ექოსკოპიის აპარატები თითქმის ყველა თანამედროვე კლინიკაში გვხვდება. დღესდღეობით ექოსკოპია პაციანტის გამოკვლევის ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული საშუალებაა. ამას ცხადყოფს 2018 წლის კვლევა, რომლის მიხედვითაც, მხოლოდ გაერთიანებულ სამეფოში (UK), იმავე წელს 9.5 მილიონი ექოსკოპიური კვლევა ჩატარდა.

თუმცა რა არის და როგორ მუშაობს ექოსკოპია? რა ფიზიკური პრინციპები უდევს საფუძვლად აღნიშნულ კვლევას და რა გამოყენებები აქვს ექოსკოპიას მედიცინის სფეროს გარეთ? სტატიაში ვეცდები სრულფასოვნად გავცე პასუხი ამ შეკითხვებს.

ულტრაბგერები და მათი აღმოჩენა

ულტრაბგერები არის მაღალი სიხშირის (20 კილოჰერცი და მეტი) ბგერითი ტალღები, რომლებსაც ადამიანები ვერ აღვიქვამთ. ისტორიულად პირველად პითაგორა (VI ს. ძველი წელთაღრიცხვით) შეეხო ბგერის გავრცელებას და მათემატიკურად აღწერა სიმიანი საკრავები. ღამურებში ექოლოკაცია პირველად 1794 წელს ლაცარო სპალანსანიმ აღწერა. 1880 წელს პიერ და პოლ-ჟაკ კიურიმ აღმოაჩინეს პიზოელექტრული ეფექტი კრისტალებში. პიზოელექტრულ კრისტალებს ელექტრული ველში შესწევთ უნარი გამოყონ და აღიქვან მაღალსიხშირული ბგერითი ტალღები. 1893 წელს ფრანსის გალტონმა შექმნა გალტონის სასტვენი, რომელსაც შეეძლო ულტრაბგერების გამოცემა; ამით გალტონი ცდილობდა სხვადასხვა ცხოველის ყურთასმენის დიაპაზონის გაზომვას და სწორედ მან აჩვენა პირველმა, რომ ზოგიერთ ცხოველს მართლაც შეეძლო ადამიანთან შედარებით მაღალი სიხშირის (ულტრა) ბგერები აღექვა. 1917 წელს კი მოხერხდა ულტრაბგერების პირველი ტექნოლოგიური გამოყენება — როდესაც პოლ ლანჯევინმა შეძლო დაეფიქსირებინა წყალქვეშა ნავები ულტრაბგერების მეშვეობით.

სამედიცინო დარგში პაციენტების ექოსკოპიური კვლევა პირველად მეორე მსოფლიო ომის შემდგომ პერიოდში დაინერგა. მთავარი როლი ექოსკოპიის დანერგვაში მიუძღვით იან დონალდსა და მის კოლეგებს გლაზგოში გასული საუკუნის 50-იან წლებში. 60-იან წლებში უკვე მოხერხდა ულტრაბგერითი სკანერების მასიური წარმოება, რამაც ხელი შეუწყო მის ინტეგრირებას მედიცინაში. ამ ყველაფერს დაემატა ისიც, რომ ტექნოლოგია სწრაფი ტემპით ვითარდებოდა და შესაძლებელი გახდა ინოვაციების დანერგვა და აპარატების გაუმჯობესება. კერძოდ, მოხერხდა სტატიკური — უძრავი — სურათის ნაცვლად მოძრავი სურათის აღდგენის საშუალება, ასევე დიდი როლი ითამაშა გარღვევებმა ელექტრონიკაში, რომლის მეშვეობითაც მოხერხდა მიღებული სურათების ხარისხის მნიშვნელოვნად გაუმჯობესება.

მუშაობის პრინციპი

ისევე, როგორც თითქმის ყველა დიაგნოსტიკური საშუალება, ექოსკოპიაც ეყრდნობა ძირითად ფიზიკურ მოსაზრებებს და ელექტრონიკის დარგის განვითარებას.

ექოსკოპიაში ძირითადი გამოყენება აქვს პიზოელექტრულ ეფექტს. სკოლის ფიზიკიდან ცნობილია, თუ რა ემართება ტალღას სხვა გარემოში გადასვლისას; კერძოდ ცნობილია, რომ ხდება ტალღის არეკვლა, გასვლა ახალ გარემოში (გარდატეხა), ან ორივე ერთად.

ადამიანის სხვადასხვა ქსოვილი სხვადასხვა სიხშირის ტალღებს ირეკლავს. ამგვარად, სიხშირის რეგულირებით ხერხდება ამ ქსოვილებზე დაკვირვება. როგორც წესი ექიმები დეტექტორს სხვადასხვა ტიპის გელს უსვამენ; ამას კი გარდა იმისა, რომ აქვს დინამიკური უპირატესობები (ანუ მარტივად ხერხდება დეტექტორის სხეულზე გადაადგილება), ასევე აქვს ფიზიკური მნიშვნელობა: რადგან ადამიანის სხეული, როგორც გარემო, ძალიან განსხვავებულია ჰაერისგან, გელის დახმარების გარეშე მთელი ბგერითი ტალღა კანზევე აირეკლებოდა. ამიტომ, მიუხედავად არაკომფორტული შეგრძნებისა, გელი აუცილებელია ექოსკოპიის პროცედურის ჩატარებისას.

არეკლილ ბგერით ტალღები იწვევენ პიზოელექტრული მასალის რხევას, დეტექტორი ამ რხევებს გარდაქმნის ელექტრულ პულსებად და აწვდის პროცესორს. ამის შემდეგ კომპიუტერი სპეციალური ალგორითმის გამოყენების საშუალებით გვიჩვენებს სურათებს რეალურ დროში.

ძირითადი კომპონენტები

ექოსკოპიის აპარატების ძირითადი კომპონენტებია: გადამყვანი ზონდი, პროცესორი, გადამყვანის პულსების მარეგულირებელი და ეკრანი.

• გადამყვანი ზონდი არის აპარატის ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაწილი. სწორედ ამ მექანიზმში გვხვდება პიზოელექტრული კრისტალები, რომლებიც გამოსცემენ მაღალსიხშირულ ტალღებს და შემდეგ აფიქსირებენ სხვადასხვა ორგანოს მიერ არეკლილ ტალღებს. გაძლიერებული სიგნალი გადაეცემა პროცესორს.
• პროცესორი არის ულტრაბგერითი აპარატის კიდევ ერთი ძირითადი კომპონენტი, რომელიც კომპლექსური ალგორითმის მეშვეობით ახერხებს მიღებული სიგნალის სურათად გადაქცევას. სურათი კი უკვე მონიტორზე გამოჩნდება.
• პულსირების მარეგულირებლის დახმარებით შესაძლებელია ზონდიდან წამოსული ბგერითი ტალღების სიხშირის, ამპლიტუდის და ხანგრძლივობის კონტროლი.
• ეკრანი არაფრით არ განსხვავდება სხვა კომპიუტერების ეკრანებისგან. ის ახდენს პროცესორის მიერ შექმნილი სურათის გამოსახულების ჩვენებას. ამავე ეკრანზე უნდა აღიბეჭდოს პაციენტის მონაცემები, რომ მოხდეს სწორი დიაგნოზის დასმა.

აპარატების ტიპები

სპეციალისტები განასხვავებენ სხვადასხვა ტიპის აპარატებს. როგორც წესი, ესენია: ვეტერინარული, სისხლძარღვთა და გულის, მობილური და პორტაბელური აპარატები

• ვეტერინარული აპარატი გამოირჩევა მაღალი გარჩევადობით, რადგან მცირე ზომის ცხოველებს ორგანოებიც პროპორციულად პატარა ზომის გააჩნიათ ადამიანებთან შედარებით, ხოლო მოზრდილი ცხოველების ორგანოები ზომა აღემატება ადამიანის ორგანოებისას, იყენებენ სხვადასხვა ზომის დეტექტორს, რომლებიც განსხვავდებიან ერთმანეთისგან სიზუსტით. კერძოდ, მცირე ზომის ცხოველებისთვის განკუთვნილი აპარატები გამოირჩევიან მაღალგარჩევადობით.
• სისხლძარღვთა და გულის აპარატებს იყენებენ გულსისხლძარღვთა სისტემის გამოსაკვლევად, კერძოდ, მისი მეშვეობით შესაძლებელია დანახვა, თუ ხდება სისხლის შედედება ან თუ აღენიშნება პაციანტს რაიმე სახლის ტრავმა.
• მობილური აპარატები არის აპარატები, რომელთაც აქვს ბორბლები, რომლითაც მათი გადაადგილებაა შესაძლებელი. თუმცა ასეთი აპარატების ფუნქციონირება შეზღუდულია სხვებთან შედარებით.
• პორტაბელური აპარატები მცირე ზომისაა. სურათის მიღება შესაძლებელია როგორც კომპიუტერებში, ასევე ლეპტოპებში და ტელეფნებში.

უპირატესობები და ნაკლოვანებები

ისევე, როგორც ყველა დიაგნოსტიკურ საშუალებას, ექოსკოპიასაც აქვს თავისი უპირატესობები და ნაკლოვანებები. კერძოდ, ექოსკოპიით პაციენტის გამოკვლევისას ძალიან კარგად ჩანს კუნთი, რბილი ქსოვილი და ძვლის ზედაპირი. ასევე შესაძლებელია ანალიზის დინამიკაში ჩატარება, რაც მნიშვნელოვნ უპირატესობას ანიჭებს ექოსკოპიას სხვა დიაგნოსტიკურ საშუალებებთან მიმართებაში. მეთოდი ასევე საკმაოდ უსაფრთხოა პაციენტებისთვის და სხვა აპარატებთან შედარებით, ხელმისაწვდომი ფასიც აქვს.

მიუხედავად დიდი უპირატესობებისა ულტრაბგერით კვლევას გააჩნია თავისი ნაკლოვანებებიც. ექოსკოპია ვერ განჭოლავს ძვალს, რაც გულისხმობს იმას, რომ მაგალითად ტვინის ულტრაბგერებით გამოკვლევა დიდ სირთულესთანაა დაკავშირებული. მისი გამოყენება ასევე შეზღუდულია ჭარბწონიანი პაციენტებისთვის. ამ მეთოდით კვლევის წარმატება ასევე მეტწილად დამოკიდებულია სპეციალისტის გამოცდილებაზე და პროფესიონალიზმზე.

რისკები, გვერდითი მოვლენები და ექოსკოპიის მომავალი

მსოფლიოს ჯანდაცვის ორგანიზაციის მიხედვით, ექოსკოპია წარმოადგენს ძალიან უსაფრთხო, სწრაფ და სანდო დიაგნოსტიკის საშუალებას, თუმცა მიუხედავად ამისა, ამ ორგანიზაციის წარმომადგენლები მოსახლეობას მოუწოდებენ, რომ ორსულობისას რაც შეიძლება ნაკლებად გამოიყენონ ულტრაბგერითი კვლევა და თუ გამოიყენებენ, ეს იყოს შედარებით დაბალი სიხშირის ბგერითი ტალღებით.

მიუხედავად იმისა, რომ ოცდამეერთე საუკუნის დასაწყისში რამდენიმე კვლევაში სუსტი კორელაცია დადგინდა ექოსკოპიასა და ნერვულ პათოლოგიებთან, ეს დასკვნები შემდეგ წლებში სრულიად უარყოფილ იქნა ახალი სამეცნიერო კვლევების საფუძველზე.

აქვე უნდა აღინიშნოს, რომ დღევანდელ ტექნოლოგიურ წინსვლას არც ულტრაბგერითი კვლევა ჩამორჩება. მეცნიერებმა მიაღწიეს მაღალი გარჩევადობის ულტრაბგერითი აპარატების შექმნას, რომელსაც შეუძლია გამოიკვლიოს 18 კვირის ნაყოფის გულიც, რომელიც ზომით ყურძნის მარცვლის ტოლია. ასევე უმჯობესდება კომპიუტერებიც; ისინი ნაკლებად მოითხოვენ ექიმის ჩართულობას, რაც ექიმს საშუალებას აძლევს სრულიად კონცენტრირდეს პაციენტზე. გარდა ამისა, საზოგადოებისთვის უკვე ხელმისაწვდომი ხდება მცირე ზომის ექოსკოპიის აპარატები, რომლებიც გამოსახულებას ტელეფონში იძლევიან.

ექსპერტები დაუღალავად ცდილობენ ხელმისაწვდომი აპარატების შექმნას, რომლებიც სურათის კარგ ხარისხს მოგვცემენ. მეცნიერები ვარაუდობენ, რომ მომავალში ექოსკოპიის აპარატი იქნება ყოველდღური, სახლის პირობებში დიაგნოსტიკის საშუალება. არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ თერმომეტრი და წნევის აპარატიც თავის დროზე მხოლოდ ექიმის კაბინეტში თუ შეგვხვდებოდა.