Використання ультразвуку в медицині
Деформації під впливом УЗ використовуються при подрібненні або диспергуванні середовищ.
Явище кавітації використовується для отримання емульсій незмішуючих рідин, для очищення металів від окалини і жирових плівок.
УЗ-терапія
Терапевтична дія УЗ обумовлена механічним, тепловим, хімічним факторами. Їх спільна дія поліпшує проникність мембран, розширює кровоносні судини, покращує обмін речовин, що сприяє відновленню рівноважного стану організму. Дозованим пучком УЗ можна провести м’який масаж серця, легенів та інших органів і тканин.
В отоларингології УЗ впливає на:
- Барабанну перетинку; Слизову оболонку носа.
Таким способом здійснюють реабілітацію хронічного нежитю, хвороб гайморових порожнин.
Фонофорез – введення за допомогою УЗ в тканини через пори шкіри лікарських речовин. Цей метод аналогічний електрофорез, проте, на відміну від електричного поля, УЗ-поле переміщує не тільки іони, а й незаряджені частинки. Під дією УЗ збільшується проникність клітинних мембран, що сприяє проникненню лікарських речовин у клітину, тоді як при електрофорезі лікарські речовини концентруються в основному між клітинами.
Аутогемотерапії – внутрішньом’язове введення людині власної крові, взятої з вени. Ця процедура виявляється більш ефективною, якщо взяту кров перед вливанням опромінити УЗ.
УЗ-опромінення підвищує чутливість клітини до впливу хімічних речовин. Це дозволяє створювати менш шкідливі вакцини, так як при їх виготовленні можна використовувати хімічні реактиви меншої концентрації.
Попередній вплив УЗ підсилює дію γ – і СВЧопромінення на пухлини.
У фармацевтичній промисловості ультразвук застосовується для отримання емульсій і аерозолів деяких лікарських речовин.
У фізіотерапії УЗ використовується для локального впливу, здійснюваного за допомогою відповідного випромінювача, контактно накладеного через мазеву основу на певну область тіла.
УЗ-хірургія
УЗ-хірургія поділяється на два різновиди, одна з яких пов’язана з впливом на тканини власне звукових коливань, друга – з накладенням УЗ-коливань на хірургічний інструмент.
Руйнування пухлин
Кілька випромінювачів, укріплених на тілі пацієнта, випускають пучки УЗ, фокусуючі на пухлини. Інтенсивність кожного пучка недостатня для пошкодження здорової тканини, але в тому місці, де пучки сходяться, інтенсивність зростає і пухлина руйнується під дією кавітації і тепла.
В урології за допомогою механічної дії УЗ дроблять камені в сечових шляхах і цим рятують хворих від операцій.
Зварювання м’яких тканин
Якщо скласти дві розрізані кровоносні судини і притиснути їх один до одного, то після опромінення утворюється зварний шов.
Зварювання кісток (ультразвуковий остеосинтез)
Область перелому заповнюють подрібненою кістковою тканиною, змішаною з рідким полімером (Циакрін), який під дією УЗ швидко полімеризується. Після опромінення утворюється міцний зварний шов, який поступово розсмоктується і замінюється кістковою тканиною.
Накладення УЗ-коливань на хірургічні інструменти (скальпелі, пилки, голки) істотно знижує зусилля різання, зменшує больові відчуття, надає кровоспинну і стерилізуючу дії. Амплітуда коливань ріжучого інструменту при частоті 20-50 кГц становить 10-50 мкм. УЗ-скальпелі дозволяють проводити операції в дихальних органах без розтину грудної клітини.
Вводячи довгий і тонкий УЗ-скальпель у вену, можна зруйнувати холестеринові потовщення в посудині.
Стерилізація
Згубна дія УЗ на мікроорганізми використовується для стерилізації хірургічних інструментів.
У ряді випадків ультразвук використовують у поєднанні з іншими фізичними впливами, наприклад з криогенним, при хірургічному лікуванні гемангіом і рубців.
УЗ-діагностика
Ультразвукова діагностика – сукупність методів дослідження здорового і хворого організму людини, заснованих на використанні ультразвуку. Фізичною основою УЗ-діагностики є залежність параметрів поширення звуку в біологічних тканинах (швидкість звуку, коефіцієнт загасання, хвильовий опір) від виду тканини і її стану. УЗ-методи дозволяють здійснити візуалізацію внутрішніх структур організму, а також дослідити рух біологічних об’єктів всередині організму.
Основна особливість УЗ-діагностики – можливість отримати інформацію про м’які тканини, які незначно розрізняються по щільності або пружності.
УЗ-метод дослідження має високу чутливість, може використовуватися для виявлення утворень, що не виявляються за допомогою рентгена, не вимагає застосування контрастних речовин, безболісний і не має протипоказань.
Для діагностичних цілей використовується УЗ частотою від 0,8 до 15 МГц. Низькі частоти застосовуються при дослідженні глибоко розташованих об’єктів або при дослідженні, проведеного через кісткову тканину, високі – для візуалізації об’єктів, близько розташованих до поверхні тіла, для діагностики в офтальмології, при дослідженні поверхнево розташованих судин.
Найбільшого поширення в УЗ-діагностиці отримали ехолокаційні методи, засновані на відображенні або розсіянні імпульсних УЗ-сигналів. Залежно від способу отримання та характеру подання інформації прилади для УЗ-діагностики поділяють на 3 групи:
- Одномірні прилади з індикацією типу А; Одномірні прилади з індикацією типу M; Двовимірні прилади з індикацією типу В.
При УЗ-діагностиці за допомогою приладу типу А випромінювач, що випускає короткі (тривалістю порядку 10-6 с) УЗ-імпульси, прикладаються до досліджуваної ділянці тіла через контактну речовину.
У паузах між імпульсами прилад приймає імпульси, відбиті від різних неоднорідностей в тканинах. Після посилення ці імпульси спостерігаються на екрані електроннопроміневої трубки у вигляді відхилень променя від горизонтальної лінії. Повна картина відображених імпульсів називається одномірною ехограмою типу А.
Ехограми тканин різного типу відрізняються один від одного кількістю імпульсів і їх амплітудою. Аналіз ехограми типу А в багатьох випадках дозволяє отримати додаткові відомості про стан, глибини залягання і протяжності патологічної ділянки.
Одномірні прилади з індикацією типу А застосовуються в:
- Неврології; Нейрохірургії; Онкології; Акушерстві; Офтальмології та ін. галузях медицини.
У приладах з індикацією типу M відображені імпульси після посилення подаються на модулючий електрод електронно-променевої трубки і представляються у вигляді рисок, яскравість яких пов’язана з амплітудою імпульсу, а ширина – з його тривалістю.
Розгортка цих рисок в часі дає картину окремих відображаючих структур.
Цей тип індикації широко використовується в кардіографії.
УЗ-кардіограма може бути зафіксована за допомогою електронно-променевої трубки з пам’яттю на паперовій стрічці самописця. Цим методом здійснюється запис рухів елементів серця, що дозволяє визначати стеноз мітрального клапана, вроджені вади серця та ін.
При використанні методів реєстрації типів А і M перетворювач знаходиться у фіксованому положенні на тілі пацієнта.
У разі індикації типу В перетворювач переміщається (здійснює сканування) уздовж поверхні тіла, і на екрані електронно-променевої трубки фіксується двовимірна ехограма, що відтворює поперечний переріз досліджуваної області тіла.
Різновидом методу В є мультисканування, при якому механічне переміщення датчика замінюється послідовним електричним перемиканням ряду елементів, розташованих на одній лінії.
Мультисканування дозволяє спостерігати досліджувані перетину практично в реальному масштабі часу. Іншим різновидом методу В є секторне сканування, при якому відсутній рух ехозонда, але змінюється кут введення УЗ-променя.
УЗ-прилади з індикацією типу В використовуються в онкології, акушерстві та гінекології, урології, отоларингології, офтальмології та ін. Модифікації приладів типу В з мультискануванням і секторним скануванням використовують в кардіології.
Всі ехолокаційні методи УЗ-діагностики дозволяють так чи інакше реєструвати всередині організму межі областей з різними хвильовими опорами.
Новий метод УЗ-діагностики – реконструктивна (або обчислювальна) томографія – дає просторовий розподіл параметрів поширення звуку: коефіцієнта загасання (аттенюаційна модифікація методу) або швидкості звуку (рефракційна модифікація).
У цьому методі досліджуваний перетин об’єкта прозвучується багаторазово в різних напрямках. Інформація про координати прозвучування і про відповідні сигнали обробляється на ЕОМ, в результаті чого на дисплеї відображається реконструйована томограма.
Останнім часом почав впроваджуватися метод еластометрії для дослідження тканин печінки як в нормі, так і при різних стадіях мікрозим. Суть методу така. Датчик встановлюється перпендикулярно поверхні тіла. За допомогою вібратора, вбудованого в датчик, створюється низькочастотна звукова механічна хвиля (ν = 50 Гц, А = 1 мм), швидкість поширення якої по підлягаючим тканинам печінки оцінюється за допомогою ультразвуку з частотою ν = 3,5 МГц (по суті, здійснюється ехолокація ).
З використанням модуля Е (еластичність) тканини. Для пацієнта проводиться серія вимірювань (не менше 10) у міжреберних проміжках в проекції положення печінки. Аналіз всіх даних відбувається автоматично, апарат видає кількісну оцінку еластичності (щільності), яка представляється як в числовому, так і в колірному вигляді.
Для отримання інформації про рухомі структури організму використовуються методи і прилади, робота яких заснована на ефекті Доплера.
Такі прилади містять, як правило, два пьєзоелемента: випромінювач УЗ, що працює в безперервному режимі, і приймач відбитих сигналів. Вимірюючи доплеровський зсув частоти УЗ-хвилі, відбитої від рухомого об’єкту (наприклад, від стінки судини), визначають швидкість руху відбиваючого об’єкта. У найбільш досконалих приладах цього типу застосовується імпульсно-доплеровський (когерентний) спосіб локації, що дозволяє виділити сигнал з певної точки простору.
Прилади з використанням ефекту Доплера застосовуються для діагностики захворювань серцево-судинної системи (визначення руху ділянок серця і стінок судин), в акушерстві (дослідження серцебиття плоду), для дослідження кровотоку та ін.
Здійснюється дослідження органів через стравохід, з яким вони межують.
Зіставлення ультразвукового і рентгенівського “просвічування”
У деяких випадках ультразвукове просвічування має перевагу перед рентгенівським. Це пов’язано з тим, що рентгенівські промені дають чітке зображення “твердих” тканин на тлі “м’яких”.
Так, наприклад, на тлі м’яких тканин добре видно кістки.
Для отримання рентгенівського зображення м’яких тканин на тлі інших м’яких тканин (наприклад, кровоносну судину на тлі м’язів) посудину потрібно заповнити речовиною, яка добре поглинає рентгенівське випромінювання (контрастну речовину). Ультразвукове просвічування, завдяки вже зазначеним особливостям, дає в цьому випадку зображення без застосування контрастних речовин.
При рентгенівському обстеженні диференціюється різниця густин до 10%, при ультразвуковому – до 1%.
(2 votes, average: 2.50 out of 5)