Материал: Компендиум

сосуды, улучшает обмен веществ, что способствует восстановлению равновесного состояния организма. Дозированным пучком УЗ можно провести мягкий массаж сердца, легких и других органов и тканей.

Фонофорез – введение с помощью УЗ в ткани через поры кожи лекарственных веществ. Этот метод аналогичен электрофорезу, однако, в отличие от электрического поля, УЗ поле перемещает не только ионы, но и незаряженные частицы.

Аутогемотерапия – внутримышечное введение человеку собственной крови, взятой из вены. Эта процедура оказывается более эффективной, если взятую кровь перед вливанием облучить УЗ.

Сваривание мягких тканей. Если сложить два разрезанных кровеносных сосуда и прижать их друг к другу, то после облучения образуется сварной шов.

Сваривание костей (ультразвуковой остеосинтез). Область перелома заполняют измельченной костной тканью, смешанной с жидким полимером (циакрин), которые под действием УЗ быстро полимеризуются, образуя прочный сварной шов, который постепенно рассасывается и заменяется костной тканью.

Стерилизация. Губительное действие УЗ на микроорганизмы используется для стерилизации.

УЗ можно рассекать ткань, для чего хирургические инструменты (скальпели, пилки, иглы) соединяют с источником ультразвуковых колебаний. Амплитуда колебаний режущего инструмента при частоте 20-50 кГц составляет 10-50 мкм. Преимущества этого метода: снижение усилия резания, уменьшение болевого ощущения, кровоостанавливающий и стерилизующий эффекты. УЗ скальпели позволяют проводить операции без вскрытия грудной клетки в дыхательных органах, пищеводе, на кровеносных сосудах. Вводя длинный и тонкий УЗ скальпель в вену, можно разрушить холестериновые утолщения в этих сосудах.

Существуют разные методы, в которых УЗ используется в диагностических целях.

Эхоэнцефалография – определение опухолей и отека головного мозга.

Ультразвуковая кардиография – измерение размеров сердца в

21

динамике.

Эходоплерография – измерение скорости движения кровотока, клапанов сердца.

Ультразвуковая локация – определение размеров глазных сред, применение УЗ для ориентации слепых в пространстве.

Отражение УЗ волн (эхо-метод) на границе раздела различных сред используется в УЗ диагностике. Этим методом можно обследовать состояние внутренних органов. Направляемые на тело исследуемого больного ультразвуковые импульсы отражаются от поверхностей раздела, например, передней и задней границ расположенной неоднородности, – «эхо» звука на экране прибора сравнивается с посланным импульсом, что дает возможность не только обнаружить эту неоднородность, но и определить ее размеры. Обнаруживаются внутренние дефекты, отражающие 3-5% падающей звуковой энергии.

С помощью ультразвука можно регистрировать изменение объема сердца, размеры полости желудочка, амплитуду сокращений и толщину сердечной мышцы.

5. Эффект Доплера и его применение для неинвазивного измерения скорости кровотока

Эффект Доплера заключается в том, что воспринимаемая приемником частота ν отличается от излучаемой источником частоты ν0 вследствие движения источника и приемника волн.

В случае, когда источник и приемник неподвижны, частота волны, регистрируемой приемником, совпадает с частотой волны, испускаемой источником (ν=ν0).

При взаимном сближении источника и приемника частота волны, регистрируемой приемником, оказывается больше частоты испускаемой источником волны (ν>ν0). Это обусловлено тем, что приемник регистрирует большее число волн в единицу времени. При взаимном удалении источника и приемника все происходит наоборот.

22

Частота волны, воспринимаемая приемником:

где V – скорость распространения волны в среде, Vпр и Vист – скорости движения источника и приемника, νист – частоты волны, испускаемой источником.

Эффект Доплера используется для определения скорости движения крови. Для этого нужно направить пучок ультразвуковых волн на кровеносный сосуд. Некоторый движущийся объем крови будет отражать ультразвуковые волны в разных направлениях, в том числе и в направлении приемника. Т.е. этот объем крови становится вторичным источником ультразвука, частота принимаемой волны будет отличаться от частоты испускаемой. Если определить доплеровский сдвиг частоты, можно будет вычислить линейную скорость крови, а также направление.

6. Инфразвук и его воздействие на человека

Инфразвук – это механические колебания и волны с частотой менее 16 Гц. На человека инфразвук оказывает, как правило, отрицательное действие: вызывает угнетающее настроение, усталость, головную боль, раздражение. При небольших интенсивностях возникает расстройство органов зрения, общая слабость. При средней интенсивности (140-155 дБ) могут проявляться обмороки, временная потеря зрения. При больших интенсивностях (порядка 180 дБ) может наступить паралич со смертельным исходом. Это связано с тем, что в инфразвуковой области лежат частоты собственных колебаний некоторых органов и частей тела человека (частота собственных колебаний грудной клетки 5-8 Гц, брюшной полости 3-4 Гц, сердца 6-7 Гц). Это вызывает нежелательные резонансные явления.

23

АКУСТИКА

1. Акустика. Физические характеристики звука

В широком смысле акустика – область физики, изучающая упругие колебания и волны. В узком смысле под акустикой понимают учение о звуке – упругих колебаниях и волнах (в средах), воспринимаемых человеческим ухом, т.е. имеющих частоты от 20 Гц до 20 кГц.

К физическим (объективным) характеристикам звука относятся:

1.Частота – количество колебаний за единицу времени в звуковой волне.

2.Интенсивность – количество энергии, переносимой звуковой волной через единичную площадь тела за единицу времени. Так как человеческое ухо воспринимает звук в очень

широком диапазоне интенсивностей: (на частоте в 1 кГц) от Imin 10 12 Вт/м2 до I max 10 Вт/м2, то удобнее для описания

(децибелах)

3. Звуковое давление – дополнительное давление, создаваемое звуковой волной, падающей на тело. Минимальное значение звукового давления, воспринимаемое ухом (порог

Звуковое давление связано с интенсивностью соотношением: p2 I (2 c)2 , где – плотность среды, c – скорость звука в

среде.

4. Спектр (если колебание не описывается гармонической функцией) – зависимость интенсивности колебаний в звуковой волне от частоты.

24

Все звуки подразделяются на:

Тон – звук, являющийся периодическим процессом. Тон, в свою очередь, делится на:

Простой (чистый) тон – колебание в таких звуковых волнах описывается гармоническими функциями. Характеризуется частотой тона и его интенсивностью.

Сложный тон – колебание в такой звуковой волне описывается ангармоническими функциями. Однако, согласно теореме Фурье, любой сложный тон может быть разложен в гармонический спектр, т.е. может быть представлен суммой простых тонов. Минимальная частота в спектре сложного тона называется основной; частоты, кратные основной – дополнительными. Гармоническое колебание, соответствующее основной частоте, называется основным тоном; гармонические колебания, соответствующие дополнительным гармоникам, – обертонами. Характеризуется сложный тон акустическим спектром – зависимостью интенсивностей гармоник от их частот. Для сложного тона спектр является линейчатым.

Шум – звук, не имеющий повторяющейся временной зависимости. Характеризуется сплошным широким спектром, часто неустойчивым во времени.

Звуковой удар – кратковременное звуковое воздействие.

2. Характеристики слухового ощущения и их связь с физическими характеристиками звука. Закон Вебера– Фехнера. Уровни интенсивности, уровни громкости звука и единицы их измерения

Из-за особенностей строения аппарата слуха и специфических механизмов звукового восприятия человек воспринимает звук иначе, чем он есть на самом деле. Выделяют следующие субъективные характеристики слухового восприятия:

Высота – характеристика, обусловленная, в первую очередь, частотой звука: чем больше частота звука, тем он выше при восприятии. Кроме того, звуки большой интенсивности воспринимаются как более низкие.

25