دستگاه سونوگرافی چگونه کار می کند؟

سونوگرافی، عکس برداری با امواج فراصوت (Ultrasound) است. موج های فراصوت دسته ای از امواج هستند که بسامد (فرکانس) آنها بیش از 20 هزار هرتز است. گوش ما قادر به شنیدن امواجی است که بسامد صوتی آنها بین 20 تا 20 هزار هرتز باشد. با وجود این، ماهیت امواج صوتی و فراصوتی و چگونگی تولید، پخش و بازتابش آنها یکسان است و فقط موج های فراصوت بر گوش انسان اثر شنوایی ندارند. برخی از جانوران می توانند بخشی از موج های فراصوت را بشنوند. برای مثال، سگ بسامدهای تا 40 هزار هرتز را می شنود و برخی از حشره ها می توانند بسامدهای تا 175 هزار هرتز را بشنوند و تولید کنند و از این راه با هم ارتباط برقرار کنند.

موج های فراصوتی نیز مانند امواج صوتی در برخورد با چیزهای سخت بازتابش پیدا می کنند. در سونوگرافی همین ویژگی بکار می آید. دستگاه مولد، موج را در نقطه خاصی از بدن می گذارد که می خواهند از آنجا عکس برداری کنند. این دستگاه، در زمان های بسیار کوتاه (یک تا پنج میلیونیم ثانیه) 200 ضربه موجی می فرستند. این موج ها در بدن نفوذ می کنند و در مسیر خود به محیط هایی برخورد می کنند که چگالی آنها متفاوت است. در نتیجه، بخشی از این موج ها متناسب با چگالی نسبی محیط ها بازتابش می شوند.

امواج بازتابش شده به یک دستگاه گیرنده موج می رسند. این دستگاه متناسب با انرژی امواج فراصوتی بازتابیده، جریان الکتریکی پدید می آورد. این جریان در یک اسیلوسکوپ، نقطه های نورانی ایجاد می کند. روشنایی نقطه ها روی صفحه اسیلوسکوپ که مانند صفحه تلویزیون است، تصویری را بازآفرینی می کند که با توجه به آن می توان از وجود غده یا شکستگی استخوان و حتی جنسیت جنین در بدن مادر آگاه شد.

در این مقاله شما می توانید با نحوه انجام سونوگرافی آشنا شوید.

سیر تحولی

در سال 1876 میلادی، فرانسیس گالتون برای اولین بار پی به وجود امواج فراصوت برد. در زمان جنگ جهانی اول، کشور انگلستان برای کمک به جلوگیری از غرق شدن کشتی هایش توسط زیردریایی های آلمان در اقیانوس آتلانتیک شمالی، دستگاهی به نام سونار (SONAR) برای ردیابی زیردریایی ها به کمک امواج صوتی ابداع کرد. این دستگاه، امواج فراصوت تولید می کرد که در پیدا کردن مسیر کشتی ها استفاده می شود. این تکنیک در زمان جنگ جهانی دوم تکمیل گردید و بعدها بطور گسترده ای در صنعت این کشور برای آشکارسازی شکاف ها در فلزات و سایر موارد بکار می رفت.

با توجه به کاربرد انعکاس صوت در صنعت و در زمان جنگ بتدریج سونار به علم پزشکی وارد شد و تبدیل به یک وسیله تشخیصی بزرگ گردید. اولین دستگاه تولید کننده امواج فراصوت پزشکی را دوسیک در سال 1937 میلادی اختراع کرد که روی مغز انسان امتحان شد. اگرچه دستگاه سونوگرافی در ابتدا فقط برای مشخص کردن خط وسط مغز بود، اما اکنون به صورت یک روش تشخیصی و درمانی مهم درآمده و پیشرفت روز به روز انواع مدل دستگاه های تولیدی، تحولات عظیمی در تشخیص و درمان در علم پزشکی به وجود آورده است.

سونوگرافی

سونوگرافی تکنیکی است که با آن بافت ها و ارگان های داخل بدن دیده می شود. در این تکنیک از امواج فراصوت با فرکانس بالا (که در محدوده شنوایی انسان نیست) استفاده می شود تا تصاویر اعضای داخل بدن قابل رویت شوند. این کار شبیه به کاری است که دلفین ها، خفاش ها و زیردریایی ها برای مشخص کردن موقعیت اجسام سر راه خود از آن استفاده می کنند.

وقتی امواج صوتی به طرف بدن فرستاده می شود برحسب خصوصیات بافت مذکور، مقداری از امواج جذب شده و بخشی از آن به عقب باز می گردد. دستگاه سونوگرافی با تجزیه و تحلیل امواج بازگشتی، تصویری را از آن ناحیه از بدن به وجود می آورد.

سونوگرافی تصویری عالی از ارگان هایی که پُر از مایع باشند (مانند کیسه صفرا، آبسه و…) و یا از بافت نرم (مانند عضلات) ارائه می دهد، ولی در نمایش دادن ارگان هایی که داخل آنها هوا است (مانند ریه، روده و همچنین استخوان ها) ضعف دارد.

سونوگرافی برای چه مقاصدی بکار می رود؟

بیشترین استفاده از دستگاه سونوگرافی در ارزیابی پیشرفت رشد جنین در طول بارداری می باشد. سونوگرافی همچنین برای مشخص کردن توده های مملو از مایع مثل کیست ها، اندازه گیری ابعاد و شکل احشاء شکمی یا لگنی، تشخیص سنگ کیسه صفرا و سنگ کلیه، هدایت سوزن های مخصوص نمونه گیری در اندام های داخلی بدن و یا کشیدن مایع از فضاهای داخلی بدن نیز استفاده می شود. این روش دردسر کمی برای تصویربرداری دارد، ولی گاهی بسته به محل تصویربرداری باید مواردی را رعایت کرد. به عنوان مثال برای تصویربرداری از شکم، لازم است از چند ساعت قبل محدودیت هایی را برای خوردن و نوشیدن در نظر گرفت تا نتایج بهتری داشته باشد و یا هنگام سونوگرافی لگنی معمولاً توصیه می شود که فرد چندین لیوان آب بخورد تا مثانه او پُر شده و تصویر بهتری بدست آید.

سونوگرافی چگونه انجام می شود؟

سونوگرافی ممکن است در مطب، بیمارستان و یا کنار تخت بیمار با استفاده از دستگاه سیار انجام شود. مانند هر روش تصویربرداری دیگری، جواهرات و وسائل فلزی از محل تصویربرداری باید بیرون آورده شوند. روی پوست محل تصویربرداری مقدار کمی ژل می ریزند تا صوت از مبدل کوچکی که در دستان رادیولوژیست است، از روی ژل بهتر عبور کرده و وارد بدن بیمار شود.

رادیولوژیست با جابجا کردن مبدل و حالت دادن به بدن بیمار سعی می کند بهترین تصویر ممکن را بدست آورد. این تصویربرداری روی یک نمایشگر کوچک نشان داده می شود. گاهی برای نمایش تصویر بهتر شاید از بیمار خواسته شود مثلاً نفس خود را حبس و یا موقعیت خود را عوض کند.

سونوگرافی هیچ خطر شناخته شده ای ندارد، ولی گاهی به همراه کارهای دیگری صورت می گیرد که ممکن است برای مریض عارضه ایجاد کنند. به عنوان مثال اگر سونوگرافی برای هدایت سوزن نمونه گیری استفاده شده باشد، پزشک باید مراقب باشد که هرگونه خونریزی غیرطبیعی، درد، قرمزی و تورم در محل نمونه گیری می تواند نشان دهنده بروز یک عارضه خطرناک باشد.

منابع

مقاله علمی و آموزشی «دستگاه سونوگرافی چگونه کار می کند؟»، نتیجه ی تحقیق و پژوهش، گردآوری، ترجمه و نگارش هیئت تحریریه علمی پورتال یو سی (شما می توانید) می باشد. در این راستا مقاله وب سایت HowStuffWorks ترجمه شده توسط بهنام زاده به عنوان منبع اصلی مورد استفاده قرار گرفته است.