Ультразвук является разновидностью механической энергии и представляет собой механические колебания упругой среды частотой более 16 кгц, которые не воспринимаются человеческим ухом. Эти колебания передаются в виде продольных волн, которые вызывают попеременное сжатие и разрежение среды или вещества (рис.14). Чем больше мощность передаваемой энергии, тем больше амплитуда отклонений частиц среды от исходного состояния. Расстояние, включающее в себя одну область сжатия и одну область разрежения, составляет длину волны, которая будет обратно пропорциональна частоте колебаний.
Ультразвуковые волны низких частот распространяются сферически. По мере увеличения частоты колебаний и, соответственно этому, уменьшения длины волны, пучок ультразвуковых волн становится прямолинейнее. Прямолинейность распространения ультразвуковых волн высокой частоты (800 - 3000 кгц) обусловливает их применение в физиотерапии. Эти волны распространяются параллельно друг другу, их можно сконцентрировать на ограниченном участке. Закономерность распространения высокочастотных ультразвуковых волн приближается к закономерности распространения света: поглощение, преломление, отражение от границы двух сред.
Поглощение ультразвуковых волн в разных тканях различно. Например, коэффициент поглощения ультразвука для костной ткани в 12-15 раз выше по сравнению с мышечной тканью. В целом чем выше частота колебаний, тем интенсивнее поглощение, тем меньше глубина проникновения. Ультразвук высоких частот интенсивно поглощается воздухом. Малейшие его прослойки между излучателем и поверхностью кожи задерживают ультразвуковые волны. В связи с этим при лечебном воздействии используют безвоздушные контактные среды: вазелиновое масло, глицерин, ланолин. В тех случаях, когда невозможен плотный контакт между излучателем ультразвука и поверхностью кожи (область кисти, стопы), проводят дистанционное воздействие через воду с зазором 1-2 см.
Рис.14 Графическое изображение ультразвуковых волн (сгущение и разрежение частиц вещества): 1 - акустическое давление; 2 - длина волны; 3 - амплитуда волны. 71
Для получения ультразвука используется обратный пьезо-электрический эффект. Под пьезоэлектрическим эффектом понимают явление электрической поляризации кристаллов, вызываемое их механической деформацией: сжатие, растяжение, изгиб, кручение. Такими свойствами обладают кристаллы кварца, титаната бария, сегнетовой соли и другие. С другой стороны, при помещении этих кристаллов в переменное электрическое поле они сжимаются и растягиваются в зависимости от направления поля. Частота полученных механических колебаний соответствует частоте колебаний электрического поля. Таким образом, аппарат для получения ультразвука состоит из генератора высокой частоты и ультразвукового излучателя (вибратора, аппликатора), в который помещена пластинка кварца или титаната бария.
Аппараты:
- УЗТ (ультразвуковой терапевтический), портативный аппарат;
- "Ультразвук - Т5", портативный аппарат.
Аппараты работают в непрерывном и импульсном режимах, частота импульсов 50 Гц, импульсы различной длительности, которая выражается в миллисекундах (мсек). аппараты комплектуются съемными вибраторами с излучающей поверхностью 1 и 4 кв.см. Выпускаются специальные аппараты для лечения стоматологических, урологических, офтальмологических, ЛОР заболеваний и другие.
Аппарат «УЗТ –Т5»
Основные биофизические процессы:
в тканях связаны с тремя основными эффектами ультразвука: механическим (механико-динамическим), физико-химическим и термическим.
Механическое действие проявляется на клеточном и субклеточном уровнях. Воздействие ультразвуком большой интенсивности приводит к 72
разрыву ткани с образованием микроскопических полостей, время существования которых соизмеримо с периодом ультразвуковых колебаний. Это явление, названное кавитацией (cavum-полость), при применении терапевтических доз не наблюдается. Механическое действие ультразвука малой интенсивности, используемой в физиотерапии, заключается в вибра-ционном микромассаже тканей. При этом в клетках и тканевых структурах усиливаются процессы диффузии и осмоса.
Физико-химическая активность ультразвука связана со сложными электронно-квантовыми явлениями на молекулярном уровне. Движение молекул ускоряется, усиливается образование ионов. В тканях увеличивается количество свободных радикалов, активируется образование биологически активных веществ и окислительно-восстановительные реакции, повышается дисперсность коллоидов клеток. В терапевтических дозах ультразвук является катализатором биохимических реакций. Электронно-квантовые явления резко увеличивают собственную хемолюминисценцию крови. При применении больших интенсивностей ультразвука (в дозах, многократно превышающих терапевтические) можно наблюдать обесцвечивание органических красителей, окисление йодистого калия, что также подтверждает наличие физико- химического эффекта.
Термический эффект связан с превращением механической энергии в тепловую, то есть речь идет об эндогенном тепле. Тепло выделяется прежде всего в тканях, интенсивно поглощающих ультразвук: нервная ткань, кости. Происходит нагрев всей ткани -объемное нагревание, тепло выделяется также на границе двух сред разной акустической плотности - структурное нагревание. Поскольку в физиотерапии используются небольшие интенсив-ности ультразвука, заметного повышения температуры ткани во время процедуры не наблюдается. Тепловой эффект в данном случае играет второстепенную роль.
