Historia ultrasonografii

Na początku był SONAR – Sound Navigation and Ranging (dźwiękowa nawigacja i pomiar dystansu)

1822– Daniel Colladen, fizyk szwajcarski, „podwodnym dzwonem” zbadał prędkość dźwięku w wodach jeziora Genewa. W czasach tych rozpoczęto również pierwsze próby określania map dna oceanu w oparciu o proste metody echa dźwiękowego.

1877 – Lord Rayleigh opublikował w Anglii rozprawę naukową „Teoria dźwięku” w której opisał podstawy fizyczne rozchodzenia się fal dźwiękowych.

1880 – Pierre i Jacques Curie odkryli efekt piezoelektryczny w kryształach kwarcu i tytanianu baru. Były to podwaliny do generowania i odbierania fal ultradźwiękowych o częstotliwościach z zakresu milionów cykli na sekundę .

1914-1918 – początek rozwoju ultradźwiękowych urządzeń do nawigacji, pomiaru głębokości i odległości w wodzie – używanych przede wszystkim na łodziach podwodnych. Następnie powstał reflektoskop i NDT – Non-Destructive Testing (badania nieniszczące)

1928 – S. Sokołow w Instytucie Elektrotechnicznym w Leningradzie opracował koncepcję ultradźwiękowego wykrywania wad w metalach i stopach odlewniczych.

1941 – F. Firestone z Uniwersytetu Michigan opracował urządzenie pod nazwą „supersonic reflektoscope” do wykrywania wad w metalach. W następnych latach nastąpił znaczny rozwój ultradźwiękowych metod badań materiałów głównie za sprawą firm SIEMENS w Niemczech i KRETZ TECHNIK z Austrii.
A w medycynie …

1942 – Karl T. Dussik neurolog-psychiatra z Uniwersytetu Wiedeńskiego po raz pierwszy użył reflektoskopu do wykrywania guzów mózgu. Badania te nie zakończyły się jednoznacznym sukcesem z powodów technicznych, natomiast stały się inspiracją do poszukiwań innych zastosowań reflektoskopu w diagnostyce medycznej.

1948-50 – w wielu ośrodkach medycznych w USA i w Europie prowadzono eksperymenty i badania na tkankach zwierzęcych i wybranych narządach ludzi.

1951 – powstał pierwszy skaner obrazujący badane organy tzw. prezentacji dwuwymiarowej z modulacją jasności tzw. B-mode. Zaczęto badać guzy sutków, kamienie w pęcherzykach żółciowych i nerkach, guzy mózgu, i oczywiście rozpoczęła się diagnostyka ultrasonograficzna w położnictwie.

1954 – szwedzi I. Edler i H. Hertz zbudowali pierwszy kardiologiczny skaner ultradźwiękowy pracujący w trybie M-mode , umożliwiający zobrazowanie ruchu zastawek serca.

1955 – japończycy S. Satomura i Y. Nimura przeprowadzili pierwszą analizę ruchu zastawek serca z wykorzystaniem efektu Dopplera.

1956 – Mundt i Huges opublikowali pierwsze doniesienia dotyczące ultradźwiękowych badań gałki ocznej w prezentacji A, a dwa lata później Baum i Greenwood w prezentacji B. Lata sześćdziesiąte – był to prawdziwy boom techniki ultrasonograficznej – na całym świecie pojawiło się mnóstwo doniesień naukowych o coraz to nowych możliwościach diagnostyki ultradźwiękowej. Powstało wiele firm produkujących ultrasonografy w Europie , USA , Japonii, Australii i w Chinach.

1964 – W. Buschmann z Berlina Wschodniego po raz pierwszy opisał wieloelementową głowicę ultradźwiękową (multi-element electronic array) w zastosowaniach oftalmologicznych.

1965 – firma Siemens Medical System wyprodukowała pierwszy ultrasonograf czasu rzeczywistego pod nazwą VIDOSON.

1968 – J. Sommers z Holandii opisał mechanizm pracy wieloelementowych głowic sterowanych fazowo (phased array tranducers i annular array transducers). Lata siedemdziesiąte i osiemdziesiąte to lawinowy rozwój coraz to powszechniej stosowanej diagnostyki ultrasonograficznej związany m.in. z gwałtownych rozwojem elektroniki. Pojawiły się pierwsze ultrasonografy z głowicami liniowymi (linear array), konweksowymi (convex array) , rozwinęła się dziedzina diagnostyki endowaginalnej i endorektalnej. Dzięki zastosowaniu nowoczesnych układów elektronicznych stała się możliwa wyrafinowana obróbka sygnałów ultradźwiękowych – co znacznie podniosło jakość zobrazowania. Na przełomie lat 70 i 80 rozwinięto też podstawy matematyczne obróbki sygnałów dopplerowskich co umożliwiło powstanie ultrasonografów ze zobrazowaniem przepływów (FFT i Color Doppler).
A w Polsce …

ultrasonografia rozwija się od 1964 roku. Zapraszamy do zapoznania się ze szczegółowym opracowaniem na ten temat autorstwa
dr inż. Jerzego Etienne z Zakładu Ultradźwięków IPPT PAN.

Z naszego punktu widzenia przytoczyć należy kluczowe elementy historii aparatury ultrasonograficznej projektowanej i produkowanej w Polsce ponieważ znaczna część pracowników Echo-Son S.A. była aktywnymi uczestnikami, a często animatorami-twórcami tej historii.

1972-73 – powstał Zakład Doświadczalny „Techpan” Instytutu Podstawowych Problemów Techniki PAN w Warszawie i jego Oddział w Puławach. Z.D. Techpan zajmował się projektowaniem i małoseryjną produkcją aparatury ultradźwiękowej z głównym naciskiem na aparaturę medyczną. Był to jedyny ośrodek w Polsce o takim profilu, więc historia aparatury ultrasonograficznej jest nierozłącznie związana z Z.D. Techpan IPPT PAN.

1977 – powstał pierwszy ultrasonograf (z ramieniem pantograficznym) – USG-10, następne modele nosiły oznaczenia USG-30

1978 – powstał – UDT-10 – ultradźwiękowy detektor tętna płodu, w wersji miniaturowej MDT-10, następne modele były oznaczone jakoUDT-20 i MDT-20

1979 – powstał USO-10 – ultrasonograf okulistyczny, jego następca USO-20 w 1983

1982 – powstał UKG-20 – ultrasonograf do diagnostyki kardiologicznej

1984 – powstał USK-40 – ultrasonograf kardiologiczny czasu rzeczywistego ( z głowicą sektorową)

1984 – powstał USG-P-30 – pierwszy polski ultrasonograf skomputeryzowany (z pantografem)

1984 – powstał UDP-30/UDP-30TES – dopplerowski skaner ultradźwiękowy do zobrazowania przepływów (profil prędkości) w naczyniach obwodowych.

1985 – powstał USG-40 – ultrasonograf czasu rzeczywistego (z głowicą obrotową).

1985– powstał ultradźwiękowy detektor do zatok UDZ-10       

1986 – powstał USG-50 – pierwszy polski ultrasonograf czasu rzeczywistego skomputeryzowany ( z głowicą obrotową).

1989– powstał USG-55 zminiaturyzowana – przenośna wersja USG-50 (z głowicą obrotową)

1991 – powstał USG-60 kompaktowy ultrasonograf z głowicą sektorową (przejęty do produkcji przez Elpol-Teson).

 

Krótka historia naszej aparatury ultrasonograficznej:

W marcu 1993 roku Polska Akademia Nauk z 21 byłymi pracownikami Oddziału Z.D. Techpan IPPT PAN Puławach podpisała umowę spółki akcyjnej pod nazwą „Tech-Son” . W 1995 roku zmieniono nazwę firmy na  „Echo-Son” (ze względu na zdarzające się pomyłki z firmą Teson-Elpol oraz przypisywanie sobie przez tę firmę autorstwa naszego wieloletniego dorobku. Firma Teson nie utrzymała się na rynku i juz od wielu lat nie istnieje).

1993- ts-1000 – uniwersalny ultrasonograf z głowicami sektorowymi i endo 2.5-7.5 MHz. Pierwszy polski ultrasonograf, w którym zastosowano cyfrowe metody korelacji, filtrowania i interpolacji sygnałów ultradźwiękowych. Był bazą do następnych modeli projektowanych i produkowanych w Echo-Son S.A.

1995 – ts-1000exd – rozwinięcie modelu ts-1000 o m.in. rozbudowane możliwości diagnostyczne i pomiarowe w aplikacjach kardiologicznych. Przy współpracy z firmą SONOMED po raz pierwszy w Polsce opracowano i rozpoczęto produkcję ultrasonografu ze spektralnym zobrazowaniem przepływów w sercu i w naczyniach obwodowych tzw. Dopplerem impulsowym z FFT (Fast Fourier Transform). Za ultrasonograf ts-1000exd Echo-Son S.A. uzyskał najwyższy laur Salnonu Medycznego SALMED’95 – ZŁOTEGO ESKULAPA.

1997 – wprowadzenie do sprzedaży głowic elektronicznych (liniowych i konweksowych) do ultrasonografów ts-1000 exd , zastosowanie procesorów DSP (Digital Signal Processing) do „obróbki” sygnału ultradźwiękowego, wprowadzenie interpolacji przestrzennej zobrazowania.

1997 – powstanie ultrasonografu ONYX.

1998 – opracowanie nowoczesnego ultrasonografu okulistycznego ECHOFTAL.

1999 – opracowanie pierwszego w Polsce ultrasonografu z kolorowym zobrazowaniem przepływów tzw. Color Doppler i Power Doppler – ONYX II.

1999- unikalna w Polsce głowica dwupłaszczyznowa

1999 – wprowadzenie do sprzedaży ultrasonografów weterynaryjnych SPINEL – vet , ALBIT vet, DESMIN vet

2000 – szerokopasmowe głowice elektroniczne , 128 – kanałów , ONYX II

2000 – nowoczesny moduł BEAMFORMERAcyfrowe formowanie wiązki , dynamiczne ogniskowanie metodą pixel by pixel, dynamiczna apertura , apodyzacja , dopasowanie częstotliwości do głębokości badania , ONYX II

2001 – DIGITAL DOPPLER , całkowicie cyfrowy tor dopplerowski ONYX II

2001 – wprowadzenie do sprzedaży ultrasonografu weterynaryjnego z głowicą liniową DESMIN vet

2002 – wprowadzenie do sprzedaży specjalistycznych ultrasonografów Mikroskan

2002 – cyfrowy tor dopplerowski – Spinel II

2003 – modernizacja rodziny ultrasonografów DESMIN
2003 – rozszerzenie oferty o głowice elektroniczne
2003 – wprowadzenie do produkcji przenośnego ultrasonografu EPIDOT z ekranem ciekłokrystalicznym LCD

2004 – wprowadzenie do sprzedaży nowej generacji ultrasonografów okulistycznych DESMIN F / USO , DESMIN H USO z głowicami 12MHz

2004 – wprowadzenie do sprzedaży nowej wersji mikrosonografu DESMIN MS

2005 – wprowadzenie do sprzedaży nowego modelu ultrasonografu SPINEL II

2006 – wprowadzenie do sprzedaży głowic wieloczęstotliwościowych

2006 – wprowadzenie do sprzedaży ultrasonografu przenośnego EPIDOT z kolorowym Dopplerem

2007 – wprowadzenie do sprzedaży nowych głowic wieloczęstotliwościowych

2007 – wprowadzenie do sprzedaży ultrasonografów okulistycznych DESMIN M/USO i EPIDOT/USO

2008 – wprowadzenie do sprzedaży specjalistycznej głowicy anorektalnej 360 st.

2008 wprowadzenie do sprzedaży pachymetru PIROP

2009 – wprowadzenie do sprzedaży nowego ultrasonografu  DESMIN F

2010 – skonstruowanie nowej generacji ultrasonografu ALBIT do specjalistycznych zastosowań: anestezja, koloproktologia

2011 – rozszerzenie funkcji aparatu PIROP o badania biometryczne soczewki (A scan)

2011 – modernizacja rodziny ultrasonografów SPINEL i EPIDOT SC Color Doppler

2012ALBIT -aparat sterowany za pomocą ekranu dotykowego – nowe specjalistyczne aplikacje

2012 nowy aparat do  automatycznego pomiaru objętości pęcherza – PINIT ( I miejsce w konkursie „Krajowy Lider Innowacji i Rozwoju 2012”)

2013 – najnowszej generacji ultradźwiękowy ultrasonograf  biometryczny PIROP  – do tachymetrii, biometrii soczewki  oraz do biometrii tkanek miękkich.

2013 – ALBIT – nowoczesna aplikacja general  z  kolorowym Dopplerem i Dopplerem Pulscyjnym –  aparat sterowany za pomocą ekranu dotykowego i/lub specjalnego przewodowego pilota.

2013 skaner PINIT przeznaczony jest do profesjonalnego, nieinwazyjnego pomiaru objętości pęcherza moczowego (PVR), wspomagania badań urodynamicznych,  wrza zapliokacją  do podstawowego obrazowania i pomiarów narządów układu moczowego (narzędzie wolumetryczno–diagnostyczne).  LAUR INNOWACYJNOŚCI 2013 – w Ogólnopolskim Konkursie na najlepsze produkty innowacyjne.

2014– wszechstronny, nowoczesny, przenośny ultrasonograf zarówno do  diagnostyki ogólnej jak i praktyki specjalistycznej –  EPIDOT SC z interfejsem typu „Metro” w oparciu o ekran dotykowy.

2015 – rozszerzenie zakresu badań dla ultrasonografu PIROP w aplikacji okulistycznej (tryb B) oraz w aplikacji  biometrii tkanek miękkich.

2016- nowoczesny, stacjonarny ultrasonograf  do  diagnostyki ogólnej –  SPINEL z monitorem 21″ full HD, ergonomicznym pulpitem strującym zintegrowanym z klawiatura alfanumeryczną  oraz  przyjaznym  interfejsem użytkowym w oparciu o ekran dotykowy.

2016 modernizacja skanera PINIT przeznaczonego do automatycznego pomiaru objętości pęcherza -nowy wyswietlacz 7″ , nowoczesny, przyjazny interfejs uzytkownika, komunikacja z aplikacją zarządzania badaniami.

2017 wprowadzenie nowej generacji aparatu ALBIT z wykorzystaniem Windows 10/64bit – monitor Full HD, zmodernizowany interfejs użytkownika  na ekranie dotykowym, dodatkowy funkcjonalny pulpit z klawiaturą alfanumeryczną, bezprzewodowy sterownik BT. Ultrasonograf ALBIT przeznaczony jest zarówno do ogólnych aplikacji diagnostycznych jak i do aplikacji specjalistycznych.

2017 modernizacja skanera okulistycznego PIROP  ( A+B+P scan)  przeznaczonego do biometrii i badania oka:  wyświetlacz 7″, nowoczesny, przyjazny interfejs użytkownika, wbudowana drukarka.