Što je ultrazvuk?

Ultrazvuk je zvuk  čije su frekvencije iznad gornje granice čujnosti za ljudsko uho (iznad 20 000 Hz). Neke životinje (šišmiši, dupini, određene pasmine pasa) mogu čuti zvuk u navedenim rasponima frekvencija jer anatomski imaju drugačije građeno uho od ljudskog. Mlađe osobe, a posebno djeca mogu čuti određene zvukove viših frekvencija. Sa starenjem ljudsko uho gubi sposobnost raspoznavanja zvukova visoke frekvencije. Visoke zvučne frekvencije sastavni su dio spektra frekvencija koje proizvodi neki izvor zvuka, a spektar zvučnih frekvencija čini boju zvuka. Opadanjem čujnosti visokih frekvencija starenjem, starijim ljudima se mijenjaju i boje zvuka, što znači da simfonijski orkestar ili zvuk violine drugačije čuje dijete od šest, odrastao čovjek od 30 ili starac od 80 godina.

Neke životinje poput šišmiša, dupina ili kitova koriste ultrazvuk (eholokacija) za kretanje u prostoru i pronalazak plijena (frekvencije od 100 – 200 KHz). Mnogi insekti imaju dobar sluh u ultrazvučnom području obzirom da su nokturalne (noćne) životinje sa slabo razvijenim noćnim vidom. To uključuje moljce, razne bube te bogomoljke. Psi također mogu čuti zvukove u ultrazvučnom području. Određene pseće zviždaljke rade na principu ultrazvuka emitirajući visoke frekvencije nečujne za ljude, ali čujne za pse (18-22 kHz). Određene vrste kitova, uključujući dupine čuju i koriste ultrazvučne valove za navigaciju, orijentaciju i hvatanje plijena.

Osim u medicini, uporaba ultrazvučnih sustava udomaćila se u izrazito širokom spektru industrije. Ultrazvučni valovi koriste se za mnoge procese proizvodnje u farmaceutskoj, vojnoj i općoj industriji. Također, ultrazvuk se koristi za navigaciju (sonari), u ribarstvu za pronalazak jata riba te u razne druge svrhe.

Philips_ie33_1

Ultrazvučni sustav u medicini – Philips iE33

U medicinskoj dijagnostici najčešće se koriste ultrazvučne frekvencije između 1-15 MHz (u novije vrijeme koriste se i frekvencije od 20-40 MHz). Ultrazvučni valovi su longitudinalni te lako penetriraju kroz tkiva. Ultrazvučni izvori emitiraju ultrazvučne valove određene frekvencije koji se reflektiraju od tkiva i potom detektiraju preko detektora. Reflektirani ultrazvučni valovi kao analogne informacije se pretvaraju u brojčane, a oni se poslije matematički obrade u računalu i ponovo pretvaraju u analogne informacije koje onda dobijemo u obliku slike. Ultrazvučni uređaj (ehosonograf) je uređaj koji daje slike presjeka unutrašnjosti ljudskog tijela, ravninom u kojoj se ultrazvučni snop širi. Postupak  pregleda ultrazvukom je postupak stvaranja dvodimenzionalne (i trodimenzionalne) slike presjeka unutrašnjosti ljudskog tijela.

Ultrasonografija je široko rasprostranjena u medicini gdje se koristi u dijagnostičke i terapeutske svrhe. Ultrazvučni tehničari (sonograferi) su medicinski profesionalci koji vrše određene ultrazvučne pretrage čiji rezultati su interpretirani od strane radiologa ili kardiologa (ako se radi o specifičnim pretragama srčanog mišića). Tehničari najčešće koriste sonde (transducere) određenih frekvencija koji se pozicioniraju direktno na tijelo pacijenta. U posljednje vrijeme sami liječnici (kako u bolnicama tako i u privatnim ambulantama) koriste ultrazvučne pretrage zbog dijagnostičke širine koju ovakva vrsta pregleda daje. Također, pregled ultrazvukom je bezbolan, nije invazivan, ne koristi se ionizacijsko zračenje, ne zahtijeva posebnu pripremu pacijenata i osobe koja vrši zahvat te je relativno jeftina i pouzdana metoda.

philips_iE33_pregled_1

 

1. Ultrazvučni uređaj šalje valove visoke frekvencije (1-15 Megahertza) u tijelo kroz posebnu sondu s kristalima koji pobuđeni određenim električnim naponom šalju valove

2. Zvučni valovi putuju kroz tkivo te se na tom putu sudaraju s tkivima (kosti, meka tkiva, tekućine) različite gustoće

3. Neki od poslanih valova se reflektiraju odmah nazad u sondu, dok neki prodiru dublje te tamo budu reflektirani ili zagušeni (ne odbijaju se)

4. Reflektirani valovi vraćaju se u sondu koja ih očitava

5. Uređaj zatim kalkulira udaljenost između sonde do tkiva ili organa koristeći poznatu brzinu zvuka u tkivu (1540 m/sec)

6. Uređaj zatim prikazuje udaljenosti i intenzitete vraćenih valova u obliku dvodimenzionalne slike na ekranu

U tipičnom ultrazvučnom sustavu, milijuni pulseva i ehoa su poslani i primljeni svake sekunde.