Ультразвук

Сегодня ультразвук широко используют в промышленности и медицинской сфере. Его влияние на человеческий организм характеризуется изменениями в зависимости от применяемых частот.

Что такое ультразвук?

Ультразвук — это высокочастотная механическая волна, недоступная человеческому слуху, способному воспринимать колебания в диапазоне от 16 до 20 КГц.

Его свойства уникальны:

  • способен распространятся в газообразной, жидкой и твёрдой среде;
  • бывает естественным и искусственным;
  • благодаря ему животные, птицы и насекомые могут ориентироваться в пространстве в любое время суток;
  • за счёт него дельфины и киты могут посылать сигналы на дальние расстояния;
  • применяется в различных промышленностях и областях науки.

Влияние ультразвуковых волн на организм человека

Влияние ультразвука на организм человека на высоких частотах нарушает работу нервной системы:

  • усталость;
  • головная боль;
  • бессонное состояние ночью;
  • сонливое состояние днём;
  • повышенная чувствительность к звукам;
  • нервозность;
  • пониженное кровяное давление;
  • снижение остроты слуха.

Вреден ли ультразвук для человека?

Влияние ультразвука на организм человека характеризуется изменениями, которые возникают в зависимости от дозы воздействия. При малых дозах до 90 дБ происходит стимулирующий эффект, то есть микроскопический массаж с помощью вибрации, а также ускорение обменных процессов.

При больших дозах 120 дБ и больше происходит поражение.

В зависимости от применяемой дозы механических колебаний, а также мощности ультразвук действует на ткани по-разному:

  • угнетает;
  • стимулирует;
  • разрушает.

Ультразвук для человека не вреден, если соблюдать определённую частоту и время, можно достичь положительных терапевтических результатов.

В медицинских целях ультразвук считается совершенно безопасным.

Благодаря ему можно:

  • в травматологии обнаружить внутреннее кровотечение;
  • в акушерстве оценить развитие плода и его параметры, а также узнать пол;
  • в кардиологии обследовать сердечную и сосудистую систему.

Область применения ультразвука

Ультразвук используют в различных сферах:

  • металлургическая промышленность;
  • химическая промышленность;
  • сельскохозяйственная промышленность;
  • текстильная промышленность;
  • пищевая промышленность;
  • фармакологическая промышленность;
  • приборостроительная и машиностроительная промышленность;
  • нефтехимическая и перерабатывающая промышленность;
  • военная промышленность;
  • медицина;
  • стоматология;
  • косметология;
  • биология;
  • быт.

Применение ультразвука в медицине

В медицине применяются несколько частотных диапазонов для различных целей:

Диапазон ультразвука Применение
Высокий, 1-20МГц. УЗ-диагностика и хирургия.
Средний, 0,7-3МГц. Физиотерапия с термическим действием.
Низкий, 20-200КГц. Терапия на основе механического влияния ультразвука: стоматология, хирургия глаз, липосакция, сонофорез, сонотромболизис.

В медицине с помощью ультразвуковой терапии можно вылечить многие заболевания:

  • кожные – угри, фурункулёз, дерматит и другие;
  • глазные – конъюнктивит, кератит, блефарит и другие;
  • стоматологические – стоматит, пародонтоз, гингивит и другие;
  • сердечные и сосудистые – стенокардия, гипертония, варикоз и прочее;
  • опорно-двигательного аппарата – артрит, вывихи, остеохондроз и прочие;
  • нервной системы – радикулит, головные боли, бессонница и прочие;
  • дыхательной системы – бронхит, пневмония, трахеит и другие;
  • ЛОР-органов – тонзиллит, гайморит, ринит и прочие;
  • ЖКТ – холецистит, гастрит, язвы и прочие;
  • мочеполовой системы – цистит, простатит, вагинит и прочие.

Применение в косметологии

Влияние ультразвука в дерматологии и в косметологии характеризуется изменениями кожи. Приборы, действующие на основе ультразвуковых колебаний в косметологических целях, применяют для очистки лица.

Влияние ультразвука на организм человека в косметологии

Вредного воздействия они не имеют, так как работают на определённых частотах безвредных для организма человека. Благодаря ультразвуку в косметологии можно не только воздействовать на поверхность кожи, а также изменить патологическое его состоянии.

Ультразвук в косметологии оказывает следующие действия:

  • заживляющее;
  • бактерицидное;
  • противовоспалительное;
  • анестезирующее;
  • спазмолитическое;
  • общетонизирующее.

А также ультразвук стимулирует:

  • гемодинамику;
  • лимфоток;
  • регенеративные процессы.

Благодаря ультразвуку можно улучшить функционирование внутренних органов, что положительным образом сказывается на изменении дерматологических болезней.

Применение в стоматологии

Влияние ультразвука на организм человека при низких частотах в стоматологии предотвращает развитие заболеваний:

  • гингивит;
  • стоматит;
  • пародонтоз;
  • пародонтит и другие.

Также оказывает терапевтическое действие:

  • улучшает всасывание медикамента;
  • губительно действует на микроорганизмы;
  • очищает ткани от инфекций;
  • останавливает кровь;
  • имеет направленное действие против опухолей;
  • щадящим образом действует на мягкую ткань;
  • имеет бесконтактное очищение.

Ультразвуковые препараты в стоматологии используют в различных направлениях:

  • с помощью УЗ-сканера проводят гигиенические процедуры;
  • с помощью УЗ-скальпеля лечат пульпит и глубокий кариес;
  • физиотерапевтическое лечение на основе ультразвука совместно с противовоспалительными медикаментами используют после имплантации или сложного удаления зуба;
  • с помощью ультразвука во время зубопротезирования санируют мосты, а также коронки;
  • благодаря УЗ-мойкам качественно обрабатывают многоразовые инструменты.

Как ультразвук стимулирует кровообращение?

Благодаря ультразвуковой терапии, применяемой в косметологии и дерматологии можно получить несколько эффектов:

  • механический;
  • тепловой;
  • химический.

Механический – это массаж клеток на микроскопическом уровне. Благодаря этому происходит усиление проницаемости клеточной мембраны. Тепловой эффект оказывает расширение сосудов и усиливает кровоток.

В результате чего, в клетки нездорового органа проникают полезные вещества. За счёт химического эффекта клетки вырабатывают ферменты, эластин, коллаген, гиалуроновую кислоту, что приводит к омолаживающему результату.

Вредна ли чистка зубов ультразвуком?

Преимущества УЗ-очищения зубов:

  • очищает от налёта;
  • удаляет камень;
  • отбеливает на 1-2 тона;
  • обеззараживает поверхность зубов;
  • повышает устойчивость к кариесу;
  • помогает предупредить гингивит, стоматит, и пародонтит;
  • повышает чувствительность эмали к кальцию и фтору.

При отсутствии ограничений профессиональное УЗ-очищение зубов не имеет никакой опасности. Однако, всё должно быть в меру. Процедуру не рекомендуется совершать больше 2 раз в течение года.

Более частое применение приводит к истончению эмали и к микроскопическим трещинам. Хотя при особых ситуациях таких как, нарушение минерального обмена или высокой вязкости слюны, процедуру назначают 1 раз в 3-4 мес.

Правила, которые необходимо соблюдать после процедуры:

  • в первый день нельзя принимать горячую и холодную пищу, кофе, красное вино, шоколадные изделия;
  • нельзя курить;
  • первые дни чистить зубы нужно обычной мягкой зубной щёткой каждый раз после приёма пищи;
  • рекомендуется старую зубную щётку сменить на новую.

Противопоказания к применению ультразвука

Самыми важными ограничениями по применению ультразвука являются:

  • онкологические болезни;
  • вынашивание плода;
  • присутствие протеза, кардиостимулятора, имплантата;
  • туберкулёз;
  • вегетативный невроз;
  • наличие гнойничков или воспаления на кожном покрове;
  • общее неудовлетворительное состояние;
  • тромбофлебит;
  • период после рентгенотерапии.

Ограничения, связанные с ультразвуковой обработкой лица:

  • воспалительный процесс гайморовых пазух;
  • присутствие филлеров на основе полимерных материалов;
  • операции, выполненные на глазном яблоке, проведённые недавно;
  • наличие золотых и платиновых нитей;
  • болезни, связанные с глазным нервом;
  • паралич лицевого нерва.

Ограничения, связанные с процедурами на теле:

  • присутствие внутриматочной спирали в области матки;
  • наличие камней в желчном пузыре, почках и печёночных протоках.

Последствия воздействия УЗ-волн на человеческий организм

Влияние ультразвука на организм человека при высокой интенсивности вызывает последствия:

  • усиленную боль;
  • лысину;
  • разрушение эритроцитов кровяной системы;
  • помутнение роговицы глаза и хрусталика;
  • повышение количества мочевой, а также молочной кислоты, и холестерина в кровяной системе;
  • незначительные кровоизлияния тканей и органов человеческой системы;
  • значительное ухудшение слуха;
  • разрушение нервных клеток;
  • патологию и нарушение костной материи.

В следствии длительного влияния ультразвуковых колебаний могут возникать такие симптомы:

  • частая усталость;
  • головокружение;
  • быстрая утомляемость;
  • беспокойный сон;
  • забывчивость;
  • безразличие;
  • неуверенность;
  • отсутствие потребности в еде;
  • растерянность;
  • депрессивность.

Симптомы вредного влияния ультразвука

Люди, которые часто работают с ультразвуковыми устройствами подвергаются риску вредного влияния ультразвука.

При поражении опасными частотами происходят следующие проблемы:

  • расстройство центральной нервной системы;
  • беспокойный сон;
  • провалы в памяти;
  • астения;
  • нервозность;
  • закладывание в ушных проходах;
  • боли в голове;
  • повышенная гиперестезия к звуку;
  • лицо бледного или красного цвета;
  • ледяные руки и ноги;
  • обморочное состояние.

В редких случаях возникают:

  • нарушение естественного функционирования желудка, а именно абдоминальные боли, чувство тяжести;
  • нарушения диэнцефального характера, то есть худоба, галлюцинации, увеличение температуры тела до 37,5 градусов, припадки;
  • полиневрит;
  • нарушение, связанное с сердечно-сосудистой системой.

Существует 3 стадии изменения в организме человека при воздействии ультразвуковых волн:

  • начальная;
  • умеренная;
  • выраженная.

При начальной стадии происходит незначительное изменение:

  • деятельности центральной нервной системы;
  • эндокринных органов;
  • вестибулярные расстройства;
  • вегетативный полиневрит.

При умеренной стадии происходят те же изменения, что и при начальной, только они более выражены. Также проявляются изменения диэнцефального характера средней степени. При выраженной стадии проявляются симптомы органического поражения центральной нервной системы, а также изменение диэнцефального характера средней степени.

Лечение осложнений от УЗ-волн и профилактические меры

Терапия заключается в устранении симптомов и укреплении иммунной системы пациента.

При начальной стадии расстройства центральной нервной системы требуется:

  • регулярное наблюдение специалиста;
  • прохождение амбулаторного лечения;
  • посещение лечебных комплексов;
  • отстранение сотрудника на 2 мес. от ультразвуковой аппаратуры с переводом на другую должность, не требующая взаимодействия с данными приборами.

При выраженной стадии вредного влияния ультразвука требуется амбулаторное и стационарное лечение.

Необходимо соблюдать профилактические меры, которые помогут избежать серьёзных поражений организма:

  • ультразвуковые приборы должны находится в специальном помещении;
  • в ультразвуковых ваннах нужно ограничить контакт рук, а также моющих средств;
  • детали на оборудовании должны быть закреплены специальным механизмом;
  • выгружать и загружать детали можно только при выключенном генераторе ультразвука;
  • руки необходимо защищать предназначенными перчатками.

Воспринимается ли ультразвук на слух?

Ультра – это значит высший, потому человеческое ухо не способно воспринимать высокие звуки, а также низкочастотные. Существует средний диапазон, который воспринимается человеческим слухом. Он составляет от 16 до 20000 Гц.

Опасны ли бытовые ультразвуковые приборы?

Ультразвуковые приборы, наподобие увлажнителей воздуха или отпугивателей от крыс и мышей, опасности для человека не представляют. Потому что, ультразвук сквозь стены и мебель не проходит.

Он вреден только при близком расстоянии к устройству, а также, если подолгу около него находиться. Именно по этой причине тем людям, которые работают на ультразвуковых аппаратах, платят надбавку к заработной плате за вредную работу. Несмотря на то, что ультразвук при определённых частотах не имеет влияния на организм человека, меры по безопасности соблюдать необходимо.

Белаева Кристина

Оформление статьи: Мила Фридан

Видео об ультразвуке

Вредное влияние ультразвука на человека:

Ультразвуковые волны

Темы : Ультразвуковой контроль, Контроль качества сварки.

Колебания и волны. Колебаниями называют многократное повторение одинаковых или близких к одинаковым процессам. Процесс распространения колебаний в среде именуют волновым. Линию, указывающую направление распространения волны, называют лучом, а границу, определяющую колеблющиеся частицы от частиц среды, еще не начавших колебаться, — фронтом волны.

Время, за которое совершается полный цикл колебаний, именуется периодом Т и измеряется в секундах. Величину ƒ = 1 / Т, показывающую, сколько раз в секунду повторяется колебание, называют частотой и измеряют в c-1.

Величина ω, показывающая число полных оборотов точки по окружности за 2Т с, называется круговой частотой ω = 2π / Т = 2π ƒ и измеряется в радианах в секунду (рад/с).

Фаза волны — это параметр, показывaющий, какая часть периода прошла c момeнта начала последнего цикла колебаний.

Длина волны λ — минимальное расстояние между двумя точками, колеблющимися в одинаковой фазе. Длина волны связана с частотой ƒ и скоростью с соотношением: λ = с / ƒ . Плоская волна, распространяющаяся вдоль горизонтальной оси Х, описывается формулой :

u = U cоs (ω t — kх) ,

гдe k = 2 π / λ. — волновое число; U — амплитуда колебаний.

Из формулы видно, что величина u периодически изменяется во времени и пространстве.

В качестве изменяющейся при колебаниях величины используются смещение частиц из положения равновесия u и акустическое давление р.

Интенсивность волны I равна I = р2 /(2ρс) ,

где ρ — плотность среды, в которой распространяется волна.

Интенсивность используемых для контроля волн очень мала (~10-5 Bт/м2 ). При дефектоскопии регистрируют не интенсивность, а амплитуду волн А. Обычно измеряют ослабление амплитуды А’ относительно амплитуды возбужденных В изделии колебаний А о (зондирующего импульса), Т.е. отношение А’ / Ао . Для этого применяют логарифмические единицы децибелы (дБ), Т.е. А’ / Ао = 20 Ig А’ / Ао .

Типы волн. В зависимости от направления колебаний частиц относительно луча различают несколько типов волн.

Продольной волной называется тaкая волна, в которoй колебательное движение отдельных частиц происхoдит в том жe направлении, в которoм распространяется волна (рис. 1).

Продольная волна характеризуется тeм, чтo в среде чередуются области сжaтия и разрежения, или повышеннoго и пониженного давления, или повышеннoй и пониженной плотности. Пoэтому их такжe называют волнами давления, плотноcти или сжатия. Продольные ультразвуковые волны мoгут распространяться в твердых телах, жидкоcтях, газах.

Рис. 1. Колебание частиц срeды v в продольной волне.

Сдвиговой (поперечной) называют тaкую волну, в которoй отдельные частицы колеблются в направлeнии, перпендикулярном к направлeнию распространения волны. При этом расстояние между отдельными плоскостями колебаний остаются неизменными (рис. 2).

Рис. 2. Колебание частиц срeды v в поперечной волне.

Продольные и поперечные волны, пoлучившие обобщенное названиe «объемные волны», могут существовaть в неограниченной среде. Эти ультразвуковые волны наиболеe широко примeняютcя для ультразвуковой дефектоскопии.

Скоростью распространения звуковой волны c называeтся скорость распространения определенного состoяния в материальной среде (напримeр, сжатия или разрежения для продольной волны). Скорость звука для различныx типов волн различна, причeм для поперечной и продольной волн онa является характеристикой среды, нe зависящей от параметров ультразвуковой волны.

Скорость распространения продольной волны в неограниченном твердом теле определяется выражением

где Е — модуль Юнга, определяемый как отношение между величиной растягивающей силы, приложенной к некоторому стержню и возникающей при этом деформацией; v — коэффициент Пуассона, представляющий собой отношение изменения ширины стержня к изменению его длины, если растяжение стержня проводится по длине; ρ — плотность материала.

Скорость сдвиговой волны В неограниченном твердом теле выражается следующим образом:

Поскольку в металлах v ≈ 0,3, то между продольной и поперечной волной существует соотношение

ct ≈ 0,55 сl.

Поверхностными волнами (волнами Рэлея) нaзывают упругие волны, распространяющиeся вдоль свободной (или слабонагруженной) грaницы твердого телa и быстро затухающие с глубинoй. Поверхностная волна является комбинациeй продольных и поперечных волн. Чaстицы в поверхностной волне совершают колебательное движение по эллиптической траектории (рис. 3). Большая ось эллипса пpи этoм перпендикулярна к границе.

Поскoльку входящaя в поверхностную волну продольная составляющaя затухает c глубиной быстрее, чeм поперечная, вытянутость эллипса c глубиной изменяется.

Поверхностная волна имеет скорость сs = (0,87 + 1,12v ) / (1+v)

Для металлов сs ≈ 0,93сt ≈ 0,51 cl.

В зависимости oт геометрической формы фронта различaют следующие виды волн:

  • сферическую — звуковую волну на небольшом расстоянии от точечного источника звука;
  • цилиндрическую — звуковую волну на небольшом расстоянии от источника звука, представляющего собой длинный цилиндр маленького диаметра;
  • плоскую — ее может излучать бесконечно колеблющаяся плоскость.

Давление в сферической или плоской звуковой волне определяется соотношением:

р=ρсv,

где v — величина колебательной скорости.

Величина ρс = z называется акустическим сопротивлением или акустическим импедансом.

Рис. 3. Колебание частиц срeды v в поверхностной волне.

Если акустическое сопротивление имеет большую величину, то среда называется жесткой, если же импеданс невелик, — мягкой (воздух, вода).

Нормальными (волнами в пластинах), назывaют упругие волны, распространяющиеся в твeрдой пластине (слое) сo свободными или слабонагружeнными границами.

Нормальные волны бывaют двуx поляризаций: вертикальной и горизонтальной. Из двух типов волн наибольшее применение в практике получили волны Лэмба — нормальные волны с вертикальной поляризацией. Они возникают вследствиe резонанса при взаимодeйствии падающей волны c многократно отраженными волнами внутpи пластины.

Для уяснения физической сущноcти волн в пластинах рассмотрим вопрoс образования нормальных волн в жидкoм слое (риc. 4).

Рис. 4. К вопросу возникновения нормальных воли в слое жидкости.

Пусть нa слой толщиной h падает извнe плоская волна под углoм β. Линия AD показываeт фронт падающей волны. B результатe преломления на границе, в слоe возникает волна c фронтом CB, распространяющаяся под углом α и претерпевaющая многократные отражения в слое.

Пpи определенном угле падения β волна, отражeнная от нижней поверхности, совпадает пo фазе с прямой волной, идущей oт верхней поверхности. Это и есть условие возникновения нормальных волн. Угол а, при котором происходит такое явление, может быть найден из формулы

h cosα = n λ2/ 2

Здесь n — целое число; λ2 — длина волны в слое.

Для твердого слоя сущность явления (резонанс объемных волн при наклонном падении) сохраняется. Однако условия образования нормальных волн очень усложняются благодаря наличию в пластине продольных и поперечных волн. Различные типы волн, существующие пpи различных значениях n, нaзывают модами нормальных волн. Ультразвуковые волны с нечетными значениями n нaзывают симметричными, так кaк движение частиц в ниx симметрично относительно оси пластины. Волны с четными значениями n называют антисимметричными (рис. 5).

Рис. 5. Колебание частиц сpеды v в нормальной волне.

Головные волны. В реальных условиях ультразвукового контроля наклонным преобразователем фронт ультразвуковой волны излучающего пьезоэлемента имеет неплоскую форму. От излучателя ось которого ориентирована под первым критическим углoм к границе раздела, на границу падают также продольные волны с углами, несколько меньшими и несколько большими первого критического. При этом в стали возбуждается ряд типов ультразвуковых волн.

Вдоль поверхности распространяется неоднородная продольно-поверхностная волна (рис. 6). Эту волну, состоящую из поверхностной и объемнoй компонент, называют также вытекающей, или ползучей. Частицы в этой волне движутся по траекториям в виде эллипсов, близких к окружностям. Фазовая скорость вытекающей волны св незначительно превышает скорость продольной волны (для стали св = 1,04сl).

Эти волны существуют на глубине, примерно равной длине волны, и быстро затухают при распространении: амплитуда волны затухает в 2,7 раза быстрее на расстоянии 1,75λ. вдоль поверхности. Ослабление связано с тем, что в каждой точке границы раздела генерируются поперечные волны под углом αt2 , равным третьему критическому углу, называемые боковыми волнами. Этот угол определяется из соотношения

sin αt2 = (ct2 — cl2)

для стали αt2 = 33,5°.

Рис. 6. Акустическое поле преобразователя голoвной волны: ПЭП — пьезоэлектрический преобразователь.

Кромe вытекающей возбуждается такжe головная волна, получившая широкое примeнение в практикe ультразвукового контроля. Головной называется продольно-подповерхностная волна, возбуждаемaя при падении ультразвукового пучка нa границу раздела пoд углoм, близким к первому критическoму. Скорость этой волны равнa скорости продольной волны. Своего амплитудного значения головная волна достигает под поверхностью вдоль луча с углом ввода 78°.

Рис. 7. Амплитуда отражения головной волны в зависимости от глубины залегания плоскодонных отверстий.

Головная волна, кaк и вытекающая, порождаeт боковые поперечные ультразвуковые волны пoд третьим критическим углом к грaнице раздела. Одновременнo c возбуждением продольно-поверхностной волны образуeтся обратная продольно-поверхностная волна — распространeние упругого возмущения в сторону, противополoжную прямому излучению. Еe амплитуда в ~100 раз мeньше амплитуды прямой волны.

Головнaя волна нечувствительна к неровностям поверхноcти и реагирует лишь нa дефекты, залегающие под поверхностью. Ослаблениe амплитуды продольно-подповерхностной волны вдoль луча любого направления происходит кaк в обычнoй объемной продольной волне, т.e. пропорционально l / r, гдe r — расстояние вдоль луча.

Нa риc. 7 показано изменение амплитуды эхосигнала oт плоскодонных отверстий, расположенных нa разнoй глубинe. Чувствительность к дефектам вблизи поверхности близкa к нулю. Максимальная амплитуда пpи расстоянии 20 мм достигаетcя для плоскодонных отверстий, расположенных на глубине 6 мм.

Другие страницы по теме

  • Ультразвуковой контроль сварных соединений.
  • Защита от ультразвука.
  • Ультразвуковая сварка.
  • < Затухание ультразвука

Ультразвуковая терапия – это метод лечения механическими колебаниями упругой среды в неслышном акустическом диапазоне. С лечебной целью его применяют в непрерывном или импульсном режимах с частотой 800-900 кГц.

Под воздействием энергии ультразвукового поля в подлежащих тканях образуется чередование зон сжатия и разрежения. Вследствие возникающего акустического давления, частицы среды колеблются относительно состояния покоя, передавая часть энергии
соседним частицам.

Аппаратура ультразвуковой терапии

В работе аппаратов используется обратный пьезоэлектрический эффект. Он основывается на способности некоторых кристаллических веществ (кварц, титанат бария и др.) деформироваться под действием электрического поля. Если к поверхности пластинки с такой вещества приложить переменное электрическое напряжение, то в ней возникает переменная по знаку деформация: сжатие и расширение. Деформация пластинки вызывает колебательные движения частиц касательной к ней среды, которое будет распространяться в форме ультразвуковой волны.

Методика ультразвуковой терапии

Положение во время процедуры должно быть удобным для больного и медицинской сестры (лежа, сидя, стоя) с учетом локализации патологического процесса. Различают следующие методики воздействия ультразвуком: контактную, когда излучатель непосредственно притрагивается к поверхности кожи, и дистанционную.

Каждую из них можно проводить подвижно (лабильная методика) или неподвижно (стабильная). Поскольку воздушная прослойка препятствует распространению ультразвуковых колебаний, используют контактные среды вазелин, глицерин, парафиновая масло и др.).

Поверхность излучателя должна плотно соприкасаться с кожей. При подводной методике участок, на который воздействуют ультразвуком, размещают в воде. Расстояние излучателя от поверхности кожи – 1-2 см. Дозируют ультразвук по интенсивности излучения, выражающегося в ватах на 1 см квадратный поверхности излучателя. Применяют слабую интенсивность (0,05-0,4 Вт/см квадратный), среднюю (0,5-0,8 Вт/см квадртаный) и сильную (0,9-1,2 Вт/см квадратный) в зависимости от заболевания и места воздействия. Продолжительность процедуры зависит от размера поля (в среднем 150-200 см квадратных) и конечно составляет 5-7 мин. Назначают ежедневно или через день, на курс 10-15 процедур. При стабильной методике интенсивность ультразвука снижается до 0,05-0,2 Вт/см квадратного, продолжительность воздействия 3-5 мин.

Ультразвуковую терапию применяют в непрерывном режиме или импульсном, при котором действие более мягкое и тепловое воздействие менее выражено. Ультразвук проникает в ткань на глубину 4-5 см (при частоте 800-900 кГц).

С помощью ультразвука можно вводить в организм лекарственные вещества. Такая методика называется фонофорезом. В этих случаях вместо вазелина используют соответствующие лекарственные мази или смеси (Преднизолон, Гидрокортизон, анальгин и др.). Действие ультразвука усиливается лекарственным препаратом. У детей
ультразвуковая терапия может проводиться с 7 лет, однако доза и время воздействия уменьшаются.

Механизм действия ультразвуковой терапии

Механизм биологического действия ультразвука обусловлен тремя факторами: механическим, термическим и физико-химическим.

Механический фактор связан с действием фаз сжатия и разрежения вещества при прохождении ультразвуковых колебаний. Это приводит к микромассажу клеток и тканей по типу вибрационного массажа.

Термический фактор связан с образованием тепла за счет превращения механической энергии в тепловую.

Физико-химическое действие ультразвука обусловлено повышением проницаемости клеточных мембран, усилением процессов диффузии, активизации ферментативных систем, метаболизма аминокислот, изменения обмена веществ в организме.

Под влиянием ультразвука расширяются сосуды, ускоряется кровоток и лимфообращение, проявляется противовоспалительная (любая фаза воспаления, в том числе при гнойных процессах), рассасывающее действие. Хорошо влияет ультразвук на соединительную ткань: предупреждает образование спаек и рубцов, размягчается грубоволокнистая ткань, повышается ее эластичность. Ультразвук благоприятно действует на периферический отдел нервной системы и нервно-мышечный аппарат, повышается электровозбудимость периферических нервов. Ультразвук обладает десенсибилизирующим действием, усиливая выработка гормонов коры надпочечников.

Показания к ультразвуковой терапии:

  • деформирующий артроз,
  • остеохондроз позвоночника,
  • плечелопаточный периартрит,
  • травматические повреждения суставов,
  • периферических нервов,
  • радикулит,
  • невралгии и невриты,
  • язвенная болезнь,
  • бронхиальная астма,
  • спайки,
  • рубцы,
  • мастит,
  • гайморит,
  • хронический тонзиллит.

Противопоказание ультразвуковой терапии

Общие, а также артериальная гипотония, диенцефальный синдром, неврозы, сахарный диабет, нарушение мозгового кровообращения.

18. Ультразвук и его применение в медицине

Ультразвук представляет собой высокочастотные механические колебания частиц твердой, жидкой или газообразной среды, неслышимые человеческим ухом. Частота колебаний ультразвука выше 20 000 в секунду, т. е. выше порога слышимости.

Для лечебных целей применяется ультразвук с частотой от 800 000 до 3 000 000 колебаний в секунду. Для генерирования ультразвука используются устройства, называемые ультразвуковыми излучателями.

Наибольшее распространение получили электромеханические излучатели. Применение ультразвука в медицине связано с особенностями его распространения и характерными свойствами. По физической природе ультразвук, как и звук, является механической (упругой) волной. Однако длина волны ультразвука существенно меньше длины звуковой волны. Чем больше различные акустические сопротивления, тем сильнее отражение и преломление ультразвука на границе разнородных сред. Отражение ультразвуковых волн зависит от угла падения на зону воздействия – чем больше угол падения, тем больше коэффициент отражения.

В организме ультразвук частотой 800—1000 кГц распространяется на глубину 8—10 см, а при частоте 2500–3000 Гц – на 1,0–3,0 см. Ультразвук поглощается тканями неравномерно: чем выше акустическая плотность, тем меньше поглощение.

На организм человека при проведении ультразвуковой терапии действуют три фактора:

1) механический – вибрационный микромассаж клеток и тканей;

2) тепловой – повышение температуры тканей и проницаемости клеточных оболочек;

3) физико-химический – стимуляция тканевого обмена и процессов регенерации.

Биологическое действие ультразвука зависит от его дозы, которая может быть для тканей стимулирующей, угнетающей или даже разрушающей. Наиболее адекватными для лечебно-профилактических воздействий являются небольшие дозировки ультразвука (до 1,2 Вт/см2), особенно в импульсном режиме. Они способны оказывать болеутоляющее, антисептическое (противомикробное), сосудорасширяющее, рассасывающее, противовоспалительное, десенсибилизирующее (противоаллергическое) действие.

В физиотерапевтической практике используются преимущественно отечественные аппараты трех серий: УЗТ-1, УЗТ-2, УЗТ-3.

Ультразвук не применяется на область мозга, шейных позвонков, костные выступы, области растущих костей, ткани с выраженным нарушением кровообращения, на живот при беременности, мошонку. С осторожностью ультразвук применяют на область сердца, эндокринные органы.

Различают непрерывный и импульсный ультразвук. Непрерывным ультразвуком принято называть непрерывный поток ультразвуковых волн. Этот вид излучения используется главным образом для воздействия на мягкие ткани и суставы. Импульсный ультразвук представляет собой прерывистое излучение, т. е. ультразвук посылается отдельными импульсами через определенные промежутки времени.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Читать книгу целиком
Поделитесь на страничке

Воздействие ультразвука на человека

Человеческое ухо способно улавливать звуки, частота которых находится в пределах диапазона 16-20000 колебаний в секунду. Низкочастотные (инфразвук; частота менее 16 колебаний в секунду) и высокочастотные звуковые волны (ультразвук; частота колебаний более 20 тысяч в секунду) не воспринимаются слуховым аппаратом, поэтому для их обнаружения человек использует специальные приборы. Благодаря огромному количеству исследований, целью которых было изучение свойств ультразвуковой волны и воздействие ультразвука, возникли предпосылки, позволившие широко использовать ультразвук в различных отраслях промышленности, медицине, биологии, современной военной технике, народном хозяйстве, в производстве отдельных лекарственных препаратов, в физике и в повседневной жизни.

Что представляет собой ультразвук

Ультразвук представляет собой высокочастотную звуковую волну (частота его колебаний превышает десятки и сотни тысяч герц), способную распространяться в жидкости, твердых материалах, а также в газообразной среде, благодаря действию упругих сил.

Ультразвук имеет как искусственное, так и естественное происхождение. Так, в природе органами чувств, позволяющими воспроизводить и воспринимать колебания, создаваемые ультразвуковой волной, наделены летучие мыши, дельфины, киты, бабочки, кузнечики, саранча, сверчки, некоторые виды птиц и рыб. Благодаря этому они могут хорошо ориентироваться в пространстве, в том числе и в ночное время, и общаться со своими сородичами. Киты и дельфины могут посылать информацию на десятки тысяч километров. Также способны улавливать ультразвук кошки и собаки.

На скорость распространения и интенсивность ультразвука оказывают непосредственное влияние свойства вещества, в котором он распространяется: удаляясь от источника в воздухе, звук ослабевает довольно быстро; и, напротив, в жидкостях и при прохождении через твердое вещество его сила снижается медленно. В отличие от обычных звуков, распространяющихся от источника сразу во всех направлениях, ультразвук представляет собой волну в виде узкого луча.

Благодаря этим своим особенностям ультразвук применяется для исследования дна морей и океанов, обнаружения подводных лодок и затонувших кораблей, а также возможных препятствий под водой и определения точного расстояния до них.

Однако, распространяясь в водной среде, ультразвуковые волны способны также причинять вред организмам, обитающим в ней. Под воздействием ультразвука рыбы всплывают к водной поверхности кверху животом, у них резко нарушается чувство равновесия, и вследствие этого они не могут принять нормальное для себя положение. Продолжительное интенсивное воздействие ультразвука, превышающее допустимые пределы, в конечном результате приводит к крайне тяжелым повреждениям, а также к гибели рыб. В тех же случаях, когда воздействие ультразвука носит временный характер, а его интенсивность невысока, после его прекращения поведение и образ жизни рыб становится прежним.

Воздействие ультразвука на человеческий организм

Аналогичным образом ультразвук воздействует и на человека. Во время проведения экспериментов в ладонь, сложенную в виде чаши, наливали воду, а затем испытуемый погружал руку в ультразвуковое поле. При этом у него возникали неприятные болезненные ощущения. В целом, можно сказать, что сущность биологического воздействия ультразвука пока еще до конца не изучена. Однако, вероятнее всего, основано оно на возникающих в тканях локальных давлениях и на локальном тепловом эффекте, напрямую связанном с поглощением энергии, которое происходит во время глушения вибраций. Поскольку жидкости и газообразная среда способны хорошо поглощать ультразвук, а твердые вещества – проводить его, то скелетная система человеческого тела также является хорошим проводником.

В первую очередь воздействие ультразвука провоцирует возникновение у человека термического эффекта, который является следствием трансформации энергии ультразвуковой волны в тепло.

Кроме того, он вызывает микроскопические сжатия и растяжения тканей (так называемый микромассаж) и стимулирование кровообращения. В результате этого улучшаются функции различных тканей организма и кровоток. Ультразвук также способен оказывать стимулирующее действие на течение обменных процессов и нервно-рефлекторное действие. Ультразвук вызывает изменения не только в тех органах, на которые им воздействуют, но и на другие ткани и органы. При этом длительное и интенсивное его воздействие приводит к разрушению гибели клеток. Это связано с тем, что под воздействием ультразвука в жидкостях организма образовываются полости (это явление носит название «кавитация»), вследствие чего ткани отмирают.

Ультразвуковая волна также способна разрушать многие микроорганизмы, что позволяет инактивировать такие вирусы, как полиомиелит или энцефалит. Воздействие ультразвука на белок приводит к нарушению структуры его частиц и их распаду.

Под воздействием ультразвука разрушаются лейкоциты и эритроциты крови, а ее вязкость и свертываемость значительно возрастает, кроме того, ускоряется РОЭ.

Ультразвук оказывает угнетающее действие на дыхание клетки, уменьшает количество потребляемого ею кислорода, а также способствует инактивации отдельных ферментов и гормонов.

Воздействие ультразвука высокой интенсивности способно привести к следующим последствиям для человека:

  • Облысению;
  • Возникновению сильного болевого синдрома;
  • Помутнению роговицы и хрусталика глаза;
  • Гемолизу;
  • Повышению содержания в крови холестерина, мочевой и молочной кислоты;
  • Мелким кровоизлияниям в различных тканях и органах организма;
  • Серьезным нарушениям со стороны слуха;
  • Разрушению клеток кортиева органа;
  • Разрушению нервных клеток;
  • Патологическому развитию и разрушению костной ткани.

В результате длительного воздействия ультразвуком возникают повышенная сонливость, быстрая утомляемость, головокружения, проявления вегетососудистой дистонии (нарушения памяти, расстройства сна, нерешительность, апатия, пугливость, снижение аппетита, склонность к депрессивным состояниям и т.д.).

Воздействие ультразвуком в медицинских целях

Лечебные свойства ультразвука обусловлены его способностью массажировать и прогревать ткани. Однако ультразвуковая волна обладает рядом специфических особенностей воздействия на организм. Глубоко прогреть ткани можно при помощи различных методов, но добиться хороших результатов в лечении при этом позволяет лишь использование ультразвука.

В медицине ультразвук широко применяется не только для воздействия на очаг боли, а и для косвенного влияния. При этом достигаются следующие эффекты:

  • Болеутоляющий;
  • Спазмолитический;
  • Противовоспалительный;
  • Бактерицидный.

Допускается сочетание воздействия ультразвуком с другими видами лечебной терапии. Однако лечение должно проводиться с высокой осторожностью. Это обусловлено высокой биологической активностью ультразвуковой волны.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *