Опорно-руховий апарат людини.

Опорно-рухова система людини являє собою сукупність пов'язаних між собою кісток (зрощених або з'єднаних між собою в суглобах) і м'язів, що кріпляться до кісток, як правило, за допомогою зв'язок.

З точки зору механіки опорно-руховий апарат людини - це система різних важелів. Більшість кістково-м'язових з'єднань влаштовано так, що при їх роботі за рахунок програшу в силі виходить виграш у швидкості переміщення, тобто в організмі людини головну роль відіграють важелі швидкості (на відміну від важелів сили, які забезпечують виграш у силі за рахунок програшу в переміщенні).

Зчленування кісток бувають одноосні, двовісні і тривісні, в залежності від числа взаємно перпендикулярних осей, щодо яких можуть обертатися кістки в суглобі. Багатоланкових з'єднань забезпечує значне збільшення кінематичної рухливості цих сполук (напр., в кистях рук).

6. Динамічна та статична робота людини при різних видах її діяльності.

Внаслідок високого положення центру ваги тіла людини в положенні стоячи і порівняно малою при цьому площі опори, опорно-руховий апарат людини, з точки зору механіки, є вельми нестійкою системою. Зберігати рівновагу стоячій людині вдається за рахунок безперервної роботи м'язів. При русі людини м'язи забезпечують переміщення кісток, тобто виконують роботу. Однак м'язи працюють, підтримуючи рівновагу, і в тому випадку, якщо людина стоїть нерухомо. У зв'язку з цим говорять про динамічну (при русі) і статичну (в нерухомому стані) роботу м'язів.

Механічна робота, яку здатна зробити людина протягом дня, залежить від багатьох факторів, тому важко вказати яку-небудь граничну величину. Це зауваження стосується і до потужності. Так, при короткочасних зусиллях людина може розвивати потужність порядку декількох кіловат. Якщо спортсмен масою 70 кг підстрибує з місця так, що його центр мас піднімається на 1 м по відношенню до нормальної стійки, а фаза відштовхування триває 0,2 с, то він розвиває потужність близько 3,5 кВт.

При ходьбі людина здійснює роботу, так як при цьому енергія витрачається на періодичне невелике підняття тіла і на прискорення і уповільнення кінцівок, головним чином ніг.

Людина масою 75 кг при ходьбі зі швидкістю 5 км/год розвиває потужність близько 60 Вт. Із зростанням швидкості ця потужність швидко збільшується, досягаючи 200 Вт при швидкості 7 км/год. При їзді на велосипеді положення центру мас людини змінюється набагато менше, ніж при ходьбі, а прискорення ніг теж менше. Тому потужність, витрачається при їзді на велосипеді, значно менше: 30 Вт при швидкості 9 км/год, 120 Вт при 18 км/год.

Робота повертається на нуль, якщо переміщення немає. Тому, коли вантаж знаходиться на опорі або підставці або підвішений на нитці, сила тяжіння не виконує роботи. Однак кожному з нас знайома втома м'язів руки і плеча, якщо тримати нерухомо на витягнутій руці гирю або гантель. Точно так само втомлюються м'язи спини і поперекової області, якщо сидячій людині помістити на спину вантаж. В обох випадках вантаж нерухомий і роботи немає. Втома ж свідчить про те, що м'язи здійснюють роботу. Таку роботу називають статичною роботою м'язів.

Статики (нерухомості) такий, як її розуміють в механіці, насправді немає. Відбуваються дуже дрібні і часті, непомітні оку скорочення і розслаблення, і при цьому відбувається робота проти сил тяжкості. Таким чином, статична робота людини насправді є звичайною динамічною роботою.

Робота відбувається не тільки скелетними м'язами. М'яз міокарда безперервно здійснює роботу, перекачуючи по кровоносній системі кров. Гладкі м'язи стінок кишечнику забезпечують його перистальтику і т.д.

 

7. Ергометрія. Методи та прилади для вимірювання біомеханічних характеристик.

Ергометрія (грец. ergon робота + metreō міряти, вимірювати), метод вимірювання працездатності окремої м'язи або групи м'язів (пальця, ноги тощо) і функціональних змін в організмі під час фізичного навантаження, заснований на виконанні дозованої механічної роботи. Здійснюється за допомогою ергометра.

У клінічній практиці широке поширення одержали:

– гальмівний велосипед або велоергометр (рис.1), який використовують для вимірювання роботи, що здійснюється людиною при обертанні педалей нерухомого велосипеда. Через обід колеса, що обертається 1 перекинута сталева стрічка 2. Сила тертя між стрічкою і ободом колеса вимірюється динамометром 3. Вся робота обстежуваного витрачається на подолання сили тертя (іншими видами робіт нехтуємо). Помноживши довжину кола колеса на силу тертя, знайдемо роботу, що здійснюються при кожному обороті, а знаючи число обертів і час випробування, визначимо повну роботу і середню потужність.

– тредмілергометр (тредміл) - для вимірювання роботи, що здійснюється при ходьбі або бігу по рухомій доріжці.

Регульованими змінними ергометричних установок є частота обертання педалей, величина зусилля, що додається до педалей, швидкість руху доріжки, кут її нахилу.

Ергометрія включає також визначення сили окремих груп м'язів, для чого використовують динамометри.

Дозована м'язова робота на ергометрі з одночасним електрокардіографічним і клінічним наглядом дозволяє визначити фізичну працездатність обстежуваного, оцінити рівень аеробних можливостей організму. Враховуючи, що витрата енергії і динаміка зростання споживання кисню залежать насамперед від інтенсивності роботи, ергометричні дослідження застосовують для непрямої оцінки величини так званого максимального поглинання кисню (МПК). У клінічній практиці ергометри використовується, зокрема, для виявлення прихованих і ранніх форм ішемічної хвороби серця, а також контролю за ефективністю проведеної медикаментозної терапії. У процесі лікування можна визначати поріг переносимості того чи іншого фізичного навантаження, перевищення якого веде до розвитку клінічних та електрокардіографічних ознак ішемії міокарда. Встановлення такого порогу дозволяє дати кількісну характеристику ступеня стійкості хворого до фізичного навантаження, створює можливість відтворюваності результатів дослідження.

Ергометрія може бути застосована для виявлення ефекту дії лікарських препаратів (якісна оцінка дії) і ступеня його прояви (кількісна оцінка). Як відносно простий і інформативний метод ергометрію широко застосовують у спортивній, авіаційній, клінічній та інших розділах медицини.

8. Звукові хвилі.

Акустика (від грецького "акустікос" - слуховий) галузь фізики, в якій вивчаються акустичні хвилі, тобто механічні хвилі, що поширюються в пружних середовищах, з частотами від найнижчих (близьких до 0 Гц) до гранично високих ( Гц), а також процеси їх збудження, розповсюдження та взаємодії з речовиною.

Акустичні хвилі, що викликають у людини слухові відчуття, називаються звуковими, вони мають частоти, що лежать в діапазоні від 16 до 20000 Гц.

У рідких і газоподібних середовищах звукові хвилі є поздовжніми. У твердих тілах вони можуть мати як повздовжню, так і поперечну складові.

Ефект Допплера.

Ефект Доплера: Частота сприймаємих акустичних хвиль залежить від взаємних швидкостей джерела звуку і його приймача.

При русі джерела і приймача акустичних хвиль уздовж однієї прямої зі швидкостями, значно меншими швидкості звуку, частота сприйманих хвиль обчислюється за формулою:

, (7)

де - частота хвиль, які сприймаються приймачем, - частота хвиль, що випускаються джерелом, - швидкість звуку, - швидкість руху приймача, - швидкість руху джерела хвиль. Якщо джерело звуку рухається до приймача, то в знаменнику береться знак «-», якщо від приймача, то «+». Якщо приймач рухається до джерела звуку, то в чисельнику «+», якщо від джерела, то «-».

10. Фізичні характеристики звуку.

Для характеристики звукових хвиль використовуються різні характеристики:

фізичні (об'єктивні)	фізіологічні (суб'єктивні)
звуковий тиск амплітуда довжина хвилі швидкість поширення період коливань частота інтенсивність гармонійний (акустичний) спектр	висота гучність (точніше, рівень гучності) тембр звуку

Звуковий (додатковий) тиск в точці середовища, в якому поширюється акустична хвиля, - це різниця між миттєвим значенням тиску в даній точці і середнім за часом тиском в цій точці.

Говорячи про амплітуду коливань, в разі звукових хвиль зазвичай мають на увазі амплітуду звукового тиску.

Інтенсивність звукової хвилі може бути розрахована за формулою , де Р₀ - амплітуда звукового тиску, r - щільність середовища, в якому розповсюджується звук, v - швидкість поширення звуку.

Внаслідок особливостей сприйняття звуку людиною, для характеристики звуку може використовуватися також величина, яка називається рівнем інтенсивності (L), , де I₀ = 10^-12Вт/м².

Це значення I₀ відповідає порогу чутності, тобто мінімальній інтенсивності звуку, сприйманого нормальним людським слухом, при частоті 1000 Гц.

Рівень інтенсивності вимірюється в белах (Б). Якщо інтенсивність одного звуку у 10 разів більше інтенсивності іншого звуку тієї ж частоти, то кажуть, що рівень першого звуку на 1 Бел вище, ніж другого. Рівень інтенсивності може вимірюватися і в децибелах (дБ). При вимірах рівня інтенсивності в децибелах формула для L набуває вигляду .

Швидкість поширення хвилі визначає швидкість перенесення енергії хвилею. Швидкість поширення звуку в різних середовищах різна. У газах швидкість звуку приблизно дорівнює швидкості теплового руху молекул, і тому тим більше, чим більше температура середовища, і тим менше, чим більше маса молекул газу. У твердих тілах швидкість звуку приймає значення в інтервалі від 2 до 5 км/с, а в рідинах - від 0,7 до 2 км/с. У воді швидкість звуку приблизно дорівнює 1,34 км/с. У повітрі при температурі 0^оС швидкість звуку дорівнює 331 м/с, а при температурі 20^оС - 340 м/с.

Гармонічний (акустичний) спектр звуку характеризує розподіл у ньому інтенсивності по частотам. По характером гармонійного спектру звуки поділяють на тони (прості і складні) і шуми.

Простий тон - це звукова хвиля однієї певної частоти (довжини хвилі). Прикладом простого тону є звук, створюваний камертоном. Складний тон - це сукупність декількох простих тонів, т.п. декількох хвиль з різними частотами

Гармонійний спектр простого тону, що представляється графіком залежності інтенсивності від частоти, це одна вертикальна лінія (рис.1), а складного - сукупність декількох вертикальних ліній (рис.2).

Таким чином, спектр тонів є лінійчатим.

 

Рис. 1 Рис. 2

Важливим окремим випадком складних тонів є музичні тони. Гармонійний спектр музичного тону (наприклад, окрема нота, зіграна на якомусь музичному інструменті) містить прості тони, частоти яких задовольняють формулі ,

де - частоти простих тонів, які складають музичний тон, k – цілі позитивні числа, більше одиниці, а - найменша частота простого тону в музичному тоні. Тон з частотою називається основним тоном, і його інтенсивність більше інтенсивності будь-якого іншого простого тону, що становить даний музичний тон. Решта прості тони в цьому музичному тоні називаються обертонами.

Шум не є сукупністю простих тонів. У спектрі шуму присутні всі частоти, що належать деякому діапазону частот.

Шуми надають сильний вплив на людину. Шум може викликати зниження чутливості органу слуху аж до повної втрати слуху людиною. Шум викликає підвищену стомлюваність, зниження працездатності, може викликати нервові захворювання. Шкідливість шуму визначається його інтенсивністю та спектральним складом. По спектрального складу шуми поділяють на: низькочастотні (менше 300 Гц), середньочастотні (300 - 800 Гц) та високочастотні (понад 800 Гц), причому при рівної інтенсивності шкідливість шуму зростає із зростанням його частоти.

Боротьба з шумом може вестися в декількох напрямках. Одним з них є усунення самих джерел шуму, а також ослаблення створюваних ними шумів за допомогою різних амортизаторів і глушників. Інший напрям - це розробка звукопослабляючих матеріалів, використовуваних для захисту приміщень. Ослаблення звуку може досягатися або шляхом його поглинання, або шляхом багаторазового відбиття. Ступінь поглинання звуку в речовинах залежить від частоти звуку (чим більше частота, тим сильніше поглинання) і від таких фізичних властивостей речовин як пружність, щільність, в'язкість і ін.

 

11. Характеристика слухового відчуття.

Рівень гучності звуку залежить, в першу чергу, від його інтенсивності. Але внаслідок того, що здатність слухового апарата сприймати звук залежить від його частоти, рівень гучності також залежить від частоти.

При фіксованій частоті звуку слухові відчуття підкоряються закону Вебера-Фехнера: при збільшенні подразнення в геометричній прогресії відчуття зростає в арифметичній прогресії. Внаслідок цього при фіксованій частоті звуку рівень гучності (Е) лінійно залежить від рівня інтенсивності. Залежність рівня гучності від інтенсивності може бути представлена у вигляді формули

. (8)

У формулі (8) I₀() - це мінімальна інтенсивність звуку, яка сприймається людським вухом (поріг чутності), причому ця величина залежить від частоти звуку. Коефіцієнт залежить від частоти, інтенсивності і від вибраних одиниць виміру рівня гучності. Якщо частота звуку дорівнює 1000 Гц (стандартна частота звукових вимірювань), а рівень гучності вимірюється у фонах (фон), то k () = 10. Таким чином, при частоті 1000 Гц збігаються поняття рівня гучності і рівня інтенсивності, поняття фону і децибела.

При частотах, відмінних від 1000 Гц, для визначення рівня гучності за рівнем інтенсивності або навпаки використовують отримані експериментально графіки, що зв'язують ці величини при різних частотах. Криві, що утворюють ці графіки, називають кривими рівної гучності (рис. 3).

Крива, відповідна мінімальної інтенсивності звуку, сприйманого людським вухом, тобто нижня крива на графіку кривих рівної гучності, - це крива порога чутності. При дуже великих інтенсивностях звук починає викликати больові відчуття. Залежність максимальної інтенсивності звуку, при якій ще не з'являються больові відчуття, від частоти називається кривою порогу больових відчуттів, або порогу дотику (верхня крива на графіку кривих рівної гучності).З кривих рівної гучності (рис.3) видно, що людський слуховий апарат найбільш чутливий до звуків з частотами 2,5 - 4 кГц, а для звуків, що наближаються по частоті до країв діапазону, сприйманого людиною (16 Гц і 20 кГц), чутливість нашого слуху значно нижче.

Висота звуку визначається, в основному, його частотою, причому, чим більше частота, тим звук вищий, а чим менше частота, тим він нижчий.

Тембр визначається гармонійним спектром звуку. Зазвичай поняття тембру використовується при характеристиці складних (музичних) тонів. Людина здатна розрізняти звучання однієї і тієї ж ноти, відтвореної різними інструментами. Це пов'язано з тим, що ці звуки збігаються по частотах основного тону і обертонів, але відрізняються розподілом інтенсивності по обертонам, що надає звукам своєрідну «забарвлення» і дозволяє органу слуху розрізняти такі звуки.

12. Фізичні основи слуху.

Рис. 4

Апарат слуху людини забезпечує прийом акустичного сигналу (звукова хвиля) і перетворення його в електричний сигнал (деяка сукупність електричних імпульсів, вироблюваних рецепторними клітинами і переданих по нервових волокнах у мозок). Виходячи з морфологічних особливостей і функціональної ролі, слуховий апарат людини підрозділяють на зовнішнє, середнє і внутрішнє вухо. Схема пристрою слухового апарату людини показана на рис. 4.

1 - вушна раковина; 2 - зовнішній слуховий прохід; 3 - барабанна перетинка; 4 - молоточок; 5 - ковадло; 6 - стремінце; 7 - півкруглі канали; 8 - овальне вікно; 9 - кругле вікно; 10 - равлик, 11 - слухова труба.

Зовнішнє вухо складається з вушної раковини і зовнішнього слухового проходу. Вушна раковина людини має складну форму. Цим визначається складність процесу дифракції на ній звукових хвиль, що потрапляють потім в зовнішній слуховий прохід, що дозволяє людині встановлювати положення джерела звуку в вертикальної площині. Наявність у людини двох вух дозволяє йому за рахунок бінаурального ефекту з точністю до 3° оцінювати положення джерела звуку в горизонтальній площині.

До складу середнього вуха входять барабанна перетинка та слухові кісточки. Барабанна перетинка має неправильну форму і різну натяг в різних частинах, у зв'язку з чим вона не має власного періоду коливань ніж виключається можливість акустичного резонансу і забезпечується достатня гладкість кривих рівної гучності. Слухові кісточки (молоточок, ковадло і стремінце) служать для передачі коливань з барабанної перетинки, до якої кріпиться молоточок, до мембрани овального вікна равлики, що представляє собою початкову частину внутрішнього вуха. До мембрані овального вікна кріпиться стремінце. Система барабанна перетинка - слухові кісточки - мембрана овального вікна грає роль підсилювача сигналу. Збільшення амплітуди звукового тиску досягається за рахунок двох ефектів: збільшення амплітуди сили тиску за рахунок системи важелів, утворених кісточками, і зменшення площі, на яку діє ця сила (площа барабанної перетинки більш ніж в 20 разів перевищує площу овального вікна). Загальне посилення сигналу, що забезпечується середнім вухом, становить близько 28 дБ. При занадто високої інтенсивності на рівні больового відчуття цей механізм частково блокується за рахунок рефлекторного зменшення рухливості системи слухових кісточок.

13. Звукові методи діагностики.

Аудіометрія - це вимір гостроти слуху. При цьому у пацієнта визначають індивідуальну криву порога чутності, яка називається аудіограми. Порівняння аудіограми пацієнта з нормальною аудіограми допомагає проводити діагностику захворювань органу слуху. Аудіографію проводять за допомогою аудіометра, який являє собою звуковий генератор з телефонами, що дозволяє незалежно регулювати частоту і інтенсивність вихідного сигналу.

Аускультація - це вислуховування звуків, що виникають при роботі внутрішніх органів людини (серця, легень та ін.) Аускультація може проводитися за допомогою стетоскопа і фонендоскопа. Стетоскоп, який в даний час використовується рідко, являє собою трубку з плоским розтрубом. Найчастіше для аускультації використовують фонендоскоп.

Перкусія пов'язана з простукуванням внутрішніх органів з метою визначення їх положення, форми, розмірів і стану. Інформацію про внутрішніх органах несуть перкуторний звуки, які відбиваються від поверхонь цих органів. Гучність відображених перкуторний звуків залежить від різниці між щільністю тканини досліджуваного органа і щільністю оточуючих його тканин. Найчастіше при простукуванні внутрішніх органів чутний «тупий» звук, за характером спектра представляє собою шум. При простукуванні порожнин, заповнених повітрям (здорові легені), чутні «дзвінкі» (ще кажуть - тимпанічний) звуки. Поява цих тонів пов'язано з резонансним посиленням тих складових спектра перкуторний звуків, довжини хвиль яких відповідають геометричним розмірам простукують порожнин.

При діагностиці стану серцевої діяльності застосовується метод фонокардіографія (ФКГ). Цей метод полягає в графічній реєстрації тонів і шумів серця з подальшою їх клінічної інтерпретацією.

 

Утворення голосу людини.

Кожен звук нашої мови створюється мовним апаратом людини (див. мал. 1) і сприймається на слух. Утворення голосу завжди відбувається під час видиху. Коли струмінь повітря з легенів потрапляє в гортань, першою перепоною на його шляху стають голосові зв’язки (12). Якщо вони не напружені, між ними є щілина і повітря крізь неї проходить назовні вільно. Звук при цьому не утворюється. Коли зв’язки напружені, вони тісно змикаються. Видихуване повітря тисне на них і примушує дрижати. Від цього утворюється голос.

З гортані повітря потрапляє в ротову порожнину (13), що виконує функцію звукового резонатора, де мовні органи (передусім язик (7, 8, 9) і губи (1)) можуть або змінювати форму резонатора, або створювати в ній своєрідні перепони – щілини чи зімкнення. При подоланні цих перепон струменем повітря виникає специфічний для кожного звука шум. Він може бути самостійним або з додаванням голосу.

Схематичне зображення мовних органів людини (див. мал.):

1 — тверде небо;

2 — альвеоли;

3 — верхня губа;

4 — верхні зуби;

5 — нижня губа;

6 — нижні зуби;

7 — передня частина язика;

8 — середня частина язика;

9 — задня частина язика;

10 — корінь язика;

11 — голосові зв'язки;

12 — м'яке небо;

13 — язичок;

14 — гортань;

15 — трахея.

 

15. Ультразвук та інфразвук. Джерела ультразвуку та інфразвуку.

Акустичні хвилі з частотами від 20 кГц до 10⁹ Гц називають ультразвуковими (УЗ) хвилями, або ультразвуком.

Для отримання ультразвуку використовують пристрої, звані ультразвуковими випромінювачами (генераторами). Принцип дії таких випромінювачів заснований на явищах магнітострикції (при низьких частотах до 100 кГц) і зворотного п'єзоелектричного ефекту (при високих частотах). Магнітострикція полягає в коливаннях (подовження і укорочення) довжини феромагнітного сердечника під дією змінного магнітного поля (рис.1а). Зворотний п'єзоелектричний ефект полягає у змінах лінійного розміру пластинки п'єзоелектрика під дією змінного електричного поля (рис. 1б). В обох випадках коливання розмірів робочого тіла випромінювача викликають у межує з тілом середовищі подовжню ультразвукову хвилю.

При поширенні поздовжніх ультразвукових хвиль, так само, як і при звукових хвилях, в речовині виникають чергуються ділянки згущення і розрядження часток середовища.

Рис. 1. Отримання механічних хвиль за допомогою магнітострикції (а) і зворотного п'єзоелектричного ефекту (б) (стрілками показано напрям поширення ультразвукових хвиль).

 

Акустичні хвилі з частотами, меншими 16 Гц, називаються інфразвуковими хвилями, або інфразвуком.

Джерелами інфразвуку можуть бути як природні об'єкти (море, землетрус, грозові розряди тощо), так і штучні (вибухи, автомашини, верстати та ін.)

Інфразвук часто супроводжується чутним шумом, наприклад в автомашині, тому виникають труднощі при вимірі і дослідженні власне інфразвукових коливань.

Для інфразвуку характерне слабке поглинання різними середовищами, тому він поширюється на значну відстань. Це дозволяє з розповсюдження інфразвуку в земній корі виявляти вибух на великому видаленні його від джерела, по виміряних інфразвукових хвилях прогнозувати цунамі і т. д. Так як довжина хвилі інфразвуку більше, ніж у чутних звуків, то інфразвукові хвилі сильніше діфрагіруют і проникають в приміщення, обходячи перешкоди.

16. Особливості та дія ультразвуку й інфразвуку на біологічні тканини.

Ефекти, що виникають при проходженні УЗ-хвиль через біологічні тканини:

• мікровібрації на клітинному і субклітинному рівнях;

• руйнування макромолекул;

• перебудова і пошкодження мембран, що призводить до зміни їх проникності;

• виділення тепла;

• руйнування клітин;

• освіта хімічно високоактивних іонів і вільних радикалів.

Інфразвук справляє негативний вплив на організм людини, викликаючи втому, головний біль, сонливість, роздратування, відчуття страху. Припускають, що в основі багатьох із зазначених фізіологічних ефектів лежить явище резонансу, оскільки частоти власних коливань тіла людини і його окремих частин лежать в межах 3 - 13 Гц. Наприклад, α-ритми головного мозку мають частотний інтервал 9 - 13 Гц. Частоти власних коливань тіла людини в положенні лежачи (3 - 4 Гц), стоячи (5 - 12 Гц), частоти власних коливань грудної клітки (5 - 8 Гц), черевної порожнини (3 - 4 Гц) і т. д.

17. Використання ультразвуку в медицині. Вібрації.

Ультразвук широко застосовується в медицині. Найбільш відоме застосування ультразвуку в діагностиці - ультразвукові дослідження (УЗД). Методики УЗД засновані на відображенні ультразвукових хвиль від зовнішніх і внутрішніх поверхонь різних органів людини. Комп'ютерна обробка отримуваних УЗ-сигналів дозволяє отримати на екрані зображення відображених поверхонь. УЗД застосовуються для виявлення пухлин та інших патологічних змін органів, виявлення каменів у сечовивідної системі та жовчному міхурі, вимірювання розмірів тих чи інших органів або їх частин (камер серця, ниркової лоханки). Використання ефекту Доплера при УЗД дозволяє визначати швидкості течії крові, вивчати роботу рухомих частин органів (наприклад, клапанів серця).

Первинним механізмом ультразвукової терапії є механічна та теплова дії на тканину.

У хірургії ультразвук застосовується як «ультразвуковий скальпель», тобто для розсічення як м'яких, так і кісткових тканин. Існує також метод ультразвукового зварювання кісткових тканин (ультразвуковий остеосинтез). Ультразвук застосовують для дроблення каменів у нирках, сечовивідних шляхах і жовчному міхурі.

Ультразвук малої інтенсивності застосовують у стоматології, офтальмології та інших областях медицини для мікромасажу тканинних структур, що викликає підвищення проникності клітинних мембран та активізацію процесів тканинного обміну.

Згубна дія ультразвуку на мікроорганізми використовується для стерилізації різних середовищ.

Ультразвук використовується також у фармацевтичній промисловості для створення емульсій, суспензій, аерозолів, а також для гомогенізації тканин при витяганні з них біологічно активних речовин (ферменти, токсини, вітаміни та ін).

Вібрації. У техніці механічні коливання різних конструкцій і машин отримали назву вібрацій. Вони впливають і на людину, яка стикаючись ється з вібруючими об'єктами. Цей вплив може бути як шкідливим і приводить в певних умовах до вібраційної хвороби, так і корисним, лікувальним (вібротерапія і вібромасаж).

Основні фізичні характеристики вібрацій збігаються з характеристиками механічних коливань тіл, це:

- Частота коливань або гармонійний спектр ангармонічним коливання;

- Амплітуди зміщення, швидкості і прискорення;

- Енергія і середня потужність коливань.

Крім того, для розуміння дії вібрацій на біологічний об'єкт важливо уявляти собі поширення і затухання коливань в тілі. При дослідженні цього питання використовують моделі, що складаються з інерційних мас, пружних і в'язких елементів.

Вібрації є джерелом чутних звуків, ультразвуку та інфразвуку.

У зв'язку з тим, що шум, інфразвук та вібрація є чинниками, що роблять несприятливий вплив на людину, виникає необхідність в їх гігієнічному нормуванні. З цією метою вводиться поняття допустимого рівня (ДР). Допустимі рівні залежать від різних факторів. Наприклад, ДР для шуму залежить від його спектрального складу. Для низькочастотного шуму ДР більше, ніж для високочастотного. ДР по шуму різні для житлових і виробничих приміщень, для денного і нічного часу та ін.

Нормованими параметрами постійного шуму (шуму, рівень якого мало змінюється з часом) є рівні інтенсивності, що визначаються в октавних смугах частот з середньогеометричними значеннями 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 і 8000 Гц. Нормованими параметрами непостійного шуму є еквівалентні (по енергії) рівні інтенсивності і максимальні значення рівня інтенсивності. Наприклад, для житлових приміщень в період з 7 до 23 години для вищевказаних октавних смуг частот значення ДР дорівнюють відповідно 63, 52, 45, 39, 35, 32, 30 і 28 дБ.

Нормованими параметрами постійного інфразвуку і низькочастотного шуму є рівні інтенсивності, але визначувані в інших октавних смугах частот, а саме: 2, 4, 8, 16 і 31,5 Гц. Зазвичай в якості допустимого рівня постійного інфразвуку і низькочастотного шуму для території житлової забудови приймається величина 90 дБ.

Нормованими параметрами вібрації є рівні вібрації, які визначаються в октавних смугах частот з середньогеометричними значеннями 2, 4, 8, 16, 31,5 і 63Гц. Для житлових приміщень допустимі рівні вібрації у вищевказаних смугах частот рівні відповідно - 79, 73, 67, 67, 67 і 67 дБ.