ההיסטוריה של האולטרסאונד (US)

סיפור התפתחותה של טכניקת האולטרסאונד בשירות הרפואה מתחיל במדידת מרחקים תת-מימיים באמצעות גלי קול.

סונר (Sound Navigation and Ranging), מאפשר זיהוי ואפיון גופים תת-מימיים באמצעות שיגור גלי קול לתוך המים ומדידת ההד המוחזר מגופים אלה. לאחר טביעת הטיטאניק ב- 1912 ולאור התפתחות הניווט התת-ימי בצוללות בתחילת מלחמת העולם הראשונה, חלה האצה בתחום המחקר והפיתוח של גלאי אולטרסאונד תת-ימיים. הביקוש לסונר הרקיע שחקים לצורך גילוי צוללות גרמניות.

בשנים שלפני מלחמת העולם השנייה היווה הסונר השראה למדענים ברחבי העולם לחפש ולמצוא דרכים ליישום הטכניקה בעולם האבחון הרפואי. בשנים 1935-1929 חקר סרגיי סוקולוב מהמכון האלקטרוטכני של לנינגרד את השימוש בגלי על-קול לזיהוי גופים מתכתיים. מולהאוזר רשם לעצמו פטנט בשנת 1931 על השימוש בגלי על-קול באמצעות שני מתמרים לזיהוי פגמים בחומרים מוצקים.

בשנת 1935 חלו התפתחויות שהביאו לשימוש ביכולתה של טכניקת העל-שמע לחימום ולהרס רקמות חיות לצרכי טיפול רפואי. בשנת 1936 השיקה חברת סימנס את המכשיר האולטרסוני הטיפולי הראשון שנקרא- Sonostat.

החוקרים Firestone וSimons מאוניברסיטת מישיגן פיתחו בשנות הארבעים בדיקות על-שמע פולסטיליות תוך שימוש בשיטת פולס-אקו.

לאחר סיום מלחמת העולם השנייה החלו מדענים באירופה, בארצות הברית וביפן לבחון את היכולות האבחנתיות של האולטרסאונד בשירות הרפואה. מכשירי האולטרסאונד הראשונים שהם הציגו הראו צפצופים על צג של אותות חשמליים.

Karl Theo Dussik מאוסטריה ניסה למקם את חדרי המוח תוך מדידת שידור קרני אולטרסאונד דרך הגולגולת. חוקרים אחרים, ביניהם George Ludwig מארצות הברית ניסו להשתמש באולטרסאונד לגילוי אבני מרה, גושים בשד וגידולים. הניסויים הראשוניים בוצעו תוך שימוש ב-Amplitude mode) A-mode). בתצוגה נראה ה A-mode כזיזים בגבהים ובמרחקים משתנים.

בתחילת שנות החמישים הוצגו תמונות ה-Brightness mode) B-mode) הראשונות. התמונות היו סטטיות, בשחור- לבן בלבד, ללא גוונים של אפור. ד"ר Douglass Howry (רדיולוג שעזב קליניקה פרטית כדי להתמסר למחקר בשימוש רפואי של גלי ה-US) עמד בראש צוות של חוקרים שפיתחו ופרסמו תמונות ראשונות של US אבחנתי. בתמונה הבאה ניתן לראות נבדק מתנדב בתוך אמבט מים. באמבט הציבו סונר שהסתובב סביב הגוף והפיק תמונות. במסך הקטן ניתן לראות את כליותיו של הנבדק.

קרל הלמוט הרץ ואינגה אדלר משבדיה ביצעו בשנת 1953 את סריקת פעילות הלב הראשונה. בגלזגו, סקוטלנד היו פרופסור איאן דולנד ועמיתיו הראשונים אשר עשו באולטרסאונד יישום קליני בתחומי המיילדות והגינקולוגיה בהצלחה מרובה. עד שנת 1956 עלה בידם לפתח ציוד שיכול היה להבחין בין מיימת, ציסטות שחלתיות ומיומות על בסיס תבניות ההדיות שלהם.

במקביל פותחו דגמים של מכשירי US שבהם השכיבו את הנבדקים מתחת לשקיות מלאות מים, דרכם הועברו גלי האולטרסאונד לנבדק, וממנו בחזרה למכשיר.

בהמשך פיתח William Wright מתמר שנע על גוף הנבדק וייצר תמונה רציפה דו ממדית.
תצלום מה-Time Magazine משנת 1964 המבשר לקוראיו על המצאת מכשיר האולטרסאונד האבחנתי

לאחר 1960 פותחו תמונות דו-ממדיות מורכבות. החל מאמצע שנות הששים נכנסו האפליקציות הקליניות של האולטרסאונד בתחום המיילדות והגינקולוגיה לשימוש נרחב ברחבי העולם תוך שימוש בציוד A-mode ו- B-mode. בסוף שנות השישים החליף לרוב אולטרסאונד ה- B-mode את ה- A-mode. הכנס הבינלאומי הראשון שעסק באולטרסאונד ככלי אבחון רפואי נערך בווינה בשנת 1969. הכנס הפגיש מדענים וקלינאים מרחבי העולם אשר החלו לעבוד יחד לקידום הציוד והמתודולוגיה האולטרסונית.

בשנות השבעים נכנסה לשימוש טכניקת ה- gray scale ויחד עם ההתקדמות בטכנולוגיית המחשבים, הדמיית האולטרסאונד נעשתה טובה יותר ומהירה יותר.

דוגמה למכשיר בשנת 1973
בשנות ה-80 המכשירים הפכו לקטנים יותר, דוגמה למכשיר אולטרסאונד בשנת 1980

לאחר עבודה מתמשכת פותחה בשנות השמונים היכולת לבצע הדמיה אולטרסונגרפית בזמן אמת. הדופלקס, שביכולתו למדוד זרימה, צבר פופולריות וניתן היה ליישם כעת את העל-שמע לטווח רחב של אפליקציות קליניות. 

החידושים בטכנולוגיית העל-שמע בשנות התשעים הביאו עמם סורקים ברזולוציה גבוהה, מתמרים דיגיטליים בתדירויות גבוהות, פוקוס רב ערוצי ומתמרים בטווח רחב אשר היו בשימוש סטנדרטי ברמה גבוהה ועדכנית. חדות התמונה וההתקדמות ביכולת הדיוק האבחונית תרמו רבות להדמיית השד ולגילוי מוקדם של סרטן. כמו כן חלה התקדמות מתמשכת בטכנולוגיית הדופלקס והדופלר-צבע.

כיום, בדיקת האולטרסאונד היא הבדיקה השנייה בשכיחותה לאחר צילומי רנטגן. הבדיקה נמצאת בשימוש ברוב תחומי הרפואה וחלים בטכנולוגיה זו חידושים ועדכונים כל הזמן, כאשר יש בידינו היכולת להדמיות פנורמיות, תלת ממדיות ואף ארבע ממדיות.