stoffer og væsker den når 1010 kHz. I støy av regn, vind eller foss, lyn og har ultralyd komponenter i rasling av havet bølge ruller småstein. Det er takket være evnen til å oppfatte og analysere ultralydområdet bølger hval og delfiner, flaggermus og nattlige insekter orientere seg i rommet.

Litt historie

De første studier av ultralyd (US) ble utført ved begynnelsen av det nittende århundre fransk vitenskaps F. Savar (F. Savart), ønsker vi å studere den øvre frekvensgrense av hørbarheten av det menneskelige høresystem. I fremtiden, ble studiet av ultrasoniske bølger engasjert i slike kjente vitenskapsmenn som den tyske W. Wien, engelskmannen F. Galton, russisk Lebedev med en gruppe studenter.

I 1916, fysiker P. Langevin i Frankrike, i samarbeid med den russiske forskere Konstantin Shilovsky innvandrer, var i stand til å bruke kvarts for å motta stråling og ultralyd for marine målinger og påvisning av gjenstander under vann, som tillot forskerne til å skape den første sonar, som består av sender og mottaker av ultralyd. I 1925, American W. Pierce skapt en innretning som kalles et interferometer Pierce dag måles med stor nøyaktighet og hastighet av absorpsjon av ultralyd i flytende og gassformede medier. I 1928 sovjetisk vitenskapsmann, Sokolov var den første til å anvende ultralydbølger for å påvise en rekke defekter i faststoffer, inkludert metall, organer.

I etterkrigs 50-60-tallet, på grunnlag av teoretisk forskning team av sovjetiske forskere ledet av LD Rosenberg begynner utstrakt bruk av ultralyd i ulike industrielle og teknologiske felt. Samtidig, takket være arbeidet til britiske og amerikanske forskere, samt studier av sovjetiske forskere, for eksempel R. V. Hohlova, V. Krasilnikov og mange andre i rask utvikling vitenskapelig disiplin som ikke-lineære akustikk.

Rundt samme tid tatt de første forsøk på amerikanerne for å bruke ultralyd i medisin.

Sokolov, en sovjetisk vitenskapsmann i slutten av førtiårene av forrige århundre utviklet teoretisk beskrivelse av enheten, beregnet for visualisering av ugjennomsiktige gjenstander - "ultralyd" mikroskop. Basert på disse studiene, på midten av 70-tallet eksperter fra Stanford University har laget en prototyp av en skanning akustisk mikroskop.

funksjoner

Å ha en felles natur, en bølge av det hørbare området, såvel som ultralyd, er underlagt fysiske lover. Imidlertid har ultralyd en rekke funksjoner som lar sitt store bruk i ulike felt av vitenskap, medisin og teknologi:

1. Shallow bølgelengde. For de fleste lav ultralydområdet ikke overskrider noen få centimeter, slik at strålen fordelingsmønstersignal. I dette tilfellet bølgen er fokusert og anvende lineær bjelker.

2. Liten svingeperiode, slik at den kan sende ut pulsert ultralyd.

3. I forskjellige miljøer ultrasoniske bølger med en bølgelengde som ikke overstiger 10 mm, har egenskaper tilsvarende lysstråler, som gjør det mulig å fokusere vibrasjoner genererer rettet stråling, det vil si, ikke bare for å sende energi i riktig retning, men dens fokus i nødvendig utstrekning.

4. Ved lav amplitude er det mulig å oppnå høye verdier av svingningsenergien som tillater etablering av høye energistråler og ultralyd felt uten bruk av større utstyr.

5. Under påvirkning av ultralyd på onsdag, er det et sett av spesifikke fysiske, biologiske, kjemiske og medisinske effekter, for eksempel:

• dispersjon;
• kavitasjon;
• avgassing;
• lokal oppvarming;
• desinfeksjon, og mange andre. et al.

typer

Alle ultralydfrekvenser er delt inn i tre typer:

• ULF - lav, med området fra 20 til 100 kHz;
• USCH - mellomtone - fra 0,1 til 10 MHz;
• UZVCH - Høy - 10 til 1000 MHz.

Dag, den praktiske bruk av ultralyd - er i første rekke bruken av mindre alvorlige bølger for måling, kontroll og undersøkelse av den indre strukturen av forskjellige materialer og produkter. Høy frekvens benyttes for en aktiv effekt på de forskjellige stoffer som kan forandre sine egenskaper og struktur. Diagnose og behandling av mange sykdommer ved hjelp av ultralyd (ved hjelp av forskjellige frekvenser) er en separat og raskt utvikle områder av moderne medisin.

Hvor skal man søke?

I de siste tiårene, ultralyd interessert i ikke bare vitenskapelige teoretikere, men praktiserer mer og mer aktivt implementere den i ulike typer menneskelig aktivitet. Dag ultralyd anordninger benyttes for å:

Innhenting av opplysninger om stoffer og materialer	tiltak		Den frekvens i kHz
			fra	til
	Studiet av strukturen og egenskapene til stoffer	faste stoffer	10	10. juni
		væsker	10 mars	10. mai
		gass	10	10. mars
	Kontroll størrelser og nivåer		10	10 mars
	sonar		1	100
	feil gjenkjenning		100	10 5
	medisinsk diagnostikk		10. mars	10. mai
eksponering stoffer	Lodding og metallise		10	100
	sveising		10	100
	plastisk deformering		10	100
	maskinering		10	100
	emulgering		10	10 april
	krystallisering		10	100
	sprøyting		10-100	10 3 -10 4
	koagulering av aerosoler		1	100
	dispersjonen		10	100
	rengjøring		10	100
	kjemiske prosesser		10	100
	Effekter på brenn		1	100
	kirurgi		10 til 100	Mars 10 til 10 april
	terapi		10 mars	10 april
Bearbeiding og kontrollsignaler	Acoustoelectronic omformere		10 mars	10 juli
	filtre		10	10 5
	forsinkelse linjer		10. mars	10 juli
	akusto-optiske anordninger		100	10. mai

I dagens verden, en ultralyd - dette er en viktig teknologisk verktøy i bransjer som:

• jern og stål;
• kjemisk;
• jordbruk;
• tekstiler;
• mat;
• farmakologisk;
• maskinteknikk og instrument produksjon;
• petrokjemisk og annen behandling.

I tillegg er mer og mer utbredt i medisinsk ultralyd. Det er det vi skal snakke i neste avsnitt.

Bruken i medisin

I moderne medisinsk praksis, er det tre grunnleggende måter å bruke forskjellige frekvenser av ultralyd:

1. Diagnostic.

2. Terapeutisk.

3. kirurgi.

La oss se nærmere hver av disse tre områdene.

diagnostikk

En av de mest moderne og informativ medisinsk diagnostikk metoder ultralyd. Sine fordeler - det er: en minimal innvirkning på menneskelig vev og svært informativ.

Som allerede nevnt, ultralyd - lydbølger som forplanter seg i et homogent medium på en rett linje, og ved en konstant hastighet. Hvis på vei er det områder med forskjellig akustisk tetthet, oscillasjonen av de reflekterte og den andre delen brytes, mens de fortsetter sin lineær bevegelse. Således, jo større er forskjellen i tetthet av grensen media, jo mer den ultrasoniske vibrasjoner reflektert. Moderne metoder for ultralyd kan deles inn i lokaliserings og gjennomskinnelig.

ultralyd plassering

Under en slik forsøk er angitt reflekteres fra grensene til media med ulike akustiske pulser tettheter. Med hjelp av føleren kan beveges for å angi størrelse, plassering og form av objektet som undersøkes.

gjennomsiktighet

Denne metoden er basert på det faktum at forskjellige vev i menneskekroppen på forskjellige måter absorbere ultralyd. Ved undersøkelsen av en hvilken som helst indre organ sendte den en bølge med en viss intensitet, hvoretter en spesiell sensor detekterer et utsendt signal fra den motsatte side. Maling skannet objekt blir reprodusert basert på endring av signalintensiteten av "input" og "utgang". Den mottatte informasjon behandles av en datamaskin og overføres til en sonogram (kurve) eller sonogram - dimensjonalt bilde.

Doppler metode

Det er den mest raskt utvikle diagnostiske metoden som anvender både puls og kontinuerlig ultralyd. Doppler mye brukt i obstetrikk, kardiologi og onkologi, som gjør det mulig sporet selv små endringer i kapillærene og små blodkar.

diagnostiske applikasjoner

Dag, ultralydavbildningsteknikker og målinger av de mest utbredt innen medisin, for eksempel:

• obstetrikk;
• oftalmologi;
• kardiologi;
• nevrologi nyfødte og spedbarn;
• undersøkelse av indre organer:

- ultralyd nyre;

- leveren;

- galleblære og kanaler;

- det kvinnelige reproduksjonssystemet;

• Diagnose av ytre og underjordiske organer (skjoldbruskkjertel og melkekjertler).

Den anvendelse i terapi

Den viktigste terapeutiske effekt av ultralyd på grunn av sin evne til å trenge inn i den menneskelige vev overfor varme og varme dem til å utføre mikro massasje av de enkelte seksjoner. Ultralyd kan brukes til både direkte og indirekte innvirkning på fokus for smerte. I tillegg, under visse forhold er disse bølger har antibakterielle, anti-inflammatorisk, analgetisk og spasmolytisk virkning. Anvendes for terapeutiske formål ultralydvibrasjoner konvensjonelt delt i høy og lav intensitet. It bølger av lav intensitet mest brukte for å stimulere fysiologiske responser eller mindre uten å skade oppvarming. Ultralydbehandling har gitt positive resultater i sykdommer slik som:

• artritt;
• artritt;
• myalgi;
• spondylitt;
• nevralgi;
• åreknuter og trofiske magesår;
• Bekhterevs sykdom;
• utslett endarteritis.

Det forskes, der ultralyd anvendes for behandling av Menieres sykdom, emfysem, duodenalsår og mage, astma, otosclerosis.

ultrasonosurgery

Moderne kirurgi ved anvendelse av ultralydbølger, er delt inn i to områder;

- selektivt ødelegger deler av de vevspesifikke kontrollerte høy-intensitets ultralyd bølger med frekvenser fra juni ^10-juli 10 Hz;

- ved hjelp av et kirurgisk instrument med ileggelse av ultrasoniske oscillasjoner 20-75 kHz.

Et eksempel på selektiv ultralyd kirurgi kan tjene som ultralyd knusing av nyrestein. I løpet av denne ikke-invasiv kirurgi ultralydbølge virker på steinen gjennom huden, det vil si på utsiden av menneskekroppen. Dessverre har dette kirurgiske teknikken flere begrensninger. Du kan ikke bruke fragmentering med ultralyd i følgende tilfeller:

- gravide kvinner på ethvert stadium;

- dersom diameteren av steiner mer enn to centimeter;

- for infeksjonssykdommer;

- tilstedeværelsen av sykdommer som forstyrrer normal blodlevring;

- i tilfelle av alvorlige skader av benvev.

Til tross for det faktum at fjerning av nyrestein med ultralyd er utført uten innsnitt, er det ganske smertefull og gjøres under generell eller lokal anestesi.

Kirurgiske, ultrasoniske instrumenter brukes ikke bare for den mindre smertefull disseksjon av ben og mykt vev, men også for å redusere blodtap. La oss se mot tannbehandling. Ultralyd tartar fjerner mindre smertefullt, og alle andre medisinske manipulasjoner blir utført mye enklere. I tillegg, traumer og ortopedisk praksis, blir ultralyd anvendes for å gjenopprette integriteten av beinbrudd. Under slike operasjoner mellomrommet mellom bein fragmenter er fylt med en spesiell sammensetning som består av bein chips og en spesiell flytende plast, og deretter ultralydbehandlet, der alle komponenter er skikkelig festet. De som gjennomgikk kirurgi, der ultralyd brukes, la vurderinger er forskjellige - både positive og negative. Imidlertid bør det bemerkes at fornøyde pasienter er fortsatt mer!