Ультразвук и его применение в медицине

Ультразвуком называется упругие колебания с частотой выше 20 кГц. Верхним пределом частот условно считают 10¹⁰Гц. Этот пределопределяется межмолекулярными расстояниями и поэтому зависит от агрегатного состояния вещества, в котором распространяется УЗ-волна.

Как звуковая, так и УЗ-волна состоит из чередующихся участков сгущения и разряжения частиц вещества. УЗ-волны интенсивно поглощаются воздухом или отражаются от границы с воздушной средой. Поэтому, если УЗ-излучатель приложить к телу человека, то ультразвук не проникает внутрь, а будет отражаться от тонкого слоя воздуха между излучателем и биообъектом. Для исключения воздушного слоя поверхность тела человека покрывают слоем масла.

Действие ультразвука на вещество основано на деформациях, происходящих в нем вследствие поочередного сгущения и разряжения его частиц. При значительной мощности ультразвука в местах разряжения происходят разрывы вещества с образованием микроскопических полостей – это явление кавитации. Кавитации существуют недолго и быстро захлопываются, при этом в небольших объемах выделяется значительная энергия, происходит разогревание вещества, а также ионизация и диссоциация молекул.

Физические процессы, обусловленные воздействием ультразвука, вызывают в биологических объектах следующие основные эффекты:

1. Микровибрации на клеточном уровне.

2. Разрушение биомакромолекул.

3.  Перестройку и повреждение биомембран, изменение проницаемости мембран.

4. Тепловое воздействие.

5. Разрушение клеток и организмов.

6. Химическое действие (т.к. УЗ – это катализатор химической реакции).

Диагностические и лечебные методы применения ультразвука в медицине.

Наименование метода	Суть метода
УЗ-локация	Определение расположения и размера неоднородных включений, полостей, внутренних органов. Определение глубины залегания объекта. Определение размеров глазных сред.
Эхоэнцефалография	Определение опухолей и отёков головного мозга.
Эхокардиография	Измерение размеров сердца в динамике. Изучение характера движения сердечных клапанов. Измерение скорости кровотока.
УЗ-терапия	Механическое и тепловое воздействие на ткань. Применяют ультразвук частотой 800 кГц, средняя интенсивность 1 Вт/см2.
УЗ-хирургия	Ультразвуковой скальпель способен рассекать мягкие и костные ткани.
УЗ-остеосинтез	Сваривание поврежденных или трансплантируемых костных тканей.
УЗ-изготовление лекарств	Дробление тел, помещенных в жидкость с целью получения эмульсий.
УЗ-стерилизация	Губительное воздействие на микроорганизмы.
УЗ-голография	Получение объемного изображения органа.

 

 

Применение в стоматологии	Зная скорость распространения ультразвука в материале можно определять кинетику процесса отверждения пломбировочных композиций. Использование ультразвуковых боров. Удаление камней с помощью ультразвука.
и т.д.

 

Инфразвук

Инфразвуком называется упругие механические волны с частотами, меньшими тех, которые воспринимает человеческое ухо, до 20 Гц.

Источники инфразвука – море, землетрясения, грозовые разряды, взрывы, автомашины….

Инфразвук слабо поглощается разными средами и поэтому он распространяется на значительные расстояния.

Первичный механизм действия инфразвука на организм имеет резонансную природу. Резонанс наступает при близких значениях частоты вынуждающей силы и частоты собственных колебаний. Частота собственных колебаний тела человека в положении лежа 3÷4 Гц; стоя 5÷12 Гц; частота собственных колебаний грудной клетки 5÷8 Гц; брюшной полости 3÷4 Гц, а это соответствует частоте инфразвука.

Инфразвук оказывает неблагоприятное воздействие на функциональное состояние ряда систем организма (усталость, головная боль, сонливость, раздражение и т.д.). Поэтому снижение уровня интенсивности инфразвука в жилых, производственных помещениях,  в транспорте – одна из главных задач гигиены.

 

ЭЛЕМЕНТЫ БИОМЕХАНИКИ

ПЛАН:	3.1. Деформация и её виды.
	3.2. Основные характеристики деформации. Закон Гука для упругой деформации.
	3.3. Реологическое моделирование биологических тканей.
	3.4. Механические свойства биологических тканей. а) механические свойства костной ткани. б) механические свойства ткани кровеносных сосудов.

3.1. ДЕФОРМАЦИЯ И ЕЁ ВИДЫ

Деформацией называется изменение взаимного расположения точек тела, которое сопровождается изменением его форм и размеров, обусловленное действием внешних сил на тело.

Виды деформации

· Упругая деформация – полностью исчезает после прекращения действия внешних сил.

· Пластическая (остаточная) деформация – остается после прекращения действия внешних сил.

· Упруго-пластическаядеформация – неполное исчезновение деформации.

· Вязко-упругаядеформация – сочетание вязкого течения и эластичности.

 

Виды упругих деформаций

· Деформация растяжения или сжатия происходит под действием сил, действующих в направлении оси тела:

 

·  Деформация изгиба.

 

·  Деформация сдвига.

· Деформация кручения.

· Деформация резания.