För nya föräldrar som ser sitt barn för första gången genom ett ultraljud, det är en rörande upplevelse. Men ultraljud används för många andra ändamål än obstetrik, inklusive militära försvaret och andra områden inom medicinen. Den högteknologiska, detaljerade bilder vi ser på ultraljud idag tog flera år av forskning och utveckling i hela världen att uppnå
Utveckling av ultraljud
ultraljud utvecklats från sonarteknik, mätning av avstånd under vattnet med hjälp av ljudvågor, som upptäcktes redan 1822 och används av fartyg i början av 1900 för att undvika kollision.
undervattensdetektion system har utvecklats för ubåt navigering i första världskriget och för att upptäcka isberg efter Titanic sjönk 1912. Modern Ultraljud började med användning av högfrekventa ljudvågor och resonatorer kvarts för ubåt upptäckt 1917. Sedan dess har området vuxit enormt, med tillämpningar inom vetenskap, industri och medicin. I slutet av 1920-talet utvecklade ryska fysikern Sergej Sokolov en teknik med hjälp av ultraljud för att upptäcka oegentligheter i fasta ämnen. Han visade att ljudvågor kan användas som en ny form av mikroskop.
Tidigt Använder i medicin
Användningen av ultraljud inom medicinen först började med tillämpningar inom terapi med hjälp av uppvärmning och störande inverkan på djurs vävnader. År 1944 använde Lynn och Putnam framgångsrikt ultraljudsvågorna att förstöra hjärnvävnad hos djur. Snart var läkare kan utföra craniotomies och förstöra delar av hjärnan hos patienter med Parkinsons sjukdom. Ultraljud också användes i stor utsträckning i fysisk och rehabilitering medicin År 1958 experimenterade amerikansk barnläkare och fysiologen Robert Rushmer med Doppler-ultraljud för att karakterisera kardiovaskulära funktioner hos intakta unanesthetized djur.
Ultraljud i obstetrik
I början av 1960-talet, skanna A-läge användes i början av graviditeten för att upptäcka fostrets hjärtslag, men mätningar gjordes utan att faktiskt se inuti kroppen. The B-mode ultraljud var först med att uppnå visualisering inuti en patient 1963, och det användes för att mäta fostersäcken diameter för att bedöma fostrets mognad. En av de viktigaste användningsområdena för ultraljud är förmågan att bekräfta förekomsten av en fostrets hjärtslag, som framgångsrikt uppnås så tidigt som sju veckor 1972. Detta genombrott hade stor betydelse i förvaltningen av tidiga komplikationer. Trots den tas i bruk i att förstöra kroppens vävnader, visade studier på 1960-talet att det inte fanns några skadliga effekter av ultraljud på patienter eller ofödda barn. På 1970-talet utvecklade läkarna flera mätningar med ultraljud för att studera fostrets tillväxt och utveckling samt diagnostisera fosterskador. Redan på 1970-talet ultraljud används i gynekologi att diagnostisera olika bäcken besvär, allt från cancer till cystor.
Förbättringarna av bildkvaliteten
bilder som produceras av tidigt ultraljud maskiner var dåliga. Tidig skannrar registrerade ekon på skärmen som fasta punkter av ljus. Snart var skanningskonverter utvecklas, som innehöll ett användbart mått av gråskala, skapa en tydligare och mer korrekt bild.
Real-time scanner utvecklades först i 1965, och de helt förändrat praxis ultraljudsundersökning, eftersom de producerade rörliga bilder. Denna nya enheten användes för att demonstrera fosterrörelser och hjärtats rörelser så tidigt som 12 veckor samt tumörer diagnostisera.
År 1973, den analoga skanningskonverter information som visas på en vanlig tv-monitor. Helt ny dator-processorteknik gällde att behandla signalen. Med utvecklingen av dator elektronik, analog skanningskonverter snart ersattes av den digitala skanningskonverter i slutet av 1970, vilket resulterat i stora förbättringar av kvalitet och upplösning av bilden. Snart DRAM-minne styrelser förbättrats avsevärt bildskärpa. Var dock ultraljud maskiner vid denna tid orörliga och skrymmande grund av datorerna ligger inuti.
Andra Medicinsk användning
ultraljud också framgångsrikt använts i andra medicinska områden förutom obstetrik och gynekologi. Cardiac valvulär rörelse upptäcktes första gången ultraljud 1954. Ultraljud Doppler princip infördes först i studiet av hjärtklaff rörelse och pulseringar i perifera blodkärl 1955. Blodflödet upptäcktes av ultraljud Doppler teknik 1962. Detta gjorde det möjligt noninvasiv lokala mätningar av blod hastighet för att diagnostisera brister blodflödet.
1972 och 1973, gjorde realtid 2D skannrar viktiga framsteg inom ekokardiografi möjligt. Under hela 1970-talet ultraljud används för att upptäcka buken sjukdomar såsom sjukdomar i gallblåsan och njursten. På 1970-talet började läkarna med ultraljud för att guida nålar används för biopsier, fostervattensprov och fostrets blod provtagning, vilket gör dessa rutiner säkrare.
Under slutet av 1970 och början av 1980 arbetade ingenjörer krympa skannrar för att göra dem portabla. På 1980-talet utvecklade forskare skannrar med mindre sonder som kan användas mer framgångsrikt i echocardiographs grund av sin ringa kontaktyta på patientens bröst.
Utvecklingen under 1980-talet
I mitten av 1980-talet kom konvex buk givarna på marknaden, som hade en bättre passa den gravida magen och ett bredare synfält. Toshiba presenterade trapetsformad-formade bilden, som blev standard på alla nya scanner av 1987. Också vid denna tid, utvecklade forskarna en ny vattenlöslig gel medium att tillämpa på huden, ger en bättre överföring av ultraljud vågor än den olja som medium som används tidigare.
transvaginalt eller transrektalt scanner, som hade införts så tidigt som 1955, kunde observera fostrets hjärta pulserar så tidigt som 6 veckor. År 1965 var ett transvaginalt scanner fram som kan roteras, producerar bra bilder av bäckenorganen. År 1985 producerade österrikiska forskarna första realtid mekaniska vaginal scanner, vilket gjorde transvaginalt ägget hämtning i samarbete med tidig utvecklare av in vitro fertilisering. Tillkomsten av transvaginalt scanning haft en betydande inverkan på diagnos av gynekologiska och tidig graviditet sjukdomar.
1975 var 2D färg flöde imaging läggas till ultraljudsteknik, vilket gjorde läkarna att se blod som rör sig i olika riktningar i antingen rött eller blå, vilket hjälpte läkarna diagnostisera medfödda hjärtfel samt hjärtproblem hos äldre patienter. År 1985 utvecklade japanska bio-ingenjörer att använda realtid färgbilder, som fortfarande används som färg flöde kartläggning idag.
Fortsatta framsteg inom elektroniken har gjort det möjligt att utveckla snabbare färg Doppler instrument, som har lett till bättre förståelse av blodflödet och patologi i vävnader. År 1986 var realtid färg flöde bilder används för att studera artärer. På 1980-talet utvecklade ultraljud skannrar den ganska standard utseende de fortfarande har idag: en bärbar konsol på fyra hjul med bildskärmen ovanpå och rader av skannrar på botten.
Förbättringar på 1990-talet
Bildkvalitet såg verkliga förbättringar under 1990-talet, på grund av tekniska framsteg inom andra vetenskapliga områden som radar navigering, telekommunikation och hemelektronik. Med intåget av ultraljud användning på kliniker och privata kontor över hela världen, blev det uppenbart att särskild utbildning behövdes för tekniker för att kunna läsa och förstå ultraljudsbilder, och särskilda kurser och styrelser ackreditering etablerades.
Rutinen fetal skanna vid 20 veckors graviditet blev en integrerad del av mödravård i början av 1990, eftersom det möjligt för läkare att ta mer exakta och djupgående mätningar av fostertillväxt samt diagnostisera en myriad av fostermissbildningar som tidigare inte varit möjligt fosterdöd. Med moderna ultraljud, läkare kan till och med operera fostret.
Ultraljud visade sig användbart vid behandling av såväl mammor som barn med förskott på 1990-talet. Läkare började använda den för att bedöma havandeskapsförgiftning och avvikelser moderkakan, vilket leder till tidig och effektiv behandling. Ultraljud banade även väg för framsteg i vetenskapen om assisterad befruktning på 1980-talet och 1990-talet. Använda transvaginalt skannrar, läkare har tillgång till äggstockarna för äggplockning på ett säkrare och smärtfri sätt.
Den första 3D-ultraljud maskin utvecklades 1986, men det var långsamt och bilder var av låg upplösning. Under 1991 och 1992 producerade forskare skannrar som kan bild hjärt-och arteriell strukturer i realtids-3D. I mitten av 1990-talet var 3D ultraljud användas för att utvärdera carcinom hos cancerpatienter, upptäcka foster yta och skelett abnormiteter och beräkna volymer av fostersäcken, och även fostrets lungor, hjärta och mage. Snart var 3D ultraljud allt mer tillgängliga på grund av snabba framsteg inom datateknik och minska kostnaderna för microprocessor-elektronik. 3D-ultraljud gav också en ny erfarenhet för föräldrar genom att de kan mer exakt se sina barn "ansikte och kropp, vilket leder till tidig moder till foster bindning, som kan bidra till bättre mödravård.
