Jak funguje ultrazvuk?

Měli jste někdy ultrazvuk a zajímalo vás, jak funguje? Zde je to, co byste měli vědět o tomto neinvazivním vyšetření, které může vašemu lékaři poskytnout jasný obraz o tom, co se děje uvnitř vašeho těla.

Mnoho lidí si ultrazvuk spojuje s těhotenstvím, protože mnoho gynekologů a porodníků používá ultrazvuk k vyšetření dětí uvnitř těhotných žen. Lékaři také používají ultrazvuk, aby pomohli diagnostikovat příčinu bolesti, otoku nebo jiných příznaků pacienta. Ultrazvuk může lékařům pomoci najít zdroj infekce, vést ruku lékaře při biopsii, poskytnout cenné informace při diagnostice srdečních onemocnění a dokonce posoudit poškození po infarktu.

Ultrazvuk je bezpečný, neinvazivní a nepoužívá nebezpečné záření jako staromódní rentgenové snímky. Ultrazvukový zákrok nevyžaduje téměř žádnou přípravu a lze jej provést téměř kdykoli.

Ale jak přesně ultrazvukový přístroj funguje?

Jak funguje ultrazvuk

Ultrazvuk funguje tak, že se zvukové vlny odrážejí od předmětu a poslouchají, jak se zvuková vlna vrací zpět. Měření těchto odražených zvukových vln může pomoci vytvořit obraz toho, jak předmět vypadá, protože zvukové vlny odrážející se od blízkých aspektů předmětu se vracejí rychleji než zvukové vlny odrážející se od vzdálených rysů předmětu. Různé vracející se zvukové vlny mohou mít také různou výšku a směr v závislosti na tom, zda se zvuková vlna odrazila od křivky vnitřního orgánu, hustoty tekutiny nebo husté tkáně.

Zobrazování pomocí ultrazvuku využívá stejné principy sonaru, které používají netopýři, lodě a rybáři. Ultrazvukové zobrazování v medicíně se zaměřuje na zjišťování změn vzhledu, velikosti, tvaru nebo obrysu pacientových orgánů, tkání a cév nebo se používá k odhalování nádorů či jiných abnormálních útvarů.

Při lékařském ultrazvukovém vyšetření používá ultrazvukový technik ruční snímač, který jednak vysílá zvukové vlny do těla, jednak přijímá ozvěnu zvukových vln. Když technik přitiskne snímač na kůži, přístroj vyšle do těla pacienta drobné impulzy neslyšitelných vysokofrekvenčních zvukových vln. Tyto snímače produkují zvukové vlny o frekvencích vysoko nad prahem lidského sluchu 20 kHz a vyšších; většina dnes používaných snímačů pracuje na mnohem vyšších frekvencích v rozsahu megahertzů (MHz).

Tyto zvukové vlny se odrážejí od vnitřních orgánů, tkání a tekutin a vracejí se ke snímači, který zaznamenává drobné změny výšky a směru vracejícího se zvuku. Počítač měří a zobrazuje signaturu vln a vytváří obraz v reálném čase na monitoru. Technik zachytí jeden nebo více snímků pohyblivých obrazů jako statické snímky. Technici mohou také ukládat krátké videosmyčky snímků.

Dopplerovský ultrazvuk je speciální aplikací ultrazvukové techniky. Doppler měří rychlost a směr pohybu krevních buněk při jejich pohybu cévami. Podobně jako se mění výška tónu píšťalky vlaku při průjezdu lokomotivy, mění pohyb krevních buněk výšku odražených zvukových vln. Vědci to označují jako Dopplerův jev. Počítač sbírá a zpracovává zvuky do barevných obrázků a grafů, které znázorňují průtok krve cévami.

Existují dva hlavní typy lékařského ultrazvuku: diagnostický ultrazvuk a terapeutický ultrazvuk. Diagnostické ultrazvuky pomáhají lékařům diagnostikovat pacienty tím, že vytvářejí snímky vnitřních tekutin, tkání a orgánů. Terapeutické ultrazvuky využívají sílu zvukové energie k interakci s tělesnými tkáněmi způsobem, který tkáň upravuje nebo ničí. Ultrazvukoví specialisté používají terapeutický ultrazvuk k posunu nebo posunutí tkáně, zahřátí tkáně, rozpuštění krevních sraženin nebo dodání léků do konkrétních míst v těle pacienta. Ultrazvukoví specialisté mohou také používat terapeutický ultrazvuk s velmi intenzivními paprsky k ničení nemocných nebo abnormálních tkání, například nádorů, bez nutnosti operace.

Historie ultrazvuku

Ačkoli je dnes ultrazvuk vyspělou lékařskou technologií, jeho kořeny sahají až do roku 1794, kdy fyziolog Lazzaro Spallanzani jako první zkoumal echolokaci u netopýrů. Tato echolokace, tedy využívání zvukových vln k lokalizaci objektů, je základem fyziky ultrazvuku.

V roce 1877 objevili bratři Jacques a Pierre Currieové piezoelektrický jev, při kterém používali sondy k vysílání a přijímání zvukových vln. V roce 1915 inspirovalo potopení Titaniku fyzika Paula Langevina k vynálezu přístroje, který dokázal detekovat předměty na mořském dně. Nakonec vynalezl hydrofon, který je dnes uznáván jako světový převodník.

Lékaři začali ve 20. až 40. letech 20. století používat ultrazvuk, známý také jako sonografie, jako formu fyzikální terapie. Neurolog Karl Dussik začal v roce 1942 používat ultrazvuk k lékařské diagnostice v naději, že odhalí mozkové nádory. Poté začali lékaři používat ultrazvuk k nejrůznějším účelům, například k odhalování žlučových kamenů a nádorů prsu.

V průběhu několika dalších desetiletí začali ultrazvuk používat v porodnictví, kardiologii a dalších oborech. Mezi další pokroky patří ruční snímače, Doppler, trojrozměrné (3D) zobrazování a použití při dalších zákrocích.

Dnešní ultrazvuková technologie je bezpečná, účinná a velmi užitečná při diagnostice a léčbě mnoha onemocnění. Další informace o tom, jak ultrazvuk funguje, získáte u svého ultrazvukového odborníka.