Hogyan működik az ultrahang?

Volt már valaha ultrahangvizsgálaton, és kíváncsi volt, hogyan működik? Íme, amit tudnod kell erről a nem invazív vizsgálatról, amely tiszta képet adhat orvosodnak arról, hogy mi történik a testedben.

Az ultrahangot sokan a terhességgel hozzák összefüggésbe, mivel sok szülész-nőgyógyász orvos ultrahanggal vizsgálja a terhes nőkben lévő babákat. Az orvosok az ultrahangot arra is használják, hogy segítsen diagnosztizálni a páciens fájdalmának, duzzanatának vagy egyéb tüneteinek okát. Az ultrahang segíthet az orvosoknak megtalálni a fertőzés forrását, irányíthatja az orvos kezét a biopsziák során, értékes információkkal szolgálhat a szívbetegségek diagnosztizálásában, és még a szívroham utáni károsodások felmérésében is.

Az ultrahang biztonságos, nem invazív, és nem használ veszélyes sugárzást, mint a régimódi röntgensugarak. Az ultrahangos eljárás alig igényel előkészületet, és szinte bármikor elvégezhető.

De hogyan is működik pontosan az ultrahangkészülék?

Hogyan működik az ultrahang

Az ultrahang úgy működik, hogy a hanghullámok visszaverődnek egy tárgyról, és meghallgatják, hogy a hanghullám visszaverődik. Ezeknek a visszaverődő hanghullámoknak a mérése segíthet képet alkotni arról, hogyan néz ki a tárgy, mivel a tárgy közeli részein visszaverődő hanghullámok gyorsabban térnek vissza, mint a tárgy távoli jellemzőin visszaverődő hanghullámok. A különböző visszatérő hanghullámok különböző hangmagasságúak és irányúak is lehetnek, attól függően, hogy a hanghullám egy belső szerv ívéről, a folyadék vagy a vastag szövet sűrűségéről pattant-e vissza.

Az ultrahangos képalkotás ugyanazokat a szonár elveket használja, amelyeket a denevérek, a hajók és a halászok is használnak. Az ultrahangos képalkotás az orvostudományban a betegek szervei, szövetei és edényei megjelenésében, méretében, alakjában vagy kontúrjában bekövetkező változások kimutatására összpontosít, illetve a daganatok vagy más rendellenes tömegek kimutatására használják.

Az orvosi ultrahangvizsgálat során az ultrahangos technikus egy kézi transzducert használ, amellyel egyrészt hanghullámokat küld a testbe, másrészt fogadja a visszhangzó hanghullámokat. Amikor a technikus a transzducert a bőrhöz nyomja, a készülék hallhatatlan, nagyfrekvenciás hanghullámok apró impulzusait küldi a páciens testébe. Ezek a transzduktorok jóval az emberi hallásküszöböt meghaladó frekvenciájú hanghullámokat bocsátanak ki 20 kHz és magasabb frekvencián; a legtöbb ma használt transzduktor sokkal magasabb frekvencián, a megahertzes (MHz) tartományban működik.

Ezek a hanghullámok visszaverődnek a belső szervekről, szövetekről és folyadékokról, hogy visszatérjenek a transzduktorhoz, amely rögzíti a visszatérő hang hangmagasság és irány apró változásait. A számítógép megméri és megjeleníti az aláíró hullámokat, hogy egy monitoron valós idejű képet kapjon. A technikus a mozgóképek egy vagy több képkockáját állóképként rögzíti. A technikusok rövid videohurkokat is elmenthetnek a képekről.

A Doppler-ultrahang az ultrahangtechnika egy speciális alkalmazása. A Doppler a vérsejtek sebességét és irányát méri, ahogy azok az ereken keresztül mozognak. Ahogyan a vonat sípjának hangmagassága változik a mozdony elhaladásakor, úgy a vérsejtek mozgása is megváltoztatja a visszavert hanghullámok hangmagasságát. A tudósok ezt Doppler-hatásnak nevezik. Egy számítógép összegyűjti és feldolgozza a hangokat, hogy színes képeket és grafikonokat készítsen, amelyek ábrázolják a vér áramlását az ereken keresztül.

Az orvosi ultrahangnak két fő típusa van: a diagnosztikai ultrahang és a terápiás ultrahang. A diagnosztikai ultrahangok a belső folyadékokról, szövetekről és szervekről készült képek készítésével segítenek az orvosoknak a betegek diagnosztizálásában. A terápiás ultrahangok a hangenergia erejét arra használják, hogy a test szöveteivel olyan kölcsönhatásba lépjenek, amely módosítja vagy elpusztítja a szöveteket. Az ultrahang-szakemberek terápiás ultrahanggal mozgatják vagy tolják a szöveteket, melegítik a szöveteket, feloldják a vérrögöket vagy gyógyszereket juttatnak a beteg testének meghatározott helyére. Az ultrahangos szakemberek nagyon nagy intenzitású sugarakkal terápiás ultrahangot is alkalmazhatnak a beteg vagy kóros szövetek, például daganatok elpusztítására, műtét nélkül.

Az ultrahang története

Míg az ultrahang ma fejlett orvosi technológia, gyökerei egészen 1794-ig nyúlnak vissza, amikor Lazzaro Spallanzani fiziológus elsőként tanulmányozta a denevérek echolokációját. Ez az echolokáció, vagyis a hanghullámok használata a tárgyak felkutatására, az ultrahangfizika alapja.

1877-ben Jacques és Pierre Currie testvérek felfedezték a piezoelektromosságot, amelyben szondákat használtak hanghullámok kibocsátására és vételére. 1915-ben a Titanic elsüllyedése inspirálta Paul Langevin fizikust, hogy feltaláljon egy olyan készüléket, amely képes a tengerfenéken lévő tárgyak felderítésére. Végül feltalálta a hidrofont, amelyet ma a világ hangátalakítójaként ismernek.

Az 1920-as évektől az 1940-es évekig az orvosok az ultrahangot, más néven a szonográfiát a fizikoterápia egyik formájaként kezdték használni. Karl Dussik neurológus 1942-ben kezdte el használni az ultrahangot orvosi diagnosztikára az agydaganatok felismerésének reményében. Az orvosok ezután kezdték használni az ultrahangot a legkülönbözőbb célokra, például epekövek és melldaganatok kimutatására.

A következő évtizedekben elkezdték használni az ultrahangot a szülészet-nőgyógyászatban, a kardiológiában és más területeken. További előrelépések közé tartoznak a kézi transzducerek, a Doppler, a háromdimenziós (3D) képalkotás és az egyéb eljárások során történő felhasználás.

A mai ultrahangtechnológia biztonságos, hatékony és rendkívül hasznos számos betegség diagnosztizálásában és kezelésében. Az ultrahang működésével kapcsolatos további információkért beszéljen az ultrahangos szakemberrel.