Hur fungerar ultraljud?

Har du någonsin gjort ett ultraljud och undrat hur det fungerar? Här är vad du behöver veta om det icke-invasiva testet som kan ge din läkare en tydlig bild av vad som händer i din kropp.

Många människor förknippar ultraljud med graviditet, eftersom många OB/GYN-läkare använder ultraljud för att undersöka bebisarna i gravida kvinnor. Läkare använder också ultraljud för att hjälpa till att diagnostisera orsaken till en patients smärta, svullnad eller andra symtom. Ultraljud kan hjälpa läkare att hitta infektionskällan, vägleda läkarens hand vid biopsier, ge värdefull information vid diagnostisering av hjärtsjukdomar och till och med bedöma skador efter en hjärtattack.

Ultraljud är säkert, icke-invasivt och använder inte farlig strålning som gammaldags röntgenstrålar. Ultraljudsförfarandet kräver lite eller inga förberedelser och kan utföras nästan när som helst.

Men hur exakt fungerar ultraljudsmaskinen?

Hur ultraljud fungerar

Ultraljud fungerar genom att ljudvågor studsar mot ett föremål och lyssnar på ljudvågorna som kommer tillbaka. Genom att mäta dessa studsande ljudvågor kan man skapa en bild av hur föremålet ser ut, eftersom ljudvågor som studsar på närliggande aspekter av föremålet återvänder snabbare än de ljudvågor som studsar på avlägsna aspekter av föremålet. Olika återkommande ljudvågor kan också ha olika tonhöjd och riktning, beroende på om ljudvågen studsade mot kurvan på ett inre organ, tätheten hos en vätska eller tjock vävnad.

Ultraljudsavbildning använder samma sonarprinciper som används av fladdermöss, fartyg och fiskare. Ultraljudsavbildning inom medicinen fokuserar på att upptäcka förändringar i utseende, storlek, form eller kontur hos patienters organ, vävnader och kärl, eller används för att upptäcka tumörer eller andra onormala massor.

Under en medicinsk ultraljudsundersökning använder ultraljudsteknikern en handhållen transducer för att både sända ljudvågor in i kroppen och för att ta emot de ekande ljudvågorna. När teknikern trycker transducern mot huden skickar apparaten små pulser av ohörbara, högfrekventa ljudvågor in i patientens kropp. Dessa transduktorer producerar ljudvågor vid frekvenser som ligger långt över den mänskliga hörselns tröskel på 20 kHz och högre; de flesta transduktorer som används idag arbetar vid mycket högre frekvenser i megahertz (MHz)-området.

Dessa ljudvågor studsar mot inre organ, vävnader och vätskor och återvänder till transduktorn, som registrerar små förändringar i det återkommande ljudets tonhöjd och riktning. En dator mäter och visar signaturvågorna för att skapa en bild i realtid på en bildskärm. Teknikern fångar en eller flera bilder av de rörliga bilderna som stillbilder. Teknikerna kan också spara korta videoslingor av bilderna.

Doppler ultraljud är en speciell tillämpning av ultraljudstekniken. Doppler mäter blodcellernas hastighet och riktning när de rör sig genom blodkärlen. Precis som den förändrade tonhöjden på ett tågs visselpipa när lokomotivet passerar, ändrar blodcellernas rörelse tonhöjden på de reflekterade ljudvågorna. Forskarna kallar detta för Dopplereffekten. En dator samlar in och bearbetar ljuden för att färglägga bilder och grafer som representerar blodflödet genom blodkärlen.

Det finns två huvudtyper av medicinska ultraljud: diagnostiskt ultraljud och terapeutiskt ultraljud. Diagnostiskt ultraljud hjälper läkare att diagnostisera patienter genom att ta fram bilder av inre vätskor, vävnader och organ. Terapeutiskt ultraljud använder kraften i ljudenergin för att interagera med kroppsvävnader på ett sätt som förändrar eller förstör vävnaden. Ultraljudsspecialister använder terapeutiskt ultraljud för att flytta eller trycka på vävnad, värma upp vävnad, lösa upp blodproppar eller leverera läkemedel till specifika platser i patientens kropp. Ultraljudsspecialister kan också använda terapeutiskt ultraljud med mycket högintensiva strålar för att förstöra sjuka eller onormala vävnader, t.ex. tumörer, utan att behöva operera.

Ultraljudets historia

Ett ultraljud är en avancerad medicinsk teknik idag, men dess rötter går ända tillbaka till 1794, då fysiologen Lazzaro Spallanzani var den förste som studerade ekolokalisering hos fladdermöss. Denna ekolokalisering, som är användningen av ljudvågor för att lokalisera föremål, ligger till grund för ultraljudsfysiken.

År 1877 upptäckte bröderna Jacques och Pierre Currie piezoelektricitet, där de använde sonder för att sända ut och ta emot ljudvågor. År 1915 inspirerade Titanics förlisning fysikern Paul Langevin att uppfinna en apparat som kunde upptäcka föremål på havets botten. Han uppfann så småningom hydrofonen, som nu är erkänd som världens transducer.

Läkare började använda ultraljud, även känt som sonografi, som en form av sjukgymnastik från 1920-talet till 1940-talet. Neurologen Karl Dussik började använda ultraljud för medicinsk diagnostik i hopp om att upptäcka hjärntumörer 1942. Läkare började sedan använda ultraljud för en mängd olika ändamål, t.ex. för att upptäcka gallstenar och brösttumörer.

De började använda ultraljud inom obstetrik och gynekologi, kardiologi och andra områden under de följande decennierna. Andra framsteg inkluderar handhållna transduktorer, Doppler, tredimensionell (3D) avbildning och användning under andra procedurer.

Dagens ultraljudsteknik är säker, effektiv och mycket användbar vid diagnos och behandling av många sjukdomar. För mer information om hur ultraljud fungerar, prata med din ultraljudsläkare.