Microsoft Word Пособие Дем-Руб 2010. doc

 
 
 
 
 
 
 
 
 

---

14
Глава 2. Применение ультразвука в медицине. 
Одной из важнейших областей применения ультразвука является медицина [1-4]. 
Здесь ультразвук используется для диагностики и терапии. Ультразвуковые поля, 
используемые в диагностике являются достаточно слабыми, их интенсивности не 
превышают значения 0,5 Вт/см
2
. Первые успешные попытки применения ультразвука в 
медицине были предприняты в 1940-х г.г.; однако систематическое использование 
ультразвука с целью диагностики началось лишь с середины 1960-х г.г. В настоящее 
время около 20-25% всех клинических исследований, связанных с получением и анализом 
изображений внутренних органов, приходится на ультразвук. По количеству ежегодных 
продаж ультразвуковая медицинская техника уже перегнала рентгеновские приборы - 
предыдущего лидера в этой области [5-8]. 
Ультразвуковые методы диагностики в течение долгого времени основывались, 
прежде всего, на применении эхо-импульсного принципа, т.е. на использовании сигналов, 
приходящих из исследуемой области среды после её облучения волновым пакетом. 
Однако объём данных в принимаемых аналоговых сигналах настолько велик, что до 
недавнего времени, удавалось использовать лишь малую часть заключенной в них 
информации за счёт применения самых простых методов цифровой обработки сигналов. 
В то же время, за относительно короткий промежуток времени ультразвуковая 
диагностика прошла путь от одномерной эхографии, дававшей весьма небольшой объем 
информации, до сложного сканирования в режиме реального времени, позволяющего 
добиться визуализации не только органов и систем, но и их структурных элементов. 
Применение эффекта Доплера позволяет исследовать движущиеся структуры, в частности 
кровоток, при этом вид и состав получаемой информации может быть довольно сложным, 
как, например, в диагностических аппаратах с цветным доплеровским картированием. 
Ультразвуковая диагностика является неинвазивным и неразрушающим методом 
исследования внутренних органов пациента. В случае, когда необходимо провести 
изменение свойств внутренних органов или хирургию без повреждения внешних тканей, 
ультразвук также находит свое применение. Различают ультразвуковую терапию, 
ультразвуковую хирургию и литотрипсию. Ультразвуковая терапия использует ультразвук 
средних интенсивностей (0,5 – 3 Вт/см
2
) для быстрого нагрева определенного объема, 
локализованного в ткани. При лечении опухолей ткани нагреваются с помощью 
фокусированного ультразвука до температур 43 – 45
0
С на время, порядка 20 - 30 минут. 

---

15
При таких условиях клетки опухоли становятся намного более чувствительными к 
радиотерапии и химиотерапии, в то время как чувствительность здоровых клеток 
повышается незначительно. Ультразвуковая физиотерапия позволяет достичь различных 
улучшающих эффектов: увеличение растяжимости сухожилий и рубцов, повышение 
подвижности суставов, болеутоляющее действие, изменение кровотока за счет нагрева, 
уменьшение мышечного спазма. 
Ультразвуковая хирургия использует ультразвук высоких интенсивностей (5 – 
2000 Вт/см
2
), который применяется для разрезания и удаления тканей путем перегрева, и 
для остановки внутренних кровотечений при ранениях или во время операции за счет 
свертывания крови при нагревающем воздействии. 
Литотрипсия использует фокусированные ударные волны для разрушения камней в 
почках и желчном пузыре. Такие возмущения создаются при помощи электроразрядных, 
электромагнитных и пьезоэлектрических источников. Так же как и методы диагностики, 
методы ультразвуковой терапии должны иметь высокую пространственную точность при 
формировании акустических полей, для поддержания высокой избирательности 
воздействия. Это накладывает высокие требования как на ультразвуковые датчики и 
зонды, так и на диагностические и терапевтические системы в целом. Локальное 
воздействие достигается обычно за счёт использования фокусированных пучков 
ультразвука.