Istoria ecografiei
Spre deosebire de celelalte proceduri imagistice, care au avut o dezvoltare treptata, relativ lineara, cu evolutie in principiu in domeniul medicinei, originile ultrasonografiei (ecografiei) sunt non – medicale. Ecografia a fost folosita in scop medical pentru prima data in 1956 in Glasgow, cand obstetricianul Ian Donald si inginerul Tom Brown au dezvoltat primul prototip, bazat pe principiul SONAR-ului. Conform lui Malcolm Nicolson, profesor de istoria medicinei la Universitatea Glasgow din Scotia, tehnica ecografica a fost perfectionata de cei doi astfel incat pana la sfarsitul anilor ’50 ultrasonografia era folosita de rutina in spitalele din Glasgow. Cu toate acestea, in spitalele din Marea Britanie a inceput sa fie folosita la scara larga abia in 1970, si chiar mai tarziu in spitalele din America.
Este cunoscut faptul ca primele aplicatii ale ultrasunetelor au fost in domeniul navigatiei, pentru detectarea obstacolelor aflate in calea navelor aflate in mars. Echipamentul este denumit “sonar” (acronimul de la termenul anglo – saxon: Sound Navigation And Ranging). Sonarul sau hidrolocator, este un aparat destinat descoperirii si determinarii de la suprafata a pozitiei obiectelor (epavelor) aflate sub apa, functionarea sa fiind bazata pe fenomenul de reflexie a undelor ultrascurte. Una din primele functii a fost determinarea adancimii (distantei pana la fundul apei). Apoi, in timpul primului Razboi Mondial, sonarul era folosit in sistemul de navigatie al submarinelor. Este folosit pe larg in navigatie si la pescuitul industrial.
Navele militare le au in dotare pentru supravegherea situatiei subacvatice in special pentru depistarea submarinelor si vice-versa – submarinele folosesc sonarele pentru a evita o eventuala apropiere de locuri periculoase si pentru a determina directia si distanta spre tinta. Unul din posturile importante pe submarin este cel hidroacustic.
In anul 1928 fizicianul rus Sergei Sokolov a dezvoltat o tehnica de detectare a defectelor in interiorul corpurilor solide cu ajutorul ultrasunetelor, largind astfel paleta de aplicatii a metodei, un moment important de cotitura in dezvoltarea ecografiei.
Figurina 1: Echipament construit pentru detectarea defectelor in metale (Sokolow, 1928, reprodus din site-ul: http://www.ob-ultrasound.net/history1.html)
In acelasi an, s-a declarat potentialul detectarii curgerilor lichidelor cu ajutorul ultrasunetelor. Tot acum, fizicianul francez Paul Langevin a ipotezat efectul distructiv al ultrasunetelor cu intensitate inalta asupra tesuturilor biologice (confirmat in anul 1944 de catre Lynn si Putnam) (Langevin, 1928).
Aceste constatari au deschis oportunitati pentru construirea de echipamente medicale bazate pe Ultrasunete, atat pentru terapii in reumatologie (prin efectul termic) dar si in neurochirurgie (prin efectul distructiv), pentru realizarea de craniotomii si distrugerea tintita cerebrala la pacienti cu boala Parkinson. Cu alte cuvinte, avea aplicatii medicale energia undei, nu informatia pe care aceasta o poate oferi.
Potentialul diagnostic al Ultrasonografiei a fost formulat de catre fratii austrieci Karl Theo si Friedrich Dussik, care au avut idea ca exista un pattern in propagarea undelor, astfel incat prin estomparea diferentiata a ultrasunetelor prin trecerea prin diferite tesuturi, se poate ajunge la reprezentarea formei organelor. Ȋn anul 1948, cu ocazia Primului Congres de Ultrasonografie in Medicina, care a avut loc la Erlangen, Germania s-au prezentat doua lucrari stiintifice originale care demonstrau potentialul diagnostic al metodei.
Ȋn 1955 John Reid si John J. Wild au pus la punct primul echipament medical, denumit „detectorul de cancer”, folosit pentru detectarea tumorilor mamare.
Figurina 2: Cover of the March issue of „ELECTRONICS” in 1955 reporting Wild and Reid’s work on ultrasound diagnosis of Breast tumors.
A 15 MHz hand-held scanner was in use. Left: John Wild, Right: John Reid.
A similar setup can be seen in their first paper in 1952 in Science, „Application of Echo-Ranging Techniques to the Determination of Structure of Biological Tissues” (reprodus din site-ul http://www.ob-ultrasound.net/wild_electronics.html).
In 1958, fiziologul american Robert Rushmer a adus in discutie tehnica de studiere neinvaziva a activitatii aparatului cardio-vascular la animale folosind principiul Doppler.[http://ro.wikipedia.org/wiki/EfectulDoppler]
Aplicatii ulterioare ale metodei au fost reprezentate de detectarea batailor cordului fetal folosind tehnica unidimensionala (denumita A-mode) in anul 1960, masurarea diametrului sacului gestational folosind tehnica bidimensionala (denumita B-mode) in anul 1963 si diagnosticul suferintelor oculare in cataracta.
Figurina 3: Echipament ecografic unidimensional (A mode) utilizat pentru detectarea modificarilor densitometrice la nivelul structurilor oculare (reprodus din site-ul: http://www.ob-ultrasound.net/history1.html).
Printre primele aplicatii, din anul 1957, ale ultrasonografiei bidimensionale se cunosc cele in care pacientul era cufundat intr-un bazin cu apa iar imaginea obtinuta era circulara.
Figurina 4: Printre primele echipamente (cu valoare inca experimentala), construite in anul 1957) in care imaginile ecografice erau circulare iar subiectul era cufundat intr-un bazin cu apa (reprodus din site-ul: http://www.ob-ultrasound.net/history1.html).
Printre primele si cele mai importante aplicatii clinice reale au fost cele din obstetrica, apoi in cardiologie (in anii ’70).
Ulterior, odata cu dezvoltarea tehnologiilor transductoarelor si inlocuirea tehnicii cu brat mobil cu cea cu transductor mecanic, rotativ, s-au extins rapid in aproape toate domeniile practicii medicale.
Fig. 5: Echipament ecografic cu brat mobil. Transductorul era montat la extremitatea unui brat semirigid care avea menirea sa limiteze baleiajul numai la sectiuni perfect lineare (reprodus din site-ul: http://www.ob-ultrasound.net/history1.html).
In completarea explorarii uni- si bi- dimensionale, din anul 1975 vine si explorarea codificata color, care va permite evaluarea curgerilor sanguine. Cercetatorii japonezi, in anul 1986, pun la punct procedura de examinare dinamica denumita “colour flow map” folosita si astazi, dand o viziune total diferita tehnicii ecografice cunoscute initial si imbunatatind considerabil sensibilitatea si specificitatea diagnosticului.
Cu toate ca primele examinari 3D au fost introduse cu caracter experimental inca din anii ’70 in obstetrica si ginecologie de catre Kratochwill si colaboratorii, abia in 1986 au aparut pe piata primele echipamente care furnizau imagini tridimensionale (3D), usor de exploatat de catre practicieni.
Din anii ’90, datorita cresterii vitezei de baleiaj si ameliorarii procesoarelor, metoda 3D a devenit foarte raspandita in obstetrica si ginecologie.
Tot in anii ’90 s-au extins procedurile bazate pe abordul endocavitar (primele explorari ale prostatei in abord endorectal dateaza din anii ’60 fiind introduse de scoala japoneza de ultrasonografie – Watanabe, 1968), a prins avant examinarea cu contrast si explorarea armonica a tesuturilor.
Ultrasonografia s-a extins in domeniul radiologiei interventionale, capacitatea de vizualizare a acelor de punctie ducand la reducerea ratei de accidente intraoprocedurale. Principalul beneficiu a fost acela de micsorare a duratei procedurii interventionale si crestere a preciziei si eficientei acesteia. O contributie majora in aceasta directie a avut-o scoala daneza de ultrasonografie reprezentata de H.H.Holm si colaboratorii (Holm, 1982).
In ceea ce priveste tara noastra, scoala medicala romaneasca a fost printre primele din Europa care au implementat ultrasonografia in practica. In anii ’70-’80 echipamente ecografice care furnizau imagine doar in format alb-negru au aparut sporadic la Cluj, Bucuresti, Ramnicu Valcea si Baia Mare.
Achizitia aparatelor a fost, pentru acea vreme, un gest riscant deosebit din partea unor medici vizionari. Ei credeau in viitorul procedurii, desi in acea perioada imaginile erau inca destul de neclare, fiind departe de a permite un diagnostic exact.
In anii ’80, prin meritul prof. dr. Gh. Badea (Cluj) si prof. dr. Gh. Jovin (Bucuresti) s-au structurat primele doua centre de educatie si practica medicala din Romania. Ȋn aceeasi perioada, la Iasi, prof. dr. C. Daniil a fost cel care a desfasurat primele proceduri interventionale sub ghidaj ecografic din tara noastra.
Goldberg BB, Kimmelman BA. Medical diagnostic ultrasound: a retrospective on its 40 th anniversary. Rochester, NY , Eastman Kodak, 1988:1-49
World Health Organization. Training in diagnostic ultrasound: essentials, principles and standards. Report of a WHO Study Group. Geneva, World Health Organization, 1998 (WHO Technical Report Series, No 875).
Derchi LE, Claudon M. Ultrasound: a strategic issue for radiology? Eur Radiol 2009; 19:1–6
Hoppmann RA, Rao VV, Poston MB, Howe DB, Hunt PS, Fowler SD et al. An integrated ultrasound curriculum (iUSC) for medical students: 4-year experience. Crit Ultrasound J (2011) 3:1–12
Mircea P.A. Project on the use of ultrasonography as a support tool for the study of medical semeiology at the Faculty of Medicine in Cluj-Napoca. Medical Ultrasonography 2011, Vol. 13(4): 335-336
World Health Organisation. Effective choices for diagnostic imaging in clinical practice. Report of a WHO Scientific Group. Geneva, World Health Organization, 1990 (WHO Technical Report Series, No. 795).
Langévin, M.P. Lés ondes ultrasonores. Rev Gen Elect 1928; 23:626
Gohr H, Wedekind Th. Der Ultraschall in der Medizin. Klinische Wochenschrift,1940; 19(2):25–29
Woo J. A short History of the development of Ultrasound in Obstetrics and Gynecology Available at: http://www.ob-ultrasound.net/history.html
Kratochwill A, Urban GU, Friedrich F. Ultrasonic tomography of the ovaries. Ann Chir Gynecol 1972;61:211-214
Watanabe H. Diagnostic application of ultrasonography for the prostate. Jap J Urol 1968; 59: 273 – 279
Holm HH, Gammelgaard J, Jensen F, Smith EH, Hillman J. Ultrasound in the Diagnosis of a Palpable Abdominal Mass. Gastrointest Radiol 1982, 7:149 – 151
http://www.wikipedia.org
“ULTRASONOGRAFIA CLINICA A ABDOMENULUI SI PELVISULUI”. Radu BADEA, în colaborare cu: Lidia Ciobanu, Monica Lupsor. Ed. Medicala, Bucuresti, 2012
