Мало кто знает о том, что история использования ультразвука человечеством насчитывает около 90 лет. Все это время совершенствовались старые методики, открывались новые области использования ультразвуковой диагностики, опровергались распространенные мифы о вреде исследования. Сегодня, 8 ноября, в Международный день радиологии, MedAboutMe решил рассказать своим читателям о том, какие разновидности УЗИ существуют и для чего они применяются.
История открытия ультразвука восходит аж к далекому 1790 году, когда Ладзаро Спалланцани открыл, что летучие мыши применяют неслышимые человеческим ухом звуки для обнаружения препятствий в темноте. Чуть позже, в 1876 году, английский ученый по имени Френсис Гальтон определил диапазон частот колебаний, которые человек воспринимает как звук – от 16 Гц до 20 кГц, а также границу частоты колебаний, с которой начинается ультразвук. В 1880 году братья Жак и Пьер Кюри совершили прорыв в развитии ультразвуковых технологий, открыв пьезоэлектрический эффект.
Однако всемирно признанным «отцом сонографии» считается советский ученый Соколов Сергей Яковлевич, который разработал и внедрил в использование промышленную ультразвуковую дефектоскопию. Его идеи нашли отражение в радарах и системах подводной навигации.
В медицине же ультразвук начал использоваться с 40-х годов прошлого столетия. Немецкие специалисты Ведекинд и Гор опубликовали статью, в которой описывалась возможность использования ультразвука для детектирования опухолей, абсцессов и экссудата, однако в исследовании не было фактических результатов. В 1950 году в Америке был создан один из первых УЗИ-аппаратов, положивший начало активному применению этого метода диагностики.
В медицине используется диапазон частот от двух до десяти МГц. Если рассматривать устройство УЗИ-аппарата, первым делом в глаза бросается датчик, который посылает импульсы высокой частоты в тело человека. Он оснащен дополнительным акустическим зеркалом и особым слоем, поглощающим звук. Отраженная часть звуковых волн возвращается обратно к датчику, который формирует электрический сигнал и передает его на сам УЗИ-аппарат. Результатом обработки является полученное на мониторе изображение.
Ультразвуковой сигнал, который проходит через различные ткани человеческого организма, поглощается и отражается ими неодинаково: это зависит от плотности самой ткани и скорости распространения звуковой волны. К примеру, более твердые образования (кости, камни в мочеточниках, желчном пузыре) отражают звук в полном объеме, в то время как мягкие и рыхлые структуры, пустоты и жидкости поглощают волны (как полностью, так и частично).
На сегодняшний день применяется множество различных видов ультразвуковой диагностики, каждый из которых имеет свои особенности. В современных медицинских учреждениях активно используются:
В этом случае на экране появляется одномерное изображение, отражающее изменение положения частей органов во времени. Довольно часто М-режим используется при эхокардиографии (ЭхоКГ).
Информация, получаемая с помощью этого исследования, представлена в виде двухмерных изображений анатомических образований. Современные аппараты выводят на экран множество картинок, которые сменяются за долю секунды, что позволяет получить данные в реальном времени.
Эта методика основана на применении эффекта, открытого К. Допплером. Его сущность заключается в том, что от движущегося объекта волны отражаются с измененной частотой. Если объект удаляется от источника, частота сигнала увеличивается, а если приближается к источнику – то наоборот. Существует несколько разновидностей допплерографии: цветное допплеровское картирование, спектральная допплерография, энергетическая допплерография, а также дуплексное исследование. Эти методики применяются преимущественно для исследования кровотока.
Эта методика позволяет определить структуру объемных образований или стенки полого органа при проведении эндоскопического исследования. Довольно широко применяется в онкологии для оценки степени прорастания опухоли в окружающие ткани.
В эту группу входят трансректальное, трансэзофагеальное, трансуретральное и трансвагинальное УЗИ, когда датчики помещают в естественные полости.
Они основаны на внутривенном введении пациенту контрастного вещества, содержащего мельчайшие пузырьки газом. Полученное изображение фиксируется на экране монитора. Эхоконтрастные методики применяются для диагностики злокачественных образований и визуализации кровотока.
Современные технологии вовсе не стоят на месте: постоянно создаются все новые и новые методы исследования. И если раньше двухмерное изображение, полученное на экране, казалось чудом, то сейчас же врачи могут использовать 3D и даже 4D УЗИ. В чем же кроется разница между этими методиками:
Это традиционное обследование, которое доступно практически во всех крупных поликлиниках и больницах. На экране появляется двухмерное изображение черно-белого цвета, которое впоследствии расшифровывает доктор.
Если двухмерное УЗИ дает плоское изображение, то трехмерное же делает картинку объемной. Датчик все также сканирует ткани на плоскостях, а трехмерность создается уже с помощью специальной программы самим аппаратом. Изображение получается более точным, однако такая процедура доступна платно преимущественно в крупных медицинских центрах.
В этом случае помимо трех измерений дополнительно подключается еще и четвертое – время. Таким образом специалисты получают возможность создать не только статичное изображение, но и реконструировать его в движении. Однако доступность метода также ограничена: такими возможностями обладают лишь некоторые медицинские учреждения (процедура оплачивается самим пациентом).
В настоящее время спектр использования ультразвуковой диагностики весьма широк: без нее не обходится ни один специалист. В неврологии широко применяется эхоэнцефалография, позволяющая определить наличие объемных образований в веществе мозга, в кардиологии и сосудистой хирургии тяжело ориентироваться без эхокардиографии, которая помогает оценить размеры сердца и отдельных его структур.
Ультразвуковое исследование довольно важно при диагностике заболеваний желудочно-кишечного тракта, щитовидной железы, органов малого таза и забрюшинного пространства. В акушерстве и гинекологи УЗИ играет совершенно особенную роль: именно с его помощью доктора и будущие родители могут наблюдать за ростом и развитием малыша.
Несмотря на множество проведенных исследований, вопрос о безопасности УЗИ изредка всплывает в средствах массовой информации. На сегодняшний день считается, что ультразвуковая диагностика является одним из самых щадящих методов обследования: именно поэтому она проводится практически без ограничений детям, беременным и пожилым людям.
Однако все доктора руководствуются одним из основных критериев, сформулированных Международной Комиссией по Радиологической защите: ALARA (As Low As Reasonably Achievable), что означает достижение результата с минимально возможным воздействием. Таким образом, УЗИ проводится только при наличии определенных показаний.
Несмотря на отсутствие какой-либо информации о вреде ультразвуковой диагностики для плода, Минздрав Соединенных Штатов Америки вовсе не благоволит продаже, аренде или рекламе ультразвукового оборудования с целью создания фотографий и видео эмбриона «на память». Это принято считать нецелевым использованием медицинского оборудования, что не поощряется законом.
Источник: https://medaboutme.ru/