Historia badań i stan rozwoju ultradźwiękowego układu fazowanego

Użycie ultradźwiękowa ceramika piezoelektryczna HIFU do diagnostyki i leczenia stała się jedną z najważniejszych gałęzi bioinżynierii medycznej. Coraz więcej osób zwraca na to uwagę. Już w latach trzydziestych XX wieku pojawiły się doniesienia o ultrasonografii w leczeniu po czterdziestu latach. Pokolenia proponowały możliwość zastosowania ultradźwięków w diagnostyce. Jednak ze względu na ówczesny brak organicznego powiązania technologii fizycznej z wiedzą medyczną oraz ograniczenia rozwoju technologii inżynierskiej i doświadczeń praktycznych, rozwój w latach czterdziestych i pięćdziesiątych XX wieku był powolny. Odnotowano powtarzające się zabiegi w zastosowaniach terapeutycznych.

Od lat sześćdziesiątych XX wieku, aż do niedawna, dzięki eksperymentalnym badaniom interakcji między ultradźwiękami a układami biologicznymi, dostępna była produkcja sprzętu ultradźwiękowego o niskiej intensywności, która zgromadziła wiele danych i doświadczeń klinicznych, zastosowania ultradźwiękowy przetwornik piezoelektryczny w zastosowaniach medycznych jest niezwykle wszechstronny i szybki i coraz bardziej pokazuje swoje znaczenie. Szczególnie w diagnostyce ultradźwięki z promieniami rentgenowskimi i radioizotopami stają się ważnymi narzędziami klinicznymi. Tysiące szpitali i ośrodków medycznych na całym świecie codziennie wykorzystuje ultradźwięki jako rutynowe narzędzie kliniczne. Można go stosować w różnych częściach ciała, takich jak mózg, serce, wątroba, nerki i narządy.

W leczeniu z powodzeniem stosujemy ultradźwięki o niskim natężeniu do niektórych części ciała ludzkiego w celach fizjoterapeutycznych i masażu. Szczególnie skuteczne jest leczenie bólu osteopatycznego i różnych nerwobólów oraz leczenia urazów u sportowców.

Niedawno w Chinach przetwornik piezoelektryczny , a także stosuje się leczenie ultradźwiękowe. Niezwykłe rezultaty osiąga się w leczeniu choroby niedokrwiennej serca. W leczeniu porażenia połowiczego spowodowanego chorobami naczyń mózgowych przykłada się do głowy Możliwość wykorzystania ultradźwięków o wyższej intensywności do ilościowego i wielokrotnego zabijania tkanek biologicznych (takich jak tkanka ośrodkowego układu nerwowego i inne tkanki) jest również badana za granicą jako zabieg chirurgiczny. Według zagranicznych medycznych grup badawczych gorączka ultradźwiękowa jest szczególnie skuteczna w leczeniu raka płaskonabłonkowego głowy i szyi. Ciepło ultradźwiękowe zmniejsza zasięg guzów głowy i szyi o około 70%, zmieniając powierzchnię 50% guza.

Ultradźwięki o częstotliwości 3 MHz mogą przejść bezpośrednio przez 4-centymetrowy przetwornik umieszczony w środku guza, a następnie pomóc w umieszczeniu guza. Wewnątrz znajduje się igła z termoparą, która rejestruje wzrost temperatury w miarę podgrzewania tkanki. Dzięki obróbce cieplnej ultradźwiękowej skutki uboczne poparzenia powierzchniowego pacjenta są również niewielkie. Jeśli Piezoelektryczne urządzenie akustyczne z przetwornikiem płytowym zostało jeszcze bardziej ulepszone, a energia uwalniania jest dostarczana dokładniej, co eliminuje skutki uboczne. Większe lub głębsze guzy można leczyć za pomocą systemów wielu przetworników.

Przez diagnozę, akustyczny czujnik piezoelektryczny ma dwie główne zalety: jedna jest nieinwazyjna, a druga polega na rozróżnianiu różnych impedancji akustycznych. Zdolność do łączenia się tkanek miękkich. Diagnostyka rentgenowska odzwierciedla jedynie różnicę w gęstości tkanek, takich jak narządy inne niż kostne, aby był widoczny, należy wstrzyknąć płyn kontrastowy, który skanuje technologię medycyny fizyki nuklearnej, czyli pomiar selektywnego pojawiania się radioizotopów w narządach specjalnych w celu określenia struktury i patologii narządów. Te środki i izotopy są inwazyjne i mają pewien wpływ na organizm ludzki, czasami po dodatkowym zabiegu chirurgicznym.

Istnieje jednak diagnostyka ultradźwiękowa przy niskim natężeniu dźwięku, oprócz gwarancji przesłania fal dźwiękowych do organizmu (przy tym natężeniu nieszkodliwych) bez konieczności wykonywania zabiegów chirurgicznych i środków pomocniczych (czasami wystarczy wypicie wody lub połknięcie granulek folii organicznej wypełnionych wodą, jest to nieszkodliwe dla organizmu ludzkiego). Konieczne jest jedynie nałożenie na skórę warstwy oleju ultradźwiękowego piezoelektryczny czujnik drgań i ciało ludzkie, aby zapewnić kontakt fal dźwiękowych. Jest więc nieinwazyjny i nieinwazyjny. Ze względu na zdolność do rozwiązywania interfejsu impedancji akustycznej może rozróżniać różne uszkodzenia tkanek miękkich, takie jak przemieszczenie, deformacja, zmiany chorobowe, proliferacja ciał obcych i tak dalej. Dlatego można uzyskać więcej danych klinicznych niż innymi metodami. Diagnostyka ultrasonograficzna znalazła obecnie szerokie zastosowanie w kardiologii, położnictwie, ginekologii, skanach jamy brzusznej, diagnostyce śródmózgowia, skanach oczu, oznaczaniu przepływu krwi.