Jak działa USG?

Czy kiedykolwiek miałeś ultradźwięki i zastanawiałeś się, jak one działają? Oto, co musisz wiedzieć o nieinwazyjnym badaniu, które może dać Twojemu lekarzowi jasny obraz tego, co dzieje się wewnątrz Twojego ciała.

Wiele osób kojarzy ultradźwięki z ciążą, ponieważ wielu lekarzy OB/GYN używa ultradźwięków do badania dzieci w ciąży. Lekarze również używać ultradźwięków, aby pomóc zdiagnozować przyczynę bólu pacjenta, obrzęk lub inne objawy. Ultradźwięki mogą pomóc lekarzom znaleźć źródło infekcji, prowadzić rękę lekarza podczas biopsji, dostarczyć cennych informacji w diagnostyce chorób serca, a nawet ocenić uszkodzenia po ataku serca.

Ultradźwięki są bezpieczne, nieinwazyjne i nie wykorzystują niebezpiecznego promieniowania, jak staromodne zdjęcia rentgenowskie. Procedura ultradźwiękowa wymaga niewielkiego lub żadnego przygotowania i może być wykonana prawie w każdej chwili.

Ale, jak dokładnie działa maszyna ultradźwiękowa?

Jak działa ultrasonografia

Ultradźwięki działają poprzez odbijanie fal dźwiękowych od obiektu i nasłuchiwanie, czy fala dźwiękowa powraca. Pomiar tych odbijających się fal dźwiękowych może pomóc stworzyć obraz tego, jak wygląda obiekt, ponieważ fale dźwiękowe odbijające się od pobliskich aspektów obiektu powracają szybciej niż te fale dźwiękowe odbijające się od odległych cech przedmiotu. Różne powracające fale dźwiękowe mogą mieć różne wysokości i kierunki też, w zależności od tego, czy fala dźwiękowa odbiła się od krzywej organu wewnętrznego, gęstości płynu lub grubej tkanki.

Obrazowanie ultradźwiękowe wykorzystuje te same zasady sonaru używane przez nietoperze, statki i rybaków. Obrazowanie ultradźwiękowe w medycynie koncentruje się na wykrywaniu zmian w wyglądzie, rozmiarze, kształcie lub konturze narządów, tkanek i naczyń pacjentów lub jest wykorzystywane do wykrywania guzów lub innych nieprawidłowych mas.

Podczas medycznego badania ultrasonograficznego technik ultrasonografista używa ręcznego przetwornika do wysyłania fal dźwiękowych do ciała i odbierania fal dźwiękowych odbijających się echem. Kiedy technik przyciska przetwornik do skóry, urządzenie wysyła do ciała pacjenta drobne impulsy niesłyszalnych fal dźwiękowych o wysokiej częstotliwości. Przetworniki te wytwarzają fale dźwiękowe o częstotliwościach znacznie przekraczających próg ludzkiego słuchu przy 20 kHz i wyższych; większość przetworników używanych obecnie działa przy znacznie wyższych częstotliwościach w zakresie megaherców (MHz).

Te fale dźwiękowe odbijają się od narządów wewnętrznych, tkanek i płynów, aby powrócić do przetwornika, który rejestruje drobne zmiany w wysokości i kierunku powracającego dźwięku. Komputer mierzy i wyświetla fale sygnaturowe, aby stworzyć obraz w czasie rzeczywistym na monitorze. Technik przechwytuje jedną lub więcej klatek ruchomych obrazów jako obrazy nieruchome. Technicy mogą również zapisać krótkie pętle wideo z obrazów.

Doppler USG jest specjalnym zastosowaniem techniki ultradźwiękowej. Doppler mierzy prędkość i kierunek przepływu komórek krwi w trakcie ich przemieszczania się przez naczynia krwionośne. Podobnie jak zmieniająca się wysokość dźwięku gwizdka pociągu, gdy lokomotywa przechodzi, ruch komórek krwi zmienia wysokość odbitych fal dźwiękowych. Naukowcy określają to mianem efektu Dopplera. Komputer zbiera i przetwarza dźwięki, aby pokolorować obrazy i wykresy przedstawiające przepływ krwi przez naczynia krwionośne.

Istnieją dwa główne rodzaje medycznych ultradźwięków: ultradźwięki diagnostyczne i terapeutyczne. Diagnostyczne ultradźwięki pomagają lekarzom diagnozować pacjentów poprzez tworzenie obrazów płynów wewnętrznych, tkanek i narządów. Ultradźwięki terapeutyczne wykorzystują moc energii dźwiękowej do oddziaływania na tkanki organizmu w sposób, który je modyfikuje lub niszczy. Specjaliści od ultradźwięków terapeutycznych wykorzystują je do przemieszczania lub przesuwania tkanek, ogrzewania tkanek, rozpuszczania skrzepów krwi lub dostarczania leków do określonych miejsc w ciele pacjenta. Specjaliści od ultradźwięków mogą również używać terapeutycznych ultradźwięków o bardzo wysokiej intensywności wiązki do niszczenia chorych lub nieprawidłowych tkanek, takich jak guzy, bez potrzeby operacji.

Historia ultradźwięków

Choć ultradźwięki są dziś zaawansowaną technologią medyczną, ich korzenie sięgają roku 1794, kiedy to fizjolog Lazzaro Spallanzani jako pierwszy badał echolokację wśród nietoperzy. Ta echolokacja, czyli wykorzystanie fal dźwiękowych do lokalizowania obiektów, stanowi podstawę fizyki ultradźwięków.

W 1877 roku bracia Jacques i Pierre Currie odkrywają piezoelektryczność, w której wykorzystują sondy do emitowania i odbierania fal dźwiękowych. W 1915 r. zatonięcie Titanica zainspirowało fizyka Paula Langevina do wynalezienia urządzenia, które mogłoby wykrywać obiekty znajdujące się na dnie morza. W końcu wynalazł hydrofon, obecnie uznawany za światowy przetwornik.

Lekarze zaczęli stosować ultradźwięki, znane również jako sonografia, jako formę fizykoterapii w latach 20. i 40. XX wieku. Neurolog Karl Dussik zaczął używać ultradźwięków do diagnostyki medycznej w nadziei na wykrycie guzów mózgu w 1942 roku. Lekarze zaczęli używać ultradźwięków do wielu różnych zastosowań, takich jak wykrywanie kamieni żółciowych i guzów piersi.

Zaczęli używać ultradźwięków w położnictwie, kardiologii i innych dziedzinach w ciągu następnych kilku dekad. Inne postępy obejmują ręczne przetworniki, Doppler, trójwymiarowe (3D) obrazowanie i wykorzystanie podczas innych procedur.

Dzisiejsza technologia ultradźwiękowa jest bezpieczna, skuteczna i wysoce przydatna w diagnostyce i leczeniu wielu chorób. Aby uzyskać więcej informacji na temat działania ultradźwięków, porozmawiaj ze swoim specjalistą od ultradźwięków.