Obrazowanie medyczne ultradźwiękami (USG) — film z polskimi napisami

Ludzkie ucho słyszy częstotliwości od około 20 Hz 20 Hz to bardzo niski poziom do około 20 000 Hz. To górny poziom. Jeśli częstotliwość jest wyższa... [Przypomnijmy] tu jest zakres, który możemy usłyszeć. [Natomiast] jeśli częstotliwość jest powyżej tego zakresu, to nadajemy jej specjalną nazwę. Nazywamy wtedy to ultradźwiękami. Takie dźwięki nie tylko irytują zwierzęta. Mają [też] praktyczne wykorzystanie. [Przykładowo] jeśli chciałbyś/chciałabyś zrobić obrazowanie medyczne lub dowiedzieć się więcej, co dzieje się w ludzkim ciele. Powiedzmy, że tu jest część ludzkiego ciała i może jakiś ważny narząd lub jakaś tkanka. Albo tu jakaś tkanka. Martwisz się, że coś jest nie tak. Musisz się dowiedzieć, co dzieje się wewnątrz. Możesz [od razu] działać, ale to jest bez sensu. Chcesz uniknąć operacji, jeśli to możliwe. Możesz zrobić prześwietlenie, ale to wiąże się z dużym naświetleniem promieniami, a to też jest złe, więc bardzo dobrą opcję jest zwykłe USG. Możemy wziąć tzw. przetwornik i przyłożyć go do skóry. Przetwornik zasilany jest elektrycznością. Gdy przykładasz go do ściany [ciała], zamieniana jest na energię dźwięku. Wysyłasz fale dźwiękowe. Wysyłasz impuls. [Właściwie to] ten przetwornik wysyła impuls. Ten puls wędruje tu w kierunku czegokolwiek i okazuje się, że to [coś] odbije [impuls]. Odbije się za każdym razem, gdy pojawi się różnica w ośrodku, więc za każdym razem, gdy istnieje interfejs między tymi dwoma ośrodkami. Uprościmy to w tym przypadku. Powiedzmy, że jest tkanka z krwi lub coś innego. Przepraszam, jednak tkanka z narządów. Wtedy kolor czerwony będzie reprezentował krew. To [impuls] będzie wędrował sobie tutaj, [tu] nadal wędruje. Kiedy już jest interfejs. Tutaj miedzy krwią a tkanką, to odbije się i powróci. Dla przetwornika ważny jest czas. On "wie", kiedy wysłał impuls i „wie”, kiedy ten odbity impuls powrócił z powrotem. Przetwornik zna też prędkość dźwięku, więc może wszystko dobrze obliczyć. Jeśli, zajęło dużo czasu, aby impuls wrócił, to znaczy, że musiał odbić się daleko. Gdzieś w tym punkcie. Jednak to się już skończyło. Część tej fali będzie płynąć dalej. W rzeczywistości większość tej fali przechodzi i jest obecna. Oto kolejny interfejs między tkanką a krwią, więc znowu impuls się odbije. To się odbija. Później dostaniemy kolejny impuls. Przetwornik "wie" dobrze, że zajęło to długi czas. Musi być tam coś jeszcze. Mój jeden impuls zostały odbity dwa razy, zatem coś tu jeszcze jest. To jeszcze nie koniec. Jeszcze trwa. [Impuls] odbije się na tej granicy pomiędzy krwią a tkanką. Rysuję te krzywe fale dźwiękowe, tylko po to, abyś mógł/mogła je zobaczyć. Naprawdę byłyby one tuż nad sobą wzdłuż tej linii. To zajmuje ponownie czas. To dzieje się ciągle. Będą kolejne punkty tutaj, czyli tu są różnice między odbiciami. Na granicy między dwoma różnymi tkankami. Możesz uzyskać obraz przez cały przekrój. Jeśli masz przetwornik, który wysyła impulsy wzdłuż całej powierzchni przetwornika, to możesz wyobrazić sobie cały ten region. Możesz zatem zacząć obrazować wszystkie te punkty. Możesz dowiedzieć się, co jest w środku, jaki to ma kształt, jakie są konkretne zmiany lub grudki, co dzieje się tutaj w środku. To jest właśnie USG. Jest to jeden sposób na jego przydatność. W życiu wykorzystuje się częstotliwości ultradźwiękowe. Możesz się zastawiać, dlaczego. Dlaczego mielibyśmy używać ultradźwięków? Jednym z powodów jest to, że jeśli weźmiesz ten przetwornik i użyjesz słyszalnych częstotliwości, trzymając go przed pacjentem, to ten pacjent pomyśli/powie: "Uh, czy jest Doktor pewien, aby to coś przy mnie trzymać?" To może być denerwujące. Kolejny bardziej praktyczny powód korzystania z ultradźwięków to wysokie częstotliwości i to oznacza niewielkie długości fal. To jest to sami, bo pamiętaj, że prędkość fali to długość fali razy (pomnożona przez) częstotliwość. Zatem jeśli częstotliwość jest wysoka, to długość fali jest niska, bo prędkość nie zależy od żadnego z nich. Szybkość zależy od samego ośrodka. Okazuje się, że dla wysokiej częstotliwości i niskiej długości fali, uzyskujesz mniejszą dyfrakcję. Dyfrakcja jest wrogiem wyraźnego obrazowania, bo czym jest dyfrakcja? Jest to ugięcie, zmiana kierunku fali. Gdybym miał nadchodzącą falę. Nadchodziłaby fala i byłaby jakaś bariera. Powiedzmy, że tu jest bariera i mamy w niej małą dziurkę, to fale by się rozprzestrzeniły/rozeszły. Ale jeśli fala byłaby wysokiej częstotliwości, to nie rozprzestrzeni się zbytnio. Wejdzie przez tę dziurkę i trochę się rozszerzy. Będzie [tu] trochę szerzej. Ale gdyby to była [fala] o niskiej częstotliwości. Może to byś słyszalny obszar o wysokiej długości fali, to rozprzestrzenianie byłoby większe i byłby to problem, bo pomyśl, gdyby się rozprzestrzeniła, Fala nadchodzi tutaj, fala nadchodzi tutaj, a następnie ugina się, przez co obraz staje się niewyraźny. Inną rzeczą, jaką robi dyfrakcja jest to, że powoduje, że fale uginają się, zakrzywiają się na przeszkodach. Masz tu całe to zakrzywienie fal dźwiękowych. Fale dźwiękowe uginają się, odbijając się od różnych przeszkód, i w rezultacie otrzymujesz rozmazany obraz. Dlatego chcemy używać wysokich częstotliwości. Gdy dyfrakcja jest mniejsza, to obraz jest wyraźniejszy. Jest to jedno z zastosowań ultradźwięków do obrazowania medycznego.