• Різне

    Застосування ультразвуку в медицині . Реферат. Читать текст оnline

    20.09.2015

    Тема: Застосування ультразвуку в медицині

    Давно відомо, що ультразвукове випромінювання можна зробити вузьким. Французький фізик Поль Ланжевен вперше помітив шкідливу дію ультразвукового випромінювання на живі організми. Результати його спостережень, а також відомості про те, що ультразвукові хвилі можуть проникати крізь м’які тканини людського організму, призвели до того, що з початку 1930-х рр. виник великий інтерес до проблеми застосування ультразвуку для терапії різних захворювань. Цей інтерес не слабшав і надалі, причому розвиток медичних додатків йшло по різних напрямках; особливо широко ультразвук став застосовуватися у фізіотерапії. Тим не менш, лише порівняно недавно став намічатися істинно науковий підхід до аналізу явищ, що виникають при взаємодії ультразвукового випромінювання з біологічним середовищем.

    З застосуванням ультразвуку в медицині пов’язано безліч різних аспектів. Однак, при цьому фізика явища повинна включати наступні процеси: поширення ультразвуку в «біологічному середовищі», такий як тіло людини, взаємодії ультразвуку з компонентами цього середовища та вимірювання та реєстрація акустичного випромінювання, як падає на об’єкт, так і виникає в результаті взаємодії з ними.

    Проблема інтерпретації взаємодії акустичного випромінювання з біологічним середовищем істотно спрощується, якщо останню розглядати не як тверде тіло, а як рідина. У такому середовищі немає зсувних хвиль, тому теорія поширення хвиль простіше, ніж для твердого тіла. В діапазоні ультразвукових частот, застосовуються в медичній акустиці, це припущення справедливо майже для всіх тканин тіла, хоча є і виключення, наприклад кістка. Те, що взаємодія ультразвуку з тканиною можна змоделювати його взаємодією з рідинами, — важливий фактор, що підвищує практичну цінність ультразвукової медичної діагностики.

    Прийом і вимірювання ультразвуку

    В медичних або біологічних додатках необхідність у прийомі і вимірювання ультразвуку виникає в трьох великих областях. Це отримання діагностичної інформації від пацієнта, вимірювання акустичних полів, якими можуть опромінюватися живі клітини і тканини, в тому числі і тканини пацієнтів.

    Ультразвук за визначенням не сприймається безпосередній-але органами чуттів людини, і тому необхідно використовувати якийсь фізичний ефект або по-льность таких ефектів, щоб дія ультразвуку могло проявитися, причому головним чином кількісно. Таким чином, вибір методу для конкретної задачі проводиться з точки зору зручності його застосування, а також точності вимірювання цікавить параметра акустичного поля.

    Эхо-имульсивные методи візуалізації

    вимірювань

    Методи ультразвукової ехо-імпульсної візуалізації вже знайшли широке і різноманітне застосування в медицині.

    Основним елементом будь-якої системи візуалізації є електроакустичний перетворювач, який служить для випромінювання зондуючого акустичного імпульсу в об’єкт і для прийому акустичних ехо-сигналів, переизлучаемых мішенню.

    Приймач являє собою свого роду систему сполучення між перетворювачем і дисплеєм або системою запису, які застосовуються для передачі спостерігачеві інформації, отриманої з допомогою ультразвуку. У хороших системах ехо-сигнали на виході перетворювача мають великий динамічний діапазон.

    Області застосування ехо-імпульсних методів

    Эхо-імпульсні методи в даний час стали широко застосовуватися в багатьох областях медицини.

    АКУШЕРСТВО

    Акушерство – та область медицини, де ехо-імпульсивні ультразвукові методи найбільш міцно вкоренилися як складова частина медичної практики. Тут розглядаються чотири основних завдання ілюструють цінність багатьох корисних властивостей ультразвукових методів.

    · Надійне визначення положення плаценти – завдання першорядної важливості в акушерській практиці. З розвитком техніки, що забезпечує високу розширення за контрастом, ця процедура стала вже рутинної. Прилади, що працюють в реальному часі, ергономічно більш вигідні, так як дозволяють визначати положення плаценти швидше, ніж статичні сканери.

    · Другий вид процедур, що стали вже звичними, — оцінка розвитку плода з вимірювання одного чи більше його розмірів, таких як діаметр головки, окружність голівки, площа грудної клітки або живота. Так як навіть дуже малі зміни цих розмірів можуть мати діагностичне значення, ці методи вимагають високої точності самої апаратури і методик її застосування.

    · Третій вид процедур, що з’явився не так давно і не так ще укорінений в практиці, — раннє виявлення аномалій плоду. Це додаток вимагає особливо хорошого просторового дозволу та дозволу за контрастом, переважно у поєднанні з режимом реального часу і швидким скануванням. Хороші методики і якісна апаратура дозволяють виявляти такі дефекти, як недорозвинення (загибель) яйця, аненцефалія (повне або майже повна відсутність мозку), гідроцефалія (надлишок рідини в мозку, що спостерігається у вигляді розширення шлуночків), спинальні (хребетні) дефекти, часто необнаружимые біохімічними методами, і дефекти шлунково-кишкового тракту. Допоміжну, але дуже важливу роль відіграє ультразвук у процедурі амніоцентезу (пункції плодового міхура) – взяття навколоплідних вод для цитологічних досліджень і виявлення можливих генетичних порушень. Введення голки при амниоцентезе під контролем ультразвукової візуалізації, забезпечує значно більшу безпеку цієї процедури.

    · Нарешті, необхідно відзначити ультразвукове дослідження руху плоду. Це явище лише нещодавно стало предметом детального дослідження. Зараз відбувається накопичення великої кількості інформації як по руху кінцівок плода і псевдодыханию, так і по динаміці серця і судин. Тут основний інтерес представляє дослідження фізіології і розвитку плода; до виявлення аномалій плоду поки ще далеко.

    ОФТАЛЬМОЛОГІЯ

    Може бути, з-за відносно малих розмірів очі офтальмологія кілька виділилася з інших областей застосування ультразвуку.

    Ультразвук особливо зручний для точного визначення розмірів ока, а також для дослідження патології та аномалій структур ока у разі їх непрозорості і, отже, недоступності для звичайного оптичного дослідження. Тут також важлива точність калібрування апаратури, необхідно також приділити особливу увагу ефектам, пов’язаним із заломленням ультразвуку в кришталику і рогівки.

    Область позаду ока – орбіта – доступна ультразвуковому обстеженню через око, тому ультразвук разом з комп’ютерною томографією став одним з основних методів неінвазивного дослідження патологій цій області. Структури орбіти мають малі розміри і вимагають хорошого просторового дозволу та дозволу за контрастом, що досяжно на високих частотах. Практичні труднощі можуть виникати, однак, якщо намагатися використовувати апаратуру, характеристики якої запозичені з телевізійної техніки, а смуга пропускання відповідно обмежена.

    ДОСЛІДЖЕННЯ ВНУТРІШНІХ ОРГАНІВ

    Під таким заголовком можна розглянути безліч різноманітних завдань, в основному пов’язаних з дослідженням черевної порожнини, де ультразвук використовується для виявлення і розпізнавання аномалій анатомічних структур і тканин. Найчастіше завдання така: є підозра на злоякісне утворення і необхідно відрізнити його від доброякісних або інфекційних по своїй природі утворень.

    При дослідженні печінки окрім важливої задачі виявлення вторинних злоякісних утворень ультразвук корисний для вирішення інших завдань, включаючи виявлення захворювань і непрохідності жовчних проток, дослідження жовчного міхура з метою виявлення каменів та інших патологій, дослідження цирозу та інших доброякісних дифузних захворювань печінки, а також паразитарних захворювань, таких як шистосоматоз. Нирки – ще один орган, в якому необхідно дослідити різні злоякісні і доброякісні стани (включаючи життєздатність після трансплантації) з допомогою ультразвуку. Гінекологічні дослідження, в тому числі дослідження матки та яєчників, протягом довгого часу є головним напрямом успішного застосування ультразвуку. Тут часто також необхідна диференціація злоякісних та доброякісних утворень, що зазвичай вимагає найкращого просторового і контрастного вирішення. Аналогічні висновки стосуються і дослідженню багатьох інших внутрішніх органів і областей. Зростає інтерес до застосування ультразвукових ендоскопічних зондів. Ці пристрої, які можна вводити в природні порожнини тіла при обстеженні або застосовувати при хірургічному втручанні, дозволяють поліпшити якість зображення більш високої робочої частоти та/або відсутності на шляху ультразвуку таких несприятливих акустичних середовищ, як газ або кістку.

    ПРИПОВЕРХНОСНЫЕ І ЗОВНІШНІ ОРГАНИ

    Щитовидна і молочна залози, хоча і легко доступні ультразвукового обстеження, часто вимагають використання водяного та іонного буфера, щоб зображення не вплинули аномалії ближньої зони поля. При дослідженні щитовидної та паращитовидної залози основне застосування ультразвуку – розрізнення кістозних і твердих утворень, що можливо при хорошому придушення шуму і артефактів, викликаних реверберацією і бічними пелюстками випромінювання.

    Захоплююча перспектива – скринінг для виявлення різних ознак раку молочної залози при відсутності виражених симптомів, особливо у жінок з аномально високим фактором ризику. Технічно тут необхідно виявити аномалію розмірів близько 2мм в діаметрі, коли ця аномалія відносно рідко зустрічається в заданій групі, наприклад, тільки в однієї пацієнтки.

    Методи візуалізації молочної і щитовидної залоз, часто використовують акустичну затримку поширення, застосовні також до обстеження інших приповерхневих тканин, наприклад, при вимірюванні товщини шкіри, необхідно радіаційної терапії для опромінення електронами, при обстеженні приповерхневих кровоносних судин, таких як сонна артерія, а також при дослідженні реакції пухлин на терапевтичні впливи.

    КАРДІОЛОГІЯ

    Ультразвукові методи широко застосовуються при обстеженні серця і прилеглих магістральних судин. Це пов’язано, зокрема, з можливістю швидкого отримання просторової інформації, а також можливістю її об’єднання з томографічної візуалізацією. Так, для виявлення і розпізнавання аномалій руху клапанів серця, зокрема мітрального, дуже широко використовується М-режим. При цьому важливо реєструвати рух клапанів аж до частот порядку 50Гц і, отже, з частотою повторення близько 100Гц. Ця цифра, залишаючись значно нижче згаданого вище приділу для ехо-імпульсних приладів (близько 5кГц), в сутності, недосяжна при будь-яких інших методах дослідження.

    НЕВРОЛОГІЯ

    До появи рентгенівської комп’ютерної томографії мозок було особливо складно досліджувати. Починаючи з 1951 року. у Лондонському королівському онкологічному госпіталі робилися значні зусилля для застосування ультразвуку до цієї задачі. На жаль, цьому заважають фізичні властивості черепа дорослої людини, оскільки череп являє собою сильно поглинаючу трехслойною структуру змінної товщини. Хоча було зроблено кілька цікавих спроб подолати ці труднощі, у тому числі з використанням керованих багатоелементних решіток, коли датчик прилягає до обмеженої області черепа, а також з частковою автоматичною компенсацією фазової затримки для обліку змін товщини черепа, таке застосування не зустріло схвалення діагностів. Однак ще не затверділий череп плода або новонародженого в акустичному плані не представляє значних перешкод, пов’язаних з виникненням загасання або заломлення, і тому ультразвукове обстеження тут застосовується все частіше.

    Застосування ультразвуку в терапії та хірургії

    Давно відомо, що ультразвук, діючи на тканини, викликає в них біологічні зміни. Інтерес до вивчення цієї проблеми обумовлений, з одного боку, природним побоюванням, пов’язаних з можливим ризиком застосування ультразвукових діагностичних систем для візуалізації, а з іншого – можливістю викликати зміни в тканинах для досягнення терапевтичного ефекту.

    Терапевтичний ультразвук може бути умовно розділений на ультразвук низьких і високих інтенсивностей. Основне завдання застосування ультразвуку низьких інтенсивностей – не ушкоджує нагрівання або які-небудь нетепловые ефекти, а також стимуляція і прискорення нормальних фізіологічних реакцій при лікуванні ушкоджень. При більш високих інтенсивностях основна мета – викликати кероване виборче руйнування в тканинах.

    Перший напрямок включає в себе більшість застосувань ультразвуку у фізіотерапії і деякі види терапії раку, друге – ультразвукову хірургію.

    НАГРІВАННЯ

    Розподіл температури в тканинах ссавців при ультразвуковому нагріванні, вже детально обговорювалися. Керований нагрівання глибоко розташованих тканин може дати тривалий терапевтичний ефект у ряді випадків.

    Високий коефіцієнт поглинання ультразвуку в тканинах з великими молекулами обумовлює помітне нагрівання коллагенсодержащих тканин, на які найчастіше впливають ультразвуком при фізіотерапевтичних процедурах.

    Збільшення розтяжності коллагенсодержащих тканин

    Основний фактор, який часто перешкоджає відновленню м’якої тканини після її пошкодження, — це контрактура, що виникає в результаті пошкодження і обмежує нормальний рух. Слабке прогрівання тканини може підвищити її еластичність. при додатковому прогріванні під час розтягуючих вправ поліпшується гнучкість коллагенсодержащих структур. Ультразвуковий нагрівання призводить до збільшення розтяжності сухожиль. Рубцева тканина також може стати більш еластичною під впливом ультразвуку.

    Підвищення рухливості суглобів

    Амплітуда рухів суглобів у разі контрактури може бути збільшена шляхом їх нагрівання. Для нагріву суглоба, оточеного значним шаром м’яких тканин, ультразвуковий спосіб найкращий, оскільки ультразвук краще інших форм діатермічної енергії проникає в м’язову тканину.

    Болезаспокійливу дію

    Багато пацієнтів відзначають ослаблення болю при тепловому впливі на уражені області. Знеболюючий ефект може бути як короткочасним, так і тривалим. При деяких захворюваннях застосування ультразвуку для зменшення болю дає найкращі результати. Ультразвук послаблює фантомні болі після ампутації кінцівок, а також болі. викликані утворенням рубців і невром. Механізми болезаспокійливого дії поки неясні; можливо, у них вносять вклад і нетепловые ефекти.

    Зміни кровотоку

    При локальному нагріванні тканини часто відзначаються судинні реакції, які проявляються навіть на деякій відстані від місця впливу.

    При нагріванні ультразвуком або електромагнітному випромінюванням спостерігаються подібні ефекти. При імпульсному опроміненні (коли теплові ефекти не великі) також змінюється кровотік. Ці зміни зберігаються близько півгодини після закінчення процедури.

    Місцеве розширення судин збільшує надходження кисню в тканини і, отже, покращує умови, в яких знаходяться клітини. Можливо, саме цим пояснюється терапевтичний ефект, а також нерідко спостерігається посилення запальної реакції.

    Зменшення м’язового спазму

    Прогрівання може зменшити м’язовий спазм. Мабуть, це обумовлено седативну (заспокійливу) дію підвищення температури на периферичні нервові закінчення. Ультразвук також може бути використаний для цієї мети.

    Ступінь фізіологічної реакції на прогрівання залежить від великого числа факторів, що включають досягається температуру, час прогрівання, розмір прогріватися зони і швидкість збільшення температури. Ультразвук дозволяє швидко нагріти строго певну область. До анатомічних структур, які вибірково нагріваються ультразвуком, відносяться багаті на колаген поверхневі шари кістки, окістя, суглобові меніски, синовіальна рідина, суглобові сумки, сполучні тканини, внутрішньом’язові рубці, м’язові волокна, оболонки сухожиль і головні нервові стовбури.

    У ряді випадків ультразвук може бути більш ефективною формою діатермії, ніж короткохвильові випромінювання, парафінові аплікації і інфрачервоне випромінювання.

    Оцінка безпеки застосування

    ультразвуку в медицині

    Як наукові, так і професійні інтереси зобов’язують вчених з’ясувати, яку небезпеку для пацієнта і оператора є використання ультразвуку.

    В даний час неможливо виділити один або навіть кілька фізичних параметрів, які служили в якості адекватних кількісних характеристик, що дозволяють передбачити кінцевий біологічний ефект.

    У відсутності адекватної інформації, на основі якої повинні бути встановлені максимально допустимі дози при застосуванні ультразвуку у медицині, було б корисним висунути деякі критерії для правильного застосування ультразвуку. Ряд таких критеріїв може бути узагальнений таким чином:

    1. Оператор повинен використовувати мінімальні інтенсивності та експозиції, дозволяють отримати у пацієнта бажаний клінічний ефект;

    2. Обслуговуючий персонал не повинен облучатся без необхідності;

    3. Всі процедури повинні виконаються добре навченим персоналом або під його керівництвом.

    Якщо дотримуватися цих рекомендацій, то ультразвук можна ефективно використовувати в медицині з великою впевненістю в його безпеки.

    Короткий опис статті: реферат з медицини Читать реферат online по темі ‘Застосування ультразвуку в медицині ‘. Розділ: Медицина, фізкультура, охорона здоров’я, Медицина, Загружено: 09.12.2008 скачати реферат

    Джерело: Застосування ультразвуку в медицині . Реферат. Читать текст оnline —

    Також ви можете прочитати