Что общего у летучей мыши и медицинского изображения?

С помощью ультразвуковой диагностики можно «заглянуть внутрь» человеческого организма
MedicalPrudens / pixabay.com (CC0 1.0)

Ультразвуковая диагностика – термин, известный, пожалуй, каждому. Практически каждый знает, что с помощью этой методики можно «заглянуть внутрь» человеческого организма, оценить развитие плода в утробе матери. Однако с этим термином иногда связано и другое мнение: это вредно, часто проводить это исследование нельзя. Попробуем разобраться. Что же такое ультразвук?


 

Ультразвуком называют звуковые волны, имеющие частоту выше той, что воспринимается человеческим ухом. Как правило, к ультразвуковой волне относят волны с частотой более 20 000 герц. Эти волны производят так называемые пьезокристаллы, способные под действием электрического импульса генерировать механические колебания, при которых испускается ультразвуковая волна.

В природе ультразвук тоже встречается. Например, с помощью излучаемой ультразвуковой волны дельфины и летучие мыши ориентируются в пространстве. Именно эта способность животных и натолкнула в свое время ученых на создание эхолотов – приборов, с помощью которых можно, например, в морских глубинах найти любой предмет – от подводной лодки до затонувших амфор. Возможно «сканер» летучей мыши, способной увидеть добычу в ночной тьме, и стал толчком к развитию метода получения медицинских изображений.

Ультразвуковая диагностика – направление в медицине сравнительно молодое. Первые аппараты для оценки внутренних органов были созданы не так давно: в 1966 году японская фирма Toshiba Medical Systems впервые сообщила о создании прибора для исследования головного мозга человека.

Развитие ультразвуковой диагностики было стремительным: практически каждые пять лет появлялась новая технология.

Работа прибора основывалась на том, что излучаемая ультразвуковая волна, проходя через кости черепа и ткань головного мозга, частично отражалась в виде сигналов, которые воспринимались сканером, затем эти сигналы преобразовывались, и на экране монитора отображалась ломаная линия -фактически «путь» ультразвукового луча. В результате изобретения прибора на первом этапе стало возможным оценить размер структур головного мозга. Каким образом?

Ультразвук, проходя через ткани организма, частично поглощается тканями, а частично отражается от границ сред с разным акустическим сопротивлением. Например, от границы жидкой и плотной среды – в мозге это спинномозговая жидкость и стенка желудочка мозга, в котором эта жидкость циркулирует, кость черепа и мозговая оболочка и многое другое. Таких «границ» в структуре любого органа не счесть.

Та же самая японская фирма в 1973 году представила миру первый ультразвуковой прибор, работающий в режиме реального времени и дающий изображение органа не в виде кривых линий, а в виде черно-белой картинки, во многом похожей на анатомические рисунки. Это стало поворотным моментом в медицинской диагностике, поскольку возможность «увидеть» здесь и сейчас сокращающееся сердце, структуру печени, строение мозга, ребенка в утробе матери – это можно сравнить по значимости для медицины , разве что с другим методом визуализации – открытием рентгеновских лучей.

21 неделя беременности
Снимок УЗИ, 21 неделя беременности. Abigail Batchelder / flickr.com (CC BY 2.0)

С 70-х годов двадцатого века ультразвуковая диагностика шагнула далеко вперед. И развитие ее было стремительным: практически каждые пять лет появлялась новая технология, позволявшая более точно визуализировать внутренние органы, измерять более мелкие образования. Приборы стали полностью цифровыми, появилась возможность оценивать не только строение, но и плотность тканей, их кровоснабжение.

В настоящее время существуют методики, с помощью которых специалист может совместить ультразвуковые изображения и изображения, полученные с помощью других методов медицинской визуализации, например, томографические и описать картину распространения опухолевой ткани более точно.

Методы эхографии, которые используются в настоящее время, позволяют не только оценить структуру органа, но и говорить о его функциях. Например, при помощи ультразвука оценивают не только строение сердца, состояние его камер, работу клапанов, но и кровоснабжение миокарда, наличие участков обеднения кровотока. Фактически можно говорить о диагностике возможного развития инфаркта.

Имея такой инструмент, как ультразвуковой датчик, есть возможность на ранней стадии найти причину нарушений мозгового кровообращения – выявить атеросклеротические бляшки, препятствующие нормальному току крови в сосуде. Наличие такой бляшки во внутренней сонной артерии может уменьшать кровоснабжение одного из полушарий мозга и быть косвенной причиной забывчивости, нарушений поведения, головной боли и других грозных симптомов.

Так что же насчет вредности ультразвука?

В начале 90-х годов двадцатого века именно применение ультразвуковой диагностики во многих странах Европы стало причиной резкого снижения числа инвалидов опорно-двигательной системы. Благодаря методике ультразвукового исследования тазобедренных суставов, предложенной австрийским ортопедом Рейнгардом Графом (Reinhard Graf), за счет ранней диагностики на 75% сократилась необходимость оперативного лечения врожденного вывиха бедра. Сейчас эта методика распространена во всех странах и позволяет своевременно диагностировать не только тяжелую патологию, но и начальные отклонения строения тазобедренного сустава у детей первого года жизни.

Благодаря ультразвуку, мы можем заглянуть в «святая святых» – оценить структуру головного мозга. Метод является уникальным для новорожденных детей и детей первого года жизни: ведь у них есть естественное для этого «окно» – большой родничок, устанавливая датчик прибора на который, врач видит и оценивает строение головного мозга, а также возможные изменения, которые произошли при родах или внутриутробно. Только благодаря ультразвуковой диагностике стало возможным рано выявлять пороки развития.

Так что же насчет вредности ультразвука? Данная медицинская методика является совершенно безвредной для пациента, поскольку не имеет повреждающего ткани организма физического фактора. Этим вопросом в 80-е годы прошлого столетия занимались ученые Американского института ультразвука в медицине (AIUM) и выяснили, что повреждение тканей ультразвуковой волной возможно только в результате непрерывного безостановочного воздействия на одну область в течение двух и более часов. Почему тогда врачи не рекомендуют выполнять ультразвуковое исследование плода в первые три месяца беременности, за исключением строго оговариваемых сроков?

Потому, что в данном случае ультразвук рассматривается как любой внешний фактор, под воздействием которого могут произойти любые изменения развивающегося организма. Именно благодаря отсутствию излучения, (которое есть у рентгеновского метода) или магнитного поля (метод магнитно-резонансной томографии), ультразвуковая диагностика занимает одно из ведущих мест в медицине, и способна дать ответ на вопросы не только о строении внутренних органов, но и о функции, прогнозе той или иной патологии и направить врача на путь правильного лечения для его пациента.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Войти с помощью