Ultrasonication (cu ultrasunete), vibrații mecanice sunt numite și valuri cu frecvențe de peste 20 kHz.
Pentru a genera sunt utilizate dispozitivele cu ultrasunete, cunoscute emițători cu ultrasunete. Cele mai utilizate surse de emisii de electroni tromehanicheskie bazate pe fenomenul invers efectului piezoelectric (vezi. § 12.7). efect piezoelectric Inverse este deformarea mecanică a corpurilor sub acțiunea electronilor - câmp parametru. Partea principală a radiatorului (vezi fig. 6.13, a) este o placă sau o tijă 1 a unei substanțe cu proprietăți piezoelectrice-TION definite bine (cuarț, sare Rochelle, materiale pe bază de ke ramichesky, titanat de bariu, etc.). Pe partea de sus-Ness a plăcii sub formă de straturi conductoare aplicată electrozilor 2. Când electrozii aplică alternativ electric stabilit de către generatorul de tensiune 3, placa datorită inverse vibreaza piezoelectrice, care emite o undă mecanică corespunzătoare frecvenței de conductoare.
Cel mai mare efect o emisie de undă mecanică are loc atunci când condițiile de rezonanță (vezi. § 5.5). Astfel, pentru plăci de cuarț de 1 mm grosime pentru rezonanța are loc la o frecvență de 2,87 MHz, sare Rochelle - 1,5 MHz și titanat de bariu - 2,75 MHz.
Receptorul cu ultrasunete poate fi setat pe insula Ba efectului piezoelectric (Efectul piezoelectric-mea directă). În acest caz, sub acțiunea unui val mecanic (unda cu ultrasunete), are loc o deformare a cristalului (figura 6.13, b.), Care are ca rezultat când efectul piezoelectric pentru a genera variably doilea câmp electric; Actuala tensiunea corespunzătoare poate fi măsurat.
Aplicarea ultrasunetelor în medicină, datorită particularităților sale de distribuție și proprietățile caracteristice. Luați în considerare această întrebare jantei.
Prin natura fizică a ultrasunete ca un sunet, un dispozitiv mecanic (elastice) valuri. Cu toate acestea lungime de undă cu ultrasunete substanțial mai scurt decât urlând sunet val. De exemplu, în lungimi de undă de apă egală cu 1,4 m (1 kHz, sunet), 1,4 mm (1 MHz, UT) și 1,4 m (1 GHz, UT). valuri de difractie (a se vedea. § 19.5), în esență, depinde de raportul dintre dimensiunile și lungimea de undă ale corpului, în care este difractate val. Opac (pentru audio) de 1 m corp dimensiune nu va fi un obstacol în calea undelor sonore, cu o lungime de 1,4 m, dar devine o barieră în calea val de ultrasunete, cu o lungime de 1,4 mm: apar „umbra ultrasonic“. Se poate, în unele cazuri, nu au fost luate în considerare de difracție TVA de unde ultrasonice prin luarea în considerare de refracție și de reflecție-SRI aceste valuri, cum ar fi raze (similar cu refracția și reflexia razelor de lumină).
ecografie Reflectata la interfața dintre două medii depinde de raportul dintre rezistențele lor de undă (vezi. § 6.4). Astfel, cu ultrasunete este bine reflectat asupra mușchiului limitelor - periost - .. suprafața osoasă este corpurile împerecheat, etc. Prin urmare, putem defini locația și mărimea incluziuni neomogene, carii, organe interne, etc. (US-locație) ... Atunci când cu ultrasunete este utilizat ca o radiație continuă și impulsuri-ing locație. În primul caz, investigăm valuri produse de interferenta undelor incidente și la expresiile din interfața în picioare. În al doilea caz, pulsul reflectat este observat și măsurat timpul de propagare al unui ultrasunet la obiectul supus încercării și spate. Cunoscând viteza de răniți-bye ultrasunete determină adâncimea obiectului.
impedanța caracteristică a mediului biologic în 3000 de ori mai mare decât rezistența val de aer. Prin urmare, în cazul în care transductorul ultrasonic atașat la corpul uman, ecografia nu va pătrunde în interior, și voință de furie din cauza având un strat subțire de aer între sursă și un obiect biologic (vezi. § 6.4). Pentru a exclude strat aerisit lea, suprafața emițător ultrasonic este acoperit cu un strat de ulei.
Viteza de propagare a undelor ultrasonice și de absorbție-set, depind de starea mediului; Aceasta se bazează pe ecografia IS-utilizare pentru a studia proprietățile moleculare ve societate. Studiile de acest tip sunt supuse acustică Molek-lar.
După cum se vede din (5.56), intensitatea undei este proporțională cu pătratul frecvenței unghiulare, de aceea, este posibil să se obțină cu ultrasunete-TION intensitate considerabilă chiar relativ mici, fluctuațiile numărului mare amplitudine. Accelerarea particulelor variind in val de ultrasunete poate fi, de asemenea, mare [vezi. (5.14)], ceea ce indică prezența forțelor sous-care acționează asupra sem particulelor în biologice TKA-Nyah prin iradiază cu ultrasunete.
Compresie și rarefierea, produs de sonicare, duce la continuitatea pauze de fluid de formare - cavitatie.
Cavitația acolo un timp scurt și închise trantit repede, cu mici cantități de nivelul de energie, există un agent de încălzire, precum ionizare si Diss-ciation de molecule.
Procesele fizice asociate cu expunerea la ultrasunete, vyzy-vayut în obiecte biologice următoarele efecte principale:
- micro-vibrații la nivel celular și subcelular;
- modificări și deteriorări ale membranelor biologice, alterarea permeabilității membranei (vezi capitolul 11 ..);
- distrugerea celulelor și microorganismelor.
aplicatii medicale si biologice de ultrasunete pot fi OS-novnom împărțit în două zone: metodele de diagnostic și de cercetare și metodele de influență.
Prima direcție sunt metode de localizare este utilizat în principal în impulsuri de radiații. Acest EH-encefalografie - tumori de determinare și edem cerebral Moss ha (Figura 6.14 arată echoencephalograph "Echo-12".) Ultrasunete-kovaya cardiography - măsoară dimensiunea inimii în dinamică; in oftalmologie - locatie cu ultrasunete pentru determinarea dimensiunilor medii oculare. Folosind un efect cu ultrasunete pre-studiu Plerin mișcare caracter al valvelor cardiace și a debitului de măsurare-out. Pentru scopuri de diagnostic prin viteza de ultrasunete sunt de densitate osoasă sau omogenizate deteriorate.
O a doua zonă se referă la ecografie fizio-terapie. Fig. 6.15 este prezentat aceste scopuri un Paratov-TSS-ZM. Influența ultrasunetelor asupra pacientului Produ-DYT cu o unitate de cap special de radiator
De obicei ultrasunete este aplicată în scopuri terapeutice, adesea-800 kHz, intensitatea medie de aproximativ 1 W / cm2 sau mai puțin.
Mecanismul principal al terapiei cu ultrasunete este un efect mecanic și termic asupra țesutului.
La operarea cu ultrasunete este utilizat ca „bisturiu cu ultrasunete“, care poate tăia și țesuturilor moi și osoase.
Capacitatea de ultrasunete pentru a rupe corpul, plasat într-un lichid de os și de a crea o emulsie utilizată în industria farmaceutică la fabricarea medicamentelor. In tratamentul bolilor cum ar fi tuberculoza, astmul, catar ale tractului respirator superior, aerosoli utilizate diverse poziții de medicamente Sub- obtinute prin ecografie.
În prezent, o nouă metodă de „sudură“ este declarat eșecuri sau transplantat os cu ajutorul ultrasunetelor (osteosinteză cu ultrasunete).
efect negativ asupra microorganismelor cu ultrasunete este-utilizari pentru sterilizare.
Interesant este utilizarea de ultrasunete pentru nevăzători. Datorită poziției ultrasunete cu un dispozitiv portabil, „Ori-entir“ poate detecta obiecte și de a determina caracterul lor la o distanță de până la 10 m.
Aceste exemple nu epuizează toate aplicațiile medicale cu ultrasunete și biologice-CAL, perspectiva extinderii acestor aplicații este enormă. Deci, ne putem aștepta, de exemplu, măsoară apariția unor noi metode fundamental de diagnosticare cu introducerea de holografie cu ultrasunete în medicină (vezi. § 19.8).