История развития ультразвуковой визуализации (часть первая)
Ультразвук относится к звуковой волне с частотой вибрации выше 20 кГц, которая обладает характеристиками сильной проникающей силы и хорошей направленностью. В природе некоторые животные используют ультразвук для обнаружения окружающих целей или препятствий, и это также дает человечеству просветление. С открытием пьезоэлектрических материалов в конце 19-го века и плавной реализацией индустриализации ультразвук быстро развивался в области космического диапазона и обнаружения целей, и родились новые приложения, такие как гидролокатор и медицинская визуализация. Применение ультразвуковой визуализации в медицине имеет давнюю историю. С быстрым развитием в последние десятилетия были сформированы зрелые процедуры обработки изображений.
Первый письменный отчет об использовании звуковых волн для пространственного позиционирования можно проследить до 1794 года. LazaroSpallanzani («Opus coli difisica») проанализировал основной механизм пространственного позиционирования летучих мышей и полагал, что летучие мыши использовали другие механизмы позиционирования, а не визуальное пространство. Позиционирование.
К 1880 году Гальто создал и изготовил оборудование, способное генерировать звуковые волны с частотой 40.000 Гц. В том же году братья Жак и Пьер Кюри указали, что механическая вибрация кристаллов кварца может генерировать электричество, и это явление теперь называется пьезоэлектрическим эффектом. Братья Жакет Пьер Кюри также открыли обратный пьезоэлектрический эффект. Кристаллы кварца могут вибрировать под действием изменений электрического заряда, образуя ультразвуковые волны. В 1912 году Ричардсон изобрел эхолокатор, основанный на концепции ультразвука, который использовался для навигации и обнаружения объектов в воде. В 1929 году Соколов предложил теорию распространения звука, а в начале 1930-х годов стал использовать ультразвук для выявления внутренних дефектов в металлоконструкциях. В 1937 году братья Дуссиг попытались использовать ультразвук, чтобы показать структуру желудочка, но их попытка не увенчалась успехом, потому что ультразвук не мог проникнуть в структуру кости. Людвиг и Штутерс начали использовать импульсный ультразвук для обнаружения камней в желчном пузыре в 1940-х годах. В 1956 году Ян Дональд фактически использовал одномерный режим (A-mode ultrasound) для измерения диаметра теменной доли головки плода на практике. Два года спустя Дональд и Браун опубликовали ультразвуковые снимки опухолей женских половых органов. В то же время Браун изобрел так называемый «двумерный составной сканер», который позволяет экзаменаторам наблюдать и анализировать плотность тканей. Это часто называют поворотным моментом в медицинском применении ультразвука.
В 1942 году австрийский врач впервые применил проникающую ультразвуковую визуализацию в диагностике головного мозга человека. Хотя эффект визуализации изображения мозга, полученного этим методом, был очень плохим, он инновационно ввел ультразвуковую визуализацию в клиническую медицинскую диагностику. Эта работа до сих пор считается вехой в области медицинской ультразвуковой визуализации. С тех пор, с углублением ультразвуковых теоретических исследований, различные методы ультразвуковой визуализации постоянно предлагались, улучшались и коммерциализировались, и до сегодняшнего дня все еще существует бесконечный поток новых методов ультразвуковой визуализации.
Средняя скорость распространения ультразвука в мягких тканях человека составляет 1540 м/с, значение, с которым знакомо каждому сонографисту. Но знаете ли вы, кто измерил это значение первым? Георг Дёринг Людвиг (George Döring Ludwig) первым измерил среднюю скорость распространения ультразвука в мягких тканях человека. Это значение используется и по сей день.
