Potresti conoscere l’ecografia moderna e gli ultrasuoni, ma sai quando è stata inventata l’ecografia? O come è stato sviluppato? L’ecografia diagnostica moderna è il risultato degli sforzi di fisici, ingegneri, informatici, medici, fisiologi, ricercatori, ecografi, imprenditori e grandi aziende commerciali per molti decenni.
Nel 1794 un fisiologo/biologo italiano scoprì che i pipistrelli navigano usando il riflesso dei suoni ad alta frequenza. La sua scoperta divenne la base della fisica degli ultrasuoni e portò allo sviluppo di sistemi sonar e radar. Nel 1942 un neurologo/psichiatra austriaco utilizzò fasci ultrasonici per diagnosticare tumori cerebrali. Un decennio dopo, nel 1952, fu fondato l’American Institute of Ultrasound in Medicine (AIUM) e gli ultrasuoni iniziarono ad essere utilizzati per visualizzare le gravidanze.
A differenza di altre tecniche di imaging, l’ecografia non utilizza radiazioni, quindi è preferibile per la visualizzazione di un feto in via di sviluppo durante la gravidanza. Oggi, la maggior parte delle donne incinte riceve ultrasuoni.
La tecnologia di imaging ha continuato ad avanzare, passando da immagini fisse in bianco e nero a immagini a colori in movimento in tempo reale. Oggi, con l’introduzione dei microchip e l’aumento delle capacità di elaborazione, i sistemi di imaging sono più veloci e potenti che mai. L’ecografia è diventata un’importante procedura medica non invasiva che utilizza gli echi delle onde sonore ad alta frequenza (ultrasuoni) per costruire un’immagine (ecografia) di organi interni e strutture corporee.
Chi ha scoperto gli ultrasuoni?
Lazzaro Spallanzani, sacerdote cattolico italiano, biologo e fisiologo, ha dato una serie di contributi scientifici che hanno contribuito a migliorare la nostra comprensione delle funzioni corporee, della riproduzione animale, dell’ecolocalizzazione animale, della biogenesi e dei fossili.
Spallanzani è accreditato con la scoperta di ultrasuoni ad alta frequenza. Nel 1794 condusse ampi esperimenti sulla navigazione dei pipistrelli in completa oscurità. Ha concluso che i pipistrelli non hanno usato la loro visione, ma qualche altro senso. Scoprì e dimostrò che i pipistrelli navigano usando la riflessione dell’eco dal suono ad alta frequenza non udibile, rendendolo un pioniere nello studio dell’ecolocalizzazione.
L’ecolocalizzazione è quando gli animali emettono suoni per determinare quanto lontano qualcosa è da quanto tempo ci vuole per il suono che fanno riflettere (o eco) di nuovo a loro. Lo studio di Spallanzani era limitato a ciò che poteva osservare, ma il suo lavoro permise agli scienziati successivi di studiare i meccanismi sensoriali e l’elaborazione coinvolti nell’ecolocalizzazione.
Porre le basi per gli ultrasuoni moderni
Il lavoro di Lazzaro Spallanzani in ecolocalizzazione ha posto le basi per lo studio della fisica degli ultrasuoni, che ha portato a sistemi sonar e radar.
In Francia, nel 1877, la scoperta di Pierre e Jacques Currie della piezoelettricità fu un punto di svolta nello sviluppo degli ultrasuoni. La piezoelettricità è la carica elettrica che si accumula in alcuni materiali solidi (come i cristalli) e nella materia biologica (ossa e DNA) in risposta allo stress meccanico applicato. Questa svolta ha portato allo sviluppo di sistemi di rilevamento sonar subacquei.
Il Sonar divenne importante per i sottomarini da utilizzare in navigazione e, dopo l’affondamento del Titanic nel 1912, per l’uso nel rilevamento di iceberg.
Nel 1914, il primo sistema sonar funzionante fu progettato e costruito negli Stati Uniti.
La storia dell’ecografia
come modalità diagnostica medica è relativamente nuova. Negli anni ’20 e’ 30, poiché la tecnologia era meglio compresa, gli ultrasuoni iniziarono ad essere utilizzati nella terapia fisica. Nel 1942, il medico austriaco Karl Dussik divenne il primo medico ad impiegare gli ultrasuoni nella diagnosi medica. Dussik ha trasmesso un fascio di ultrasuoni attraverso il cranio umano per rilevare i tumori cerebrali.
Nel 1950 sono state prodotte immagini ad ultrasuoni in tempo reale. Nel 1965 si tenne a Pittsburgh la prima Conferenza internazionale sull’ecografia diagnostica. Più tardi in quel decennio, l’imaging Doppler è stato utilizzato per rilevare la malattia vascolare periferica.
Nel 1973, l’occupazione di ecografista è stata creata attraverso l’Ufficio dell’Educazione degli Stati Uniti. Nel 1979 fu fondato il Comitato di revisione congiunta sull’educazione all’ecografia diagnostica medica. Nel corso degli anni, la Society of Diagnostic Medical Sonography (SDMS) è stata un sostenitore del campo dell’ecografia.
Nel 1975, un team dell’Università di Washington ottenne immagini del flusso sanguigno usando un sistema Doppler. Le immagini ad ultrasuoni sono state codificate a colori e sovrapposte a immagini anatomiche 2D. Poco dopo, i convertitori di scansione digitale hanno iniziato a sostituire i sistemi analogici.
Gli anni 1980 portarono l’imaging doppler a colori in tempo reale, l’imaging a flusso di colore e gli scanner volumetrici 3D per l’imaging delle strutture cardiache. Gli anni 1990 hanno introdotto continui miglioramenti e studi sull’ecocardiografia 4D (motion 3D).
Negli anni successivi, ci sono stati miglioramenti significativi nelle attrezzature e nella qualità dell’immagine. Lo sviluppo di nuove tecnologie consente di adottare più ampiamente gli ultrasuoni. L’apparecchiatura è diventata più piccola, più potente e più efficiente, consentendo l’utilizzo degli ultrasuoni nelle impostazioni del punto di cura.
Inizialmente, gli ultrasuoni erano in grado di catturare solo un singolo piano di imaging, ma gli ultrasuoni di oggi possono catturare i volumi. Continuiamo a vedere miglioramenti nelle immagini e progressi negli ultrasuoni volumetrici in tempo reale.
La sonoelastografia, una tecnica di imaging ad ultrasuoni in cui le onde di taglio a bassa ampiezza e bassa frequenza vengono trasmesse attraverso gli organi interni, offre ai medici la possibilità di vedere le aree all’interno del tessuto. Ciò aiuterà con il nodulo tiroideo, il linfonodo e la caratterizzazione indeterminata del nodulo al seno, la stadiazione della fibrosi epatica e la rilevazione del cancro alla prostata, che non può essere fatto usando gli ultrasuoni convenzionali.
Il futuro della tecnologia ad ultrasuoni
Nel giro di pochi anni, i potenziali usi degli ultrasuoni sono cresciuti in modo esponenziale. L’uso di ultrasuoni a contrasto approvati dalla FDA consente l’imaging diagnostico di lesioni che in precedenza non sarebbero state possibili.
Gli ultrasuoni di oggi offrono una migliore ergonomia, risoluzione ad alto contrasto, trasmissione ad alta fedeltà, ottimizzazione dell’immagine one-touch, riduzione del rumore, automazione e dettagli straordinari dell’immagine. Rende il passaggio tra diversi tipi di pazienti e i loro esami necessari più veloce e più facile per i fornitori.
L’uso degli ultrasuoni per la diagnosi è meno costoso di una lunga procedura chirurgica. Riduce la necessità di procedure invasive e porta a una guarigione più rapida, con meno rischio di infezione. Ciò significa risultati migliori e maggiore soddisfazione sia per i pazienti che per i fornitori.
Circa l’autore:
Gwen Duzenberry ha un master in educazione alla lettura e un MBA nella gestione del progetto. Oltre a sviluppare materiali di formazione per aziende Fortune 500, ha lavorato nel settore sanitario, farmaceutico e tecnologico prima di diventare una scrittrice freelance.
