Câteva exemple detaliate de tratare.
Acest ghid de terapie este destinat în principal furnizării de informații de bază referitoare la utilizarea echipamentelor ecografice Enraf-Nonius.
În legătură cu nevoia crescândă de informații despre ultrasunete, am considerat necesar să oferim o explicație mai detaliată a acestei probleme.
Suntem recunoscători lui R. Hoogland pentru descrierea teoriei și a cazurilor de aplicare practică.
Definiția. "Undele sonore" sunt oscilații mecanice într-un mediu elastic.
Aceste valuri longitudinale pot provoca vibrația timpanului.
Acestea sunt fluctuații ale sunetului. Frecvențele mai mici de 20 Hz sunt infrasonice, frecvențele deasupra Hz sunt ultrasonice. Această gamă de frecvență ultrasonică este legată de urechea persoanei. El este subiectiv și arbitrar. Acest lucru este confirmat de faptul că intervalul de sunete audibile scade odată cu vârsta.
Definiția. "Terapia cu ultrasunete" este un tratament conservator cu vibrații mecanice cu o frecvență mai mare de 20 kHz.
În practică, frecvențele utilizate pentru tratament variază de la 0,7 la 3 MHz. Cu toate acestea, există echipamente pentru diagnosticare și terapie, care utilizează frecvențe de la 5 kHz la 10 MHz.
Definiția. "Terapia cu ultra-phonoforă" este un tratament conservator cu medicamente injectate în organism prin intermediul energiei cu ultrasunete.
Definiția. "Diagnosticarea cu ultrasunete" este o scanare a unui sit al unui corp prin ultrasunete, cu scopul de a dezvălui modificările patologice.
Dacă se dorește, acest lucru poate fi combinat cu diferiți curenți electrici.
Zonele sensibile din țesuturi, care sunt astfel ușor de detectat, pot fi folosite ca puncte pentru tratament.
Descrierea procedurii este prezentată în capitolul 3.
În această broșură se face referire la liniile directoare normative privind fizica ultrasunetelor. Se vor da doar rezultate. Pentru a obŃine formule și informaŃii de bază, este necesar să se facă trimitere la literatura relevantă despre fizică.
Metode de generare a ultrasunetelor
Orice obiect vibratoare este o sursă de sunet. Undele sonore pot fi generate în moduri diferite, de exemplu mecanic - cu o furcă de tuning sau în medicină prin traductoare electroacustice.
Dacă aplicăm presiune la cristale (cuarț) și la unele materiale policristaline, cum ar fi plumb-zirconat-titanat de (PZT), sau titanat de bariu, sarcinile electrice formate pe suprafața exterioară a materialului. Aceasta se numește efectul piezoelectric.
Efectele piezoelectrice sunt de asemenea observate în organismul uman, în special în țesutul osos, fibrele de colagen și proteinele. Poate că aceste fenomene piezoelectrice sunt asociate cu efectul biologic al ultrasunetelor.
Efectul piezoelectric invers
Efectul piezoelectric este reversibil. Astfel, dacă substanțele de mai sus sunt expuse la un curent electric alternativ, acestea vor suferi o schimbare în forma frecvenței câmpului electric alternativ. Materialul devine apoi o sursă de sunet.
În prezent, cuarțul, titanatul de bariu și titanatul de plumb-zirconat (PZT) sunt folosite pentru a genera ultrasunete prin efectul piezoelectric invers.
Ultimele două materiale au avantajul că datorită proprietăților lor feroelectrice este necesară o tensiune mică pentru a excita energia acustică. Aceasta, de exemplu, face ca transformatorul din radiator să fie inutil, reducând în același timp dimensiunile acestuia din urmă. Cuarț necesită tensiune înaltă (mai multe kV). Datorită transformatorului necesar, radiatorul devine relativ mare.
PZT are o preferință mai mare decât titanatul de bariu, deoarece păstrează proprietăți piezoelectrice explicite până la praguri de temperatură semnificativ mai ridicate. PZT este, de asemenea, mai puțin sensibil la șocurile mecanice.
Dispozitivul este alcătuit dintr-un generator de înaltă frecvență care este conectat la un cristal piezoelectric (emițător). Frecvența de rezonanță a cristalului este determinată parțial de grosimea materialului piezoelectric (PZT), și deci frecvența ultrasunetelor este determinată. Mai mult, se presupune că transmițătorul și dispozitivul trebuie să fie reglate reciproc transmițătorul nu poate fi utilizat cu un alt dispozitiv cu ultrasunete, atâta timp cât nu există nici o calibrare se efectuează.
Inovația tehnică a rezolvat această problemă în dispozitivul "SONOPULS", unde radiatoarele sunt complet interschimbabile în același tip de aparat, iar reglajul corespunzător este efectuat automat (a se vedea figura 1).
Ca urmare a aplicării unui curent alternativ la materialul piezoelectric, se generează unde sonore. Acestea se vor răspândi într-un mediu adiacent (de exemplu, țesuturi). Deoarece materialul piezoelectric generează undă sonoră bidirecțională, ultrasunetele vor curge și în emițător (efect de rebound).
Acest lucru nu este esențial datorită prezenței aerului în radiator.
Convertorul vibrează, de asemenea, în lateral, de unde energia cu ultrasunete este transmisă pe peretele lateral al radiatorului prin intermediul montatorului traductorului (radiație laterală).
Marcă înregistrată Ecografie continuă și pulsată Majoritatea dispozitivelor cu ultrasunete pot genera atât energie continuă cât și pulsată cu ultrasunete. Intensitatea maximă care poate fi stabilită pentru ecografia continuă este de 3 W / cm2.
SONOPULS (R) (Sonopuls) 590 permite intensitatea la 0 la 2 W / cm2 pentru 3 W / cm2 continuu și - pentru ultrasunete in impulsuri.
Avantajul ultrasunetelor pulsate este că senzația de căldură este suprimată. În plus, acest mod permite o intensitate mai mare, care poate provoca efecte nedorite la aplicarea ultrasunetelor continue. O intensitate mai mare explică probabil efectele nontermale observate cu ajutorul terapiei cu ultrasunete pulsate. De asemenea, datorită pulsării fasciculului ultrasonic, acțiunea mecanică este mai clar exprimată.
Tabelul 1.1 Parametri indicativi pentru ultrasunetele cu impulsuri cu frecvență de repetiție a impulsului de 100 Hz.
Raport (= "Lățimea impulsului") (ms)
Zona de radiație efectivă (ERA)
Zona de radiație efectivă a radiatorului (ERA) este un parametru important care determină intensitatea. Deoarece elementul piezoelectric oscilează neuniform, ERA este întotdeauna mai mică decât aria geometrică a radiatorului.
Pentru a da indicarea corectă a intensității pe dispozitiv, este foarte important să determinați ERA, deoarece intensitatea efectivă depinde de aceasta. Doza corectă de ultrasunete depinde în parte de zona tratată și de ERA, motivul pentru care se cunoaște ERA. Prin urmare, ERA trebuie măsurată și determinată cu precizie.
Tabelul 1.2 ERA pentru SONOPULS (R)
1.3 PROPRIETĂȚI ALE FĂRII ULTRASOUNDE
În raza ultrasonică, se disting două zone:
n Câmp de apropiere: zona Fresnel
n câmpul îndepărtat: zona Fraunhofer
Lângă câmp se caracterizează:
n de fenomenele de interferență în fascicul ultrasonic, ceea ce poate duce la modificări semnificative ale intensității.
n nici o divergență, de fapt există o mică convergență a fasciculului ultrasonic
Câmpul îndepărtat este caracterizat prin:
· Aproape nici un fenomen de interferență, astfel încât fasciculul sonor să fie omogen, iar intensitatea să scadă treptat, odată cu creșterea distanței de traductor;
· Faptul că fasciculul ultrasonic are un diametru mai mare. Această dimensiune depinde de tipul fasciculului de sunet (împrăștiere sau colimație [formând un fascicul paralel îngust de raze ultrasonice]);
· O distribuție mai largă a energiei sonore datorată atât divergenței, cât și faptului că distribuția intensității perpendiculare pe axa longitudinală a fasciculului de sunet din ce în ce mai mult are forma unui clopot (vezi Figura 1.4).
Lungimea câmpului apropiat depinde de diametrul emițătorului și de lungimea de undă. Cu un radiator convențional de 5 cm2, câmpul apropiat are o lungime de aproximativ 10 cm. La un radiator de 1 cm2, câmpul apropiat este de aproximativ 2 cm lungime la 1 MHz.
La 3 MHz, câmpul apropiat este de trei ori mai lung, deoarece lungimea de undă este proporțional mai scurtă.
Deoarece impactul profund al ultrasunetelor este limitat, efectul terapeutic este observat în principal în câmpul apropiat.
Trebuie amintit faptul că în zona Fresnel, fenomenele de interferență sunt observate într-un fascicul ultrasonic, ceea ce duce la neomogenitatea acestuia. Aceste fenomene de interferență pot provoca vârfuri de intensitate de 5 până la 10 ori mai mari decât valoarea setată - în unele cazuri chiar și de 30 de ori mai mari.
Acest comportament neomogen al fasciculului de sunet se exprimă sub forma unui coeficient de insolență a fasciculului (BNR).
Teoretic, BNR nu poate fi mai mică de 4, adică este întotdeauna necesar să se permită vârfuri de intensitate de cel puțin 4 ori mai mari decât valoarea setată. Pentru radiatoarele produse calitativ BNR este de la 5 la 6 în funcție de design. Este necesar să se indice BNR emitentului.
Din motive de siguranță, în timpul tratamentului, radiatorul trebuie să fie întotdeauna în mișcare, astfel încât energia ultrasonică să fie distribuită corect. Este imposibil să se permită rotirea radiatorului într-o singură poziție, deoarece vârfurile intensității din fasciculul sonor sunt situate de obicei simetric cu axa longitudinală a radiatorului (așa-numita simetrie axială). Rotația radiatorului determină vârfuri de intensitate în același loc, ceea ce duce la o supradoză.
Folosind metoda poate fi eludată lângă câmp subacvatice, menținând în același timp o distanță suficientă față de corp (vezi. Lungimea câmpului apropiat), în funcție de dimensiunea emițător. Apoi, în apă, vor fi observate fenomene de interferență ale câmpului apropiat. Dezavantajul aici este diametrul mai mare al fasciculului ultrasonic din câmpul îndepărtat, ceea ce determină o scădere a energiei pe cm2. Aceste aspecte trebuie luate în considerare la calcularea dozei. Odată cu aplicarea obișnuită a terapiei cu ultrasunete, nu va exista o reflexie completă, deoarece unghiul limită este atât de mare încât nu trebuie depășit în condiții normale.
Divergența fasciculului ultrasonic Diferența fasciculului ultrasonic se observă numai în câmpul îndepărtat.
Diferența este determinată de unghiul de divergență (a) (vezi Figura 1.3) conform formulei: sin a = 1,22 l / D, unde: l = lungimea de undă cu ultrasunete D = diametrul radiatorului.
Tabelul 1.4 Unghiuri de diferență la 1 și 3 MHz pentru radiatoarele diferite.
Anterior, sa constatat că câmpul cu rază mică de acțiune este mai scurt pentru un radiator mic, prin urmare, divergența are loc mai devreme și energia ultrasonică este distribuită pe o regiune largă. Este clar că divergența fasciculului ultrasonic va fi evident mai mică la 3 MHz.
Unda ultrasonică este longitudinală prin natură, adică direcția propagării este aceeași ca și direcția oscilației. Undele longitudinale necesită un mediu elastic pentru propagare. În principiu, fiecare mediu este elastic, cu excepția vidului.
Undele elastice longitudinale (undele sonore) cauzează comprimarea și expansiunea mediului pe jumătate din lungimea de undă (jumătate de undă), ceea ce duce la o schimbare a presiunii în mediu.
În acest context, mediul este atât catalizatorul cât și țesuturile corpului în care este distribuită energia ultrasonică.
Este exprimat prin relația: l x f = c, unde: l = lungime de undă (m) f = frecvența (Hz) c = viteza de propagare (m / sec) Deoarece frecvența unității este setat, iar viteza de propagare este determinată de mediu, lungimea de undă depinde de asemenea de la acesta din urmă.
În țesuturile moi și în apă, lungimea de undă la 1 MHz este de aproximativ 1,5 mm, iar în țesutul osos - aproximativ 3 mm. Influența asupra vitezei de propagare în țesuturi la 3 MHz este nesemnificativă. Astfel, în țesuturile moi, scăderea liniară a lungimii de undă este de aproximativ 0,5 mm, iar în țesutul osos - aproximativ 1 mm.
Tabelul 1.5. Investigarea diferitelor medii și viteza lor de propagare (c), densitatea (r) și lungimea de undă (l) pentru ultrasunete la o frecvență de 1 MHz și 3 MHz.