O ultrazvuku

Istorija razvoja

Međunarodni aspekt

U poređenju sa optičkim metodama kao što su infracrvena i ultraljubičasta, ultrazvuk je počeo relativno kasno, sa istorijom manjom od 100 godina. Od kraja 19. veka do početka 20. veka, nakon što su u fizici otkriveni piezoelektrični efekat i inverzni piezoelektrični efekat, ljudi su rešili metodu upotrebe elektronske tehnologije za generisanje ultrazvučnih talasa, što je brzo otvorilo istorijsko poglavlje u razvoj i promocija ultrazvučne tehnologije.

1922. godine po prvi put je predložena definicija ultrazvuka, a ultrazvuk je postao potpuno novi koncept. Prvi patent za izum za ultrazvučnu terapiju pojavio se u Njemačkoj;

Godine 1939. objavljeni su literaturni izvještaji o kliničkim efektima ultrazvučne terapije.

Krajem 1940-ih, ultrazvučna terapija se pojavila u Europi i Sjedinjenim Državama. Tek na prvoj međunarodnoj medicinskoj ultrazvučnoj akademskoj konferenciji održanoj 1949. godine došlo je do razmjene radova o ultrazvučnoj terapiji, što je postavilo temelje za razvoj ultrazvučne terapije. Godine 1956. mnogi radovi su objavljeni na Drugoj međunarodnoj konferenciji o ultrazvučnoj medicini, a ultrazvučna terapija je ušla u fazu praktične zrelosti.

Domaći aspekt

U Kini je polje ultrazvučne terapije počelo nešto kasnije. Početkom 1950-ih samo je nekoliko bolnica provodilo ultrazvučnu terapiju. Godine 1950., mašina za ultrazvučnu terapiju talasne dužine od 430 μm prvi put je korišćena u Pekingu za lečenje različitih bolesti, a postepeno je promovisana 1950-ih. I imati domaću opremu. Objavljeni izvještaji u literaturi počeli su 1957. godine. Sedamdesetih godina prošlog stoljeća postojale su različite vrste domaćih instrumenata za ultrazvučnu terapiju, a ultrazvučna terapija je popularizirana u velikim bolnicama širom zemlje.

Za više od 40 godina, velike bolnice širom zemlje akumulirale su značajnu količinu podataka i relativno bogato kliničko iskustvo. Naročito ranih 1980-ih, ultrazvučna ekstrakorporalna mehanička talasna litotripsija i ultrazvučna hirurgija bili su veliki proboj u istoriji lečenja kamenih bolesti. Sada se promovira i primjenjuje na međunarodnom nivou. Fokusirani ultrazvuk visokog intenziteta za neinvazivnu hirurgiju učinio je ultrazvučnu terapiju važnim dijelom savremene medicinske tehnologije. U 21. veku, ultrazvučno fokusirana hirurgija (HIFU) je hvaljena kao najnovija tehnologija u lečenju tumora u 21. veku.

Efekat

Ultrazvučni efekat: Kada se ultrazvučni talas širi u medijumu, usled interakcije između ultrazvučnog talasa i medija, medij se menja, što rezultira nizom mehaničkih i elektromagnetnih ultrazvučnih efekata, uključujući sledeća dva efekta:

1. Mehanički efekti. Mehaničko djelovanje ultrazvuka može potaknuti emulzifikaciju tekućina, ukapljivanje gelova i disperziju čvrstih tvari. Kada se u ultrazvučnom fluidnom mediju formira stojeći talas, sitne čestice suspendovane u fluidu kondenzuju se na čvoru usled dejstva mehaničke sile, formirajući periodičnu akumulaciju u prostoru. Kada se ultrazvučni talasi šire u piezoelektričnim materijalima i magnetostriktivnim materijalima, indukovana električna polarizacija i indukovana magnetizacija nastaju mehaničkim delovanjem ultrazvučnih talasa.

2. Kavitacija. Veliki broj malih zračnih mjehurića može se stvoriti kada se ultrazvučni valovi primjenjuju na tekućinu. Jedan od razloga je taj što u tekućini postoji lokalni vlačni napon koji stvara negativan tlak, a smanjenje tlaka čini da je plin prvobitno otopljen u tekućini prezasićenim i izlazi iz tekućine u obliku malih mjehurića. Drugi razlog je taj što jako vlačno naprezanje "razdvaja" tečnost u šupljinu koja se zove kavitacija. Unutar šupljine nalazi se tečna para ili neki drugi gas otopljen u tečnosti, možda čak i vakuum. Mali mjehurići nastali kavitacijom nastavljaju rasti ili naglo pucaju. Kada se rasprsne, okolna tečnost iznenada juri u mehur da bi stvorila visok pritisak, a istovremeno se stvara i udarni talas. Unutrašnje trenje praćeno kavitacijom može formirati električni naboj, a zbog pražnjenja u mjehuriću se stvara fenomen luminescencije. Većina tehnika za sonikaciju u tekućinama se odnosi na kavitaciju.