Ուլտրաձայնային գիտությունը. ինչպես է այն գործում և դրա բժշկական կիրառությունները

Ուլտրաձայնային տեխնոլոգիան դարձել է անփոխարինելի գործիք ժամանակակից բժշկության մեջ՝ առաջարկելով ոչ ինվազիվ պատկերագրական հնարավորություններ, որոնք օգնում են ախտորոշել և վերահսկել բժշկական բազմազան վիճակներ: Նախածննդյան հետազոտություններից մինչև ներքին օրգանների հիվանդությունների ախտորոշում, ուլտրաձայնը կարևոր դեր է խաղում առողջապահության մեջ: Բայց ինչպե՞ս է ուլտրաձայնը գործում, և ինչո՞ւ է այն այդքան արժեքավոր բժշկական կիրառություններում: Այս հոդվածը ուսումնասիրում է ուլտրաձայնի հիմքում ընկած գիտությունը և դրա բազմազան կիրառությունները բժշկական ոլորտում:

Ի՞նչ է ուլտրաձայնային հետազոտությունը։

Ուլտրաձայնը վերաբերում է ձայնային ալիքներին, որոնց հաճախականությունները գերազանցում են մարդու լսողության վերին սահմանը, սովորաբար գերազանցում են 20 կՀց-ը: Բժշկական պատկերագրության մեջ ուլտրաձայնային սարքերը սովորաբար օգտագործում են 1 ՄՀց-ից մինչև 15 ՄՀց հաճախականություններ: Ի տարբերություն ռենտգենյան ճառագայթների, որոնք օգտագործում են իոնացնող ճառագայթում, ուլտրաձայնը հիմնված է ձայնային ալիքների վրա, ինչը այն դարձնում է ավելի անվտանգ այլընտրանք և՛ հիվանդների, և՛ առողջապահության մասնագետների համար:

Ինչպես է աշխատում ուլտրաձայնը

Ուլտրաձայնային պատկերումը հիմնված է ձայնային ալիքի անդրադարձման սկզբունքի վրա: Ահա, թե ինչպես է այդ գործընթացը գործում.

1. Ձայնային ալիքների առաջացումՓոխարկիչ կոչվող սարքը բարձր հաճախականության ձայնային ալիքներ է արձակում մարմնի մեջ։ Փոխարկիչը պարունակում է պիեզոէլեկտրական բյուրեղներ, որոնք էլեկտրական ազդանշանի ազդեցության տակ առաջացնում և ընդունում են ձայնային ալիքներ։
2. Տարածում և արտացոլումԵրբ այս ձայնային ալիքները անցնում են տարբեր հյուսվածքներով, դրանք հանդիպում են տարբեր կառուցվածքների (օրինակ՝ հեղուկի և փափուկ հյուսվածքի կամ ոսկորի) միջև ընկած միջերեսներին։ Որոշ ալիքներ անցնում են դրանց միջով, մինչդեռ մյուսները անդրադարձվում են դեպի տվիչը։
3. Էխո հայտնաբերումՓոխարկիչը ստանում է անդրադարձված ձայնային ալիքները (արձագանքները), իսկ համակարգիչը մշակում է վերադարձող ազդանշանները՝ իրական ժամանակում պատկերներ ստեղծելու համար։
4. Պատկերի ձևավորումԱրձագանքների տարբեր ինտենսիվությունները վերածվում են էկրանին ցուցադրվող մոխրագույն երանգների պատկերի, որը ներկայացնում է մարմնի տարբեր հյուսվածքներ և կառուցվածքներ։

Ուլտրաձայնային կիրառությունները բժշկության մեջ

1. Ախտորոշիչ պատկերագրություն

Ուլտրաձայնի ամենահայտնի կիրառություններից մեկը բժշկական ախտորոշումն է: Ուլտրաձայնի կիրառման հիմնական ոլորտներից են՝

• Մանկաբարձություն և գինեկոլոգիաՕգտագործվում է պտղի զարգացման մոնիթորինգի, բնածին անոմալիաների ստուգման և հղիության բարդությունների գնահատման համար։
• Սրտաբանություն (էխոկարդիոգրաֆիա)Օգնում է պատկերացնել սրտի կառուցվածքները, գնահատել արյան հոսքը և ախտորոշել սրտի այնպիսի հիվանդություններ, ինչպիսիք են փականային խանգարումները և բնածին արատները։
• Որովայնի պատկերագրությունՕգտագործվում է լյարդի, լեղապարկի, երիկամների, ենթաստամոքսային գեղձի և փայծաղի հետազոտման համար՝ հայտնաբերելով այնպիսի խնդիրներ, ինչպիսիք են ուռուցքները, կիստաները և լեղապարկի քարերը։
• Մկանային-կմախքային համակարգի ուլտրաձայնային հետազոտությունՕգնում է գնահատել մկանների, ջլերի և հոդերի վնասվածքները, որը լայնորեն կիրառվում է սպորտային բժշկության մեջ։
• Վահանաձև գեղձի և կրծքագեղձի պատկերագրությունՕգնում է վահանաձև գեղձի և կրծքագեղձի հյուսվածքի կիստաների, ուռուցքների կամ այլ անոմալիաների հայտնաբերմանը։

2. Ինտերվենցիոն ուլտրաձայնային հետազոտություն

Ուլտրաձայնային հետազոտությունը լայնորեն կիրառվում է նաև նվազագույն ինվազիվ միջամտությունների համար, ինչպիսիք են՝

• ԲիոպսիաներՈւլտրաձայնային ուղղորդմամբ բարակ ասեղային ասպիրացիոն բիոպսիան տարածված մեթոդ է լյարդից, կրծքագեղձից կամ վահանաձև գեղձից հյուսվածքներ վերցնելու համար։
• Ջրահեռացման ընթացակարգերՕգնում է ուղղորդել կաթետերների տեղադրումը՝ հեղուկի կուտակումները (օրինակ՝ թարախակույտեր, պլևրալ արտահոսքեր) ջրահեռացնելու համար։
• Տարածաշրջանային անզգայացումՕգտագործվում է նյարդերի մոտ անզգայացնողի ճշգրիտ ներարկումը ուղղորդելու համար՝ ցավի կառավարման նպատակով։

3. Թերապևտիկ ուլտրաձայնային հետազոտություն

Պատկերագրական հետազոտությունից բացի, ուլտրաձայնային հետազոտությունն ունի նաև թերապևտիկ կիրառություններ, ներառյալ՝

• Ֆիզիկական թերապիա և վերականգնումՑածր ինտենսիվության ուլտրաձայնային հետազոտությունն օգտագործվում է հյուսվածքների վերականգնումը խթանելու, ցավը նվազեցնելու և արյան շրջանառությունը բարելավելու համար։
• Բարձր ինտենսիվության կենտրոնացված ուլտրաձայնային հետազոտություն (HIFU)Ոչ ինվազիվ բուժման մեթոդ, որն օգտագործվում է քաղցկեղի բջիջները ոչնչացնելու համար այնպիսի հիվանդությունների դեպքում, ինչպիսին է շագանակագեղձի քաղցկեղը։
• ԼիթոտրիպսիՕգտագործում է ուլտրաձայնային ալիքներ՝ երիկամների քարերը քայքայելու համար ավելի փոքր կտորների, որոնք կարող են բնական ճանապարհով արտազատվել։

Ուլտրաձայնային հետազոտության առավելությունները

• Ոչ ինվազիվ և անվտանգԻ տարբերություն ռենտգենյան կամ համակարգչային տոմոգրաֆիայի, ուլտրաձայնային հետազոտությունը հիվանդներին չի ենթարկում իոնացնող ճառագայթման։
• Իրական ժամանակի պատկերացումՀնարավորություն է տալիս դինամիկ կերպով դիտարկել շարժվող կառուցվածքները, ինչպիսիք են արյան հոսքը և պտղի շարժումները։
• Փոխադրելի և մատչելիՀամեմատած ՄՌՏ կամ ՀՏ սկանավորման հետ, ուլտրաձայնային սարքերը համեմատաբար մատչելի են և կարող են օգտագործվել անկողնային պայմաններում:
• ԲազմակողմանիՕգտակար է բժշկական տարբեր մասնագիտություններում՝ մանկաբարձությունից մինչև սրտաբանություն և շտապ օգնություն։

Ուլտրաձայնային հետազոտության սահմանափակումները

Չնայած բազմաթիվ առավելություններին, ուլտրաձայնային հետազոտությունն ունի որոշ թերություններ.

• Սահմանափակ ներթափանցումԲարձր հաճախականության ուլտրաձայնային ալիքները չեն թափանցում մարմնի խորքը, ինչը դժվարացնում է խորը օրգանների պատկերացումը։
• Օպերատորի կախվածությունՈւլտրաձայնային պատկերների որակը կախված է օպերատորի հմտությունից և փորձից։
• Օդով լցված կամ ոսկրային կառուցվածքների պատկերման դժվարությունՈւլտրաձայնային հետազոտությունը լավ չի աշխատում օդով շրջապատված կառուցվածքների (օրինակ՝ թոքերի) կամ ոսկորների պատկերման համար, քանի որ ձայնային ալիքները չեն կարող արդյունավետորեն անցնել դրանց միջով։

Ուլտրաձայնային տեխնոլոգիայի ապագա զարգացումները

Ուլտրաձայնային տեխնոլոգիայի առաջընթացը շարունակում է կատարելագործել դրա հնարավորությունները: Որոշ խոստումնալից զարգացումներից են՝

• Արհեստական ​​բանականության (AI) ինտեգրումԱրհեստական ​​բանականությամբ հզորացված ուլտրաձայնային հետազոտությունը կարող է օգնել պատկերի մեկնաբանմանը՝ նվազեցնելով սխալները և բարելավելով ախտորոշման ճշգրտությունը։
• 3D և 4D պատկերացումԲարելավված պատկերագրական տեխնիկաները հնարավորություն են տալիս ստանալ ավելի մանրամասն անատոմիական պատկերներ, հատկապես օգտակար են պտղի պատկերագրման և սրտաբանության մեջ։
• Ձեռքի և անլար ուլտրաձայնային սարքերԴյուրակիր ուլտրաձայնային սարքերը բժշկական պատկերագրությունն ավելի մատչելի են դարձնում, հատկապես հեռավոր վայրերում և արտակարգ իրավիճակներում։
• ԷլաստոգրաֆիաՄեթոդ, որը գնահատում է հյուսվածքների կոշտությունը՝ օգնելով ախտորոշել այնպիսի հիվանդություններ, ինչպիսիք են լյարդի ֆիբրոզը և ուռուցքները։