Doğadan İnsana Ultrasonografi Sistemleri...

Doğadaki birçok canlı, farklı özellikler taşımaktadır ve hayatta kalma içgüdüleriile desteklenen bu sıra dışı özellikler tarih boyunca insanların, hayvanlardan esinlenmesine neden olmuştur. Avlanma ile başlayan bu esinlenme süreci, teknolojinin ilerlemesi ile birçok farklı alanda devam etmiştir.

Yarasaların yaşam temellerinde bulunan teknoloji ise bugün hayatımızda pek çok noktada esin kaynağı olmuştur. İnsanlar 20 – 20,000 Hz arasındaki sesleri algılayabilirken, yarasalar ise1,000 ile 100,000 Hz arasındaki sesleri algılayabilirler. Yarasaların doğası ilk defa İtalyan fizikçi Lazzaro Spallanzani tarafından 18. yy’da araştırılmıştır. Spallanzani’nin araştırmalarına göre, yarasalar karanlıkta yönlerini ve avlarını çıkardıkları düşük frekanslı seslerin yansımaları ile bulmaktadırlar.

Özellikle sağlık ve savunma alanlarında birçok sistemin alt yapısını oluşturan bu teknoloji, yarasalar üzerinden çeşitli ekipmanlara adapte edilmiştir. Günümüzradar sistemleri, denizaltı, uçak ve gemilerde kullanılan radar sistemleri de bu teknolojiye dayanmaktadır. Sağlık alanında ise her geçen gün hayatımızda daha çok yer alan ultrasonografi sistemlerinin de fikir kaynağı yarasalardır.

1826 yılında Avusturyalı fizikçi Jean Daniel Colladon tarafından yapılan deney ile kilise çanı, sesin su içindeki hızını bulmak için kullanılmıştır. Colladon bu deney ile ses dalgalarının suda, havadan çok daha hızlı yayıldığını keşfetmiştir.

Ultrasonografi sisteminin teorik olarak fikir temelleri 1942 yıllarında atılsa da tıbbi amaçlı olarak kullanımı 1947 yılında ortaya çıkmıştır. Bilinen ilk ultrasonografi ile muayene 1947 yılında Karl Dussik tarafından insanlar üzerinde kullanılmaya başlamıştır. Beyin tümörlerinin izlenmesive gözlenmesi amacı ile yapılan muayenede ilk ultrasonografik görüntüde bu yıllarda elde edilmiştir. Daha sonraları Dussik, gerçekleştirilen bu muayeneyi “Hyperphonography” olarak adlandırmıştır. Böylece Dussik, modern beyin cerrahisinin de temellerini atmıştır.

1880’li yıllara gelindiğinde ise ultrason teknolojisindeki en önemli gelişmelerden biri olan “Piezo-elektrik Etkisi”nin keşfedilmesi olmuştur. Kristal yapıdaki cisimlerin kendilerine dışarıdan uygulanan basınç miktarı ile orantılı olarak elektrik üretebildiklerinin keşfedilmesi üzerine bugün ki ultrason sistemlerinin bel kemiğini oluşturan probların temeli piezo-elektrik etkisi ile atılmıştır. Probların ses dalgalarını yansıtması ve tekrar elektrik enerjisi olarak toplaması piezo-elektrik alt yapısına dayanmaktadır. Ultrasonografi sistemlerinin en önemli parçası olan problar, görüntüleme çeşitliliğini sağlamaktadır.

Johann Christian Doppler çalışmaları ile piezo-elektrik etkisinin keşfinden sonra ultrasonografik muayenelerde özellikle gebelik taramalarında büyük önem taşıyan renkli doppler ultrasonografi sistemlerinin çıkış noktası olmuştur. Doppler yürüttüğü çalışmalar ile ses kaynağı hareket halindeyken ve durağan halde iken farklı frekanslarda ses dalgası oluşturduğunu keşfetmiştir.