Page 10 - IFM_201401_v9 150

vol. 3 1/2014 Inżynier i Fizyk Medyczny 8
artykuł \ article ultrasonografia \ ultrasonography
stawia USG obok najnowszych osiągnięć tomografii komputero-
wej i rezonansu magnetycznego. Nie bez znaczenia są wymia-
ry współczesnych ultrasonografów. Wiele z nich to przenośne
urządzenia umożliwiające badania przy łóżku pacjenta. Natural-
nie są też ograniczenia. Fale ultradźwiękowe ulegają praktycz-
nie całkowitemu odbiciu na granicy obszarów wypełnionych
gazem (płuca, jelita) oraz kości.
W ostatnim dziesięcioleciu nastąpił jakościowy przełom
w ultrasonografii i echokardiografii. Pojawiły się nowe techno-
logie szerokopasmowych ultradźwiękowych przetworników ob-
razujących. Cyfrowe przetwarzanie sygnałów prawie całkowicie
zastąpiło techniki analogowe. Coraz częściej w algorytmie dia-
gnostycznym stosuje się środki kontrastujące pozwalające wy-
różnić z obrazowanych narządów obszary z upośledzonym krą-
żeniem. Kontrast bez wątpienia umożliwia dokładniejszą ocenę
ukrwienia mięśnia sercowego. Innym przyszłościowym zastoso-
waniem badań kontrastowych jest synergistyczne współdziała-
nie terapeutycznych i diagnostycznych środków kontrastujących
wykazujących właściwości „wzmacniające” echogeniczność tka-
nek i w tym samym czasie będących nośnikiem leków swoistych
dla pewnych zmian patologicznych. Ultrasonografia harmo-
niczna, wykorzystująca nieliniowe właściwości propagacji fali
utradźwiękowej w tkankach, to kolejny przełom technologiczny,
który w krótkim, bo zaledwie kilkuletnim okresie, pozwolił obra-
zować pewne narządy z niespotykaną dotychczas dokładnością.
Bez wątpienia, właśnie obrazowanie harmoniczne i jego pewne
mutacje, włączając w to ultrasonografię kodowaną, stanowić
będzie obszar intensywnych badań naukowych i nowych wdro-
żeń aparaturowych.
W Polsce, mimo kłopotów służby zdrowia, ultrasonografia ma
się całkiem dobrze. Nie do przecenienia jest tu rola, jaką ode-
grał w rozwoju ultradźwiękowych metod w medycynie Zakład
Ultradźwięków IPPT. Badania w tej dziedzinie zostały zainicjowa-
ne w początku lat sześćdziesiątych przez prof. Leszka Filipczyń-
skiego (już nieżyjącego) i w kilka lat później pojawił się pierw-
szy polski ultrasonograf (Fot. 2). Dało to początek rozwojowi
ultrasonografii w Polsce. Prace nad rozwojem metod ultradźwię-
kowych w medycynie prowadzono przy współpracy z wieloma
klinikami Akademii Medycznych: położnictwa i ginekologii, neu-
orologii i neurochirurgii, oftalmologii, kardiologii i chorób naczyń,
laryngologii, urologii, a także z Instytutami Onkologii i Gruźlicy.
Na uwagę zasługuje fakt, że w tym czasie badania takie pro-
wadzone były tylko w kilku laboratoriach USA, Wielkiej Brytanii,
Holandii i Niemiec, szczególnie w zakresie obrazowania w położ-
nictwie, kardiologii, okulistyce i bezpieczeństwa badań. W koń-
cu lat siedemdziesiątych zainicjowano badania nad technikami
dopplerowskimi w diagnostyce układu krążenia.
W 1976 roku staraniem lekarzy współpracujących z Zespołem
z IPPT powstała przy Polskim Towarzystwie Lekarskim Sekcja
„Ultradźwięki w Medycynie i Biologii”, która działała do 1980
roku. Działalność ta stworzyła podwaliny powstania Polskiego
Towarzystwa Ultrasonograficznego, liczącego obecnie ponad
1500 członków.
Badacze objawiają zwykle skłonność do jednostronnego
upodobania (kierując się chyba fałszywie interpretacją łacińskiej
maksymy Spiritus Flat Ubi Vult ) bądź to w kierunku badań czy-
sto teoretycznych, nie zważając na zastosowania lub nawet je
lekceważąc, bądź też w kierunku dociekań ze względu na okre-
ślone zastosowania. Zakład Ultradźwięków zawsze cechowała
równowaga pomiędzy badaniami teoretycznymi i ich aspektem
aplikacyjnym. Po latach traktowania interakcji pomiędzy wiąz-
kami ultradźwiękowymi i tkanką biologiczną jedynie w zakresie
bardzo małych ciśnień akustycznych i w kategoriach podobnych
do geometrycznej optyki promieniowej rozwijamy intensywnie
badania nad zjawiskami nieliniowymi towarzyszącymi propaga-
cji fal w tkankach. Oznacza to, że równania falowe, rozwiązy-
wane zazwyczaj numerycznie, uwzględniają niezlinearyzowane
równania sił, a więc z udziałem obu pochodnych prędkości ruchu
cieczy, lokalnej i konwekcyjnej. Badane są lokalne zmiany pręd-
kości fal w zależności od chwilowej, lokalnej gęstości tkanek,
zmiennej w funkcji ciśnienia akustycznego.
Ważne pole badań dotyczy ziarnistego „tła” obrazów
ultradźwiękowych – konsekwencji dyfrakcyjnych właściwości
rozpraszających fale na lokalnych zmianach impedancji akustycz-
nej tkanek. W ziarnie obrazowym bowiem ukryta jest informacja
o lokalnej strukturze tkanki, różnej dla tkanek zdrowych i zmie-
nionych patologicznie. Sygnał ziarna jest blisko 2 razy większy od
szumu akustycznego, co pozwala na badanie jego właściwości
statystycznych. W tkankach „zdrowych” rozkład ziarna jest bliski
rozkładowi Rayleigha, podczas gdy w tkankach zmienionych pa-
tologicznie znacznie od niego odbiega.
Kolejnym kierunkiem rozwoju diagnostyki ultradźwiękowej jest
elastografia – obejmująca obrazowanie różnic w lepkosprężystych
właściwościach tkanek. Przewidywane zastosowania to sonoma-
mografia, ze szczególnym naciskiem na różnicowanie cyst i zmian
„twardych” oraz wczesna diagnostyka złośliwych i łagodnych prze-
rostów prostaty. Nasze widzenie propagacji fal w tkankach, a więc
w ośrodkach o właściwościach akustycznych bliskich wodzie, ule-
ga jakościowej i ilościowej zmianie. Dotychczasowe obrazowanie
Fot. 2 Prof. L. Filipczyński przy pierwszym polskim USG (1968 r.)