Ultrazvuk v biologii a medicíně

Nejvíce badatelských týmů působí ve vývoji diagnostických lékařských metod, které se proto neustále zdokonalují přístrojově i metodicky. Jedním z přístrojů je právě i ultrazvuk.

Lékařská diagnostika = ultrasonografie
V ultrasonografii jednoznačně převládají tzv. duplexní zobrazovací systémy (spojení ultrazvukové tomografie = dvojrozměrné zobrazení akustického rozhraní od nichž se odrážejí ultrazvukové impulsy) s měřením relativního pohybu krve vůči sondě vysílající ultrazvuk, kdy je tok krve zobrazován pomocí různobarevných polí uvnitř řezů cévami nebo srdcem. Lze také rozpoznat patologické proudění krve. V místech řezů můžeme získat i jiné diagnosticky cenné informace. S moderními ultrazvukovými přístroji se stále častěji provádějí mimo běžných vyšetření i invazivní (operativní) zákroky. Přibývá punkcí (tělních dutin, cyst ve tkáních), nástřik různých léčiv do hluboce uložených tkání, zavádění cévek, ultrazvuková vyšetření srdečně-cévního systému (při arterosklerotických změnách cévních stěn), lze i sledovat přihojování transplantátů či odmítavou reakci organismu na ně.

Vysokofrekvenční sondy (f = 10-20 MHz)
Tyto sondy se nejčastěji používají v očním lékařství, histologickém vyšetření kůže nebo stěn vnitřních orgánů (v tomto případě se musí sonda zavést do jejich nitra). Tento typ ultrazvuku se také používá v porodnictví a gynekologii, kde je ultrasonografie jedinou bezrizikovou zobrazovací metodou, která případně ukáže vývojové poruchy plodu (podrobněji popsáno níže). Minimalizace umožňuje zavádění ultrazvuku do tělesných dutin nebo přímo do cév, včetně cév koronárních.
Tzv. intraoperační ultrazvuk se stává vodítkem pro chirurga při méně přehledné operaci. Pro zkvalitnění ultrazvukových zobrazení se používají tzv. ultrazvukové kontrastní prostředky (-farmaka na bázi emulzí, které jsou dodávány do cév nebo dutin během ultrazvukového vyšetření. Dojde tak ke zvýšení odrazivosti struktur).
Biofyzici se snaží využít tzv. rázové vlny (mají jiný tvar, vetší tlakový kmit než-li vysokofrekvenční sondy a hlavně tlak kolem 100 MPa) na ničení a odstraňování ledvinových a žlučníkových kamenů, které se při tak silném nárazu tlakem rozdrtí na písek.
Vysokofrekvenční sondy mají mnoho dalších uplatnění na poli medicíny – jen namátkou -rehabilitace pohybového aparátu, řízené uvolňování léčiv z implantovaných nosičů a zesílení účinků některých léčiv – např. na preventivní léčbu infarktu myokardu – včasným rozpouštěním krevních sraženin. Pomocí fokusovaného nebo nefokusovaného ultrazvuku jsou úspěšně léčeny nádory prostaty pomocí zdroje zavedeného per rectum. Dochází k hypertermii – tkáň je ultrazvukem přehřívána až na úroveň potřebnou k usmrcení nádorových buněk.

Nízkofrekvenční ultrazvuk – akustické kmity (f = 20-30 kHz)
Tzv. ultrazvukový dezintegrátor se nejčastěji používá na homogenizaci suspenzí a na stomatologické sondy naproti tomu tzv. ultrazvukový aspirátor ve všeobecné chirurgii, v onkologii na odstraňování primárních nádorů a metastáz z parenchymatózních tkání
(játra, plíce), omezuje krvácení z malých cévek a ve stomatologii je používán na odstraňování zubního kamene.

Abychom lépe viděli aneb pohledy do lůna
V 80. letech 20.stol. nabídl ultrasonograf lékařům první pohled do lůna matky. Při vší úctě podávaly tyto přístroje poněkud zběžný a do značné míry šifrovaný obrázek zárodku. Na universitě v San Diegu slouží lékařům nový ultrasonograf schopný poskytovat vysoce kvalitní trojrozměrné obrázky. Snímky jsou natolik živé, že v nich matky údajně rozeznávaly i individuální rysy a mohly posoudit, komu jsou děti podobné.
Vědci chtějí dojít tak daleko, že mají v úmyslu vytvořit tzv. virtuální trojrozměrné atlasy, které v budoucnu pomůžou vědcům a studentům při dalších testech a kontrolách plodů v tělech matek. Pomocí těchto atlasů bude možné sledovat jak pohyb embrya, tak i vývoj jeho vnitřních orgánů. Na podobných pokusech pracuje po celém světě mnoho skupin lidí.
Vědci se zabývají mnoha experimenty s embryi (zatím jen krys a potkanů) např. jen na ukázku D. Turnbull zkoumá procesy, které ve vyvíjejícím se zárodku vedou ke vzniku mozku. Přitom dokázal přenášet buňky z jedné části vyvíjejícího se mozku do části druhé a to vše díky výkonnému ultrasonografu (tyto výzkumy dokázaly, že role buněk v zadním mozku je předurčena mnohem dříve než role buněk v předním mozku – toto dokázal na mozku 13denního zárodku myši). Vědci se pokoušejí nahlédnout již do zárodku na úrovni buněk, což je pro laika nepředstavitelné. Pro tento účel využili konfokální mikroskop a trojrozměrnou kameru s výkonným počítačem.
Vědci se stále budou pokoušet vyvíjet další výkonnější přístroje na ultrazvukové bázi, které budou v budoucnu ještě více odhalovat taje lidského těla.

Hodnocení referátu Ultrazvuk v biologii a medicíně

Líbila se ti práce?

Podrobnosti

  11. říjen 2007
  2 678×
  659 slov

Podobné studijní materiály

Komentáře k referátu Ultrazvuk v biologii a medicíně