Действие ультразвука на вещество, клетки и ткани организма. Применение ультразвука в медицине.

Ультразвук оказывает на вещество сложное действие: механическое, физико-химическое и тепловое.

Механическое действие УЗ на вещество связано с деформацией микроструктуры вещества, происходящей вследствие поочередного сближения и разрежения его частиц, вызываемых УЗ волной. При достаточной интенсивности УЗ это может вызвать разрушение вещества, в жидкости это приводит к кавитации- образованию микроскопических полостей,которые заполняются парами жидкости,а затем при сближении частиц захлопываются под большим давлением.

Действием УЗ можно размельчить и диспергировать различные среды, что используется при изготовлении вакцин, эмульсий, аэрозолей и т.д.

В зависимости от условий воздействия и свойств c реды, УЗ может способствовать и обратным процессам: осаждению суспензий, коагуляции аэрозолей, очистке газов от взвешенных в них примесей.

УЗ ускоряет некоторые химические реакции, например, окисления и полимеризации.

 На комплексном действии механических, тепловых и химических факторов основано биологическое действие ультразвука, который может вызвать гибель вирусов, бактерий и грибков, а при значительной мощности и мелких животных. При незначительной мощности УЗ повышает проницаемость клеточных мембран, активизирует процессы тканевого обмена.

Ультразвук в настоящее время получил разнообразные применения.

 В фармацевтической промышленности при изготовлении лекарств используется способность ультразвука дробить тела,помещенные в жидкость и создавать эмульсии

При лечении туберкулеза,бронхиальной астмы применяют аэрозоли различных лекарственных средств, полученных с помощью ультразвука

В медицине УЗ в различных диапозонах частот используется для терапевтического и хирургического лечения и диагностики

Метод лечения,при котором используются колебания 800-3000кГц называется ультразвуковой терапией

  Для лечебных целей применяют аппараты,в которых электрический ток подается на пластинку излучателя = кварца или титанита бария.Пластинка под действием переменного электрического тока сжимается и разжимается. Движения пластинки через контактную среду (вода,вазелиновое масло, передаются на подлежащие ткани.УЗ в этих частотах распространяется в средах почти прямолинейным пучком,что позволяет воздействовать им на ограниченный участок и проникает на глубину от 1 до 5-6 см.Это дает возможность использовать его для лечения заболеваний различных органов

В лечебной практике используют в основном малые дозы ультразвука, активизирующие внутриклеточные процессы в тканях (биосинтез белка, усиление активности ферментов и т.д.). Терапевтические дозы ультразвука оказывают выраженное болеутоляющее, сосудорасширяющее, противовоспалительное действие.

Под влиянием ультразвука в зоне воздействия повышается проницаемость кожи и слизистых оболочек, что способствует введению в ткани через кожу нанесенных на нее лекарственных средств. Этот метод называется фонофорезом.

Существует аппарат для ультразвуковой сварки и резки костей

Способность ультразвуковых волн без существенного поглощения проникать в мягкие ткани организма и отражаться от уплотнений и неоднородностей используется в диагностических целях. Ультразвуковая диагностика дополняет основной метод исследования внутренних органов – рентгенодиагностику, а иногда имеет преимущества над ней.

Высокая чувствительность ультразвуковой аппаратуры позволяет получить эхограмму мягких тканей, последить за движущимися объектами, например, за частотой сердечных сокращений, скоростью кровотока в крупных сосудах.

Биологическое действие ультразвука, т.е. изменения, вызываемые в жизнедеятельности и структурах биологических объектов при воздействии на них ультразвука, определяется, главным образом, его интенсивностью и длительностью облучения и может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на жизнедеятельность организмов.

 

25. Эффект Доплера и его использование в медико-биологических исследованиях

Эффектом Доплера называют изменение частоты волн, воспринимаемых наблюдателем, вследствие относительного движения источника волн и наблюдателя.

 

При одновременном сближении источника волн и наблюдателя воспринимается частота

 

 

При одновременном удалении источника волн и наблюдателя воспринимается частота

 

где c  – скорость распространения УЗ волны, v _н -скорость наблюдателя, v _и -скорость источника, ν _и -частота излучения источника, ν _в -частота воспринимаемых волн.

 

Эффект Доплера используют для определения скорости кровотока 

    

Используется система,содержащая генератор(1) электрических колебаний УЗ-частоты,излучатель УЗ(2),устройство сравнения частот(3),УЗ_волна (4) проникает в кровеносный сосуд(5) и отражается от движущихся эритроцитов (6)Отраженная УЗ-волна (7) попадает в приемник(8),там преобразуется в электрическое колебание и усиливается

Если генератор излучает УЗ,который падает на эритроциты,то vг= vист=0, v приемн= v эр= v 0

 V=

 

(где v- частота волн,воспринимаемых эритроцитом)

Дальше рассмотрим волну,отраженную от эритроцита,которфй станет теперь источником УЗ:

 

 

V”=_______ =________ ________ =_________

Где v”-частота,воспринимаемая приемником

 Скорость кровотока равна:

 

 

 

Где DvД-  доплеровский сдвиг частоты