תַקצִיר
מכשירי אולטרה-סאונד משתמשים בגלי קול כדי להסתכל אל תוך גופכם. גלי הקול האלה הם בעלי תדר גבוה מאוד, ואי אפשר לשמוע או להרגיש אותם. הם מיוצרים על ידי מכשיר אולטרה-סאונד שמשתמש בגבישים בקצהו של המכשיר. הגלים האלה עוברים דרך עורכם, ובזמן שהם מוחזרים חזרה למכשיר מרקמות גופכם, המכשיר הופך אותם לתמונה. במאמר זה, תלמדו על השימושים השונים של אולטרה-סאונד, כמו לראות תינוקות בתוך הרחם, או בדיקת איברי גוף חשובים אצל מטופלים שמרגישים חולים. תלמדו גם על הבטיחות של אולטרה-סאונד במקרה שאי פעם תזדקקו לשימוש בו. לבסוף, נחקור את עתיד האולטרה-סאונד ברפואה על ידי למידה על אולטרה-סאונד מסוג (POCUS) point-of-care ultrasound, שמקל על ילדים ומבוגרים לקבל צילום אולטרה-סאונד כשהם צריכים אותו!
מה זה אולטרה-סאונד?
קול נמצא בכל מקום סביבנו. אנו יכולים לשמוע חלק מהקולות שסביבנו, אולם קולות אחרים לגמרי לא ניתנים לאיתור. כאשר הקול מופק על ידי חיות או אובייקטים (למשל כלב נובח או סירנות של אמבולנס), הוא עובר דרך האוויר בצורה של גלים בלתי נראים. גלי הקול האלה “מטיילים” עד שהם נשמעים על ידי הַמַּקְלֵט, כמו אוזנכם. מדענים יכולים לחקור קולות על ידי מדידת גודלם של הגלים המופקים והאנרגיה שלהם. ממש כמו שרופא יכול למדוד את הגובה והמשקל שלכם, מדענים יכולים למדוד את האורך והתֶּדֶר של גל קול. תדר הקול מתייחס לאורך הגל ולמהירות שבה הוא נע. תדר של גל קול נמדד ביחידות שנקראות הֶרְץ (Hz). אוזנינו יכולות לשמוע צלילי שֵׁמַע, שהם קולות עם תדרים שנעים בין 20 ל-20,000 הרץ. כל תדרי הקול מעל לטווח הזה או תחתיו לא יכולים להישמע על ידי אוזנינו. גלי קול עם תדרים נמוכים מ-20 הרץ נקראים אינפרה-סאונד, וגלי קול עם תדרים מעל ל-20,000 הרץ נקראים אולטרה-סאונד. התבוננו באיור 1 כדי ללמוד על תדרי הקול השונים שדנו בהם כאן.
- איור 1 - תדרי קול שונים: לאינפרה-סאונד יש גלי קול בתדרים נמוכים מ-20 הרץ; צלילי שמע, שיש להם גלי קול עם תדרים בין 20 ל-20,000 הרץ; ואולטרה-סאונד, שיש לו גלי קול עם תדרים מעל ל-20,000 הרץ.
אם תעצרו את קריאת המאמר ותנסו להפיק צעקה בתדר גבוה, אתם ככל הנראה תפיקו גלים עם תדרים של כ-3,000 הרץ. אנו יכולים להשתמש במכשירים מיוחדים כדי להפיק תדרי אולטרסאונד הרבה יותר גדולים מזה. המכשירים שאנו משתמשים בהם מפיקים גלי אולטרסאונד שיכולים ליצור גלי קול עם תדרים של מעל ל-1,000,000 הרץ. הקולות על התדרים הגבוהים מאוד האלה שמישים במיוחד ברפואה, מאחר שהם יכולים לשמש כדי להסתכל בבטחה בתוך גופנו. היות שלקול יש יכולת “לטייל” דרך אוויר, נוזלים ומוצקים, אנו יכולים לכוון גלי קול לעבר הלב, לדוגמה, ולראות דברים שעין בלתי מזוינת לא יכולה לראות דרך העור.
כיצד מכשיר אולטרה-סאונד פועל כדי להסתכל אל תוך גופנו?
דמיינו שאתם עומדים בוואדי בין שני הרים גדולים. אם תצעקו חזק, אתם תשמעו הֵד של קולכם. הסיבה לכך היא שגלי קול “קופצים” הלוך ושוב בין ההרים, וחוזרים חזרה לאוזניכם. באופן דומה, מכשירי אולטרה-סאונד מייצרים גלי קול ומקשיבים לגלים החזקים שמיוצרים על ידי הקול שחוזר חזרה מהרקמות שמרכיבות איברים שונים בגופכם.
באיור 2, אתם יכולים לראות מכשיר אולטרה-סאונד שמייצר גלי אולטרה-סאונד. כשהוא מכוון לגופכם, גלי הקול יכולים “לטייל” דרך עורכם ולהגיע לאיבר שהרופאים רוצים להסתכל עליו (לדוגמה, הכבד שלכם). אתם יכולים לחשוב על מכשיר האולטרה-סאונד כעל “שרביט קסם”,ששולח גלי אולטרה-סאונד רבים לתוך גופכם כדי להסתכל על מה שנמצא בפנים. בכל פעם שהגלים פוגעים בפני שטח עם תכונות פיזיקליות שונות, הם מוחזרים חזרה אל המכשיר [1]. המכשיר מודד את כמות הזמן שלוקח לכל גל לחזור אליו. באמצעות שימוש במידע הזה, מחשב מסוגל לחשב את המרחק בין כל נקודה בפני שטח שממנה הגלים חזרו. המחשב מחבר את המידע הזה ויוצר תמונה של מה שנמצא עמוק בתוך גופכם.
- איור 2 - רופא משתמש במכשיר אולטרה-סאונד על ידי כיוון אות הקול לעבר גופו של המטופל.
- בתמונה הזו, הרופא מסתכל על הכבד של המטופל!
כיצד אנו יכולים להבחין בין רקמות בגוף?
רקמות שונות בגופכם נראות אחרת על גבי מכשיר האולטרה-סאונד. הסיבה לכך היא שכמות הקול שמוחזר מהרקמה ונקלט על ידי המכשיר תלויה בסוג הרקמה שגלי הקול פוגעים בה, ובמהירות של גלי הקול שחוזרים אל המכשיר [1]. תכולת השומן, האוויר והמים של הרקמה קובעת את צפיפותה של הרקמה, שבתורה משפיעה על הזמן שלוקח לאולטרה-סאונד לחזור חזרה אל המכשיר [2].
למה אולטרה-סאונד משמש?
ברפואה, גלי אולטרה-סאונד משמשים לזהות מדוע מישהו חולה – זה נקרא שימוש אבחנתי. אולטרה-סאונד גם יכול לשמש כטיפול במישהו חולה – זה נקרא שימוש טיפולי [3].
שימוש אבחנתי: זיהוי מדוע מישהו חולה
אולטרה-סאונד יכול לשמש אנשים במערכת הבריאות במטרה להבין מדוע מישהו חולה. ישנם הרבה איברי גוף שאפשר להסתכל עליהם, כולל הלב, הריאות, הכבד, שלפוחית השתן, הכליות, התוספתן, ואפילו השרירים והמִּפְרָקִים שלכם!
לדוגמה, דמיינו שיש לכם כאב בטן. אתם הולכים לבית חולים ורואים רופאה כדי לברר מדוע בטנכם כואבת. הרופאה שלכם עשויה להשתמש במכשיר אולטרה-סאונד כדי להסתכל אל תוך אזור בטנכם ולראות מה עשוי לגרום לכאב. האם יכול להיות שהכאב מגיע מהתוספתן שלכם? התוספתן הוא אזור קטן במעיים שלכם, והוא יכול להזדהם. זה נקרא אפנדיציט, וזה יכול להיות כואב מאוד. כדי לברר אם יש לכם אפנדיציט, הרופאה עשויה להשתמש במכשיר אולטרה-סאונד ולחפש סימנים של אפנדיציט בתוך בטנכם. חלק מהסימנים האלה כוללים התעבּוּת של התוספתן, התרחבותו והצטברות של נוזלים סביבו. חיפוש הסימנים האלה באמצעות מכשיר אולטרה-סאונד יכול לסייע לרופאה שלכם לזהות מה קרה ולהחליט כיצד לטפל בבעיה כדי לסייע לכם להרגיש טוב יותר.
שימושים טיפוליים: טיפול באנשים חולים
אולטרה-סאונד יכול לשמש לטפל במחלות. גלי אולטרה-סאונד נושאים אנרגיה שאפשר למקד על רקמה מסוימת. גלי אולטרה-סאונד יכולים להיות מופקים בתדרים גבוהים מאוד (כמו למשל 4,000,000 הרץ) כדי לשלוח אנרגיה לרקמות הגוף. לדוגמה, לעיתים אבנים קטנות נוצרות כאשר הכליות שלכם עובדות על יצירת שתן. אבני הכליות האלה עשויות שלא לגרום בעיות לאנשים מסוימים, אולם אצל אנשים אחרים הן יכולות להיתקע ולחסום את הזרימה של שתן לשלפוחית שלכם, ולגרום לכאב רב. מומחים יכולים להשתמש באולטרה-סאונד באנרגיה גבוהה כדי לשבור את האבנים לפיסות קטנות יותר שיכולות להיות מועברות דרך השתן שלכם עם הרבה פחות כאב.
אולטרה-סאונד יכול לשמש כדי להכווין טיפול כאשר רופאים צריכים להסתכל לתוך הגוף במטרה לסייע לטיפול במחלה. לדוגמה, לעיתים מחלות יכולות לגרום להצטברות של נוזלים בבטן ולגרום לכאב רב. כאשר זה קורה, דרך אחת לסייע למטופלים להרגיש טוב יותר היא לנקז את הנוזלים האלה. אפשר להשתמש באולטרה-סאונד כדי לסייע לרופאים להסתכל אל תוך הגוף ולמצוא היכן הנוזלים נמצאים כך שהם יוכלו לנקז אותם באתר המתאים.
האם אולטרסאונד בטוח לשימוש?
כן, אולטרה-סאונד בטוח מאוד! זכרו שמכשירי אולטרה-סאונד משתמשים בגלי קול. לגלי הקול האלה אין השפעות מזיקות על גופכם. גלי הקול בתדרים גבוהים שמופקים ממכשירי אולטרה-סאונד עלולים לגרום לכמויות קטנות של חום להיכנס לגוף [3]. אולם, למרבה המזל זה לא משהו שצריך לדאוג ממנו, במיוחד כאשר האולטרה-סאונד מבוצע באופן בטוח על ידי אדם מומחה.
אולטרה-סאונד שונה מאוד מדרכים אחרות שבהן מומחי בריאות מסתכלים אל תוך הגוף. האם אי פעם ראיתם רנטגן? ממש כמו אולטרה-סאונד, רנטגן מספק תמונה של מה שמתרחש בגופכם. בעוד שאולטרה-סאונד משתמש בגלי קול, רנטגן משתמש בגלי אור כדי להסתכל מתחת לעורכם. אף על פי שאיננו יכולים לראות את גלי האור, הם נושאים אנרגיית קרינה שיכולה להיות מזיקה בכמויות גדולות. מנגד, אולטרה-סאונד כל כך בטוח שהוא אפילו משמש להסתכל לתוך רחם של נשים בהיריון כדי לבחון כיצד התינוקות שלהן מתפתחים!
אנו יודעים שצילום אולטרה-סאונד הוא בטוח – אולם האם הוא כואב? טוב, מרבית האולטרה-סאונד נעשה על ידי סוג של ג’לי שמסייע לשרביט האולטרה-סאונד לעבוד טוב יותר. הג’לי הזה מרגיש כמו נוזל קר ורטוב, והוא יגע בעורכם. אולם מלבד תחושת השרביט והג’לי, גלי הקול שיוצאים ממכשיר האולטרה-סאונד ועוברים דרך עורכם הם נטולי כאב לגמרי, ואינכם יכולים אפילו להרגיש אותם.
מהו עתיד האולטרה-סאונד?
אולטרה-סאונד אינו חדש ברפואה. למעשה, אנו משתמשים באולטרה-סאונד לצלם את פְּנִים הגוף במשך יותר מ-50 שנים! אולם זה לא אומר שהטכנולוגיה שבתוך מכשירי האולטרסאונד נשארה כשהייתה. עם הזמן, כשמחשבים משתפרים, מכשירי אולטרה-סאונד מסוגלים לצלם תמונות וסרטוני וידיאו איכותיים יותר של גופנו. אתם זוכרים שראיתם תמונות של מכשירי טלפון גדולים ומסורבלים שהיו להוריכם לפני שנים? כעת השוו אותן לטלפונים החכמים של היום – הטלפונים החכמים של היום הרבה יותר קטנים ומהירים! אותו הדבר קרה עם מכשירי אולטרה-סאונד! מכשירי אולטרה-סאונד קטנים יותר משמעותם שיותר נותני שירותי בריאות יוכלו להשתמש בהם בנסיבות שונות.
השימוש במכשירי אולטרסאונד קטנים וניידים יותר נקרא לעיתים point-of-care ultrasound, או POCUS (“פוקוס”). כאן מתרחש הקסם האמיתי של אולטרה-סאונד. דמיינו שאתם הולכים לראות את הרופאה שלכם ומגלים שאתם זקוקים לאולטרה-סאונד מאחר שיש לכם כאב בטן חזק מאוד. ללא POCUS, הרופאה שלכם הייתה צריכה לשלוח אתכם למקום אחר כדי לבצע את הבדיקה. כתלות במקום שבו אתם גרים, המקום הקרוב ביותר עם מכשיר אולטרה-סאונד עשוי להיות בית חולים רחוק ביותר. עם POCUS, הרופאה שלכם תהיה מסוגלת להסתכל במהרה אל תוך בטנכם באמצעות אולטרה-סאונד, ממש שם בתוך חדרהּ. זה יאפשר לה לגלות מה קורה בתוך גופכם, ולהתחיל את הטיפול מהר יותר. בשל היתרונות האלה, POCUS כבר משמש אנשים חולים או פצועים בחדרי מיון ובקלניקות רפואיות בכל רחבי העולם. חיים רבים כבר ניצלו – ובעתיד, חיים רבים נוספים יוצלו – הודות לקסם של גלי הקול!
תרומת הכותבות
כל המחברים תרמו במידה שווה למאמר זה.
מילון מונחים
תדר (Frequency): ↑ יחידת מידה שקשורה לאורך של גל קול ולמהירות שבה הוא מתקדם. תדר של גלי קול נמדד ביחידה שנקראת הרץ (Hz).
צלילי שמע (Audible Sound): ↑ גלי קול עם תדרים בין 20 ל-20,000 הרץ.
אינפרה-סאונד (Infrasound): ↑ גלי קול עם תדרים מתחת ל-20 הרץ.
אולטרה-סאונד (Ultrasound): ↑ גלי קול עם תדרים מעל ל-20,000 הרץ.
שימוש אבחנתי (Diagnostic Use): ↑ שימוש במכשיר – במאמר הזה, אולטרסאונד – כדי לסייע לזהות מדוע מישהו חולה.
שימוש טיפולי (Therapeutic Use): ↑ שימוש במכשיר – במאמר הזה, אולטרסאונד – כדי לטפל באנשים חולים.
POCUS: ↑ קיצור של Point-of-care ultrasound, שהוא מכשיר אולטרה-סאונד קטן יותר ונייד לצד מיטות המטופלים.
הצהרת ניגוד אינטרסים
המחברים מצהירים כי המחקר נערך בהעדר כל קשר מסחרי או פיננסי שיכול להתפרש כניגוד אינטרסים פוטנציאלי.
תודות
אנו רוצים להודות לריאן גיוריצ’יץ’ על עבודת האומנות שמוצגת במאמר זה.
מקורות
[1] ↑ Aldrich, J. E. 2007. Basic physics of ultrasound imaging. Crit. Care Med. 35:131–7. doi: 10.1097/01.CCM.0000260624.99430.22
[2] ↑ Abu-Zidan, F. M., Hefny, A. F., and Corr, P. 2011. Clinical ultrasound physics. J. Emerg. Trauma Shock 4:501–3. doi: 10.4103/0974-2700.86646
[3] ↑ Leighton, T. G. 2007. What is ultrasound? Prog. Biophys. Mol. Biol. 93:3–83. doi: 10.1016/j.pbiomolbio.2006.07.026