Kretztechnik AG: от проволочных корзин к 3D УЗИ сканерам

Пол Крец (Paul Kretz), основатель Kretztechnik AG
Пол Крец

Kretztechnik AG — австрийская компания, которую основал в 1947 году инженер Пол Крец (Paul Kretz) в городе Ципф (Zipf). Это было небольшое предприятие, которое занималось производством изделий из проволочных материалов, получаемых с использованием контактной сварки, таких как: корзины для картофеля, контейнеры для молочных бутылок и корзины для стеклянных колб. После Второй мировой войны на эти товары был весьма хороший спрос. Деятельность компании начиналась в старых помещениях пивоваренного завода, а первое собственное здание было построено в 1952 году.

Обладая знаниями в инженерном деле, дальновидностью и страстным желанием достичь большего Пол Крец приобрел в 1953 году небольшую фирму по разработке ультразвуковых дефектоскопов. Kretztechnik добилась значительных успехов в производстве ультразвуковой аппаратуры для неразрушающего контроля качества изделий из металла, в том числе автоматизированных систем для рельсов и литья полосовой стали, и к 1957 году данное направление деятельности стало для компании основным. Она достигла высокого уровня продаж своего оборудования, разделяя рынок с производителями из Германии, Франции и Великобритании.

Корзины из проволочных материалов
Первые изделия Kretztechnik
Сборочная линия Kretztechnik в 50-ых годах
Сборочная линия дефектоскопов в 50-ых
Дефектоскоп Kretztechnik в работе
Дефектоскоп Kretztechnik в работе

В то время некоторые врачи из разных областей медицины проявляли интерес к ультразвуку. Они видели в новой технологии ценный инструмент диагностики человеческого организма и проводили экспериментальные исследования, используя одномерные ультразвуковые дефектоскопы A-типа. Однако тогда было лишь небольшое количество сообщений из Европы и США об использовании ультразвука для медицинской диагностики. Сделав небольшое отступление, можно упомянуть, что первым врачом, который использовал ультразвук для проведения неврологических исследований ещё в середине 1940-ых годов, был австрийский доктор Карл Дюссик (Karl Dussik) из университета Вены.

В 1954 году Kretztechnik запустила в производство дефектоскопы серии 1000. Эти А-сканеры в адаптированной для медиков версии стали применяться в офтальмологии и неврологии. 1962 год в хрониках компании указан официальной точкой отсчета в производстве ультразвукового оборудования для медицинской диагностики. С этого момента компания начинает концентрироваться на разработке медицинского ультразвукового оборудования.

Офтальмологический УЗ-сканер 1000
Модель 1000
4100 MGB
4100 MGB
Эхоэнцефалограф 4200 ME
Эхоэнцефалограф 4200 ME

Как было сказано выше, «Модель 1000» — первый офтальмологический сканер, выставленный на продажу в 1954 году для медицинской диагностики. Аппарат постепенно улучшался и в 1958 году был выпущен сканер «Модель 3000», а в 1962 — «Модель 6000». Ставшие популярными серии 4000 (4100) могли адаптироваться для использования в офтальмологии, неврологии, а также акушерстве и гинекологии. Эхоофтальмограф 7100 появился на рынке в 1963 году и был предназначен для расширенных офтальмологических исследований, и включал функции В-режима. Активное участие в разработке оборудования принимал Д-р Карл Оссоиниг (Karl Ossoinig), Вена. Были разработаны более эффективные иммерсионные устройства B-типа с электромеханическим наведением звукового пучка. Аппарат серии 7900 — более адаптивный сканер B-типа, произведенный в 1966 году, стал первым серийно выпускаемым офтальмологическим сканером с A-и B-режимом сканирования. Сканер 7900S позволял на выбор использовать ручное управление датчиком или автоматическое с устройством перемещения для получения томографических изображений в B-режиме и для иммерсионного B-сканирования.

Офтальмологический УЗ-сканер 7200 MA
7200 MA

Часть системы УЗ-аппарата 7900S, отвечавшая за обработку сигнала A-типа была стандартизирована и послужила прототипом для модели 7200MA, разработанной Оссоинигом в конце 1960-ых годов как автономный типовой блок A-типа. Это было явное улучшение по сравнению с 7900S. В 1971 году легендарный эхоофтальмограф 7200MA был выпущен на рынок. В течение 1970-ых и начале 1980-ых годов он был единственным A-сканером для стандартизированной офтальмологической ультразвуковой эхографии. К 1980 году порядка 500 единиц УЗ-аппаратов данной серии было введено в эксплуатацию по всему миру.

Метод иммерсионного B-сканирования не был популярен как источник получения информации В-типа, хотя и выглядел впечатляющим. Он не добавлял существенной диагностической информации к стандартному сканированию A-типа, и скорее имел недостаток надежности при отображении периферийных внутриглазных и орбитальных поражений. В добавок процедура B-сканирования занимала достаточно много времени. B-режим стал снова неотъемлемой частью стандартизированной офтальмологической эхографии приблизительно только после 1972 года.

Оборудование Kretztechnik на выставке в СССР
УЗ-аппараты Kretztechnik на выставке в СССР

Примерно в это же время появились доплеровские устройства, которые главным образом использовались для обнаружения пульсации сердца плода, хотя также были популярны на рынке устройства для невралгии.

Kretztechnik активно развивается и участвует в различных медицинских ярмарках и выставках в Европе, включая такие страны, как Советский Союз.

Компания сотрудничает с рядом специалистов для достижения новых рубежей.

Д-р Альфред Кратохвил проводит УЗИ на А-сканере Kretztechnik
Середина 1960-х, д-р А. Кратохвил проводит УЗИ на А-сканере Kretztechnik

Доктор Альфред Кратохвил (Alfred Kratochwil) из Вены, использовал A-скоп 4100-ой серии для локализации плаценты. Первый двумерный модуль, бистабильный комбинированный сканер (модифицированный аппарат из этой же серии) был выпущен вскоре в 1966 году и использовался Кратохвилом в акушерской и гинекологической диагностике. Доктор Фрэнсис Вейль (Francis Weill) из города Безансон во Франции, также был одним из важнейших специалистов, сотрудничающих с компанией, которая постоянно получала отзывы от медицинского сообщества, совершенствуя дизайн своего оборудования.

Другие гинекологи, ставшие первопроходцами в области применения УЗИ, такие как Жорж Буг (Georges Boog) в Страсбурге, Франция, Альберто Закутти (Alberto Zacutti) и К. Брюноли (C Brugnoli) в Специи, Италия, Порше Эрнандес (Parache Hernandez) в Мадриде, Испания и Пааво Пыстынен (Paavo Pystynen) в Оулу, Финляндия также начинали с оборудования Kretztechnik.

В 1964 году по проекту и в сотрудничестве с доктором Вернером Бушманном (Werner Buschmann) из Восточного Берлина был изготовлен первый в мире многоэлементный офтальмологический УЗ-датчик. Это произошло немногим ранее, чем появился датчик с линейной решеткой преобразователей (линейный датчик), спроектированный Николаасом Бомом (Nicolaas Bom) в Нидерландах в 1971 году. Датчик Бушманна был адаптирован для использования в моделях 7900. Однако он не нашел широкого применения в клинической практике и не был запущен в серийное производство.

В последующее время в Kretztechnik не уделяли активного внимания идее применения решётки преобразователей в качестве сканирующего устройства, гораздо больше исследований было посвящено производству устройства механического (роторного) секторного сканирования.

Карл Крец (Carl Kretz)
Карл Крец

Но давайте немного остановимся и ненадолго переключим внимание на человека, благодаря которому компания Kretztechnik достигла больших высот. Его имя — Карл Крец (Carl Kretz). В 1965 он присоединился к своему дяде Полу в качестве главы отдела исследований и в последствии стал работать над полупроводниковыми технологиями в области дефектоскопии. Карл родился в 1932 году в Вене. В 1960 году он окончил Венский технический университет, где изучал электрофизические принципы электротехники и телекоммуникационные технологии. После окончания учебы он продолжил работу при университете. Он также работал в качестве инженера отдела исследований и разработки компании ELIN в Австрии, а позже в компании Landis & Gyr в Швейцарии, где отвечал за разработку электронного оборудования для автоматического контроля продукции.

Combison 1
Первый двумерный B-сканер Kretztechnik
B-режим, 1967
Изображение в B-режиме, 1967

Под руководством Карла Креца в 1966 году компания Kretztechnik выпустила первый двумерный B-сканер. Это было эволюцией более ранней офтальмологической модели MG 4100, которую скомбинировали с дисплеем для визуализации B-режима и сканирующей частью, установленной на гентри с рукой шарнирной конструкции. Позже эта система получила название Combison 1. Combison 2, более совершенная модель, была выпущена в 1974 году. Эти приборы положили начало серии Combison компании Kretztechnik.

Combison 202
Combison 202
Изображение в шкале серого, Combison 202
B-режим в шкале серого

В 1975 появился Combison 200 со шкалой серого, который стал европейским стандартом серошкальной эхографии в В-режиме как в плане технологии, так и качества визуализации. Новая картинка была значительно лучше предыдущего бистабильного контурного изображения. Для того чтобы преодолеть разницу в количестве строк развертки телевизионных мониторов, используемых в Соединенных Штатах Америки и Европе, на заводе Kretz были произведены необходимые преобразователи. Впоследствии эти достижения были взяты на вооружение многими производителями ультразвукового оборудования. Combison 200 вскоре был доработан до модели Combison 202.

УЗИ сканер Kretztechnik Combison 100
УЗИ сканер Kretztechnik Combison 100
УЗИ брюшной полости на аппарате Combison 100
УЗИ брюшной полости на аппарате Combison 100

Благодаря преданности делу и прозорливости Карла Креца в 1977 увидел свет Combison 100 — механический секторальный сканер для УЗИ брюшной полости и других частей тела, работающий в реальном масштабе времени. Он был оснащен уникальным датчиком большого размера, который содержал в себе 5 преобразователей, вращающихся вокруг оси рукоятки. Изначально был выбран вращательный механизм, так как он обеспечивал постоянную угловую скорость, в отличии от колебательного механизма, у которого пик скорости приходится на центр изображения. Потребовалась большая изобретательность для производства двигателей, соединительных материалов и жидкостей, а также электроники, которая имела дело с рассеивающимися звуковыми волнами и реверберациями от соединительных мембран и жидких поверхностей.

Механический секторный датчик Combison 100
Механический секторный датчик Combison 100
Изображение Combison 100
УЗИ изображение Combison 100

Хотя датчик был достаточно тяжелым для того, чтобы держать его в руке, сканер был одобрен ультразвуковым сообществом благодаря очень хорошему качеству получаемых с его помощью изображений в серой шкале с высоким детализированным разрешением и широкому ближнему полю, которое не обеспечивали другие системы с ручными механическими секторными датчиками. Он хорошо подходил для использования в абдоминальном и акушерском сканировании. Выпустив на рынок Combison 100, первый в мире секторальный УЗИ сканер реального времени, Kretztechnik установила новый стандарт в области ультразвуковой диагностики. Ряд важных ранних работ, связанных с аномалиями плода и использованием эмбриональной длины бедренной кости, был опубликован благодаря возможностям Combison 100.

Производственное помещение
Производство
Производственное помещение
Производство

Развитие оборудования продолжилось и появились модели Combison 100-5 и Combison 111. Тем временем сканирование в реальном масштабе времени и технологии Combison 111 были также добавлены в Combison 202. Стоит отметить, что вся работа по исследованиям и производству как отдельных деталей так и сканеров осуществлялась на заводах в Австрии.

В 1982 году последовал выпуск Combison 310 с механическим секторным датчиком, а также электронными линейным и секторным датчиками. Частота работы датчиков могла изменяться между 3.5 и 5 МГц. Сканер позиционировался на рынке как инструмент для врачей частной практики.

COMBISON 320
Combison 320

В 1984 году компания Kretztechnik совершила следующий большой шаг вперед, выпустив на рынок легендарный COMBISON 320. Это была полностью компьютеризированная ультразвуковая система, предоставляющая такие возможности как меню для управления операциями, пользовательские программы и средства работы с кино-петлёй (в начале 1980-ых годов это было нечто новое и передовое). Разработка Combison 320 знаменует собой наступление эры компактных устройств для междисциплинарного применения с программным управлением, обеспечивающим новый уровень комфорта и простоты использования.

Были разработаны различные датчики специально для эндосонографического использования. Механический секторный трансвагинальный датчик, который был выпущен в 1985 году и стал первым в своем роде на мировом рынке. Уникальный панорамный эндовагинальный датчик с углом сканирования в 240 градусов. Датчик был разработан в сотрудничестве со специалистами в области лечения бесплодия Вильфридом Файхтингером (Wilfried Feichtinger) и Питером Кеметером (Peter Kemeter) в целях трансвагинальной аспирации маточных фолликулов в процедурах экстракорпорального оплодотворения. Эндовагинальные датчики шли в стандартном оснащении ультразвуковых систем Combison 310A и 320. 410 серия, последовавшая позже в 1993 году, включала возможности цветового допплера.

В 1989 году на французском Конгрессе Радиологии в Париже Kretztechnik представила первую в мире 3-мерную ультразвуковую систему — COMBISON 330. Прорисовка ЗD изображения выполнялась на внешнем ПК и занимала до 20 минут. В 1993 году был выпущен COMBISON 530 — 3D УЗИ сканер второго поколения, который включал существенные изменения технологии.

Первый 3D УЗИ сканер COMBISON 330
Первый 3D УЗИ сканер COMBISON 330
Второй 3D УЗИ сканер COMBISON 530
Второй 3D УЗИ сканер COMBISON 530
3D-изображение лица плода (COMBISON 530)
3D-изображение лица плода (COMBISON 530)

Даже при производстве 3-D сканеров Крецтехник самостоятельно проводит научные исследования и производит на австрийском заводе в Ципфе почти все части сканеров начиная от сложных печатных плат и УЗИ датчиков до винтов и трансформаторов.

Третье поколение 3D-УЗИ было представлено в 1997 году аппаратом Voluson 530D — полностью цифровой системой с интерактивной 3D визуализацией в реальном времени. Доктор Бернард Бенуа (Bernard Benoit) из Ниццы, Франция, в середине 1990-ых годов опубликовал некоторые самые ранние, самые ошеломляющие и убедительные 3D изображения, полученные с использованием сканеров VOLUSON. Его изображения были призваны привлечь массовое внимание специалистов к этому новому методу сканирования. Доктор Кратохвил продолжал консультировать компанию по вопросам 3D оборудования.

Достижения компании Kretztechnik в развитии УЗИ можно охарактеризовать как феноменальное. Труд и изобретательность Карла Креца не только определили успех развития компании Kretztechnik, но также оказали огромное влияние на развитие ультразвукового оборудования в целом. В 1994 году Карл Крец вышел на пенсию и стал заниматься различными аспектами в области телекоммуникаций. В 1999 году он был удостоен престижной награды от Международной ассоциации врачей ультразвуковой диагностики в акушерстве и гинекологии (ISUOG), ему была вручена Золотая медаль имени Яна Дональда за достижения в области технического развития.

На территории Kretztechnik в Ципфе был открыт большой музей, где представлены изобретения и разработки компании начиная с самых ранних аппаратов. По сути эта выставка вместила под крышей одной компании историю развития ультразвука.

Составные системы с шарнирной рукой
Составные системы с шарнирной рукой
Механические датчики УЗИ и приборы A-типа
Механические датчики УЗИ и приборы A-типа
УЗИ системы реального времени COMBISON
УЗИ системы реального времени COMBISON