Борис Кудрявцев - О неслышимых звуках

Излучатель импульсов непрерывно движется взад и вперед в наполненной дистиллированной водой камере, затянутой тончайшей резиной. Камера располагается на исследуемом участке поверхности человеческого организма, и ультразвуковые импульсы исследуют прилегающую к поверхности часть ткани так же, как можно исследовать глубину пруда, опуская в воду гирю, привязанную к бечевке. В обоих случаях исследование ведут, перемещаясь от одной точки к другой, всякий раз замечая результат измерений. При этом при измерении глубины веревка, а в описываемом приборе ультразвуковой импульс всегда перпендикулярны к поверхности, сквозь которую они направляются на разведку. Вода, наполняющая камеру, — прекрасный проводник ультразвуковых сигналов, а тонкая резиновая перепонка хорошо прилегает к человеческой ткани, облегчая прохождение сигнала.

Вполне понятно, что аппарат, выполняющий такие сложные операции, не может быть простым. Помимо механических приспособлений, обеспечивающих непрерывное движение излучателя, прибор имеет очень сложную электронную часть, содержащую несколько десятков радиоламп. Глубина, на которую можно проникнуть в человеческий организм с помощью описанного прибора, ограничена следующими обстоятельствами. Первое и наиболее интенсивное эхо возникает на границе воды, наполняющей камеру с резиновой перепонкой, являющейся ее дном. Достигнув излучателя, этот эхо-сигнал вновь отражается, после чего движется в том же направлении, что и сигналы, посылаемые излучателем, ничем от них не отличаясь. Отразившись второй раз от резиновой перепонки, сигнал дает начало второму эху, которое будет маскировать слабые эхо-сигналы, приходящие от тканей, расположенных в глубине человеческого организма. Это маскирующее действие повторного эха и ограничивает глубину получаемого изображения. Описанным способом можно исследовать ткань приблизительно на глубину трех с половиной сантиметров, что во многих случаях вполне достаточно. Сочетая возвратно-поступательное движение излучателя с медленным перемещением его в поперечном направлении, врач может тщательно обследовать подозрительный в отношении возникновения опухоли участок ткани. Таким именно способом была обнаружена та небольшая раковая опухоль, о которой говорилось выше. На рис. 55 воспроизведено изображение, полученное в этом случае на экране аппарата при исследовании воспаленного участка ткани. Раковая опухоль видна в виде светлой области на таком расстоянии от излучателя, на котором нормальная ткань вызывает менее плотные эхо-сигналы. Конечно, в значении подобных ультразвукограмм может разобраться только специалист, так же как и в значении рентгеноскопического изображения пораженного туберкулезом легкого.

Не всегда, однако, врач может воспользоваться описанным прибором. Так, например, при исследовании мозга приходится снимать часть черепной коробки с таким расчетом, чтобы резиновая перепонка камеры, в которую помещен излучатель, пришла в непосредственное соприкосновение с мозгом. Если бы в этом случае излучатель, исследуя ткань, перемещался по ее поверхности, пришлось бы удалять значительную часть черепа. В этом случае удобнее поступить так, как поступает наблюдатель, стоящий на холме и осматривающий горизонт. Ведь не перемещается же он при этом вдоль горизонта. Наблюдатель просто поворачивает голову и присматривается к различным участкам горизонта. Такой способ обследования также используется при ультразвуковом обнаружении опухолей в человеческом организме. В аппаратах этого типа специальный механизм заставляет излучатель ультразвуковых импульсов непрерывно поворачиваться, посылая сигналы внутрь организма под разными углами. Конструктивно такого рода приборы более сложны, но зато они позволяют исследовать относительно большие участки организма без перемещения излучателя вдоль обследуемой поверхности.

Как показывает практика, злокачественные опухоли часто возникают в желудке. Поэтому американские ученые сконструировали аппарат специально для исследования желудка. В этом аппарате миниатюрный излучатель ультразвуковых сигналов укрепляется в конце длинной трубки-зонда из мягкой резины. Внутри трубки проходят провода, соединяющие излучатель с остальной аппаратурой, а также устройство, управляющее излучателем.

Излучатель находится в камере из тончайшей резины. Человек, которому необходимо исследовать желудок, проглатывает зонд с излучателем. Камера наполняется водой. Гибкая резиновая пленка плотно прилегает к стенкам желудка, обеспечивая прохождение ультразвуковых сигналов и давая возможность исследовать особенности ткани стенок желудка. Принцип работы этого аппарата напоминает принцип работы ультразвукового эхолота. Однако если в случае эхолота мы имеем дело с океаном и интересуемся только профилем дна, то здесь путь ультразвукового луча ограничен всего небольшой частью человеческого организма, но зато мы пытаемся проникнуть, если так можно выразиться, глубже дна — исследовать строение ткани человеческого организма.

С помощью ультразвукового исследования удается обнаруживать возникновение не только злокачественных опухолей, но и других болезненных изменений ткани. Слабые ультразвуки безвредны для организма, однако мощные ультразвуковые колебания вызывают глубокое разрушение живой ткани. Это, казалось бы, губительное действие ультразвука было предложено использовать в экспериментальной биологии и медицине в конечном счете на благо человека. Замечательные результаты, достигнутые в этом направлении, тесно связаны с возможностью получения ультразвуковой волны в виде узкого луча. Фокусируя в одной точке ультразвуковые лучи, идущие от нескольких излучателей большой мощности, можно создать сравнительно резко ограниченную область, в которой действие ультразвука на живую ткань будет исключительно сильным. Таким способом врач может воздействовать и, если это необходимо, даже разрушить отдельные участки ткани внутренней части головного мозга, относительно слабо затрагивая при этом клетки, сосредоточенные в коре головного мозга, которая играет такую важную роль в высшей нервной деятельности животных и человека. Подобные исследования пока ограничены опытами над животными, но нет оснований сомневаться в том, что развитие их может иметь исключительно большое значение для человека.

Несомненно, что в ближайшем будущем ультразвуковые приборы, предназначенные для исследования человеческого организма и воздействия на него, будут значительно усовершенствованы и сделаются ценными помощниками врачей при определении заболевания, выборе способов лечения болезни, а иногда и воздействия на больной организм.