Per i nuovi genitori che vedono il loro bambino per la prima volta attraverso un'ecografia, è un'esperienza toccante. Ma ultrasuono è usato per molti scopi diversi ostetricia, tra cui la difesa militare e altri settori della medicina. L'high-tech, immagini dettagliate che vediamo su ultrasuoni oggi ha preso diversi anni di ricerca e sviluppo in tutto il mondo per raggiungere.
Sviluppo dell'ecografia
L'ecografia ha sviluppato da tecnologia del sonar, la misurazione della distanza sott'acqua usando le onde sonore, che fu scoperto già nel 1822 e utilizzato da navi agli inizi del 1900 per evitare la collisione.Sistemi di rilevamento subacqueo sono stati sviluppati per la navigazione sottomarina nella prima guerra mondiale e per rilevare gli iceberg dopo il Titanic affondò nel 1912. Ultrasuoni moderno iniziato con l'uso di onde acustiche ad alta frequenza e risuonatori al quarzo per rilevazione sottomarina nel 1917. Da allora, il campo è cresciuta enormemente, con applicazioni in medicina, industria e scienza. La fine del 1920, fisico russo Sergei Sokolov ha sviluppato una tecnica usando l'ecografia per rilevare irregolarità nei solidi. Ha dimostrato che le onde sonore potrebbe essere utilizzate come una nuova forma di microscopio.
Primi usi in medicina
L'uso di ultrasuoni in medicina, inizialmente avviato con applicazioni nella terapia mediante riscaldamento e dirompenti effetti sui tessuti animali. Nel 1944, Lynn e Putnam usato con successo gli ultrasuoni per distruggere il tessuto cerebrale negli animali. Presto, i medici sono stati in grado di eseguire i craniotomies e distruggere parti del cervello in pazienti con malattia di Parkinson. Ultrasuoni fu ampiamente utilizzato anche in medicina fisica e riabilitazione nel 1958, pediatra americano e fisiologo Robert Rushmer sperimentato con l'ultrasuono di Doppler per caratterizzare le funzioni cardiovascolari in animali non anestetizzata sveglia intatti.
Ecografia in ostetricia
Nel 1960, la scansione di un-modo è stata utilizzata all'inizio della gravidanza per rilevare il battito cardiaco fetale, ma le misure sono state fatte senza realmente vedere all'interno del corpo. L'ecografia B-mode è stato il primo ad ottenere la visualizzazione all'interno di un paziente nel 1963, ed è stato usato per misurare il diametro di sac gestational per valutare la maturità fetale. Uno degli usi più importanti degli ultrasuoni è la capacità di confermare la presenza di un battito cardiaco fetale, che è stato realizzato con successo più presto sette settimane nel 1972. Questa innovazione ha avuto profonde implicazioni nella gestione delle complicanze precoci di gravidanza. Nonostante l'uso iniziale a distruggere il tessuto del corpo, gli studi nel 1960 ha dimostrato che non c'erano effetti nocivi da ultrasuoni uso su pazienti o bambini non ancora nati. Nel 1970, medici ha sviluppato diverse misurazioni usando l'ultrasuono per studiare la crescita e sviluppo fetale così come diagnosticare le anomalie fetali. Già nel 1970, l'ultrasuono è stato usato in ginecologia per diagnosticare i vari disturbi pelvici, che vanno dal cancro alle cisti.
Miglioramenti nella qualità dell'immagine
Immagini prodotte dalle prime macchine di ultrasuono erano poveri. Primi scanner registrati echi sullo schermo come solidi punti di luce. Presto, il convertitore di scansione è stato sviluppato, che ha caratterizzato un grado utile di rappresentazione in scala di grigio, creando un'immagine più chiara e più accurata.Scanner in tempo reale in primo luogo sono stati sviluppati nel 1965, e hanno cambiato completamente la pratica dell'ecografia, perché hanno prodotto immagini in movimento. Questo nuovo dispositivo è stato utilizzato per dimostrare i movimenti fetali e movimenti cardiaci in quanto prima di 12 settimane, nonché diagnosticare i tumori.
Nel 1973, il convertitore di scansione analogica informazioni visualizzate su un monitor televisivo standard. Nuovo processore del computer tecnologia è stata applicata per elaborare il segnale. Con l'avanzamento del computer elettronica, il convertitore di scansione analogica fu presto sostituito dal convertitore di scansione digitale nel tardo 1970, che ha provocato grandi miglioramenti nella qualità e risoluzione dell'immagine. Presto, schede di memoria DRAM migliorato sostanzialmente la nitidezza dell'immagine. Tuttavia, ecografi in questo momento erano immobili e ingombranti a causa i computer alloggiati interno.
Altri usi medici
Gli ultrasuoni sono stati utilizzati con successo anche in altri campi medici oltre a ostetricia e ginecologia. Movimento valvolare cardiaca in primo luogo è stato rilevato con ultrasuoni nel 1954. Innanzitutto, il principio Doppler ad ultrasuoni è stato implementato nello studio del moto della valvola cardiaca e pulsazioni dei vasi sanguigni periferici nel 1955. Flusso di sangue è stato rilevato dalla tecnica ultrasonica di Doppler nel 1962. Questo permesso di misurazioni non invasive localizzate della velocità del sangue per diagnosticare l'inadeguatezza del flusso di sangue.
Nel 1972 e 1973, scanner 2D in tempo reale fatto importanti progressi in ecocardiografia possibili. Tutto il 1970, gli ultrasuoni sono stati utilizzati per rilevare disturbi addominali come malattia della cistifellea e calcoli renali. Nel 1970, medici hanno cominciato a usando l'ultrasuono per guida aghi usati per le biopsie, amniocentesi e prelievo di sangue fetale, queste procedure più sicure.
Nel tardo 1970 e primi anni 1980, ingegneri hanno lavorato per miniaturizzare scanner per renderli portatile. Nel 1980, i ricercatori hanno sviluppato scanner con sonde più piccole che potrebbero essere utilizzati con successo in echocardiographs a causa della loro piccola superficie di contatto sul torace del paziente.
Sviluppi nel 1980
Dalla metà degli anni 1980, trasduttori addominali convessi è venuto al mercato, che aveva una migliore vestibilità per la pancia incinta e un più ampio campo di vista. Toshiba ha introdotto l'immagine di forma trapezoidale, che è diventato standard su ogni nuovo scanner nel 1987. Anche in questo momento, ricercatori hanno sviluppato un nuovo mezzo di gel solubile in acqua da applicare sulla pelle, permettendo per la migliore trasmissione di onde ad ultrasuoni che le medie di olio utilizzata in precedenza.
Lo scanner transvaginale o transrettale, che era stato introdotto già nel 1955, ha potuto osservare la pulsazione del cuore fetale fin da 6 settimane. Nel 1965, uno scanner transvaginale è stato sviluppato che può essere ruotato, produrre buone immagini degli organi pelvici. Nel 1985, gli scienziati austriaci prodotto il primo in tempo reale meccanico vaginale scanner, che ha permesso il recupero di ovulo transvaginale in collaborazione con primi sviluppatori di fecondazione in vitro. L'avvento di scansione transvaginale ha avuto un impatto significativo sulla diagnosi di disturbi ginecologici e precoce di gravidanza.Nel 1975, formazione immagine di flusso di colore 2D è stato aggiunto alla tecnologia ad ultrasuoni, che ha permesso ai medici di vedere sangue muovendo in direzioni diverse in rosso o blu, che ci ha aiutato i medici a diagnosticare i difetti congeniti del cuore, nonché problemi cardiaci in pazienti più anziani. Nel 1985, bio-ingegneri giapponesi sviluppato l'uso di formazione immagine di colore in tempo reale, che è ancora usata come colore flusso mappatura oggi.Continui progressi nel campo dell'elettronica hanno permesso lo sviluppo di strumenti Doppler più veloci di colore, che hanno portato a una migliore comprensione del flusso sanguigno e patologia nei tessuti. Nel 1986, immagini a colori in tempo reale flusso vennero utilizzate per studiare le arterie. Nel 1980, ecografi sviluppato l'aspetto piuttosto standard hanno ancora oggi: una console portatile su quattro ruote con il monitor sulla parte superiore e righe di scanner sul fondo.
Miglioramenti nel 1990
Qualità dell'immagine ha visto miglioramenti reali tutto il 1990, dovuto gli avanzamenti nella tecnologia in altri settori della scienza come radar navigazione, telecomunicazioni ed elettronica di consumo. Con l'avvento dell'uso di ultrasuono in cliniche e studi privati in tutto il mondo, è diventato evidente che era necessario addestramento speciale per tecnici per essere in grado di leggere e comprendere immagini ecografiche, e speciali corsi di formazione e accreditamento tavole sono state stabilite.La routine scansione fetale a 20 settimane di gravidanza è diventato parte integrante della cura prenatale nel 1990, perché ha permesso ai medici di prendere più accurate e approfondite misure di crescita fetale anche come diagnosticare una miriade di malformazioni fetali che non erano stati possibili nell'utero. Con l'ultrasuono moderno, i medici sono anche in grado di eseguire un intervento chirurgico su un feto.L'ultrasuono ha dimostrato utile nel trattamento di madri, come pure i bambini con i progressi nel 1990. I medici cominciarono ad usarlo per valutare le anomalie pre-eclampsia e la placenta, che conduce a un trattamento precoce ed efficace. Ecografia anche spianato la strada per gli avanzamenti nella scienza della riproduzione assistita negli anni 1980 e 1990. Utilizzando scanner transvaginale, i medici sono in grado di accedere le ovaie per uovo modo gratuito di recupero in un più sicuro e il dolore.La prima macchina di ultrasuono 3D è stata sviluppata nel 1986, ma era lento e le immagini erano di bassa risoluzione. Nel 1991 e 1992, i ricercatori hanno prodotto scanner che potrebbe immagine cardiache e arteriose strutture 3D in tempo reale. Nei mid-1990s, ecografie 3D sono state utilizzate per valutare i carcinoma nei pazienti oncologici, rilevare anomalie fetali di superficie e scheletriche e calcolare i volumi del sacco gestazionale e anche i polmoni fetali, cuore e addome. Ben presto, l'ecografia 3D è sempre più disponibile a causa del rapido progresso nella tecnologia informatica e diminuendo il costo di elettronica a microprocessore. Ecografie 3D anche previsto una nuova esperienza per i genitori, consentendo loro di vedere più accuratamente i loro bambini viso e corpo, con conseguente precoce bonding materno-fetale, che potrebbe contribuire alla migliore cura prenatale.