L'échographie est quoi? L'échographie en médecine. Traitement par ultrasons
Malgré le fait que la recherche de l'échographievagues ont commencé il y a plus de cent ans, seulement le dernier demi-siècle, ils sont devenus largement utilisés dans divers domaines de l'activité humaine. Ceci est dû au développement actif des sections quantique et non linéaire de l'acoustique, de l'électronique quantique et de la physique des solides. Aujourd'hui, l'échographie n'est pas seulement une désignation de la région haute fréquence des ondes acoustiques, mais une direction scientifique complète en physique et biologie modernes avec laquelle sont liées les technologies industrielles, d'information et de mesure, ainsi que les méthodes diagnostiques, chirurgicales et thérapeutiques de la médecine moderne.
Qu'est-ce que c'est?
Toutes les ondes sonores peuvent être divisées en audiblel'homme est des fréquences de 16 à 18 000 Hz, et ceux qui sont en dehors de la gamme de la perception humaine - infra - et échographie. Infrasound se réfère à des ondes semblables au son, mais avec des fréquences inférieures à l'oreille humaine perçue. La limite supérieure de la zone infrasonore est de 16 Hz et la limite inférieure de 0,001 Hz.
L'échographie est aussi une onde sonore, mais seulementleur fréquence est plus élevée que ce qu'un appareil auditif humain peut absorber. En règle générale, ils sont compris comme des fréquences de 20 à 106 kHz. Leur limite supérieure dépend du milieu dans lequel ces ondes se propagent. Ainsi, dans l'environnement gazeux, la limite est de 106 kHz et dans les solides et les liquides, de 1010 kHz. Dans le bruit de la pluie, du vent ou de la chute d'eau, des décharges de foudre et du bruissement d'un galet de galets de mer, il y a des composants à ultrasons. C'est grâce à la capacité de percevoir et d'analyser les ondes de la gamme ultrasonique des baleines et des dauphins, que les chauves-souris et les insectes nocturnes s'orientent dans l'espace.
Un peu d'histoire
Les premières études échographiques (US) ont ététenue au début du XIXe siècle scientifique français F. Savar (F. Savart), nous cherchons à déterminer la limite de fréquence supérieure de audibilité du système auditif humain. À l'avenir, l'étude des ondes à ultrasons ont été engagés dans ces bien connus des chercheurs comme le W. allemand Wien, l'Anglais F. Galton, russe Lebedev avec un groupe d'étudiants.
En 1916, un physicien de France P. Langevin, en collaboration avec l'émigrant scientifique russe Constantin Shilovsky capable d'utiliser du quartz pour recevoir le rayonnement et les ultrasons pour mesurer la mer et la détection d'objets sous-marins, ce qui a permis aux chercheurs de créer le premier sonar, constitué d'un émetteur et récepteur d'ultrasons.
Dans l'après-guerre 50-60-ies, basé suréquipe de développement théorique des scientifiques soviétiques dirigés par LD Rosenberg commence l'utilisation généralisée de l'échographie dans divers domaines industriels et technologiques. En même temps, grâce au travail des scientifiques britanniques et américains, ainsi que des études de chercheurs soviétiques, comme Khokhlov, V. Krasilnikov et beaucoup d'autres disciplines scientifiques en évolution rapide comme l'acoustique non linéaire.
À peu près au même moment, les premières tentatives des Américains d'utiliser l'échographie en médecine sont entreprises.
Le scientifique soviétique Sokolov de retour à la fin des années quaranteannées du siècle dernier a développé une description théorique de l'appareil destiné à la visualisation d'objets opaques - le microscope "ultrasonique". Sur la base de ces études, au milieu des années 1970, des spécialistes de l'Université de Stanford ont créé un prototype de microscope acoustique à balayage.
Caractéristiques
Ayant une nature commune, des vagues de portée audible,ainsi que les ultrasons, sont soumis à des lois physiques. Mais l'échographie a un certain nombre de caractéristiques qui lui permettent d'être largement utilisé dans divers domaines de la science, de la médecine et de la technologie:
1. Faible longueur d'onde. Pour la gamme ultrasonore la plus basse, elle ne dépasse pas quelques centimètres, provoquant la propagation du faisceau par le faisceau. Dans ce cas, l'onde est focalisée et propagée par des faisceaux linéaires.
2. Une période d'oscillation insignifiante, grâce à laquelle les ultrasons peuvent être émis pulsés.
3. Dans divers milieux, les vibrations ultrasoniques d'une longueur d'onde inférieure à 10 mm ont des propriétés similaires aux rayons lumineux, ce qui permet de focaliser les oscillations et de former un rayonnement directionnel, en les concentrant dans le volume nécessaire.
4. Avec une faible amplitude, il est possible d'obtenir des valeurs élevées de l'énergie vibratoire, ce qui permet de créer des champs et des faisceaux ultrasonores de haute énergie sans utiliser d'équipement de grande taille.
- se disperser;
- la cavitation;
- dégazage;
- chauffage local;
- désinfection et pluriel. autre
Types
Toutes les fréquences ultrasonores sont divisées en trois types:
- ULF - faible, avec une gamme de 20 à 100 kHz;
- UHF - moyenne fréquence - de 0,1 à 10 MHz;
- UZVCH - haute fréquence - de 10 à 1000 MHz.
Aujourd'hui, l'utilisation pratique de l'échographie -c'est principalement l'utilisation d'ondes de faible intensité pour la mesure, le contrôle et la recherche de la structure interne de divers matériaux et produits. Ceux à haute fréquence sont utilisés pour influencer activement diverses substances, ce qui permet de changer leurs propriétés et leur structure. Le diagnostic et le traitement de nombreuses maladies par échographie (en utilisant différentes fréquences) est une direction distincte et activement en développement de la médecine moderne.
Où est-il appliqué?
Au cours des dernières décennies, l'échographie a été intéressé parnon seulement des théoriciens scientifiques, mais aussi des praticiens, qui l'introduisent de plus en plus dans différents types d'activités humaines. Aujourd'hui, les appareils à ultrasons sont utilisés pour:
Obtenir des informations sur les substances et les matériaux | Activités | Fréquence en kHz | ||
de la | jusqu'à | |||
Investigation de la composition et des propriétés des substances | solides | 10 | 106 | |
fluides | 103 | 105 | ||
les gaz | 10 | 103 | ||
Contrôler les tailles et les niveaux | 10 | 103 | ||
Sonar | 1 | 100 | ||
Defectoscopy | 100 | 105 | ||
Diagnostic médical | 103 | 105 | ||
Impacts sur les substances | Soudage et placage | 10 | 100 | |
Soudure | 10 | 100 | ||
Déformation plastique | 10 | 100 | ||
Usinage | 10 | 100 | ||
Émulsification | 10 | 104 | ||
Cristallisation | 10 | 100 | ||
Pulvérisation | 10-100 | 103-104 | ||
Coagulation des aérosols | 1 | 100 | ||
Dispersion | 10 | 100 | ||
Nettoyage | 10 | 100 | ||
Procédés chimiques | 10 | 100 | ||
Effets sur la combustion | 1 | 100 | ||
Chirurgie | 10 à 100 | 103 jusqu'à 104 | ||
Thérapie | 103 | 104 | ||
Traitement et gestion du signal | Convertisseurs acoustoélectroniques | 103 | 107 | |
Filtres | 10 | 105 | ||
Lignes de retard | 103 | 107 | ||
Appareils acousto-optiques | 100 | 105 | ||
Dans le monde moderne, l'échographie est un outil technologique important dans des secteurs industriels tels que:
- métallurgique;
- chimique
- agricole;
- textile;
- la nourriture;
- pharmacologique;
- la fabrication de machines et d'instruments;
- pétrochimique, traitement et autres.
De plus, l'échographie est de plus en plus utilisée en médecine. Nous en parlerons dans la section suivante.
Utilisation en médecine
Dans la médecine pratique moderne, il existe trois directions principales d'utilisation des ultrasons de fréquences différentes:
1. Diagnostic.
2. Thérapeutique.
3. Chirurgical.
Voyons plus en détail chacune de ces trois directions.
Diagnostics
L'un des plus modernes et informatifsles méthodes de diagnostic médical sont ultrasoniques. Ses avantages incontestables sont: un impact minimal sur les tissus humains et une grande information.
Comme déjà mentionné, l'échographie est saineondes se propageant dans un milieu homogène rectiligne et à une vitesse constante. Si sur leur chemin il y a des régions de densités acoustiques différentes, certaines vibrations sont réfléchies et l'autre partie est réfractée, tout en continuant son mouvement rectiligne. Ainsi, plus la différence de densité du milieu limite est grande, plus les vibrations ultrasonores sont réfléchies. Les méthodes modernes d'échographie peuvent être divisées en localisation et translucide.
Localisation des ultrasons
Dans le processus d'une telle étude,réfléchie à partir des limites des médias avec différentes impulsions de densités acoustiques. Avec l'aide d'un capteur mobile, vous pouvez définir la taille, l'emplacement et la forme de l'objet à l'étude.
Translucidité
Cette méthode est basée sur le fait que différents tissusle corps humain absorbe les ultrasons différemment. Pendant l'investigation d'un organe interne, une onde avec une certaine intensité lui est envoyée, après quoi un capteur spécial enregistre le signal transmis par l'arrière. L'image de l'objet scanné est reproduite sur la base d'une modification de l'intensité du signal aux "entrée" et "sortie". L'information reçue est traitée et transformée par un ordinateur sous la forme d'un échogramme (courbe) ou d'un sonagramme - une image bidimensionnelle.
Méthode Doppler
C'est la méthode de développement la plus activeDiagnostic dans lequel des ultrasons pulsés et continus sont utilisés. La dopplerographie est largement utilisée en obstétrique, cardiologie et oncologie, car elle vous permet de suivre même les plus petits changements dans les capillaires et les petits vaisseaux sanguins.
Domaines d'application pour le diagnostic
Aujourd'hui, les méthodes de visualisation et de mesure par ultrasons sont les plus utilisées dans les domaines de la médecine tels que:
- obstétrique;
- ophtalmologie;
- cardiologie;
- la neurologie des nouveau-nés et des nourrissons;
- examen des organes internes:
- l'échographie des reins;
- foie;
- la vésicule biliaire et les conduits;
- Système reproducteur féminin;
- le diagnostic des organes externes et proches de la surface (thyroïde et glandes mammaires).
Utiliser en thérapie
L'effet thérapeutique principal de l'échographieest causée par sa capacité à pénétrer dans les tissus humains, à les réchauffer et à les réchauffer, à effectuer des micromassages de sites distincts. Les États-Unis peuvent être utilisés à la fois pour des effets directs et indirects sur le foyer de la douleur. De plus, dans certaines conditions, ces ondes ont des effets bactéricides, anti-inflammatoires, analgésiques et spasmolytiques. L'ultrason utilisé à des fins thérapeutiques est conditionnellement divisé en oscillations de haute et basse intensité.
- l'arthrose;
- l'arthrite;
- la myalgie;
- spondylarthrite;
- névralgie;
- ulcères variqueux et trophiques;
- La maladie de Bechterew;
- endartérite oblitérante.
Des études sont en cours, au cours desquelles l'échographie est utilisée pour traiter la maladie de Ménière, l'emphysème, les ulcères duodénaux et l'estomac, l'asthme bronchique, l'otosclérose.
Chirurgie échographique
La chirurgie moderne utilisant des ondes ultrasoniques est divisée en deux directions:
- destruction sélective des sites tissulaires par des ondes ultrasonores contrôlées spéciales de haute intensité avec des fréquences de 106 jusqu'à 107 Hz;
- utiliser un instrument chirurgical avec des vibrations ultrasonores de 20 à 75 kHz.
Un exemple de chirurgie échographique élective peut êtreservir à écraser les pierres échographiques dans les reins. Dans le processus d'une telle opération non-invasive, l'onde ultrasonique agit sur la pierre à travers la peau, c'est-à-dire à l'extérieur du corps humain.
- les femmes enceintes à tout moment;
- si le diamètre des pierres est supérieur à deux centimètres;
- pour toutes les maladies infectieuses;
- en présence de maladies qui perturbent la coagulabilité normale du sang;
- en cas de lésions sévères du tissu osseux.
Malgré le fait que l'extraction échographique des calculs rénaux est réalisée sans incisions chirurgicales, elle est assez douloureuse et est réalisée sous anesthésie générale ou locale.
Les instruments chirurgicaux à ultrasons sont utilisés non seulement pour des dissections moins douloureuses des os et des tissus mous, mais aussi pour réduire la perte de sang.
