SITE PAIEŠKA

Kas yra ultragarsas? Ultragarsas medicinoje. Ultragarso gydymas

Nepaisant to, kad ultragarso tyrimaibangos prasidėjo daugiau nei prieš šimtą metų, tik praėjusį pusę amžiaus jie plačiai naudojami įvairiose žmogaus veiklos srityse. Taip yra dėl to, kad aktyviai vystosi ir kvantinės, ir netiesinės akustinės sistemos, ir kvantinės elektronikos bei kietojo kūno fizika. Šiandien ultragarsas yra ne tik aukšto dažnio akustinių bangų srities žymėjimas, bet ir visa mokslo kryptis šiuolaikinėje fizikoje ir biologijoje, su kuria susietos pramonės, informacijos ir matavimo technologijos, taip pat šiuolaikinės medicinos diagnostikos, chirurgijos ir terapijos metodai.

Ultragarsas yra

Kas tai yra?

Visos garso bangos gali būti suskirstytos į garsąžmogus turi dažnius nuo 16 iki 18 tūkstančių Hz, ir tas, kurios yra už žmogaus suvokimo diapazono ribų - infra-ir ultragarsu. Infrazija reiškia bangas, panašias į garsą, tačiau dažnius žemiau suvoktos žmogaus ausies. Infrazono zonos viršutinė riba yra 16 Hz, o apatinė riba yra 0.001 Hz.

Ultragarsas taip pat yra garso bangos, bet tikjų dažnis yra aukštesnis nei galimas žmogaus klausos aparatas gali sugerti. Paprastai jie suprantami kaip dažniai nuo 20 iki 106 kHz. Jų viršutinė riba priklauso nuo terpės, kurioje šios bangos sklinda. Taigi, dujų aplinkoje riba yra 106 kHz, o kietose ir skystose - 1010 kHz. Atsižvelgiant į lietaus, vėjo ar krioklio, žaibo triukšmo ir turi ultragarso komponentų jūros bangos ošimas ritininis akmenukai. Tai dėka gebėjimas suvokti ir analizuoti ultragarso klasės bangos banginiai ir delfinai, šikšnosparniai ir naktinių vabzdžių orientuotis erdvėje.

Šiek tiek istorijos

Pirmieji ultragarsiniai (JAV) tyrimai buvoJie buvo atlikti XIX a. Pradžioje prancūzų mokslininku F. Savartu, kuris siekė nustatyti viršutinę žmogaus klausos aparato garsumo ribą. Ateityje tyrinėdami ultragarsines bangas užsiėmė tokie žymūs mokslininkai kaip vokietis W. Wines, angl. F. Galtonas, rusas P. Lebedevas ir studentų grupė.

1916 m. Fizikas iš Prancūzijos P. Langevin, bendradarbiaudama su Rusijos mokslininkas emigranto Konstantinas Shilovsky sumaniai naudoti kvarco gauti spinduliuotės ir ultragarsu jūrų matavimų ir aptikimo povandeninių objektų, kurie leido mokslininkams sukurti pirmąjį Sonar, susidedanti iš siųstuvo ir ultragarso imtuvu.

ultragarso efektas
1925 m. Amerikietis V. Pierce sukūrė prietaisą, dabar vadinamą "Pierce" interferometru, labai tiksliai matuojančius ultragarso greičius ir absorbciją skystoje ir dujinėje terpėje. 1928 m. Sovietinis mokslininkas S. Sokolovas pirmą kartą naudojo ultragarso bangas, norėdamas nustatyti įvairius kietojo, įskaitant metalo, kūno defektus.

Po pokario 50-60-aisiais, remiantisteorinis kūrimo komanda tarybinių mokslininkų, vadovaujamų LD Rosenberg prasideda plačiai naudoti ultragarso įvairiose pramonės ir technologijų srityse. Tuo pačiu metu, dėka britų ir amerikiečių mokslininkai, taip pat tyrimų sovietinių mokslininkų, kaip antai Khokhlov, V. Krasilnikov ir daugelis kitų sparčiai besivystančioje mokslo disciplinos, pavyzdžiui, netiesinių akustika darbą.

Maždaug tuo pačiu metu atliekami pirmieji amerikiečių bandymai naudoti ultragarsą medicinoje.

Sovietų mokslininkas Sokolovas vėl keturiasdešimtojo dešimtmečio pabaigojepraėjusio amžiaus metai sukūrė teorinį prietaiso, skirto nepermatomų objektų vizualizavimui - "ultragarso" mikroskopą, aprašymą. Remiantis šiais tyrimais, 1970 m. Viduryje Stanfordo universiteto specialistai sukūrė skenavimo akustinio mikroskopo prototipą.

Savybės

Turėdamas bendrą pobūdį, garsinės srovės bangas,taip pat ultragarsu, yra taikomi fiziniai įstatymai. Tačiau ultragarsu yra keletas funkcijų, kurios leidžia plačiai naudoti įvairiose mokslo, medicinos ir technologijų srityse:

1. Žemas bangos ilgis. Mažiausias ultragarsinis diapazonas neviršija kelių centimetrų, todėl signalas pluoštas plinta. Šiuo atveju banga yra sutelkta ir dauginama linijinėmis sijomis.

2. Nedidelis svyravimų periodas, dėl kurio ultragarso gali būti skleidžiamas impulsinis.

3. Įvairiose aplinkose ultragarsiniu vibracijų, kurių bangos ilgis yra ne didesnis kaip 10 mm, turi savybes, panašias į šviesos spindulių, kurie leistų pritraukti virpesiai generuoti nukreiptas spinduliuotės, t.y. ne tik norima kryptimi siųsti energiją, bet taip pat orientuoti ją į reikalingą tūrį.

4. Su maža amplitudė, galima gauti didelę vibracijos energijos vertę, kuri leidžia sukurti aukštos energijos ultragarsinius laukus ir sijas, nenaudojant didelės apimties įrangos.

Kavitacija
5. Esant ultragarso poveikiui aplinkoje, yra daug specifinių fizinių, biologinių, cheminių ir medicininių padarinių, tokių kaip:

  • disperguoja;
  • kavitacija;
  • degazavimas;
  • vietinis šildymas;
  • dezinfekcija ir daugiskaitos. kita

Tipai

Visi ultragarso dažniai suskirstyti į tris tipus:

  • ULF - žemas, nuo 20 iki 100 kHz;
  • UHF - vidutinio dažnio - nuo 0,1 iki 10 MHz;
  • UZVCH - aukšto dažnio - nuo 10 iki 1000 MHz.

Šiandien praktinis ultragarsinis naudojimas -tai visų pirma mažo intensyvumo bangų naudojimas įvairių medžiagų ir gaminių vidaus struktūros matavimui, kontrolei ir tyrimams. Aukštos dažnio elementai naudojami aktyviai įvairioms medžiagoms paveikti, o tai leidžia keisti jų savybes ir struktūrą. Daugelio ligų diagnostika ir gydymas ultragarsu (naudojant įvairius dažnius) yra atskira ir aktyviai besivystanti šiuolaikinės medicinos kryptis.

Kur jis taikomas?

Per pastaruosius dešimtmečius ultragarsu domėjosine tik mokslo teoretikai, bet ir praktikai, kurie vis dažniau įgauna įvairias žmonių veiklos rūšis. Šiandien ultragarso prietaisai naudojami:

Informacijos apie medžiagas ir medžiagas gavimas

Veikla

Dažnis kHz

iki

Medžiagų sudėties ir savybių tyrimas

kietos medžiagos

10

106

skysčiai

103

105

dujos

10

103

Kontrolės dydžiai ir lygiai

10

103

Sonaras

1

100

Defektoskopija

100

105

Medicininė diagnostika

103

105

Poveikis

apie medžiagas

Litavimas ir dengimas

10

100

Suvirinimas

10

100

Plastiko deformacija

10

100

Apdirbimas

10

100

Emulsavimas

10

104

Kristalizacija

10

100

Purškimas

10-100

103-104

Aerozolių krešėjimas

1

100

Dispersija

10

100

Valymas

10

100

Cheminiai procesai

10

100

Poveikis degimui

1

100

Chirurgija

10 iki 100

103 iki 104

Terapija

103

104

Signalų apdorojimas ir valdymas

Acuustoelectronic konverteriai

103

107

Filtrai

10

105

Vėlavimo linijos

103

107

Acoustooptical prietaisai

100

105

Šiuolaikiniame pasaulyje ultragarsas yra svarbi technologinė priemonė tokiuose pramonės sektoriuose kaip:

  • metalurgijos;
  • cheminis;
  • žemės ūkio;
  • tekstilė;
  • maistas;
  • farmakologinis;
  • mašina ir instrumentų gamyba;
  • naftos chemijos, perdirbimo ir kt.

Be to, ultragarsas vis dažniau naudojamas medicinoje. Apie tai kalbėsime kitame skyriuje.

Naudokite medicinoje

Šiuolaikinėje praktinėje medicinoje yra trys pagrindinės skirtingų dažnių ultragarso naudojimo kryptys:

1. Diagnostika.

2. Terapinė.

3. Chirurginis.

Leiskite išsamiau apsvarstyti kiekvieną iš šių trijų krypčių.

Ultragarsas medicinoje

Diagnostika

Vienas iš moderniausių ir informatyviausiųmedicininės diagnostikos metodai yra ultragarsiniai. Neabejotini privalumai yra šie: minimalus poveikis žmogaus audiniams ir didelis informatyvumas.

Kaip jau minėta, ultragarsas yra garsusbangos, skleidžiančios homogeninę terpę tiesiakraujiškai ir esant pastoviam greičiui. Jei jų kelias yra regionai, turintys skirtingą akustinį tankį, atsiranda kai kurios vibracijos, o kita dalis lūžta, tuo pat metu tęsiasi tiesiakraujamas judesys. Taigi, kuo didesnis ribinės terpės tankio skirtumas, tuo labiau atsispindi ultragarso virpesiai. Šiuolaikiniai ultragarsiniai metodai gali būti suskirstyti į vietos ir peršviečiamąsias.

ultragarso apžvalgos

Ultragarso vieta

Tokio tyrimo proceseatspindi nuo terpės ribų su skirtingais akustinio tankio impulsais. Naudodami kilnojamąjį jutiklį galite nustatyti tyrimo objekto dydį, vietą ir formą.

Translucency

Šis metodas pagrįstas tuo, kad skirtingi audiniaižmogaus kūnas absorbuoja ultragarsą skirtingai. Atliekant vidinio organo tyrimą jam siunčiama tam tikro intensyvumo banga, po kurios specialus jutiklis registruoja perduodamą signalą iš nugaros pusės. Skenuojamo objekto vaizdas atkuriamas remiantis signalo intensyvumo pasikeitimu "įvesties" ir "išvesties" atžvilgiu. Gauta informacija apdorojama ir transformuojama kompiuteriu echogramos (kreivės) forma arba sonograma - dvimatis vaizdas.

Doplerio metodas

Tai yra aktyviausiai besivystantis metodasDiagnostika, kai naudojami ir impulsiniai, ir nuolatiniai ultragarsiniai instrumentai. Doplerografija plačiai naudojama akušerijoje, kardiologijoje ir onkologijoje, nes ji leidžia stebėti net mažiausias kapiliarų ir mažų kraujagyslių pokyčius.

Inkstų ultragarsas

Diagnozės taikymo sritys

Šiandien ultragarso vizualizavimo ir matavimų metodai yra dažniausiai naudojami tokiose srityse kaip:

  • akušerija;
  • oftalmologija;
  • kardiologija;
  • naujagimių ir kūdikių neurologija;
  • vidaus organų tyrimas:

- inkstų ultragarsu;

- kepenys;

- tulžies pūslės ir kanalų;

- moterų reprodukcinė sistema;

  • išorinių ir šalutinių organų (skydliaukės ir pieno liaukų) diagnostika.

Naudoti terapijoje

Pagrindinis terapinis ultragarso poveikissukelia jo gebėjimas įsiskverbti į žmogaus audinius, pašildyti ir pašildyti, atlikti atskirų vietų mikromasažą. JAV gali būti naudojamas tiek tiesioginiam, tiek netiesioginiam skausmo poveikiui. Be to, tam tikromis sąlygomis šios bangos turi baktericidinį, priešuždegiminį, analgetiką ir spazmolitinį poveikį. Terapiniais tikslais naudojama ultragarsija yra sąlygiškai suskirstyta į didelio ir mažo intensyvumo svyravimus.

Ultragarso gydymas
Tai yra labiausiai paplitusi mažo intensyvumo banganaudojamas stimuliuoti fiziologines reakcijas arba nedidelį, nešvarų šildymą. Gydymas ultragarsu davė teigiamų rezultatų tokiomis ligomis kaip:

  • artrozė;
  • artritas;
  • mialgija;
  • spondilitas;
  • neuralgija;
  • varikoze ir trofinės opos;
  • Bechterevo liga;
  • sunaikinantis endarteritas.

Tyrimai atliekami, kai ultragarsu gydoma Meniere liga, emfizema, dvylikapirštės žarnos opa ir skrandis, bronchinė astma, otosklerozė.

Ultragarso chirurgija

Moderni chirurginė operacija naudojant ultragarsines bangas yra padalinta į dvi puses:

- selektyviai sunaikinti audinių vietas specialiomis kontroliuojamomis ultragarso bangomis, kurių intensyvumas yra 10 Hz6 iki 107 Hz;

- naudojant chirurginį instrumentą ultragarso virpesius nuo 20 iki 75 kHz.

Pasirinktinio ultragarsinio kirpimo pavyzdys gali būtitarnauti kaip gniuždymo ultragarso inkstų akmenų. Per šį neinvaziniai operacijos ultragarso bangos veikia ant akmens per odą, tai yra, ne iš žmogaus kūno.

Ultragarsinis pašalinimas
Deja, toks chirurginis metodas turi keletą apribojimų. Nenaudokite ultragarso gniuždymo šiais atvejais:

- nėščios moterys bet kuriuo metu;

- jei akmenų skersmuo yra daugiau kaip du centimetrai;

- už bet kurias infekcines ligas;

- esant ligoms, kurios sutrikdo normalų kraujo krešumą;

- esant rimtiems kaulinio audinio pažeidimams.

Nepaisant to, kad inkstų akmenų pašalinimas ultragarsu atliekama be pjūvio, ji yra gana skausminga ir atliekama taikant bendrąją arba vietinę anesteziją.

Chirurginiai ultragarsiniai instrumentai naudojami ne tik mažiau skausmingiems kaulų ir minkštųjų audinių skilimui, bet ir kraujo netekimui.

Akmens smulkinimas ultragarsu
Pažiūrėkime į odontologiją. Ultragarso dantų akmenys pašalinami mažiau skausmingai, o visos kitos gydytojo manipuliacijos atliekamos daug lengviau. Be to, traumoje ir ortopedinėje praktikoje ultragarsu naudojamasi sugedusių kaulų vientisumui atkurti. Tokių operacijų metu tarpo tarp kaulų fragmentų užpildoma speciali kompozicija, sudaryta iš kaulų drožlių ir specialaus skysto plastiko, po to jie suapvalinami, kad visi komponentai būtų tvirtai sujungti. Tie, kurie patyrė chirurgines intervencijas, kurių metu buvo naudojamas ultragarsas, paliktų atsiliepimus skirtingi - tiek teigiami, tiek neigiami. Tačiau reikia pažymėti, kad patenkinti pacientai vis dar yra daugiau!

</ p>
  • Reitingas: