Redaktor Medyczny
Mateusz Soliński
Dźwięki, których nie słychać
Żyjemy w świecie dźwięków. Jesteśmy otoczeni odgłosami miasta, reklam telewizyjnych, muzyki słuchanej na słuchawkach, koncertach, dyskotekach czy klubach karaoke. Nasze uszy są szczególnie wyczulone na płacz dziecka (aby rodzic mógł odpowiednio szybko zareagować) oraz na wszelkie szmery i stuknięcia, gdy przebywamy w ciemnym pokoju. Mogłoby się wydawać, że słyszymy naprawdę dużo. Przekładając to na język fizyki, ucho ludzkie rejestruje dźwięki o częstotliwościach pomiędzy 16 – 20 000 herców (Hz). Im wyższa częstotliwość, tym dźwięk wydaje się dla nas wyższy. Dla znalezienia punktu odniesienia, zazwyczaj dźwięk słyszany w trakcie nawiązywania połączenia telefonicznego ma częstotliwość 440 Hz, zaś najwyższy dźwięk fortepianu (c5) to już około 4186,01 Hz. Okazuje się jednak, że ponad granicą słyszalności ucha ludzkiego znajduje się praktycznie nieograniczony obszar fal dźwiękowych, zwanych ultradźwiękami (dla odmiany, dźwięki poniżej dolnej granicy, nazywają się infradźwiękami). One również zewsząd otaczają nas na co dzień, ale uszy na nie nie reagują. Co więcej, potrafią przenikać przez nasze ciało, choć wcale tego nie czujemy. Ludzka ciekawość nie ma granic, więc kiedy tylko człowiek uświadomił sobie istnienie ultradźwięków, zaczął pracować nad sposobem ich pośredniego “słyszenia”. A stąd już niedaleka droga do narodzin ultrasonografii (USG) – jednego z najbardziej użytecznych wynalazków w medycynie.
Lekarz podczas badania Pacjentki
Dźwięki, które widać
W dzisiejszych czasach badanie USG jest tak popularne, że mogłoby się wydawać, jakoby było z nami już wiele lat. Natomiast historia ultrasonografii w medycynie jest relatywnie krótka – pierwsze aparaty powstały nieco ponad 70 lat temu (dla porównania badanie rentgenowskie ma już ponad 120-letnią tradycję). Aktualnie znajdują się na wyposażeniu wszystkich szpitali, większości przychodni a nawet niektórych karetek pogotowia. Co tak naprawdę sprawia, że “słyszymy” ultradźwięki? Wszystko dzięki małym kryształkom, zwanymi piezoelektrykami, znajdującymi się w głowicy aparatu. To dzięki ich mikroskopijnym drganiom możliwe jest wytworzenie dźwięków z zakresu około 2-50 megaherców, czyli od stu do dwóch i pół tysiąca razy wyższych częstotliwości niż górna granica słuchu ludzkiego. Takie fale, skierowane na ciało, odbijają się od granic poszczególnych narządów i warstw tkanek, a następnie wracają do głowicy, gdzie są przetwarzane i wyświetlane na ekranie zwykle w formie czarno-białego obrazu. Tkanki ludzkiego ciała zachowują się przy tym jak różne instrumenty – z punktu widzenia aparatu USG “brzmią” inaczej, gdy skieruje się na nie wiązkę fal ultradźwiękowych. Wiąże się to ze zróżnicowanej budowy poszczególnych struktur ciała. Dzięki temu możemy odróżniać od siebie narządy i szukać nieprawidłowości.
Badanie USG bez tajemnic
Mogłoby się wydawać, że fala o tak wysokiej częstotliwości przenikająca przez ciało może wyrządzić w nim duże szkody. Na szczęście nie ma mowy tutaj o jakimkolwiek uszczerbku na zdrowiu – tak jak ucho nie jest wrażliwe na ultradźwięki, tak pozostałe części ciała nic sobie nie robią, gdy znajdą się w ich obecności. Badanie USG jest techniką w pełni nieinwazyjną i bezpieczną – nie wiąże się z generowaniem promieniowania jonizującego (który jest podstawą badania rentgenowskiego, tomografii komputerowej), ani nie wymaga wytworzenia silnego pola magnetycznego (obecnego w badaniu rezonansu magnetycznego). Z tego powodu USG jest wręcz stworzone do stosowania w ciąży w celu monitorowania jej prawidłowego przebiegu oraz zrobienia pierwszych zdjęć przyszłego bąbelka. W Polsce USG ciąży jest wręcz obowiązkowe; zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Zdrowia każda kobieta powinna wykonać cztery badania ultrasonograficzne: pierwsze pomiędzy 11-14 tygodniem ciąży, drugie między 18-22. tygodniem, kolejne między 28-32, a także zaraz po 40 tygodniu.
Poza diagnostyką ciąży, badanie USG stosuje się przy obrazowaniu wielu narządów ludzkiego ciała wliczając w to: jamę brzuszną, serca (tzw. echo serca), tarczycę, układ moczowy, tętnice i żyły (jest to tzw. badanie metodą Dopplera), narządy rodne, jądra, prostatę, piersi, stawy oraz tkanki miękkie (mięśnie, więzadła, ścięgna). Wskazaniami do wykonania badania są przede wszystkich wszelkie dolegliwości bólowe narządów, przebyte niedawne urazy jamy brzusznej, nawracające problemy trawienne (częste biegunki, zaparcia), krwawienia z układu moczowego i pokarmowego, stwierdzenie powiększenia niektórych narządów (wątroby, śledziony), wyczuwalne guzy czy szybka utrata masy ciała.
Nie ma natomiast praktycznie żadnych przeciwwskazań do wykonania tego badania poza występowaniem oparzeń w planowanym miejscu przyłożenia głowicy oraz otwartych ran na ciele. Warto jednak podkreślić, że badanie USG niezbyt dobrze radzi sobie z obrazowaniem kości i miejsc, gdzie nagromadzone jest powietrze (np. płuca, jelita lub opróżniony pęcherz). W przypadku złamań lepiej wybrać się do poradni radiologicznej.
Gdy zbliża się termin badania USG jamy brzusznej, a mamy tendencję do magazynowania nadmiernych ilości gazów w jelitach, warto na kilka dni przed badaniem postawić na lekkostrawną dietę i zażyć preparaty na wzdęcia, niekiedy również środki przeczyszczające. Dodatkowo, wskazane jest odstawienie gumy do żucia (w celu uniknięcia połykania zbyt dużych ilości powietrza) oraz papierosów. Przy obrazowania jamy brzusznej, należy przed badaniem wypić duże ilości niegazowanej wody (pęcherz powinien być wypełniony). Ostatnia ważna zasada – na badanie USG przychodzimy na czczo (na 5-7 godzin przed badaniem). Nie chcemy, by jakiś niestrawiony kawałek pokarmu ze śniadania mógł być mylnie wskazany jako polip lub guz.
Przebieg badania USG za pomocą standardowego aparatu wygląda podobnie i składa się z następujących kroków:
Zazwyczaj badanie jest bezbolesne, choć oczywiście może wywołać pewien dyskomfort, a w niektórych przypadkach pewne dolegliwości bólowe.
W poszukiwaniu kolorów
Prawie zawsze wynik badania USG jest czarno-biały. Poza jednym wyjątkiem. Dla wszystkich spragnionych kolorowych obrazów oraz osób z podejrzeniem schorzeń w układzie naczyniowym zalecane jest badanie USG metodą dopplerowską (USG Doppler). O ile w klasycznym badaniu ultrasonograficznym w danym momencie czasu stosuje się jedną częstotliwość fali dźwiękowej, o tyle w badaniu dopplerowskim jej wartość się zmienia. Pozwala to na badanie nie tylko prędkości przepływające krwi, ale także jej kierunku. Jeśli krew płynie w kierunku głowicy, wyświetla się w kolorze czerwonym, jeśli w przeciwnym – w kolorze niebieskim. Nasycenie kolorem zależy od prędkości przepływu. W efekcie na ekranie aparatury pomiarowej można dostrzec wielobarwne pasma i plamy. Wszelkie zaburzenia wywołane przez zakrzepy, tętniaki, niewydolność żylną, wady zastawek serca, wady wrodzone serca czy choroby tętnic obwodowych mogą być w ten sposób wykrywane. Poza kolorowym obrazem, lekarz słyszy również szum odwzorowujący przepływającą krew, co pozwala dodatkowo ocenić istnienie dodatkowej przeszkody w naczyniach krwionośnych. Jak widać, USG metodą Dopplera działa na różne zmysły, ale wymaga też dużego doświadczenia operatora, aby przeanalizować złożoność uzyskanych danych pomiarowych.
Przenośne USG mieszczące się w walizce, które lekarz może mieć na wizycie zawsze przy sobie
Coraz mniejsze sprzęty
Standardowy aparat USG składa się z jeżdżącej na kółkach skrzynki z podzespołami elektronicznymi, panelem sterowania z przyciskami, kilku głowic do wykonywania pomiarów oraz monitora do wyświetlania wyników. Korzystanie z tego sprzętu ograniczone jest raczej tylko do placówki medycznej, jednak jak większość dużych urządzeń medycznych w XXI wieku doczekała się swoich przenośnych odpowiedników. Dzisiaj na rynku dostępnych jest wiele modeli mobilnych i bezprzewodowych aparatów USG o małych rozmiarach, które pozwalają na przeprowadzenie badania również poza szpitalem. W tym przypadku najczęściej wyniki są wyświetlane na ekranie smartfonu lub tabletu. Wydawać by się mogło, że nie może powstać już nic mniejszego, jednak w tym roku naukowcy z Massachusetts Institute of Technology w Bostonie poinformowali o opracowaniu kilkucentymetrowego urządzenia do pomiaru USG, które jest naklejane na skórze jak zwykły plaster. Takie rozwiązanie pozwala na monitorowanie narządów przez długi czas (nawet do 48 godzin). Zauważono, że w trakcie wysiłku fizycznego plaster USG może wykryć nawet drobne mikropęknięcia mięśni. Nie wiadomo, kiedy ten wynalazek pojawi się w codziennej praktyce klinicznej, ale pokazuje, że umiejętność zmniejszania różnych rzeczy przez człowieka jest na naprawdę wysokim poziomie.
Ultrasonografia nadal się rozwija i wciąż opracowywane są nowe technologie jeszcze bardziej poszerzające możliwości obrazowania wnętrza ludzkiego ciała. Istnieją już również systemy telemedyczne, gdzie obraz z badania może być przesyłany na duże odległości. Umożliwia to na zdalną komunikację pomiędzy osobą wykonującą pomiar a innym specjalistą, niekiedy bardziej doświadczonym, który znajduje się w gdzie indziej. W realny sposób zmienia to jakość opieki, szczególnie gdy prawidłowe rozpoznanie schorzenia wymaga szybkiej interwencji. Jest to kolejna jasna strona rewolucji internetowej, w której możliwe jest przesyłanie dużych ilości danych w krótkim czasie. Coraz bardziej popularna staje również technika wykonywania USG 3D oraz 4D, szczególnie w badaniach prenatalnych. Zamiast płaskiego ekranu lekarz i pacjent widzą obraz trójwymiarowy (dodatkowo poruszający się w czasie rzeczywistym w wariancie 4D). Badanie pozwala na dokładniejszą ocenę anatomii i wykrywanie trudno dostrzegalnych wad płodu. Daje też możliwość bardzo dokładnej projekcji twarzy dziecka, co niejednokrotnie stanowi bardzo emocjonalne przeżycie dla przyszłych rodziców i przyspiesza dyskusje, do którego członka rodziny jest bardziej podobne.
USG wykonywane przez Zespół Ratowników, którego wynik lekarz może ocenić również na odległość
Magiczne kryształy
Przepuszczanie wiązki ultradźwięków przez ciało okazało się być jednym z najbardziej kreatywnych pomysłów ludzkości w XX wieku. Myśląc o takich rzeczach zawsze zastanawiam się, jakie kolejne przełomy w medycynie nastąpią w ciągu kolejnych stu lat. Nawet dzisiaj trudno pojąć fakt, że małe kryształki ukryte w głowicy generują dźwięk, którego nie można usłyszeć, a który można zobaczyć i na dodatek ocenić stan zdrowia lub zobaczyć w najmniejszych szczegółach twarz rozwijającego się w łonie matki dziecka. Już sama obserwacja wyników badania wydaje się być emocjonującym przeżyciem dla ciekawskiego pacjenta w porównaniu do innych nieinwazyjnych badań, na przykład elektrokardiografii (EKG). W przypadku zapisu EKG na papierze lub ekranie monitora widzimy tylko trudne do zrozumienia krzywe. Natomiast obserwowanie obrazu a aparatu USG przypomina raczej mroczny, czarno-biały dreszczowiec, w którym trzeba rozwiązać zagadkę związaną z występowaniem dolegliwości bólowych. Wczesne wykonanie tego badania pozwala na znaczne zwiększenie szansy na to, że na końcu tego seansu nastąpi szczęśliwe zakończenie.
