Краткая история УЗИ

    История покорения ультразвука начинается в 500х гг. до н.э. в Греции, когда была описана связь между тоном звука и его частотой, когда Пифагор создал сонометр, прибор для изучения музыкальных звуков.

    В 1500х гг. н.э. Леонардо Да Винчи изучил то, как звук путешествует в волнах.

    В 1638 г. Галилей описал, как частота звука определяет его тон. Чуть позже Исаак Ньютон сообщил о своей теории скорости, а Роберт Бойль о теории эластичности воздуха.

    В 1793 г. Л.Спалланцани (L.Spallazani) итальянский священик и ученый, изучал поведение летучих мышей и предположил, что мыши слышат то, что не слышит он[1].

    В 1794 г.[1] Огюстен Френель (A.Fresnel) описал теорию дифракции волн, а Фрэнсис Гальтон (F.Galton) сконструировал ультразвуковой свисток(по другим данным это произошло в 1876 г.[2]).

    В 1826 г. Жан-Даниэль Колладон и Шарль-Франсуа Штурм измерили скорость звука в воде с использованием подводного колокола[12,15].

    В 1845 г.[1] (по другим данным[3] в 1841 г. и даже в 1842 г.[4,10,15]) Кристиан Допплер изучил эффект движения тонов звука: при движении волны меняется её частота.

    В 1880 г. Жак и Пьер Кюри открыли феномен пьезоэклетричества[1,2,3].

    В 1890 г.[1] Джон Уильям Стретт, он же Лорд Рейли (Рэлей) (Lord Rayleigh) опубликовал свою теорию звука(по другим данным[2,5] первый том теории звука вышел в 1877 г.).

    В 1900-х гг.[1] (по другим источникам в 1916 г.[6]) французский физик (впоследствии почетный член АН СССР[6]) Поль Ланжевен (P.Langevin) исследовал контроль частоты и интенсивности звука, а также возможности эха (отраженного звука) для определения объектов находящихся под водой (а точнее подводных лодок[6]) - отсюда берет своё начало термин Сонар(SONAR)[1].

    В 1912 г. Александр Бэм (Alexander Belm) (Австрия) изобрел эхолот[7].

    В 1928 г.[7] (по другим данным[2] это произошло в 1929 г.) С.Я.Соколов (СССР) создал основу современной ультразвуковой дефектоскопии[7], был создан прибор, позднее получивший название "дефектоскоп"[2].

    В 1935 г. британский физик Роберт Уотсон-Уотт (R.Watson-Watt) создал аппарат "Radio Detection and Ranging" (RADAR или Радар), который стал прародителем аппаратов для УЗИ[2].

    В 1937 г. (по некоторым данным это произошло в 1947 г.[2]) невролог Карл Дуссик (K.T.Dussik) и его брат физик Фридрих Дуссик (F.Dussik)(Зальцбург, Австрия) впервые применили диагностический ультразвук в медицине, они пытались сделать "гиперфонограмму" головы с целью поиска метода для визуализации некальцинированных опухолей головного мозга[3,7,8].

    В 1938 г. Джордж Пирс (G.W.Pierce) представил детектор звука, который улавливал высокочастотные вибрации летучих мышей и конвертировал их в звук. А Флойд Файерстон (F.Firestone) разработал ультразвуковую машину под названием "рефлектоскоп", которая предназачалась для выявления дефектов в металле (т.е. дефектоскоп)[1]. В этом же году[15] два студента Гарварда Дональд Гриффин и Роберт Галамбос (Donald Griffin & Robert Galambos) придумали слово «эхолокация», чтобы объяснить, как летучие мыши генерируют высокочастотные щелчки, которые отражаются от поверхностей, а затем получают и используют возвращенные эхо-сигналы для расчета точного местоположения объектов в их среде.

    В 1946 г. французкий физиотерапевт A.Denier предпринял попытку УЗИ с целью создания изображений внутренних структур человеческого тела[8];

    В 1948 г.[7] (по другим данным в 1949 г.[3] и даже в 1952 г.[7,15]) радиолог Дуглас Хаури (D.H. Howry) (Денвер, США) совместно с Уильямом Блиссом (W.R.Bliss) и Джеральдом Посакони (G.Posakony) сделали первый В-режимный аппарат УЗИ на основе морского эхолокатора, и предприняли попытку УЗИ шеи и конечностей с целью получения изображений мягких тканей по типу рентгеновских.

    В 1949 г. хирург Джон Вайлд (J.J.Wild) из Миннеаполиса (США) совместно с Дональд Нил (D.Neal), Джон Рид (J.Reid) и ВМС США предприняли попытку УЗИ кишечника с целью обнаружения злокачественного поражения кишечника путем измерения толщины его стенки[8].

    В октябре 1953 г. кардиолог Инге Эдлер (I.Edler) (Лунд, Швеция) совместно с физиком Гельмутом Герцем (H.Hertz) и Siemens, получили первую эхокардиограмму[8].

    В 1954 г. акушер-гинеколог Ян Дональд (I.Donald) (Глазго, Великобритания) совместно с Том Браун (T.G.Brown), Джон МакВикар (J.MacVicar) и Kelvin Huges ltd. предприняли попытку дифференциации на УЗИ кист и солидных опухолей[8]. В этом же году Калмус (Kalmus) сделал свой электронный ультразвуковой расходомер (флоуметер)[10,11].

    В 1955 г. невролог Ларс Лекселл (L.Leksell) (Лунд, Швеция) предпринял попытку УЗИ головы, М-метод (М-эхо), одномерная эхоэнцефалография[8,9].

    В 1956 г. врачи Мундт и Хьюз (G.H.Mundt & W.F.Hughes) совместно с Smith Kline Precision Inc. предприняли попытку УЗИ глаза[8], и с помощью метода А-сканирования обнаружили внутриглазную опухоль[14]. В этом же году физик Шигео Сатомура (Shigeo Satomura) в сотрудничестве с двумя кардиологами, Т. Йошида (T. Yoshida) и Ясухару Нимура (Y. Nimura), из университетского госпиталя в Осаке создали методику для исследования сердца и кровеносных сосудов[3,10].

    В 1958 г. во Всесоюзном научно-исследовательском институте медицинских инструментов и оборудования в лаборатории ультразвуковых аппаратов, под руководством М.Д.Гуревича, был создан первый в СССР и один из первых в мире выпускаемых серийно специальный диагностический ультразвуковой аппарата "УЗД-4"[3].

    В 1959 г. физик Джорж Коссоф (G.Kossoff) (Мельбурн, Австралия) совместно с акушером-гинекологом Вильям Гарретт (W.J.Garrett), а также Дэвид Робинсон (D.E.Robinson) и Comm. Acoustic Labs предприняли попытку диагностики на УЗИ предлежания плаценты. (также см. внешняя ссылка )

    В 1964 г. акушер-гинеколог А. Кратохвил (A.Kratochwil) (Австрия) совместно с Карл Крец (C.Kretz) и KretzTechnic применили УЗИ для выявления положения плаценты[8].

    В 1968 г. был создан первый в мире коммерчески доступный ультразвуковой сканер "Vidoson" (Siemens)[3].

    В 1974 г. Фрэнк Барбер (Frank Barber) представил аппарат с дуплексной допплерографией (В-режим + допплер)[10,13].

    (также см. внешняя ссылка )

Литература:

    1) S.L.Hagen-Ansert. Textbook of Diagnostic Ultrasonography. 6 ed. Mosby 2006;

    2) А.А.Курыгин, Н.А.Майстренко, В.В.Семенов. История ультразвуковой диагностики в хирургии (к 50-летию создания отечественной методики). Вестник хирургии имени И.И. Грекова. Том 174, № 6 (2015);

    3) М.Л.Рогаль, С.В.Новиков. Ультразвуковая диагностика и тактика хирургического лечения рака поджелудочной железы. СИМК 2019;

    4) W.P.Mason, R.N.Thurston. Physical Acoustics: Principles and Methods. vol. XIV. Academic Press 1979;

    5) Д.В.Стретт(Лорд Рэлей). Теория звука. перевод на русский язык. Москва. Государственное издательство технико-теоретической литературы 1955г;

    6) Советский энциклопедический словарь. 4е изд. Москва. Советская энциклопедия 1990;

    7) Б.М.Игошев, А.П.Усольцев. История технических инноваций Директ-Медиа 2014;

    8) G.M.Baxter, P.L.P. Allan, P.Morley. Clinical Diagnostic Ultrasound. 2nd ed. Blackwell Scence 1999;

    9) М.Пыков, К.Ватолин. Детская ультразвуковая диагностика. Видар. 2001;

    10) А.В.Коваленко, Б.А.Тарасюк, И.Н.Дыкан и соавт. 60-летие допплерографии в медицине. Лучевая диагностика, лучевая терапия, 1, 2016;

    11) J.P.Woodcock. Theory and pactice of blood flow measurement. Butterworths & Co ltd. 1975;

    12) А.А.Спектор. Физика. М.АСТ 2018;

    13) I.M.Coman, B.A.Popescu. Shigeo Satomura: 60 years of Doppler ultrasound in medicine. Cardiovascular Ultrasound, v13, 2015;

    14) Д.В.Анджелова, Т.А.Щеголева, Я.В.Петровская. Роль ультразвуковых методов исследования в офтальмологии (история вопроса). Обзор. Катарактальная и рефракционная хирургия N 3, 2012;

    15) K.A.Kaproth-Joslin et al. The History of US: From Bats and Boats to the Bedside and Beyond: RSNA Centennial Article. RadioGraphics. Vol. 35, No. 3 2015.