Свойства ультразвука используемые в медицине

Ультразвук

Ультразвук – это механическая волна с частотой . Верхним пределом ультразвуковой частоты можно считать 10 ⁹ – 10 ¹⁰ Гц.

В 1880 г. П. Кюри открыл пьезоэффект.

Для получения ультразвука используют ультразвуковые излучатели, основанные на обратном пьезоэлектрическом эффекте: к электродам прикладывается переменное электрическое поле и пластинка кварца (сегнетовой соли, титаната бария) начинает вибрировать, излучая механическую волну определенной частоты.

Приемник ультразвука использует прямой пьезоэффект: возникновение разности потенциалов на гранях пьезокристалла при его деформации.

Первичным механизмом ультразвуковой терапии является механическое и тепловое действие на ткань.

1. Высокая частота соответствуетбольшой интенсивности ультразвука:

, пропорционально ();

, тогда пропорционально .

Свойства большой интенсивности используются для разрушения биомакромолекул, клеток и микроорганизмов, применяется в урологии для разрушения камней и др.

2. Соотношение длины волны и линейных размеров препятствия определяет поведение ультразвука.

если то .

а) Если соизмерим с , то наблюдается явление дифракции.

Дифракция – это огибание волной препятствия.

б) Если , то наблюдается ультразвуковая тень, а также отражение и поглощение ультразвуковой волны (УЗ – эхолокация).

в) Поглощение. При переходе из одной среды в другую интенсивность ультразвука изменяется по формуле: ;

где волновое сопротивление.

Волновое сопротивление биологических сред в 3000 раз больше воздуха. Поэтому, если УЗ-излучатель приложить к телу человека, то ультразвук не проникает и будет отражаться. Чтобы исключить воздушный слой, поверхность УЗ-излучателей покрывают слоем масла.

Эти свойства используются в ультразвуковой диагностике, применяя диапазон частот от 1 до 20 МГц и , которая не вызывает никаких патологических изменений в биологических тканях.

3. Явление кавитации – это сжатие и разряжение частиц среды, приводящие к образованию разрывов сплошной среды (при ). При кавитации выделяется энергия, происходит нагревание веществ, а также ионизация и диссоциация молекул.

Обычно для терапевтических целей применяют ультразвук

, .

Проходя через биоткань интенсивность ультразвука уменьшается по закону:

d –толщина биоткани; – монохроматический коэффициент поглощения (для разных длин волн – разный).

Эффект воздействия ультразвука на клетку:

микромассаж на клеточном и субклеточном уровне;

изменение проницаемости мембран клетки (перестройка и повреждение);

улучшение обменных процессов (рассасываются инфильтраты);

разрушение клеток и микроорганизмов;

тепловое действие.

Эффект воздействия ультразвука на вещество:

перемешивание слоев жидкости и газообразной среды, обусловленное явлением кавитации, приводит к выделению тепла;

прохождение ультразвука через вещество может сопровождаться люминесценцией (свечение вещества);

фонофорез – введение лекарственных веществ под воздействием ультразвука вследствие изменения проницаемости мембран.

Способность ультразвука дробить тела, помещенные в жидкость, и создавать эмульсии используется в фармацевтической промышленности при изготовлении лекарств. При лечении бронхиальной астмы, катаракты верхних дыхательных путей применяются аэрозоли различных лекарственных веществ, полученных с помощью ультразвука.

Дата добавления: 2014-12-16