سونوگرافی یا تصویربرداری با امواج فراصوتی، یکی از روش‌های تشخیص بیماری در پزشکی به حساب می‌آید. اساس کار دستگاه سونوگرافی، بر پایه کار با امواج صوتی پایه گذاری شده است. این روش با نام‌های اکوگرافی، پژواک نگاری و صوت نگاری نیز شناخته می‌شود. کاربردهای این روش هم در برخی از روش‌های درمانی و هم برای تشخیص بیماری‌هایی که علائم نهفته‌ای در بافت‌های زیر جلدی (قسمت‌های درونی بدن) مانند عضلات، مفاصل، تاندون‌ها و اندام‌های داخلی بدن دارند، شناخته شده می‌باشد. البته برای اغلب مردم، نام سونوگرافی یادآور دوران حاملگی و تعیین جنسیت فرزند دلبندشان است. مطب چین، ارائه دهنده انواع لوازم و دستگاه های تخصصی پزشکی از برندهای معتبر، در این مقاله به بررسی دقیق دستگاه سونوگرافی و کارکرد آن می پردازد.
از امواج سونو یا امواج صوتی برای اولین بار در زمان جنگ جهانی اول و برای مقاصد نظامی و صنعتی استفاده شده است. پس از آشنایی دانشمندان و متخصصین با روش کار با این امواج، در سال ۱۹۳۷ میلادی، اولین دستگاه پزشکی سونوگرافی با فرکانس امواج فراصوتی ساخته شد. از این دستگاه برای تصویر برداری از خط جدایش مغز، به صورت دو بعدی استفاده شد.
پس از آن، سیستم‌های سونوگرافی به دلیل ویژگی‌های خوبی مانند ایمنی بالا، حمل و نقل آسان و امکان ارائه تصاویر زنده به یکی از کاربردی‌ترین روش‌های تشخیصی و درمانی در پزشکی مدرن تبدیل شدند. البته بر اساس آمارهای موجود، روش‌های سی. تی. اسکن (CT) و ام. آر. آی (MRI) و پس از آن تصویربرداری هسته‌ای، به ویژه روش مقطع نگاری پوزیترون (PET) روش‌هایی هستند که کاربرد بیشتری نسبت به روش سونوگرافی دارند. محدودیت عبوری و بازتاب زیاد این امواج از برخی از موانع (مانند مغز استخوان، مایعات و گاز درون بدن) جزء ضعف‌های این روش به حساب می‌آیند.
اما در عین حال می‌توان ادعا کرد که امواج فراصوتی یا اولتراساند یکی از بی‌ضررترین امواجی هستند که می‌توانند در روش‌های تصویربرداری از بدن کارایی داشته باشند.
موج در فیزیک به آشفتگی‌های مکانیکی‌ای گفته می‌شود که در محیط‌های جامد، مایع و گازی، با سرعت یکنواخت و معینی از طرف چشمه صوتی (بدون انتقال هیچ ماده‌ای) به بیرون حرکت می‌کنند. گوش انسان قادر است امواج بین ۲ تا ۲۰ هزار هرتز را بشنود. به این رنج از امواج، امواج صوتی گفته می‌شود. امواج فراصوت (Ultrasonic)، امواجی با طول موج بالاتر از حد شنوایی انسان اطلاق می‌شود.
امواج بنا بر جهت ارتعاشات‌شان به دوسته طولی و عرضی تقسیم بندی می‌شوند. امواجی که در پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرند از نوع امواج طولی بوده و معمولا فرنکانسی بین ۲ تا ۲۰ مگاهرتز دارند. اما در تحقیقات و روش‌های آزمایشگاهی، بیشتر از فرکانس‌های بالاتر از ۲۰ مگاهرتز استفاده می‌شود.
در صنعت پزشکی، برای تولید امواج فراصوتی از یکی از دو روش زیر استفاده می‌شود:
از سیستم‌های فراصوتی در صنایع و موقعیت‌های مختلفی استفاده می‌شود. این کاربردها عبارتند از:
تصویربرداری این دستگاه به روش تصویربرداری سیستم های سونار است. در این روش امواج فراصوتی به سمت هدف ارسال، و اکو (بازخورد) امواج فراصوت پس از بازگشت، اندازه گیری می‌شوند. با اندازه گیری موج‌های اکو می‌توان فاصله، اندازه، شکل و پایداری اجسام هدف و نیز جنس آنها را ارزیابی و ترسیم نمود.
در صنعت پزشکی از سونوگرافی برای مشاهده جنین در رحم، دریچه.ها و دیواره‌های قلب، شناسایی ناهنجاری‌های کبد، کیسه صفرا، کیست‌ها و سنگ‌های مجاری ادراری و کلیه‌ها، رگ‌های وریدی و … استفاده می‌شوند. به بیان بهتر، در صنعت پزشکی از دستگاه سونوگرافی برای نمایش تغییرات ظاهری در بافت‌ها، ارگان‌ها، عروق و توده‌های داخلی استفاده می‌شود. در دستگاه‌های پزشکی سونوگرافی، پروب نقش فرستنده و گیرنده امواج را برعهده دارد. زمانی که پروب روی پوست بدن کشیده می‌شود (و یا در مواردی داخل بدن می‌شود)، امواج فراصوتی به داخل بدن ارسال می شود.
امواج فراصوت توسط بافت‌ها و مایعات داخلی، و در جایی که تراکم بافت‌ها متفاوت بوده، یا بافت در کنار مایعات قرار گرفته است، بازگشت داده می‌شود. به عبارت ساده‌تر، فصل مشترک بین دو بافت، بافت‌ها و مایعات، و یا گازها بازتاب دهنده امواج سونو به حساب می‌آیند. پس از آن، پروب با دریافت اکو میزان تغییرات آنها را ضبط نموده، و با ارسال به کامپیوتر و سیستم مانیتور این داده‌ها به تصویر تبدیل می‌شود. این تصاویر مرتب در حال تغییر هستند، و می‌توانند به صورت عکس و یا به صورت در لحظه (real time) نمایش داده شوند. در سیستم سونوگرافی داپلر، حرکت سلول‌های خونی باعث تغییر در تن صدای امواج صوتی اکو می‌شود. با این روش پزشک می‌تواند مسیر و سرعت سلول‌های خونی در حال حرکت در عروق خونی را بررسی نماید.
دستگاه‌های سونوگرافی از دو بخش اصلی پروب و مانیتور تشکیل می‌شوند. پراب ابزاری برای تولید امواج فراصوتی، و ارسال و دریافت آن به داخل بدن بیمار است. پروب معمولا به شکل یک میکروفون طراحی شده که توسط یک سیم به قسمت مانیتور متصل است. در حقیقت پروب امواج فراصوتی را به داخل بدن بیمار ارسال کرده و اکوی این امواج را دریافت و به سیستم مانیتورینگ و اسکنرها ارسال می‌نماید. سپس اکوی دریافتی توسط سیستم کامپیوتری به تصاویر قابل تشخیصی تبدیل می‌شوند، که می‌توان از آن عکس یا فیلم تهیه کرد. اصول کار این دستگاه، مانند دستگاه‌های سونار در سیستم‌های نظامی و دریایی است.
دستگاه‌های سونوگرافی از جهت ظاهری به دو نوع مبله (Stationary) و یا پرتابل (قابل حمل) تقسیم می‌شوند. از لحاظ تکنولوژی امواج نیز این دستگاه در سه نوع اولتراسوند سه بعدی، چهاربعدی (تصویر سه بعدی به همراه حرکت در زمان) و سونوگرافی داپلر گروه بندی شده است.
در روش‌های مختلف سونوگرافی، از انواع مختلفی از پروب استفاده می‌گردد. پروب‌های Trans-vaginal، Convex، Linear، Volume Convexو Phase Array در روش‌های مختلف سونوگرافی ترانس واژینال، سونوگرافی معمولی، سونوگرافی رنگی یا کالر داپلر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
پروب‌های سونوگرافی بر اساس شکل، کاربرد و سایز آن به گروه‌های مختلفی تقسیم می شود. تقسیم بندی پروب‌ها بر اساس کاربرد آنها عبارت است از:
دسته بندی دیگر پروب‌ها بر اساس سه ویژگی آرایش کریستال‌های پیزوالکتریک، پرینتر و فرکانس آنها صورت می‌پذیرد. در این دسته بندی پروب‌ها شامل گروه‌های زیر می‌شوند:
پروب‌های داخل مری (transesophageal) TEE و پروب‌های مختص غدد درون ریز (endocavity) نیز از انواع دیگر پروب‌ها به حساب می‌آیند.
تا قبل از ابداع روش‌های سونوگرافی، اسکن و تصویربرداری به وسیله اشعه ایکس بسیار مرسوم بود. این روش، به دلیل استفاده از اشعه x برای مادران و زنان حامله تا حدود زیادی مضر بوده و محدودیت‌هایی را ایجاد می‌نمود.
اما با ورود دستگاه‌های سونوگرافی، این مشکل تا حد زیادی رفع شد. امواج سونو، امواجی کاملا بی خطر برای انسان و جنین هستند و به بافت‌های بدن هیچ آسیبی نمی‌رسانند. از ویژگی‌های اصلی روش‌های سونوگرافی می‌توان به موارد ذیل اشاره نمود:
محدودیت عبوری و بازتاب زیاد این امواج از برخی از موانع مانند مغز استخوان، مایعات و گاز درون بدن، محدودیت‌هایی را برای روش سونوگرافی بوجود می‌آورد. امواج فراصوت توسط گازها و هوا جذب می‌شوند. به همین دلیل نیز این روش برای بررسی مشکلات و بیماری‌های روده و اعضایی که به وسیله روده‌ها پوشیده شده اند، کارایی لازم را ندارند. همچنین بررسی بافت‌های داخلی در بدن بیماران بسیار تنومند به وسیله این روش کار ساده ای نخواهد بود.
همانطور که بیان شد، سونوگرافی و تصویربرداری با امواج فراصوتی انواع مختلفی دارد که در این قسمت به شرح بیشتر آنها خواهیم پرداخت:
سونوگرافی بیرونی: در این سونوگرافی از پروب‌های میکروفونی شکل استفاده می‌شود. پزشک قسمتی را که قصد دارد تا مورد آزمایش قرار دهد را با ژل مخصوص آغشته نموده و پروب را روی بدن بیمار قرار می‌دهد.
سونوگرافی درونی یا داخلی: در این حالت پروب به صورت واژینال و یا مقعدی در درون بدن بیمار قرار می‌گیرد و قسمت‌های درونی، مورد بررسی قرار می‌گیرند.
نوعی تصویربرداری از قسمت‌های داخلی بدن مانند مری ، غدد لنفاوی، قفسه سینه یا معده است. در این روش پروب از طریق دهان وارد بدن بیمار می‌شود. در این روش بیمار را سر و یا بی‌هوش می‌کنند.
این نوع سونوگرافی برای بررسی اعضای خالی، اعضای مملو از گاز و هوا، اعضای توپر مانند کبد، طحال، و اعضا توخالی دارای مایعات مانند مثانه، کیسه صفرا استفاده می‌شود. البته از روش سونوگرافی بیشتر برای بررسی اعضاء توپر و توخالی حاوی مایع استفاده شده و در این بین مهمترین کاربرد آن در تشخیص بیماری‌های کیسه صفرا است. در حالت کلی هوا یا گاز درون اعضاء توخالی، مانند معده با انعکاس امواج صوتی مزاحمت ایجاد نموده، و مانع از انجام سونوگرافی به روش معمول می‌شوند. همچنین از سونوگرافی می‌توان برای تشخیص مواردی مانند آپاندیسیت ( التهاب آپاندیس ) نیز بهره جست.
سونوگرافی‌های دستگاه ادراری:
مشکلات و بیماری‌های دستگاه ادراری مربوط به کلیه، مثانه و مجاری ادراری می‌باشد. بیماری‌هایی مانند بزرگ شدن کلیه‌ها به علت پس زدن ادرار ناشی از انسداد با سنگ یا دیگر توده‌ها، بررسی تومورها، کیست‌ها و آبسه‌های کلیوی، بررسی اندازه کلیه در بیمارانی که پیوند کلیه انجام داده اند، ارزیابی پروستات، مثانه و .. همگی از طریق سونوگرافی دستگاه ادراری میسر می‌باشد.
دستگاه‌های جدید با فرکانس‌های بالا امکان سونوگرافی عناصر و بافت‌های سطحی (مانند پوست ، غده تیروئید در گردن ، غدد بزاقی و …) را بوجود آورده اند.
پستان‌ها از بافت‌های نرمی تشکیل شده اند که حاوی چربی، غدد و مجاری شیری می‌باشند. از سونوگرافی در کنار روش‌های دیگر معاینه مانند ماموگرافی برای تشخیص برخی از تومورها و بیماری‌های پستان استفاده می‌شود. کاربرد اصلی سونوگرافی پستان در تشخیص کیست‌ها یا حفرات توخالی آن است.
سونوگرافی تیروئید اغلب به منظور تشخیص تومورهای حاوی کیست و تشخیص مکان دقیق غدد تیروئید انجام می‌پذیرد. گاهی ممکن است غدد تیروئید تا گردن، سینه و یا پشت جناغ نیز کشیده شده باشند.
این سونوگرافی گاهی از روی پلک، و گاهی نیز به صورت مستقیم از روی قرنیه انجام می‌شود. هدف از انجام سونوگرافی چشم بررسی قطر چشم، وجود تومورهای داخل چشمی و پشت کره چشم، وضعیت عروقی چشم و... می‌باشد.
همانطور که قبلا نیز بیان شد، سونوگرافی روشی برای تشخیص عارضه در بافت های نرم است و با این روش نمی‌توان استخوان‌ها را بررسی نمود. در سونوگرافی ارتوپدی نیز هدف بررسی بافت‌های نرم اندام‌ها (مانند وتر‌ها و رباط‌ها ، مفاصل و عضلات) و قسمت‌های غضروفی است. با انجام این روش بیماری‌هایی مانند گرفتگی مادرزادی مفصل ران، پارگی تاندون آشیل، پارگی عضلات چرخاننده شانه، خونریزی داخلی عضلات، تومورها و کیست بافت‌های نرم و مینیسک‌های زانو قابل تشخیص می‌باشند.
به وسیله سونوگرافی داپلر می‌توان مشکلات و بیماری‌هایی مانند تنگی‌های عروقی، توده‌های کم خون از پرخون، انسداد و گرفتگی عروق اندام در افراد سیگاری را بررسی نمود. همچنین می‌توان تومورهای بدخیم را از تومورهای خوش خیم جداسازی کرد.
از سونوگرافی برای بررسی و تشخیص مشکلاتی مانند واریکوسل (گشادی و اتساع سیاهرگ‌های بیضه)، هیدروسل (آب آوردن کیسه بیضه) و بیضه‌های پایین نیامده (بیضه‌هایی که پایین نیامده یا به داخل کانال کشاله ران و شکم کشیده شده اند)، پیچش بیضه ها و ...استفاده کرد.
از این روش متخصصین برای تشخیص و درمان عملکرد و وضعیت مناطق دریچه قلب، ناهنجاری‌های بین سمت چپ و راست قلب، نارسایی دریچه قلب (نشت خون از دریچه)، و همچنین بررسی وضعیت پمپ های قلب برای خارج کردن خون استفاده می‌کنند.
سونوگرافی یکی از ارزشمندترین و پرکاربردترین روش‌های معاینه در معاینات و بیماری‌های زنان به حساب می‌آید. مشکلات و بیماری‌هایی مانند فیبروم و سایر توده‌های رحم، کیست‌های طبیعی و غیرطبیعی تخمدان، تومورهای تخمدان، عفونتهای لگن و بیماری‌های سیستم ادراری از جمله امراضی هستند که به وسیله سونوگرافی به سادگی قابل تشخیص می‌باشند.
اغلب مردم سونوگرافی را به عنوان روشی برای تشخیص جنسیت فرزندشان می‌شناسند. اما در دوران بارداری، مادر سالم، دست کم چهار بار مورد معاینه پزشک متخصص به وسیله دستگاه سونوگرافی قرار می‌گیرد. سونوگرافی مادر بار اول در ابتدای بارداری، بار دوم در هفته ۱۲، بار سوم از هفته ۱۶ به بعد و بار چهارم در هفته ۳۲ صورت می‌پذیرد. سونوگرافی تعیین جنسیت در هفته ۱۶ به بعد صورت می پذیرد.
البته متخصصین توصیه می‌کنند تا خانم‌هایی که قصد بارداری دارند، قبل از اقدام به بارداری، یک سونوگرافی از رحم و تخمدان‌ها داشته باشند تا از وضع سیستم باروری خود مطلع شوند. این معاینه اطلاعات خوبی را پیرامون وضعیت سلامت رحم (از نظر ناهنجاری ها)، وجود فیبروم‌ها یا پولیپ، کیست‌های تخمدانی و بسیاری از مشکلات رحمی دیگر به بیمار خواهد داد.
سونوگرافی سه بعدی یکی از روش‌های سونوگرافی است که بیشتر در مورد سونوگرافی حاملگی شناخته شده است، و تصاویر سه بعدی جنین را برای مادر نمایش می‌دهد. در سونوگرافی سه بعدی امواج از زوایای مختلف تابانده شده و دریافت می‌گردند. به همین جهت نیز تصاویر سه بعدی و دقیق‌تری از جنین به دست می‌آید که علاوه بر طول و عرض، عمق هم دارد.
هرچند کاربرد علمی این روش سونوگرافی عمدتاً در مورد تحقیقات پزشکی روی جنین است، اما از آنجا که در این روش مادر می‌تواند عکس‌العمل‌هایی مثل خمیازه کشیدن، سکسکه یا مکیدن شست جنین را ببیند، حس نزدیکی و عاطفی بهتری را خواهد داشت. به همین جهت نیز اخیراً این روش کاربرد بسیار محبوب و متداولی در بین خانم‌های باردار پیدا کرده است.
دستگاه سونوگرافی چهار بعدی،در حقیقت همان تصاویر سه بعدی را با سرعت بالاتری به نمایش در می آورد. به گونه‌ای که تصاویر تاخیر ندارند و زمان فعلی حرکت جنین را نشان می‌دهند. به عبارت ساده‌تر در سونو چهاربعدی، بُعد زمان نیز به تصاویر اضافه می‌شود. در این سونوگرافی حرکات جنین مثل باز و بسته کردن دهان و حرکت دادن دست‌ها و پاها کاملا دیده می‌شود. مهمترین زمان انجام سونوگرافی سه و چهار بُعدی در بارداری، بین هفته های ۲۴ تا ۳۲ ام حاملگی است. در این دوره پزشک می‌تواند مشکلات مادرزادی جنین از قبیل لب شکری، شکاف کام، اسپاینا بیفیدا ( نقایص ستون فقرات و نخاع جنین ) و مشکلات مادرزادی قلب جنین و نقایص اندام جنین را تشخیص دهد.
