Công nghệ siêu âm và ứng dụng trong đời sống (Phần 3)

Ứng dụng y tế

Mặc dù, siêu âm cạnh tranh với các hình thức khác của hình ảnh y tế , chẳng hạn như kỹ thuật tia X và hình ảnh cộng hưởng từ , nó có một số tính năng mong muốn mà các kỹ thuật khác không thể cung cấp. Ngoài ra, trong số các kỹ thuật hiện đại khác nhau để hình ảnh các cơ quan nội tạng, thiết bị siêu âm cho đến nay là ít tốn kém nhất. Siêu âm cũng được sử dụng để điều trị đau khớp và điều trị một số loại khối u mà nó mong muốn tạo ra nhiệt cục bộ. Một công dụng rất hiệu quả của sóng siêu âm xuất phát từ bản chất của nó là rung động cơ học là loại bỏ sỏi thận và bàng quang.

Chẩn đoán

Nhiều chẩn đoán hình ảnh y tế được thực hiện với Chụp X-quang . Do năng lượng photon cao của tia X, loại bức xạ này có tính ion hóa cao – tức là tia X có khả năng phá hủy các liên kết phân tử trong cơ thể mô mà chúng đi qua. Sự phá hủy này có thể dẫn đến những thay đổi trong chức năng của mô liên quan hoặc trong trường hợp nghiêm trọng là sự hủy hoại của nó.

Công nghệ siêu âm được ứng dụng để chuẩn đoán hình ảnh thai nhi

Một trong những ưu điểm quan trọng của siêu âm là nó là một rung động cơ học và do đó nó là một dạng năng lượng không ion hóa. Do đó, nó có thể được sử dụng trong nhiều trường hợp nhạy cảm mà tia X có thể gây hại. Ngoài ra, độ phân giải của tia X bị hạn chế do khả năng xuyên thấu lớn của chúng và sự khác biệt nhỏ giữa các mô mềm. Mặt khác, siêu âm cho độ tương phản tốt giữa các loại mô mềm khác nhau.

Quét siêu âm trong chẩn đoán y tế sử dụng nguyên tắc tương tự như sóng siêu âm. Các xung của sóng siêu âm tần số cao, thường trên một megahertz, được tạo ra bởi một bộ chuyển đổi áp điện và được dẫn vào cơ thể. Khi sóng siêu âm đi qua các cơ quan nội tạng khác nhau, nó gặp phải những thay đổi về trở kháng âm thanh , điều này gây ra phản xạ . Có thể phân tích số lượng và thời gian trễ của các phản xạ khác nhau để thu được thông tin liên quan đến các cơ quan nội tạng. Chế độ quét B, một dãy đầu dò tuyến tính được sử dụng để quét một mặt phẳng trong cơ thể, và dữ liệu kết quả được hiển thị trên màn hình TV dưới dạng biểu đồ hai chiều. Kỹ thuật A-scan sử dụng một đầu dò duy nhất để quét dọc theo một đường trong cơ thể, và tiếng vọng được vẽ dưới dạng hàm của thời gian. Kỹ thuật này được sử dụng để đo khoảng cách hoặc kích thước của các cơ quan nội tạng. Chế độ M-scan được sử dụng để ghi lại chuyển động của các cơ quan nội tạng, như trong nghiên cứu về rối loạn chức năng tim. Độ phân giải cao hơn thu được trong hình ảnh siêu âm bằng cách sử dụng tần số cao hơn – tức là bước sóng ngắn hơn. Một hạn chế của đặc tính này của sóng là tần số cao hơn có xu hướng bị hấp thụ mạnh hơn nhiều.

Bởi vì nó không phải là ion hóa, siêu âm đã trở thành một trong những yếu tố chính của chẩn đoán sản khoa . Trong quá trình lấy nước ối trong xét nghiệm dị tật bẩm sinh, hình ảnh siêu âm được sử dụng để hướng dẫn kim và do đó tránh gây tổn thương cho thai nhi hoặc các mô xung quanh. Siêu âm hình ảnh thai nhi có thể được sử dụng để xác định ngày thụ thai, xác định nhiều lần sinh và chẩn đoán những bất thường trong sự phát triển của thai nhi.

Kỹ thuật Doppoler mạch ở người hồi sức cấp cứu

Kỹ thuật Doppler siêu âm đã trở nên rất quan trọng trong việc chẩn đoán các vấn đề về lưu lượng máu. Trong một kỹ thuật, chùm sóng siêu âm ba megahertz được phản xạ khỏi máu động mạch đang đến điển hình với sự dịch chuyển Doppler vài kilohertz – một sự khác biệt về tần số mà bác sĩ có thể nghe thấy trực tiếp. Sử dụng kỹ thuật này, có thể theo dõi nhịp tim của thai nhi rất lâu trước khi ống nghe có thể thu được âm thanh. Các bệnh động mạch như xơ cứng động mạch cũng có thể được chẩn đoán và việc chữa lành các động mạch có thể được theo dõi sau khi phẫu thuật. Sự kết hợp giữa hình ảnh B-scan và hình ảnh Doppler, được gọi là quét song công, có thể xác định các động mạch và ngay lập tức đo lưu lượng máu của chúng; điều này đã được sử dụng rộng rãi để chẩn đoán các khuyết tật van tim.

Sử dụng sóng siêu âm với tần số lên đến 2.000 megahertz, có bước sóng 0,75 micromet trong các mô mềm (so với bước sóng khoảng 0,55 micromet đối với ánh sáng), kính hiển vi siêu âm đã được phát triển để cạnh tranh với kính hiển vi ánh sáng về độ phân giải của chúng. Ưu điểm khác biệt của kính hiển vi siêu âm nằm ở khả năng phân biệt các phần khác nhau của tế bào bằng độ nhớt của chúng. Ngoài ra, bởi vì chúng không yêu cầu phương tiện tương phản nhân tạo, có thể giết chết tế bào, nên kính hiển vi âm học có thể nghiên cứu các tế bào sống thực tế.

Trị liệu và phẫu thuật

Vì sóng siêu âm là một rung động cơ học và có thể hội tụ tốt ở tần số cao, nên nó có thể được sử dụng để tạo ra sự đốt nóng bên trong các mô cục bộ mà không có tác động có hại đến các mô lân cận. Kỹ thuật này có thể được sử dụng để giảm đau ở các khớp, đặc biệt là ở lưng và vai. Ngoài ra, nghiên cứu hiện đang được thực hiện để điều trị một số loại ung thư bằng cách đốt nóng cục bộ, vì tập trung sóng siêu âm cường độ cao có thể làm nóng khu vực của khối u trong khi không ảnh hưởng đáng kể đến mô xung quanh.

Không có dấu vết phẫu thuật — nghĩa là, phẫu thuật không yêu cầu rạch hoặc theo dõi từ da đến vùng bị ảnh hưởng — đã được phát triển cho một số điều kiện. Siêu âm hội tụ đã được sử dụng để điều trị Bệnh Parkinson bằng cách tạo ra các tổn thương não ở những khu vực không thể tiếp cận với phẫu thuật truyền thống. Một ứng dụng phổ biến của kỹ thuật này là phá hủy sỏi thận với sóng xung kích hình thành bởi các đợt siêu âm hội tụ. Trong một số trường hợp, một thiết bị được gọi là máy tán sỏi siêu âm tập trung sóng siêu âm với sự trợ giúp của hướng dẫn tia X, nhưng một kỹ thuật phổ biến hơn để phá hủy sỏi thận, được gọi là nội soi siêu âm phân rã, sử dụng một thanh kim loại nhỏ đưa qua da để cung cấp sóng siêu âm trong vùng tần số 22 đến 30 kilohertz.

Xem thêm:

Công nghệ siêu âm và ứng dụng trong thực tế (Phần 1)

Công nghệ siêu âm và ứng dụng trong thực tế (Phần 2)

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *