کاربرد التراسونیک در پزشکی
تکنیکهای التراسونیک در پزشکی مکمل سایر روشهای فیزیکی مورد استفاده در جراحی، درمان و تشخیص هستند. بیشتر کاربردهای پزشکی اولتراسوند بر اساس خواص امواج طولی در محدوده فرکانس 1-15 مگاهرتز است. معادلات موج صفحه مربوطه داده شده و روشهای تولید، شکل و اندازه گیری میدان اولتراسونیک مورد بحث قرار میگیرد.
اولتراسوند با تمرکز بالا در جراحی مغز و اعصاب استفاده میشود. این تنها روش برای ایجاد آسیب بدون ردیابی در عمق مغز است.
در جراحی دهلیزی، تابش اولتراسونیک به طور معمول برای درمان بیماری منیر استفاده میشود.
میتواند علائم را بدون آسیب به شنوایی کاهش دهد.
کاربردهای درمانی التراسونیک در پزشکی، شامل درمان در فیزیوتراپی بیماریهای مختلف بافت نرم و تولید آئروسل برای استنشاق است.
بررسی بافتهای نرم هم با روش پالس اکو و هم با روش موج پیوسته امکان پذیر است.
تشخیص التراسونیک در پزشکی اطلاعاتی در مورد موقعیت و میزان ناپیوستگی امپدانس مشخصه ارائه میدهد. این اطلاعات را نمیتوان مستقیما با هیچ روش دیگری به دست آورد.
نمایشگرهای یکبعدی و دو بعدی و فرمهای موج موقعیت زمانی با تکنیکهای پالس اکو تولید میشوند. تکنیکهای موج پیوسته شامل تکنیکهای مبتنی بر تغییر فرکانس داپلر اولتراسوند است که توسط ساختارهای متحرک منعکس میشود.
کاربردهای پزشکی مبدلهای التراسونیک
فناوری پزشکی به ارائه پیشرفتهای شگفت انگیز در افزایش عمر بیماران و ارائه کیفیت زندگی برتر ادامه میدهد.
یکی از فنآوریهایی که اهمیت اولیه را در ارائه این نتایج تغییردهنده زندگی به دست آورده است، به اولتراسوند، یا به عبارت بهتر، مبدلهای اولتراسونیک، متکی است.
در ابتدایی ترین تعریف، همه مبدلها چیزی را به چیز دیگری تبدیل میکنند.
در مورد مبدلهای التراسونیک، آنها امواج اولتراسوند را به سیگنالهای الکتریکی یا برعکس سیگنالهای الکتریکی را به امواج اولتراسوند تبدیل میکنند.
شاید شناخته شده ترین کاربرد اولتراسوند نظارت بر بارداری باشد.
چرا که ابزاری را برای ایجاد تصویری از جنین در حین رشد در رحم مادر فراهم میکند.
مقاله مرتبط: التراسونیک
در حالی که این یک کاربرد مهم است، کاربردهای دیگر بسیاری از مبدلهای التراسونیک در پزشکی وجود دارد. از تستهای تشخیصی و دستگاههای جراحی گرفته تا درمان سرطان، مبدلهای التراسونیک نقش کلیدی در مراقبتهای پزشکی امروزی دارند.
اولتراسوند چیست و چگونه ایجاد میشود؟
اولتراسوند امواج صوتی را توصیف میکند که بالاتر از محدوده طبیعی شنوایی انسان است.
این بدان معناست که اولتراسوند از امواج صوتی با فرکانس بسیار بالا تشکیل شده است.
همانطور که اشعه ماوراء بنفش (UV) بالاتر از فرکانس دیدن چشم انسان است، اولتراسوند نیز صدا است که فرکانس بسیار بالایی برای شنیدن گوش انسان دارد.
کاربردهای پزشکی اولتراسوند اغلب در مقیاس 10 مگاهرتز – 10،000،000 سیکل در ثانیه – یا حتی بیشتر است.
برای به دست آوردن اولتراسوند در مقیاس میلیونها سیکل در ثانیه، بیشتر کاربردهای پزشکی اولتراسوند از سرامیک سرب زیرکونات تیتانات استفاده میکنند که به نام PZT نیز شناخته میشود.
در واقع P از مخفف شیمیایی سرب میآید.
سرامیک PZT بخش فعال مبدل اولتراسونیک پیزوالکتریک است که در اولتراسوند پزشکی استفاده میشود.
برخی از کریستالهای طبیعی و ساخته دست بشر نیز میتوانند به عنوان بخش فعال مبدلهای پیزوالکتریک عمل کنند، اما PZT بسیار رایجتر است.
زیرا خواص پیزوالکتریک و مقرون به صرفه بودن را به بهترین نحو متعادل میکند.
مبدل پیزوالکتریک، انرژی الکتریکی را به صدا تبدیل میکند.
این کار را به این دلیل انجام میدهد که مواد پیزوالکتریک با اعمال ولتاژ تغییر اندازه میدهند.
این بدان معناست که وقتی جریان متناوب (AC) را به مواد پیزوالکتریک اعمال میکنید،
شروع به ارتعاش در فرکانسهای بسیار بالا میکند که به نوبه خود امواج فشار هوا با فرکانس بالا یا امواج صوتی را تولید میکند.
مواد پیزوالکتریک همچنین میتوانند معکوس کار کنند و برای تشخیص امواج مافوق صوت و تبدیل انرژی از آن امواج به الکتریسیته استفاده میشوند.
ساختار مبدل التراسونیک در پزشکی
ساخت مبدلهای اولتراسونیک نیاز به پیچیدگی و درک چگونگی استفاده از این ابزار در عمل دارد.
همه مبدلهای التراسونیک از سه جزء اصلی تشکیل شده اند:
- 1. یک عنصر فعال
- 2. یک پشتوانه
- 3. یک لایه تطبیق
عنصر فعال، سرامیک یا کریستال پیزوالکتریک است که انرژی الکتریکی را به انرژی اولتراسوند تبدیل میکند و دوباره برمی گردد.
پشتوانه متراکم است و انرژی را از مبدل جذب میکند.
لایه منطبق که گاهی اوقات به عنوان صفحه پوشیدنی شناخته میشود، دستگاه را در برابر عناصر محافظت میکند.
کاربرد تصویربرداری التراسونیک در پزشکی
تصویربرداری التراسونیک در پزشکی احتمالا اولین چیزی است که افراد با شنیدن کلمه اولتراسوند به آن فکر میکنند.
تصویربرداری، با استفاده از زمان اکو اولتراسوند و جابجایی داپلر صدای منعکس شده، برای تعیین فاصله تا اندام داخلی هدف ایجاد میشود.
به عنوان مثال، اولتراسوند برای تصویربرداری از شریان کاروتید که نزدیک به سطح بدن است، استفاده میگردد. به طور معمول، پزشکان به دنبال ایجاد پلاک در شریان و سرعت جریان خون در داخل شریان هستند.
اولتراسوند تصویری با وضوح بالا از شریان با وضوح حدود 0.2 میلی متر (میلی متر) ارائه میدهد.
رایج ترین کاربرد التراسونیک در پزشکی، تصویربرداری داخلی
تصویربرداری رایج ترین کاربرد اولتراسوند در پزشکی است.
کاربردهای این دستگاهها شامل تصویربرداری از نواحی خاصی از بدن، از جمله:
– شکم و اندامهای داخلی آن
– سینهها / تیروئید (گردن)
– قلب
– سیستم عروقی
– چشمها
– رحم
هر یک از این حوزههای کاربردی، نیازهای فنی خاصی برای ارائه بهترین نتایج دارند.
