Sie kennen vielleicht die moderne Sonographie und den Ultraschall, aber wissen Sie, wann Ultraschall erfunden wurde? Oder wie es entwickelt wurde? Die moderne diagnostische Sonographie ist das Ergebnis der jahrzehntelangen Bemühungen von Physikern, Ingenieuren, Informatikern, Ärzten, Physiologen, Forschern, Sonographen, Unternehmern und großen Handelsunternehmen.
1794 entdeckte ein italienischer Physiologe / Biologe, dass Fledermäuse durch die Reflexion hochfrequenter Geräusche navigieren. Seine Entdeckung wurde zur Grundlage der Ultraschallphysik und führte zur Entwicklung von Sonar- und Radarsystemen. 1942 verwendete ein österreichischer Neurologe / Psychiater Ultraschallstrahlen zur Diagnose von Hirntumoren. Ein Jahrzehnt später, 1952, wurde das American Institute of Ultrasound in Medicine (AIUM) gegründet und Ultraschall wurde zur Untersuchung von Schwangerschaften eingesetzt.Im Gegensatz zu anderen bildgebenden Verfahren verwendet Ultraschall keine Strahlung, so dass es für die Betrachtung eines sich entwickelnden Fötus während der Schwangerschaft bevorzugt wird. Heute erhalten die meisten schwangeren Frauen Ultraschall.
Die Imaging-Technologie hat sich weiter weiterentwickelt und von Schwarz-Weiß-Standbildern zu bewegten Farbbildern in Echtzeit übergegangen. Heute, mit der Einführung von Mikrochips und erhöhten Verarbeitungsfähigkeiten, sind die Bildgebungssysteme schneller und leistungsfähiger als je zuvor. Die Sonographie ist zu einem wichtigen, nicht-invasiven medizinischen Verfahren geworden, bei dem die Echos hochfrequenter Schallwellen (Ultraschall) verwendet werden, um ein Bild (Sonogramm) von inneren Organen und Körperstrukturen zu erstellen.
Wer hat Ultraschall entdeckt?
Lazzaro Spallanzani, ein italienischer katholischer Priester, Biologe und Physiologe, leistete eine Reihe von wissenschaftlichen Beiträgen, die dazu beitrugen, unser Verständnis von Körperfunktionen, Tierreproduktion, Tierechoortung, Biogenese und Fossilien zu fördern.
Spallanzani wird die Entdeckung des hochfrequenten Ultraschalls zugeschrieben. 1794 führte er umfangreiche Experimente zur Fledermausnavigation in völliger Dunkelheit durch. Er kam zu dem Schluss, dass Fledermäuse nicht ihre Vision, sondern einen anderen Sinn benutzten. Er entdeckte und demonstrierte, dass Fledermäuse mit Echoreflexion von unhörbarem Hochfrequenzschall navigieren, was ihn zu einem Pionier in der Erforschung der Echoortung machte.Echoortung ist, wenn Tiere Geräusche aussenden, um zu bestimmen, wie weit etwas entfernt ist, indem sie feststellen, wie lange es dauert, bis das Geräusch, das sie machen, zu ihnen zurückreflektiert (oder widerhallt). Spallanzanis Studie beschränkte sich auf das, was er beobachten konnte, aber seine Arbeit ermöglichte es späteren Wissenschaftlern, die sensorischen Mechanismen und die Verarbeitung der Echoortung zu untersuchen.
Grundstein für modernen Ultraschall legen
Lazzaro Spallanzanis Arbeit in der Echoortung legte den Grundstein für das Studium der Ultraschallphysik, das zu Sonar- und Radarsystemen führte.
In Frankreich war die Entdeckung der Piezoelektrizität durch Pierre und Jacques Currie 1877 ein Wendepunkt in der Entwicklung des Ultraschalls. Piezoelektrizität ist die elektrische Ladung, die sich in bestimmten festen Materialien (wie Kristallen) und in biologischer Materie (Knochen und DNA) als Reaktion auf mechanische Beanspruchung ansammelt. Dieser Durchbruch führte zur Entwicklung von Unterwasser-Sonarerkennungssystemen.Sonar wurde wichtig für U-Boote in der Navigation und nach dem Untergang der Titanic im Jahr 1912 für den Einsatz bei der Erkennung von Eisbergen.
1914 wurde das erste funktionierende Sonarsystem in den USA entworfen und gebaut.
Die Geschichte des Ultraschalls
Die Sonographie als medizinische Diagnosemodalität ist relativ neu. In den 1920er und 1930er Jahren, als die Technologie besser verstanden wurde, begann Ultraschall in der Physiotherapie eingesetzt zu werden. 1942 wurde der österreichische Arzt Karl Dussik der erste Arzt, der Ultraschall in der medizinischen Diagnose einsetzte. Dussik übertrug einen Ultraschallstrahl durch den menschlichen Schädel, um Hirntumoren zu erkennen.
In den 1950er Jahren wurden Echtzeit-Ultraschallbilder erstellt. 1965 fand in Pittsburgh die erste internationale Konferenz über diagnostischen Ultraschall statt. Später in diesem Jahrzehnt wurde Doppler-Bildgebung verwendet, um periphere Gefäßerkrankungen zu erkennen.Im Jahr 1973 wurde der Beruf des Sonographen durch das US Office of Education geschaffen. 1979 wurde das Joint Review Committee on Education in Diagnostic Medical Sonography gegründet. Im Laufe der Jahre hat sich die Society of Diagnostic Medical Sonography (SDMS) für das Gebiet der Sonographie eingesetzt.
1975 erhielt ein Team der University of Washington Blutflussbilder mit einem Dopplersystem. Die Ultraschallbilder wurden farbig codiert und 2D-anatomischen Bildern überlagert. Kurz darauf begannen digitale Scan-Wandler analoge Systeme zu ersetzen.Die 1980er Jahre brachten Echtzeit-Farbdoppler-Bildgebung, Farbfluss-Bildgebung und 3D-Volumenscanner für die Bildgebung von Herzstrukturen. In den 1990er Jahren wurden weitere Verbesserungen und Studien zur 4D-Echokardiographie (Motion 3D) eingeführt.
In den Jahren danach gab es signifikante Verbesserungen bei der Ausstattung und der Bildqualität. Die Entwicklung neuer Technologien ermöglicht eine breitere Akzeptanz von Ultraschall. Die Geräte sind kleiner, leistungsfähiger und effizienter geworden, sodass Ultraschall am Point-of-Care eingesetzt werden kann.Anfangs war Ultraschall nur in der Lage, eine einzelne Bildgebungsebene zu erfassen, aber der heutige Ultraschall kann Volumina erfassen. Wir sehen weiterhin Verbesserungen der Bilder und Fortschritte beim volumetrischen Echtzeit-Ultraschall.Die Sonoelastographie, eine Ultraschallbildgebungstechnik, bei der niederfrequente Scherwellen mit niedriger Amplitude durch innere Organe übertragen werden, gibt Ärzten die Möglichkeit, Bereiche im Gewebe zu sehen. Dies hilft bei der Charakterisierung von Schilddrüsenknoten, Lymphknoten und unbestimmten Brustklumpen, dem Leberfibrose-Staging und dem Nachweis von Prostatakrebs, was mit herkömmlichem Ultraschall nicht möglich ist.
Die Zukunft der Ultraschalltechnologie
Innerhalb weniger Jahre sind die Einsatzmöglichkeiten von Ultraschall exponentiell gewachsen. Die Verwendung von FDA-zugelassenem kontrastverstärktem Ultraschall ermöglicht die diagnostische Bildgebung von Läsionen, die zuvor nicht möglich gewesen wären.Der heutige Ultraschall bietet eine bessere Ergonomie, kontrastreiche Auflösung, High-Fidelity-Übertragung, One-Touch-Bildoptimierung, Rauschunterdrückung, Automatisierung und atemberaubende Bilddetails. Es macht den Wechsel zwischen verschiedenen Arten von Patienten und ihren notwendigen Untersuchungen für Anbieter schneller und einfacher.
Die Verwendung von Ultraschall zur Diagnose ist kostengünstiger als ein langwieriger chirurgischer Eingriff. Es reduziert den Bedarf an invasiven Eingriffen und führt zu einer schnelleren Heilung bei geringerem Infektionsrisiko. Dies bedeutet bessere Ergebnisse und erhöhte Zufriedenheit für Patienten und Anbieter.
Über den Autor:
Gwen Duzenberry hat einen Master in Reading Education und einen MBA in Projektmanagement. Neben der Entwicklung von Schulungsmaterialien für Fortune-500-Unternehmen arbeitete sie im Gesundheitswesen, in der Pharmazie und in der Technologie, bevor sie freiberufliche Autorin wurde.
