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.
