Тема: Фізичні основи звукових методів дослідження у клініці.

І. Актуальність теми.

Акустика - наука про звук. Предметом акустики є вивчення фізичної природи звуку, механізмів його генерації, розповсюдження (заломлення, відбиття, поглинання) і практич­ного використання.

Для вчення про звук має значний інтерес у зв'язку з широкою областю його використання у медичній практиці. Добре відомо, що звукові сигнали можуть бути важливим джерелом інформації про стан внутрішніх органів. Достатньо згадати такі традиційні акустичні методи діагностики, як аускультація та перкусія. Для діагностики серцевої діяльності поряд з електрокардіографією широко використовується фоно­кардіографія - реєстрація тонів та шумів серця з їх подальшим аналізом. Область застосування ультразвуку в медицині охоплює як методи діагностики, так і методи впливу.

ІІ. Навчальні цілі.

В результаті самостійної роботи студент повинен знати:

• фізичні характеристики звуку та одиниці їх вимірювання;

• біофізичні механізми дії ультразвуку та інфразвуку на організм людини;

• принципи визначення гостроти слуху;

• використання ультразвуку в медицині;

• фізичні основи звукових методів діагностики.

ІІІ. Матеріали до аудиторної самостійної роботи:

3.1. Основні базові знання, вміння, навички, необхідні для вивчення теми (Міждисциплінарна інтеграція).

№ п/п	Дисципліна	Знати	Вміти
	Фізика	Фізичні характеристики звуку. Фізичні основи слуху. Фізична характеристика ультразвуку та інфразвуку. Закон Вебере-Фехнера.	Дати характеристику звукових коливань у вусі людини. Розраховувати коефіцієнт гучності звуку.
	Анатомія	Будову органів слуху.

3.2. Зміст теми: Звукові методи діагностики

Робота серця, легенів та інших органів супроводжується звуковими явищами. їх прослуховування використовують у медицині для діагностики захворювань, а також для визначення , меж розташування того чи іншого органа. Наприклад, прослуховують звуки, що виникають під час роботи серця, легенів, під час вдиху та видиху, в суглобах під час руху кісток, під час руху газів та рідин по кишках. Знаючи, якими повинні бути ці звуки за нормального функціонування органів і тканин, можна визначити характер захворювання або ушкодження органа.

Д ля прослуховування та аналіз тонів і шумів, що виникають під час функціонування внутрішніх органів, називається аускультацією. Для прослухо­вування звуків використовують фонендоскоп (рис. 2. 13)

Аускультація респіраторного тракту й оцінка аускультативних ознак до останнього часу ґрунтувалися на досвіді лікаря. Тепер з'явилася можливість об'єктивно реєструвати звуки дихання, здійснювати високоякісний цифровий звукозапис і опрацьовувати одержану інформацію. Розроблені та випробовуються електронні засоби і технологи для реєстрації акустичних сигналів.

Вивчення акустичних властивостей респіраторного тракту має і фундаментальне, і прикладне значення, а саме для розробки нових технологій діагностики легенів. Створюються апаратні комплекси для комп'ютерного аналізу звуків дихання.

Безпечний метод є основою для створення ефективних засобів моніторингу та діагностики пацієнтів без застосування рентгенологічних досліджень.

Гортань та порожнини, що до неї прилягають, трактуються як канал з конфузорно-дифузорним переходом, у якому в точці з'єднання конфузора і дифузора розташована діафрагма з отвором (голосова щілина). Найбільша швидкість потоку повітря в акті дихання снеетерігається у голосовій щілині. При помірному диханні число Рейнольдса становить від 5•10³ до 5•10⁴ більше. Виявлено, що в глибині бронхіального дерева швидкість потоку повітря різко спадає. На його периферії число Рейнольдса не перевищує одиниці.

Турбуленція потоку за голосовою щілиною є головною причиною виникнення пульсації тиску і, як наслідок, генерації шумів дихання в нормі.

Досліджена висока індивідуальна варіа­бельність форми і розмірів голосової щілини, в ділянці якої розміщене одне з джерел генерації основних звуків дихання (трахеального і бронхіального).

Характеристики шумів дихання залежать від багатьох параметрів, наприклад від витрати повітря, що визначається пневмотахографом.

Реєстрацією частотно-часових спектрів (респіросонографія) можна отримати для різних типів шумів дихання акустичні "портрети". Наприклад, вологим хрипам відповідають короткі імпульсні сигнали з широким частотним діапазоном.

Здійснюються експерименти зі спробою класифікувати різні типи сухих хрипів за характером їхніх спектральних складових. Хрипи, в яких переважає один тон, сприймаються як гудіння, поліфонічні хрипи з кратним відношенням гармонік — як музичне свистіння, поліфонічні хрипи з дробовим відношенням частот гармонік — як дзижчання. Як свистіння можуть сприйматися також монофонічні сигнали з основним тоном, частотою від 300 Гц і вище.

Спектрально-часовим методом можна досліджувати зміну акустичних характеристик, шумів дихання хворих на пневмонію під час їх одужання, а також одержувати інформацію про поточні зміни тяжкості захворювання та його локалізації, оцінювати динаміку майже всіх основних додаткових шумів дихання (І.В. Вовк, Г.В. Грінченко)

Іншим методом звукового клінічного дослідження є перкусія.

П еркусія — це аналіз звуків, що виникають внаслідок постукування молоточком по плесиметру або кінчиком зігнутого пальця однієї руки по фаланзі пальця другої руки, прикладеної до певної ділянки тіла хворого. При постукуванні резонують порожнини всередині організму. По-різному реагують на звук молоточка або пальця м'які, пружні, тверді та порожнисті органи. Внаслідок ударів по пружних тканинах або тканинах, що оточують порожнини тіла, заповнені повітрям, внутрішній звук підсилюється і стає дзвінким (тимпанічним). Якщо в черевній порожнині багато рідини (водянка), то перкуторний звук буде коротким і глухим.

Добрий резонанс дають порожнини тіла, заповнені повітрям, кістки та еластичні перетинки (ясний звук).

Для діагностики серцевих захворювань використовують фонокардіографію (рис. 2.14). Цей метод полягає у графічній реєстрації тонів та шумів серця.