Ultraljud - Vad är det? Ultraljud i medicin. ultraljudsbehandling

Trots att studier ultraljudsvågor började för mer än hundra år sedan, bara det senaste halvseklet, har de använts i stor utsträckning inom olika områden av mänsklig verksamhet. Detta beror på den snabba utvecklingen av både kvant och icke-linjära akustiska sektioner och kvantelektronik och fasta tillståndets fysik. Idag ultraljud - är inte bara en symbol för högfrekvent akustisk våg fältet och hela forskningsområde inom modern fysik och biologi, som är associerad med industri, information och mätteknik samt diagnostiska, kirurgiska och terapeutiska metoder för modern medicin.

Vad är det?

Alla ljudvågor kan delas in hörbar människa - en frekvens från 16 Hz till 18 tusen, och de som är utanför området för mänsklig perception -. IR och ultraljud. Under förstås infravågor liknande ljud men med frekvenser under uppfattas av det mänskliga örat. Den övre gränsen av området ansåg infra 16 Hz och lägre - 0001 Hz.

Ultraljud - ljudvågor som också, men frekvensen är högre än vad som kan uppfatta mänskliga hörselsystemet. Vanligtvis enligt dem att förstå frekvensen 20-106 kHz. Deras övre gräns beror på den miljö i vilken dessa vågor propagera. Sålunda, i ett gasformigt medium gräns är 106 kHz och i fasta ämnen och vätskor den når 1010 kHz. I bullret från regn, vind eller vattenfall, blixtnedslag och har ultraljuds komponenter i prasslande av havsvågen rullar småsten. Det är tack vare förmågan att uppfatta och analysera ultraljudsområdet vågor valar och delfiner, fladdermöss och nattliga insekter orientera sig i rymden.

En liten historia

De första studierna av ultraljud (US) utfördes i början av XIX århundradet fransk vetenskapsman F. Savar (F. Savart) försöker vi bestämma den övre frekvensgränsen för hörbarhet av den mänskliga hörselsystemet. I framtiden har studiet av ultraljudsvågor engagerade i sådana välkända forskare som den tyska W. Wien, engelsmannen F. Galton, ryska Lebedev med en grupp studenter.

I 1916, fysiker P. Langevin i Frankrike, i samarbete med den ryska vetenskapsmannen Konstantin Shilovsky invandrade, kunde använda kvarts för mottagning och ultraljudsstrålning till marina mätningar och detektion av undervattensobjekt, som tillät forskarna att skapa den första ekolod, som består av sändare och ultraljudsmottagare. I 1925, den amerikanska W. Pierce skapat en anordning som kallas en interferometer Pierce idag mäts med stor noggrannhet och hastighet för absorption av ultraljud i flytande och gasformiga medier. I 1928, sovjetiska vetenskapsman, var Sokolov den första att använda ultraljudvågor för att detektera en mängd olika defekter i fasta ämnen, inklusive metall, organ.

I efterkrigstidens 50-60-talet, på grundval av teoretisk forskning team av sovjetiska forskare under ledning av LD Rosenberg börjar utbredda användningen av ultraljud i olika industriella och tekniska områden. Samtidigt, tack vare det arbete av brittiska och amerikanska forskare, samt studier av sovjetiska forskare, såsom R. V. Hohlova, V. Krasilnikov och många andra snabbt växande vetenskaplig disciplin som olinjära akustik.

Ungefär samtidigt tagit de första försöken amerikaner att använda ultraljud i medicin.

Sokolov, en sovjetisk vetenskapsman i slutet av fyrtiotalet av förra seklet utvecklade den teoretiska beskrivning av anordningen, är avsedd för visualisering av ogenomskinliga föremål - "ultraljud" mikroskop. Baserat på dessa studier, i mitten av 70-talet experter från Stanford University har skapat en prototyp av en scanning akustisk mikroskop.

funktioner

Att ha en gemensam natur, en våg av det hörbara området, liksom ultraljud, är föremål för fysikens lagar. Dock har ultraljud ett antal funktioner som gör att dess breda användning inom olika områden av vetenskap, medicin och teknik:

1. Kort våglängd. För de flesta låg ultraljudsområdet inte överstiger några centimeter, vilket strålningsutbredning natur. I detta fall vågen fokuseras och tillämpa linjära balkar.

2. Svag svängningsperiod, varför det kan avge pulserad ultraljud.

3. I olika miljöer ultraljudsvibrations med en våglängd av högst 10 mm, har egenskaper som liknar ljusstrålar, som medger fokuserings oscillationer generera riktade strålning, dvs inte bara i den önskade riktningen för att skicka energi, men också för att fokusera det på den erforderliga volymen.

4. vid låg amplitud är det möjligt att erhålla höga värden av svängningsenergi som tillåter skapandet av högenergistrålar och ultraljudsfält utan användning av stora utrustningar.

5. Under påverkan av ultraljud på onsdag, det finns ett antal specifika fysiska, biologiska, kemiska och medicinska effekter, såsom:

• dispersion;
• kavitation;
• avgasning;
• lokal uppvärmning;
• desinfektion, och många andra. et al.

typer

Alla ultraljudfrekvenser är indelade i tre typer:

• ULF - låg, varvid området från 20 till 100 kHz;
• USCH - mellanregister - från 0,1 till 10 MHz;
• UZVCH - hög - från 10 till 1000 MHz.

Idag, den praktiska användningen av ultraljud - är i första hand användningen av låg intensitet vågor för mätning, styrning och studium av den inre strukturen av olika material och produkter. Hög frekvens används för en aktiv effekt på de olika substanser som kan förändra deras egenskaper och struktur. Diagnos och behandling av många sjukdomar sonikerade (med användning av en annan frekvens) är separat och aktivt utveckla området för den moderna medicinen.

Vart ska ansökan?

Under de senaste decennierna, ultraljud intresserad av inte bara vetenskapliga teoretiker, men träna mer och mer aktivt genomföra det i olika typer av mänsklig aktivitet. Idag är ultraljud enheter används för att:

Att få information om ämnen och material	åtgärder		Frekvensen i kHz
			från	till
	Studiet av struktur och egenskaper av ämnen	fasta ämnen	10	10 juni
		vätskor	10 mars	10 maj
		gas	10	10 mars
	Kontroll storlekar och nivåer		10	10 mars
	sonar		1	100
	fel upptäckt		100	10 maj
	medicinsk diagnostik		10 mars	10 maj
exponering ämnen	Lödning och metallisering		10	100
	svetsning		10	100
	plastisk deformation		10	100
	bearbetning		10	100
	emulgering		10	10 april
	kristallisation		10	100
	sprutning		10-100	10 3 -10 4
	koagulering av aerosoler		1	100
	dispersion		10	100
	rengöring		10	100
	kemiska processer		10	100
	Effekter på förbränning		1	100
	kirurgi		10 till 100	10 mars - 10 april
	terapi		10 mars	10 april
Bearbetnings- och styrsignaler	Acoustoelectronic omvandlare		10 mars	10 juli
	filter		10	10 maj
	fördröjningsledningar		10 mars	10 juli
	akustooptiska anordningar		100	10 maj

I dagens värld, ett ultraljud - detta är en viktig teknisk verktyg inom branscher som:

• järn och stål;
• kemikalie;
• jordbruk;
• textil;
• mat;
• farmakologisk;
• maskinteknik och instrumenttillverkning;
• petrokemiska, och annan bearbetning.

Dessutom mer och mer ofta används i medicinsk ultraljud. Det är vad vi pratar i nästa avsnitt.

Användningen inom medicinen

I modern medicinsk praxis, det finns tre grundläggande sätt att använda olika frekvenser för ultraljud:

1. Diagnostic.

2. Terapeutisk.

3. kirurgi.

Låt oss tänka mer i detalj vart och ett av dessa tre områden.

diagnostik

En av de mest moderna och informativa medicinska diagnostik metoder är ultraljud. Dess fördelar - det är: en minimal påverkan på mänsklig vävnad och mycket informativ.

Såsom redan nämnts, ultraljud - ljudvågor utbreder sig i ett homogent medium i en rak linje och med en konstant hastighet. Om på väg finns det områden med olika akustisk densitet, oscillationen av den reflekterade och den andra delen bryts, samtidigt som man fortsätter sin linjära rörelse. Således, ju större skillnaden i densitet av gränsmedier, reflekteras den mer ultraljudsvibration. Moderna metoder för ultraljud kan indelas i lokaliserings- och genomskinlig.

ultraljuds~~POS=TRUNC plats

Under en sådan studie registreras reflekteras från gränserna för media med olika akustiska tätheter pulser. Med hjälp av sensorn kan flyttas för att ställa in storlek, läge och formen på objektet som studeras.

genomskinlighet

Denna metod är baserad på det faktum att olika vävnader i människokroppen på olika sätt absorberar ultraljud. Under studien av något inre organ i hans direkta vågen med en viss intensitet, varefter en speciell sensor detekterar den sända signalen från den omvända sidan. Målning skannade föremålet reproduceras baserat på förändringen av signalintensiteten av "input" och "output". Den mottagna informationen behandlas av en dator och omvandlas till ett sonogram (kurva) eller sonogram - dimensionell bild.

dopplermetod

Det är den mest snabbt växande diagnostisk metod, som använder både puls och kontinuerlig ultraljud. Doppler används i stor utsträckning i obstetrik, kardiologi och onkologi, eftersom det gör det möjligt att spåra även mindre förändringar i kapillärerna och små blodkärl.

diagnostiska applikationer

Idag, ultraljudsavbildningstekniker och mätningar av de mest använda inom områdena medicin, till exempel:

• obstetrik;
• oftalmologi;
• kardiologi;
• neurology nyfödda och spädbarn;
• undersökning av inre organ:

- ultraljuds njure;

- lever;

- gallblåsa och kanaler;

- det kvinnliga reproduktiva systemet;

• Diagnos av externa och underjordiska organ (sköldkörtel och bröstkörtlar).

Användning i terapi

Den huvudsakliga terapeutiska effekten av ultraljud på grund av sin förmåga att penetrera mänsklig vävnad för att värma och värma dem att utföra mikro-massage av enskilda avsnitt. Ultraljud kan användas för både direkt och indirekt påverkan på inriktningen av smärta. Dessutom under vissa förhållanden, dessa vågor har antibakteriella, antiinflammatoriska, analgetiska och spasmolytisk effekt. Såsom det används i de terapeutiska ultraljudsvibrationer som konventionellt uppdelad i hög och låg intensitet. It vågor av låg intensitet som används mest för att stimulera fysiologiska svar eller mindre utan att skada uppvärmning. Ultraljud behandling har gett positiva resultat i sjukdomar såsom:

• artrit;
• artrit;
• myalgi;
• spondylit;
• neuralgi;
• varicose och trofiska sår;
• Ankyloserande spondylit;
• utplånande endarteritis.

Forskning pågår, under vilken ultraljud används för behandling av Menieres sjukdom, emfysem, duodenalsår och mage, astma, otoskleros.

ultrasonosurgery

Modern kirurgi med användning av ultraljudsvågor, är uppdelad i två områden:

- selektivt förstöra delar av vävnadsspecifika kontrollerade högintensiva ultraljudsvågor med frekvenser som sträcker sig från ¹⁰ juni-10 juli Hz;

- med hjälp av ett kirurgiskt instrument med införandet av ultraljudsvängningar från 20 till 75 kHz.

Ett exempel på selektiv ultraljudskirurgi kan tjäna som ultraljud krossning av njurstenar. Under denna icke-invasiv kirurgi fungerar ultraljud våg på stenen genom huden, det vill säga utanför den mänskliga kroppen. Tyvärr har denna kirurgisk teknik flera begränsningar. Du kan inte använda fragmentering med ultraljud i följande fall:

- gravida kvinnor i något skede;

- om diametern av stenar fler än två centimeter;

- för alla infektionssjukdomar;

- förekomst av sjukdomar som stör normal blodkoagulering;

- När det gäller allvarliga skador av benvävnad.

Trots att avlägsnandet av njursten med ultraljud utförs utan snitt, är det ganska smärtsamt och sker under allmän eller lokal bedövning.

Ultraljuds kirurgiska instrument används inte bara för mindre smärtsam dissektion av ben och mjukvävnad, men också för att minska blodförlust. Låt oss blicka mot tandvård. Ultraljud tandsten bort mindre smärtsam och alla andra medicinska manipulationer utförs mycket lättare. Dessutom trauma och ortopedisk praxis, är ultraljud används för att återställa integriteten hos de brutna ben. Under sådana operationer utrymmet mellan benfragmenten är fylld med en speciell komposition bestående av benflisor och en speciell flytande plast, och sonikerades sedan, varvid alla komponenter är ordentligt anslutna. De som opererades under vilken ultraljud används lämna recensioner är olika - både positiva och negativa. Det bör dock noteras att nöjda patienter är ännu mer!