ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ УЛЬТРАЗВУКА

Ультразвук представляет собой упругие механические колебания плотной физической среды с частотой 20 кГц, т.е. в сверхзвуковом акустическом диапазоне частот, которые распространяются в виде продольных волн и приводят к последовательному сжатию и растяжению среды. Ультразвуковые волны обладают свойствами звука и света. Сжатие и разряжение вещества составляют один цикл колебаний, а число их в секунду — частоту колебаний в герцах .

В ультразвуковом поле в направлении бегущих волн вследствие чередования зон сжатия и разряжения вещества возникает переменное акустическое давление, амплитуда которого зависит от интенсивности колебаний.

При распространении ультразвука в неоднородной среде часть энергии отражается, а другая часть проходит в следующую среду. Отражение ультразвука зависит от различных условий, главным образом, от величины акустического сопротивления сред, угла падения и частоты колебаний волн.

Если акустическое сопротивление сред в зоне воздействия отличается незначительно, то отражение ультразвука на границе этих сред минимально. Если же акустическое сопротивление сред отличается резко, то падающая волна полностью отражается от границы сред.

Отражение ультразвуковых волн зависит и от угла их падения на зону воздействия. С увеличением угла падения коэффициент отражения возрастает.

После отражения ультразвука от препятствия (среды) может происходить наложение волн (интерференция) и в результате этого усиление или ослабление колебаний.

Ультразвуковая терапия — применение с лечебной целью энергии не слышимых человеческим ухом механических колебаний упругой среды с частотой выше 16 кГц. В физиотерапевтической практике ультразвук используется преимущественно в диапазоне от 800 до 3000 кГц.

В условиях целостного организма ультразвук частотой 800–1000 кГц распространяется на глубину 5–6 см, а при частоте 2500–3000 кГц — на 1,2–2 см.

Для оценки глубины проникновения пользуются величиной полупоглощающего слоя. Она показывает, на какой глубине интенсивность колебаний в результате их поглощения тканями уменьшается наполовину.

Основными дозиметрическими параметрами ультразвуковой терапии являются мощность, интенсивность, режим и продолжительность воздействия. Под мощностью понимают количество энергии, излучаемой всей поверхностью ультразвуковой головки. В медицине используется понятие — интенсивность — это количество ультразвуковой энергии, проходящей через 1 см кв. площади излучателя в течение 1 секунды. Выражается в ваттах на 1 см кв (Вт/см кв).

Режим генерации ультразвука может быть непрерывным и импульсивным, когда колебания подаются в виде отдельных импульсов с интервалами. При этом частота импульсов равна 50 Гц, их длительность — 10,4 и 2 мс, а скважность (соотношение длительности всего периода и длительности прохождения импульса) соответственно равна 2,5 и 10.

При лечебном применении интенсивность ультразвука является более определяющим фактором, чем продолжительность воздействия.

В механизме действия ультразвука на организм основное значение имеют механический, тепловой и физико-химический факторы.

В лечебной практике все большее распространение получает фонофорез лекарственных веществ (ультрафонофорез, сонофорез), т.е. одновременное комплексное воздействие на организм ультразвуковых колебаний и лекарственных веществ.

Визуализировать действие ультразвука можно, проведя следующий опыт: на рабочую поверхность излучателя ультразвука наносится несколько капель воды. После включения наблюдается подпрыгивание, «кипячение» этих капель. 

Автор:  Фролов Сергей, 10ЛГ класс
Научный руководитель — Петряшова О.Н.