Գիտությունը ուլտրաձայնի հետևում. ինչպես է այն աշխատում և դրա բժշկական կիրառությունները

Ուլտրաձայնային տեխնոլոգիան դարձել է ժամանակակից բժշկության անփոխարինելի գործիք՝ առաջարկելով ոչ ինվազիվ պատկերավորման հնարավորություններ, որոնք օգնում են ախտորոշել և վերահսկել բազմաթիվ բժշկական պայմանները: Նախածննդյան սկանավորումից մինչև ներքին օրգանների հիվանդությունների ախտորոշում, ուլտրաձայնը կենսական դեր է խաղում առողջապահության ոլորտում: Բայց կոնկրետ ինչպե՞ս է աշխատում ուլտրաձայնը, և ի՞նչն է այն այդքան արժեքավոր դարձնում բժշկական կիրառություններում: Այս հոդվածը ուսումնասիրում է ուլտրաձայնի հիմքում ընկած գիտությունը և դրա բազմազան կիրառությունները բժշկական ոլորտում:

Ինչ է ուլտրաձայնը:

Ուլտրաձայնը վերաբերում է ձայնային ալիքներին, որոնց հաճախականությունը գերազանցում է մարդու լսողության վերին սահմանը, սովորաբար 20 կՀց-ից բարձր: Բժշկական պատկերում 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՝ դարձնելով այն ավելի անվտանգ այլընտրանք և՛ հիվանդների, և՛ բուժաշխատողների համար:

Ինչպես է աշխատում ուլտրաձայնը

Ուլտրաձայնային պատկերումը հիմնված է ձայնային ալիքի արտացոլման սկզբունքի վրա: Ահա թե ինչպես է աշխատում գործընթացը.

1. Ձայնային ալիքների առաջացումՓոխարկիչ կոչվող սարքը բարձր հաճախականությամբ ձայնային ալիքներ է արձակում մարմնի մեջ: Փոխակերպիչը պարունակում է պիեզոէլեկտրական բյուրեղներ, որոնք առաջացնում և ստանում են ձայնային ալիքներ, երբ ենթարկվում են էլեկտրական ազդանշանի:
2. Տարածում և արտացոլումԵրբ այս ձայնային ալիքները անցնում են տարբեր հյուսվածքների միջով, նրանք հանդիպում են միջերեսների տարբեր կառուցվածքների միջև (օրինակ՝ հեղուկ և փափուկ հյուսվածքներ կամ ոսկորներ): Որոշ ալիքներ անցնում են միջով, իսկ մյուսները արտացոլվում են դեպի փոխարկիչ:
3. Էխոյի հայտնաբերումՓոխակերպիչը ստանում է արտացոլված ձայնային ալիքները (արձագանքները), և համակարգիչը մշակում է վերադարձող ազդանշանները՝ իրական ժամանակում պատկերներ ստեղծելու համար:
4. Պատկերի ձևավորումԱրձագանքների տարբեր ինտենսիվությունը վերածվում է էկրանին ցուցադրվող գորշ գույնի պատկերի, որը ներկայացնում է մարմնի տարբեր հյուսվածքներ և կառուցվածքներ:

Ուլտրաձայնի կիրառությունները բժշկության մեջ

1. Ախտորոշիչ Պատկերում

Ուլտրաձայնի ամենահայտնի կիրառություններից մեկը բժշկական ախտորոշման մեջ է: Որոշ հիմնական ոլորտները, որտեղ օգտագործվում է ուլտրաձայնը, ներառում են.

• Մանկաբարձություն և գինեկոլոգիաՕգտագործվում է պտղի զարգացման մոնիտորինգի, բնածին անոմալիաների և հղիության բարդությունների գնահատման համար:
• Սրտաբանություն (էխոկարդիոգրաֆիա)Օգնում է պատկերացնել սրտի կառուցվածքները, գնահատել արյան հոսքը և ախտորոշել սրտի հիվանդությունները, ինչպիսիք են փականի խանգարումները և բնածին արատները:
• Որովայնի պատկերացումՕգտագործվում է լյարդը, լեղապարկը, երիկամները, ենթաստամոքսային գեղձը և փայծաղը հետազոտելու համար՝ հայտնաբերելով այնպիսի խնդիրներ, ինչպիսիք են ուռուցքները, կիստաները և լեղաքարերը:
• Մկանային-կմախքային ուլտրաձայնային հետազոտությունՕգնում է գնահատել մկանների, ջլերի և հոդերի վնասվածքները, որոնք սովորաբար օգտագործվում են սպորտային բժշկության մեջ:
• Վահանաձև գեղձի և կրծքագեղձի պատկերացումՕգնում է վահանաձև գեղձի և կրծքագեղձի հյուսվածքներում կիստաների, ուռուցքների կամ այլ անոմալիաների հայտնաբերմանը:

2. Ինտերվենցիոն ուլտրաձայնային

Ուլտրաձայնային հետազոտությունը լայնորեն օգտագործվում է նաև նվազագույն ինվազիվ պրոցեդուրաների ուղղորդման համար, ինչպիսիք են.

• ԲիոպսիաներՈւլտրաձայնային ուղղորդված բարակ ասեղային ասպիրացիոն բիոպսիան սովորական մեթոդ է օրգաններից հյուսվածքների նմուշառման համար, ինչպիսիք են լյարդը, կրծքագեղձը կամ վահանաձև գեղձը:
• Դրենաժային ընթացակարգերՕգնում է ուղղորդել կաթետերի տեղադրումը հեղուկի կուտակումների արտահոսքի համար (օրինակ՝ թարախակույտեր, պլևրալ էֆուզիոն):
• Տարածաշրջանային անզգայացումՕգտագործվում է ցավը կառավարելու համար նյարդերի մոտ անզգայացնող միջոցի ճշգրիտ ներարկումն ուղղորդելու համար:

3. Բուժական ուլտրաձայնային

Պատկերացումից բացի, ուլտրաձայնը ունի թերապևտիկ կիրառություններ, այդ թվում՝

• Ֆիզիկական թերապիա և վերականգնումՑածր ինտենսիվության ուլտրաձայնը օգտագործվում է հյուսվածքների ապաքինմանը նպաստելու, 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 պայմաններում, ինչպիսին է շագանակագեղձի քաղցկեղը:
• ԼիտոտրիպսիաՕգտագործում է ուլտրաձայնային ալիքները երիկամների քարերը ավելի փոքր բեկորների բաժանելու համար, որոնք կարող են բնական ճանապարհով արտազատվել:

Ուլտրաձայնի առավելությունները

• Ոչ ինվազիվ և անվտանգԻ տարբերություն ռենտգենյան կամ CT սկանավորման, ուլտրաձայնը հիվանդներին չի ենթարկում իոնացնող ճառագայթման:
• Իրական ժամանակի պատկերացումԹույլ է տալիս դինամիկ դիտարկել շարժվող կառույցները, ինչպիսիք են արյան հոսքը և պտղի շարժումները:
• Դյուրակիր և ծախսարդյունավետՀամեմատած MRI կամ CT սկանավորման հետ՝ ուլտրաձայնային սարքերը համեմատաբար մատչելի են և կարող են օգտագործվել անկողնու կողքին:
• ԲազմակողմանիՕգտակար է մի շարք բժշկական մասնագիտությունների համար՝ մանկաբարձությունից մինչև սրտաբանություն և շտապ բժշկություն:

Ուլտրաձայնային հետազոտության սահմանափակումները

Չնայած իր բազմաթիվ առավելություններին, ուլտրաձայնը ունի որոշ սահմանափակումներ.

• Սահմանափակ ներթափանցումԲարձր հաճախականության ուլտրաձայնային ալիքները չեն ներթափանցում մարմնի խորքերը, ինչը դժվարացնում է խորը օրգանների պատկերացումը:
• Օպերատորի կախվածությունՈւլտրաձայնային պատկերների որակը կախված է օպերատորի հմտությունից և փորձից:
• Օդով լցված կամ ոսկրային կառուցվածքների պատկերման դժվարությունՈւլտրաձայնը լավ չի աշխատում օդով (օրինակ՝ թոքեր) կամ ոսկորներով շրջապատված կառուցվածքների պատկերման համար, քանի որ ձայնային ալիքները չեն կարող արդյունավետ անցնել դրանց միջով:

Ուլտրաձայնային տեխնոլոգիայի ապագա զարգացումները

Ուլտրաձայնային տեխնոլոգիայի առաջընթացը շարունակում է բարելավել դրա հնարավորությունները: Որոշ խոստումնալից զարգացումներ ներառում են.

• Արհեստական ​​ինտելեկտի (AI) ինտեգրումAI-ով աշխատող ուլտրաձայնը կարող է օգնել պատկերի մեկնաբանմանը, նվազեցնել սխալները և բարելավել ախտորոշման ճշգրտությունը:
• 3D և 4D ՊատկերումԸնդլայնված պատկերավորման տեխնիկան ապահովում է ավելի մանրամասն անատոմիական պատկերներ, հատկապես օգտակար պտղի պատկերման և սրտաբանության մեջ:
• Ձեռքի և անլար ուլտրաձայնային սարքերԴյուրակիր ուլտրաձայնային սարքերը բժշկական պատկերացումներն ավելի մատչելի են դարձնում, հատկապես հեռավոր վայրերում և արտակարգ իրավիճակներում:
• ԷլաստոգրաֆիաՏեխնիկա, որը գնահատում է հյուսվածքների կոշտությունը՝ օգնելով ախտորոշել այնպիսի պայմաններ, ինչպիսիք են լյարդի ֆիբրոզը և ուռուցքները: