Протягом  цього ж самого часу, Ян Дональд  керував дослідженням УЗ в Англії. Дональд був видатний ветеран  Королівських Повітряних сил у Другій Світовій Війні, що познайомився з гідролокаційним  і радарним устаткуванням під  час військової служби. У 1955, як член штату Акушерства і Гінекології  в університеті м.Глазго, Дональд  запозичав металевий дефектоскоп  у місцевого виробника і використовував його для того, щоб досліджувати патологічні екземпляри. З цією машиною  УЗ Дональд зумів диференціювати різні типи тканини в недавно  виявлених фіброідах і оваріальних  кистах. З цього скромного початку, він і інший гінеколог, Джон Маквікар, поряд з Томом Броуном, інженером  з Кельвін і Хугес Наукової Інструментальної Компанії, розробив перший контактний складений сканер.

      У червні 1958, Дональд видав статті „Дослідження черевних мас імпульсним УЗ”, що з'явилася віхою в УЗ. Ця робота описує випадок, у якому використання УЗ кардинально змінило лікування 64-літньої жінки, у якої були болі в животі, утрата ваги, і в який передбачувався асцит. Після проведення звичайних тестів, вона була діаностована з прогресуючим шлунковим раком, але Дональд за допомогою УЗ діагностував цистну масу, що була пізніше успішно  резектована і знайшов, що це доброякісна  слизувата оваріальна киста.[6]

      7. УЗ терапія

      Терапевтична  дія УЗ на організм людини зумовлена  сумісною дією ряду факторів: механічним коливанням тканини, ефектами фізико-хімічного  характеру, теплом, що виділяється при  поглинанні тканиною ультразвукової енергії.

      Ультразвук  — це своєрідний каталізатор, який прискорює встановлення врівноваженого з фізіологічної точки зору стану організму, тобто здорового стану. Так, опромінення здорових тканим при терапевтичних ультразвукових дозах не викликає помітних змін в обміні речовин, що спостерігається при дії на запалені тканини. Таким чином, УЗ впливає головним чином на хворі, а не на здорові тканини.

      Для УЗ терапії використовують випромінювачі п'єзоелектричного типу потужністю до 20 Вт.

      Дія ультразвуку на організм людини відбувається шляхом безпосереднього контакту випромінювача  з поверхнею шкіри хворого або через контактне середовище — воду, при цьому випромінювач і об'єкт опромінювання занурюють у ванну з водою. У першому випадку для забезпечення надійного акустичного контакту між випромінювачем і об'єктом застосовується контактна речовина (наприклад, вазелінове масло).

      При УЗ терапії дуже важливо правильно  підібрати параметри опромінювання: частоту, інтенсивність ультразвуку, тривалість дії і спосіб проведення процедури (вид контактного середовища, положення випромінювача відносно хворого і т. д.).

      Як  правило, у фізіотерапевтичній практиці користуються частотою 0,8—2,7 МГц. При більш низьких частотах істотним стає розходження УЗ пучка, так як порушується  співвідношення  довжини  хвилі і розмірів випромінювача, яке потрібне для поширення променів. При вищих частотах внаслідок зростаючого поглинання УЗ зменшується товщина шару, в якому він ефективно діє. Інтенсивність УЗ, як правило, змінюється в межах 0,1—1 Вт/см², проміжок дії процедури становить 3—10 хвилин. При такому дозуванні у тканинах не виникає небезпечних необоротних змін. Курс лікування складається з 10—15 процедур. Застосовується як неперервний, так і імпульсний режим опромінювання; останній дозволяє використовувати дещо більші інтенсивності УЗ без загрози перегріву тканин.

      При деяких захворюваннях УЗ терапія  забезпечує повне одужання або значне поліпшення стану хворого. Позитивні  результати УЗ терапія дає при радикулітах, невритах, розтягах, запальних процесах, виразкових хворобах шлунка, захворюваннях суглобів (ревматизм, артрит). Ультразвук знайшов застосування також при лікуванні деяких хвороб очей.

      Успішно використовуються в медичній практиці аерозолі (для інгаляцій), які створюються шляхом ультразвукового розпилу лікувальних речовин. Такі УЗ інгалятори грунтуються на принципі розпилу з використанням п'єзокерамічних фокусуючих випромінювачів. Застосування медиками аерозолів, розмір часток яких можна контролювати, має ряд переваг перед пневматичними інгаляторами (зокрема густина аерозолів, отриманих з допомогою УЗ методу,є на порядок більшою, відповідно зростає концентрація лікувальних речовин і скорочується час інгаляції). Витрата ліків в УЗ інгаляторах дуже незначна, а біологічна активність їх під дією УЗ, як встановлено, не змінюється.

      Однією  із специфічних властивостей ультразвуку  є „розволокнююча дія”, яка сприяє менш грубому рубцюванню і приводить, певною мірою, до розсмоктування (розм'якшенню) рубцюватої тканини, що вже сформувалася унаслідок розщеплювання пучків колагенових волокон на окремі волокнини, їх відділення від аморфної цементуючої  речовини сполучної тканини. На цьому  засновано застосування УЗ при захворюваннях  і пошкодженнях опорно-рухового апарату  нервів, а також рубцюватих і спайкових  процесів після оперативних втручань і запальних захворювань. Відносно невеликі дози УЗ стимулюють процеси  регенерації в різних тканинах: великі дози пригноблюють ці процеси. Дія УЗ на організм хворого характеризується також і ефектом, який пов'язують з гальмуванням і блокуванням проведення больового імпульсу в нервових клітинах спеціальних гангліїв і по нервових волокнах. На цьому і базується застосування УЗ терапії при лікуванні захворювань і патологічних станів, що супроводяться вираженим больовим синдромом (невралгії, остеохондрозі, міозиті ін.).

      Сукупність  відповідних реакцій організму хворого на дію УЗ включає, як місцеві тканинні зміни (активацію ферментативних і трофічних процесів, мікроциркуляції, стимуляцію регенерації і ін.), так і складні нейрогуморальні реакції. Відбувається стимуляція адаптивних і захисних механізмів, підвищення неспецифічної резистентності організму, активація механізмів відновлення і компенсації. У фізіотерапії широко застосовується метод фонофореза (ультрафонофореза, сонофореза) лікарських засобів, який об'єднує дію двох агентів: фізичного чинника (тобто УЗ) і хімічного (лікарського препарату) що вводиться в організм з його допомогою. Під дією ультразвуку лікарський засіб проникає в епідерміс, звідки дифундує в кров і лімфу.

      Для забезпечення акустичного контакту з УЗ головкою апарату шкіру в області дії перед процедурою мастять контактною речовиною (вазеліновим, рослинним маслом, лікарською сумішшю). Дія на кисті, стопи, променевозап’ястні ліктьові, гомілковостопні суглоби проводять, зануривши їх у ванну з водою (32—36° С).

      Звичайно  застосовують так звану лабільну методику дії, при якій УЗ головку  поволі переміщають по шкірі; при  проведенні процедури у воді відповідні рухи випромінювачем проводять на відстані 1—2 см від поверхні шкіри. Іноді  застосовують так звану стабільну  методику, при якій УЗ головка протягом всього періоду дії нерухома відносно опромінюваної ділянки.

      Ультразвукову дію здійснюють на відповідні ділянки  поверхні тіла (так звані поля), площа  кожного з них складає 150—250 см². При перших процедурах впливають на 1—2 поля при добрій переносимості починаючи з 3—4-й процедури кількість полів можна збільшити до 3—4. Тривалість дії на 1 полі від 2—3 мін до 5—10 хв, а тривалість всієї процедури не більше 12—15хв. Процедури проводять щодня або через день на курс призначають від 6 до 12 процедур.

      Протипоказаннями  для проведення УЗ терапії є хвороби крові, гострі запальні процеси, психічні захворювання, важкі форми неврозів, виражений церебральний атеросклероз диенцифальні кризи ішемічна хвороба серця з наявністю стенокардії, інфаркт міокарду, гіпертонічна хвороба вище II А стадії, вегетативна дистонія з наявністю артеріальної гіпотензії, виражені прояви серцево-судинної і легенево-серцевої недостатності тиреотоксикоз, тромбофлебіт, схильність до кровотеч. новоутворення.

      В травматології і ортопедії УЗ терапії широко використовують в  комплексному лікуванні наслідків  травм органів опорно-рухового апарату, а також у відновному періоді  після реконструктивних операцій на суглобах, м'язах, сухожиллях. Розсмоктуючу УЗ терапії в імпульсному режимі і невеликих дозах застосовують при гематомах і гемартрозі, починаючи з 3—4-м днем після травми. При цьому дія направлена безпосередньо на уражені суглоби, м’язи, сухожилля, нерви. Для посилення знеболюючої дії УЗ при травмах призначають фонофорез анальгіну.

      Застосування  УЗ при консервативній терапії в  урології стало можливим із створенням спеціальних апаратів, які дозволяють впливати на уражений орган (передміхурову  залозу, сечовипускальний канал, сечовий  міхур) за допомогою внутрішньопорожнинних  випромінювачів. Найбільша ефективність досягається за допомогою УЗ інтенсивністю 0,3—0,4 Вт/см² в імпульсному режимі 4—10 мс протягом 5—7 хв. для хворих на хронічний цистит. [5]

      8. УЗ хірургія

      Для руйнування тканин в хірургії застосовуються два УЗ методи: перший заснований на руйнуванні тканин організму власне УЗ коливаннями, другий пов'язаний з дією цих коливань на хірургічний інструмент.

      У першому випадку використовується  як безпосередній контакт УЗ випромінювача  з тканиною, так і дія на тканини  фокусованим УЗ. Доцільно його застосовувати  для створення локальних руйнувань  у глибинних тканинах організму,  наприклад в структурах головного  мозку. Робочим елементом фокусуючого  випромінювача в цьому   випадку   є   увігнута    п'єзокерамічна    пластипка (рис. 8), резонансна частота якої звичайно підбирається в діапазоні 0,5—4МГп Для створення руйнуваїнь в мозку необхідна відповідна залежність між інтенсивпістю УЗ у фокальній ділянці і тривалістю ультразвукової дії.

      Апаратура, подібна до тої, що приведена на рисунку, застосовувалась для деяких нейрохірургічних операцій головного мозку людини. Були досягнуті позитивні результати при лікуванні хвороби Паркінсона, а також захворювань,  що  пов'язані з виникненням почуття неспокою.

      Рис. 8. Блок-схем а фокусуючої ультразвукової апаратури для створення локальних руйнувань у глибинних структурах головного мозку:

      1 — фокусуючий випромінювач; 2 — увігнута п’єзокерамічна пластинка; З — корпус випромінювача; 4 — конус; 5 — змінний показник фокуса; 6 — фокальна ділянка; 7 — мішок із тонкої звукопроникної плівки; 8 — об'єкт для опромінювання; 9 — дегазована вода; 10 — координатний пристрій; 11 — ультразвуковий генератор; 12 — генератор модульованих імпульсів.

      Руйнування  тканин під дією фокусованого УЗ зумовлене  двома факторами: теплом, яке виділяється  при поглинанні УЗ тканинами, й явищем кавітації. Залежно від інтенсивності  УЗ той чи інший фактор переважає. При порівняно невеликих інтенсивностях УЗ  (до декількох сотень ват на кубічний сантиметр) і тривалості дії (до одиниці, і десятків секунд) головну роль відіграє тепловий фактор. При дуже великих інтенсивностях (декілька тисяч ват на квадратний сантиметр) і малих проміжках часу опромінювання  (одиниці — десятки мілісекунд) вирішальне значення набувають  кавітаційні ефекти.  Існують і деякі проміжні УЗ дози, при яких про являються обидва фактори. Руйнування тканин при безпосередньому контакті їх з ультразвуковим інструментом визначається, головним чином, названими факторами. Цей метод використовується, наприклад, при лікуванні ультразвуком пухлин.

      Другий  метод ультразвукової хірургії, що пов'язаний з накладанням УЗ коливань на хірургічний інструмент, застосовується при різанні м'яких і кісткових тканин. З цією метою застосовуються УЗ інструменти, розраховані на частоту 20—50 кГц, з магнітострикційними або складовими п'єзокерамічними перетворювачами стрижневого типу й УЗ концентраторами. Амплітуда коливального зміщення УЗ інструменту, як правило, становить декілька десятків мілімікронів. Загалом знижуються зусилля різання, зменшується травматичність операції, досягається більша м’якість і маневреність роботи з інструментом, забезпечується практично відсутність кровотечі, зменшуються больові відчуття і трудомісткість операції.

      УЗ  методи різання і з’єднання тканин успішно застосовуються у клінічній  та експериментальній хірургії і травматології (різання і з'єднання кісток кінцівок, операції на грудній клітці та внутрішніх органах, лікування переломів, з'єднання кісток хребта і т. д.), в отоларингології (операції на трахеї, в порожнині носа, гортані), офтальмології (операції на орбіті і в різноманітних ділянках ока), нейрохірургії (операції на кістках черепа і па головному мозку).

      Контактну дію УЗ інструментів із спеціальними наконечниками застосовують в отоларингології для видалення новоутворень, а також в офтальмології при деяких захворюваннях очей. Спеціальні дослідження післяопераційного стану хворих підтвердили нешкідливість ультразвукових  хірургічних  методів. [3]

      9. УЗ діагностика

      В УЗ діагностиці використовується загасання  і відбивання УЗ хвиль при поширенні їх в неоднорідному середовищі. Головна особливість УЗ діагностики — можливість одержати інформацію про м’які тканини, які незначною мірою відрізняються між собою за густиною або пружністю. Даний метод дослідження має високу чутливість, може бути використаний для виявлення утворень, які не можливо виявити за допомогою рентгенівських променів, не потребує застосування контрастних речовин, безболісний, практично не має обмежень.

      Низькі  частоти використовуються при дослідженні  глибоко розміщених об’єктів або  при дослідженні, що провадиться  через кісткову тканину, високі —  для візуалізації об'єктів, які близько  розташовані від поверхні тіла, для  діагностики в офтальмології, при  дослідженні судин.

      Прилади для УЗ діагностики певною мірою аналогічні ультразвуковим дефектоскопам. Випромінювання і прийом УЗ в них відбувається за допомогою п’єзоелектричного перетворювача. Залежно від методу одержання і характеру відтворення інформації прилади для УЗ діагностики поділяються на одномірні і двомірні з індикацією різного типу (А, М, В), а також на прилади, робота яких заснована на ефекті Доплера (залежність частоти коливань або довжини хвилі від швидкості джерела хвиль).