Краткая история ультразвука

Ультразвук в природе.
Диапазон воспринимаемых частот меняется в зависимости от вида:
Человек: 20-20000 Гц Собака: до 40000 Гц
Дельфин: до 150000 Гц Летучая мышь: 1000-100000 Гц
Кошка: 100-60000 Гц Слон: 0,1-25 Гц

Шестое чувство.
Lazzaro Spallanzani (1729-1799) – итальянский биолог и натуралист.
Первым доказал существование невоспринимаемого человеком звука.
Spallanzani показал, что ослепленная летучая мышь способна без труда перемещаться в темной комнате, однако, врезалась в препятствие, если закрыть ей пасть.
Высказал теорию, что летучая мышь ориентируется, главным образом, используя звуковые волны, а не свет.

Эхолокация.
Charles Jurine, Швейцария.
Эксперимент: залеплял летучим мышам уши воском, отмечая их абсолютную беспомощность при движении.
Spallazani и Jurine заключили: «летучим мышам необходим слух, для того, чтобы ориентироваться в пространстве».
Donald R. Griffin и Robert Gallambo, США:
В 1938 году, используя детектор звука, записали направленные звуковые волны, испускаемые летучими мышами при полете.
Новый термин был назван «Эхолокацией»
D.R.Griffin. Listening
In the dark – The Acoustic
Orientation of Bats and Men,
Yale University Press, 1958

Пьезоэлектрический эффект
- 1880 год – прорыв в технологии ультразвука.
Открытие пьезоэлектрического эффекта внутри кристаллов
Pierre и Jacques Currie – Париж, Франция
Дальнейшее развитие идеи привело к созданию ультразвукового датчика - основы любого УЗ-аппарата.

Эффект Допплера
Johann Christian Doppler (1803-1853), Австрия
Предположил, что частота звуковой волны будет меняться, если источник звука перемещается.
Сегодня, цветное допплеровское картирование – незаменимый инструмент диагностики.

Военный ультразвук.
Крушение «Титаника» в 1912 году – послужило импульсом для развития эхолокации на флоте.
SONAR (sound navigation and ranging).

SONAR
Reginald Aubrey Fessenden (1866-1932), Канада
Разработал и собрал первую работающую систему SONAR.
Первый SONAR был способен обнаружить айсберг на расстоянии до 2 миль.

Первая и Вторая Мировая война
Paul Langevin – Париж, Франция.
1915 год – изобрел подводный SONAR для обнаружения субмарин.
23 апреля 1916 года – первое обнаружение и поражение немецкой подлодки, с помощью SONAR.
Технологии SONAR развивались, и в о время Второй Мировой войны защищали Северный Атлантический путь от немецких субмарин.

Радар и дефектоскоп
С. Соколов – 1928, предложил концепцию ультразвукового дефектоскопа.
Дефектоскоп используют для обнаружения скрытых дефектов (полостей, трещин) в металлическом массиве (корабли и самолеты).
RADAR – (Radio Navigation and Ranging) – 1935 год.
Robert-Watson Wattis – Великобритания, отец Радара.

Лечебный ультразвук
История ультразвука, как лечебной процедуры берет свое начало с 1940-хх.
В лечебных целях используется тепловая энергия ультразвука.
На заре эры ультразвука, эта методика считалась панацеей от всех болезней.
Применялся ультразвук для излечения от суставных болей, язв желудка, экземы, астмы, тиреотоксикоза, геморроя, недержания мочи, слоновости и даже стенокардии.

Ультразвуковая диагностика
Karl Dussik (1908-1968) – невролог, Университет Вены
1942 год – первая попытка использования ультразвука в целях диагностики.
Dussik применил УЗ для обнаружения опухолей головного мозга.
Применяемый термин – «гиперфонография».

Гинекология
Профессор Университета город Глазго, Ian Donald, 21 июля 1955 года предложил использовать два дефектоскопа для поиска кист яичника.
Он называл свою идею: «поиск скрытых недостатков в женщине».
Ian Donald, J. Macvicar и T.G.Brown, 1958 год: «Исследования брюшной полости при помощи ультразвука» (Lancet, №271, июнь 1958).

От дефектоскопа к наручным приборам
Дефектоскопы.
Панорамный
сканер
Ранний двухмерный
сканер
Ультразвуковой аппарат
1946 г.
Ранняя «Aloka»
1960-е, Китай

Современный стационарные аппараты
Esaote MyLab 70
GE Logiq 9

Портативные приборы сегодня
GE Logiq E
Esaote MyLab One

3D и 4D-cканирование
Что такое 3D?
3D или (3 dimensional) изображение
получается в результате
мультпланового сканирования в
двухмерном формате с последующей суммацией результатов в объемную
картинку.
Что такое 4D-сканирование?
4D-сканирование – это 3D + время
(четвертое измерение). Таким образом
4D – это 3D в реальном времени.
3D-приборы представляют
возможность увидеть лицо
ребенка еще до рождения.

УЗ-ассистированные технологии
1978 год – La Grange, описал процедуру блокады плечевого сплетения с ультразвуковым контролем.
(La Grange et al. Application of the doppler ultrasound flow detector in supraclavicular brachial plexus block, British journal of Anesthesia 1978, #50)