Звукові методи діагностики

Р обота серця, легенів та інших органів супроводжується звуковими явищами. Прослуховування цих звуків використовують у медицині для діагностики захворювань, а також для визначення меж розташування того чи іншого органу. Так прослуховують звуки, що виникають під час роботи серця, легенів; під час вдоху та видоху; у суглобах під час руху кісток; під час руху газів та рідин по кишківнику. Знаючи, якими повинні бути ці звуки при нормальному функціонуванні органів і тканин, можна визначити характер захворювання або пошкодження органа при тому чи іншому захворюванні.

Прослуховування і аналіз тонів та шумів, що виникають під час функціонування внутрішніх органів, називається аускультацією. Для прослуховування звуків використовують фонендоскоп.

Іншим методом звукового клінічного дослідження є перкусія.

Перкусія — це аналіз перкуторних звуків, що виникають при постукуванні 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. При ударі по пружних тканинах або тканинах, що оточують порожнини тіла, заповнені повітрям, внутрішній звук підсилюється і стає дзвінким (тимпанічним). Якщо черевна порожнина містить багато рідини (водянка), перкуторний звук буде коротким і глухим.

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

Для діагностики серцевих захворювань використовують метод фонокардіографії (ФКГ). Цей метод полягає у графічній реєстрації тонів та шумів серця.

Втрату слуху досліджують методом аудіометрії.

Утворення голосу людини

Джерелом голосу людини є гортань з голосовими зв'язками, розмі­щеними на межі голосових щілин. Повітря з легенів викликає рух голосових зв'язок, а їх коливання спричинює зміну густини повітряного потоку; ця зміна поширюється у вигляді поздовжніх хвиль.

Ці коливання будуть згасаючими за рахунок енергії повітряного потоку (автоколивання). Висота звуку залежатиме від напруження голосових зв'язок, їх форми, довжини коливної частини і дещо від тиску повітряного потоку.

Інтенсивність звуку залежить від частоти та інтервалів коливань голосових зв'язок, а це, в свою чергу, залежить від тиску повітря, що виходить. Тембр голосу створюється в порожнинах глотки, рота, носа, в грудній порожнині і гортані. Ці порожнини діють як резонатори при утворенні звуку; вони, в залежності від об'єму та форми, підсилюють обертони з певними частотами і, таким чином, впливають на тембр голосу. Механізм розмови і співу однаковий, хоча вони сприймаються нами по-різному. Інтервал частот чоловічої розмови — 100—200 Гц, жіночих голосів — 150 — 300 Гц, а інтервал частот при співі 60—1600 Гц. Коефіцієнт корисної дії при утворенні голосу людини малий, лише 0,001 частина енергії переходить у звукову.

Ультразвук. Використання ультразвуку в медицині

Ультразвук — це механічні коливання з частотою, більшою від 20кГц. Ультразвукові коливання поширюються у середовищі зі сталою швидкістю, рівною швидкості звуку. В основі генерації ультразвуку лежить зворотний п'єзоелектричний ефект і магнітострикція.

Під час проходження через речовину інтенсивність ультразвуку зменшується за експоненціальним законом. Ультразвук поглинається повітрям та іншими газами, менше рідинами і ще менше твердими тілами. Під час введення ультразвуку в тканину повітряний прошарок між датчиком (випромінювачем) і тілом людини необхідно заповнити водою або кремом для зменшення поглинання. Завдяки короткій довжині хвилі ультразвук можна сконцентрувати на малій ділянці.

У рідинах під впливом ультразвуку виникають змінні напруження стиску та розтягу. Вони перевищують сили, що втримують молекули, і тоді між частинками утворюються мікроскопічні порожнини (кавітація). Ці порожнини швидко закриваються, внаслідок чого виділяється значна енергія, яка може викликати іонізацію і дисоціацію оточуючих молекул. Поширюючись у середовищі, ультразвукова хвиля чинить тиск на перешкоди. У результаті тиску ультразвукової хвилі в рідині на межі рідина—повітря утворюється "фонтан".

У середовищі енергія хвилі втрачається внаслідок абсорбції. Ця енергія перетворюється в тепло і тому на межі двох різних середовищ (м'язи—кістки та ін.) виникає локальний нагрів.

Частинки (наприклад, мікроорганізми), що знаходяться в опроміненому ультразвуком середовищі, здійснюватимуть коливання разом з коливанням ультразвуку. Амплітуда коливань залежить від частоти та інтенсивності ультразвуку, а також від розмірів частинок і в'язкості середовища. За певних умов ці коливання зумовлюють рівномірний розподіл частинок у середовищі, або їх розпад. Цей ефект можна використати у фармації для виготовлення суспензій, емульсій, аерозолей і т.п.

Під впливом ультразвуку, подібно до дії іонізуючого випромінювання у водних розчинах, відбувається радіоліз води. Енергія, необхідна для цього, виділяється під час кавітації.

Ультразвук має бактерицидну дію, що використовують для стерилізації ліків та продуктів харчування, для виділення білків, бактерій.

При великих інтенсивностях переважає руйнівна дія ультразвуку, а при малих — поліпшується обмін речовин. Це пояснюється здатністю ультразвуку збільшувати інтенсивність дифузії, проникність клітинних мембран.

У терапії переважно використовують ультразвук з частотою 800 кГц та інтенсивністю 1 Вт/см². Для забезпечення контакту ділянку тіла змащують маслом і головним електродом здійснюють обертовий рух.Під час лікування головну роль відіграють теплова та механічна дія (мікромасаж).

Метод ультразвукової діагностики грунтується на тому, що здатність тканин поглинати ультразвук залежить від їхньої густини: здорова та хвора тканини мають різну густину, а тому й різну здатність до поглинання. У процесі діагностики, наприклад пухлини головного мозку, одну сторону черепа опромінюють ультразвуком, а на його протилежній стороні знаходиться приймач, який фіксує вихідне випромінювання. Переміщуючи джерело і приймач, на фотопапері отримаємо тіньове зображення пухлини, стороннього тіла. За такою методикою можна також досліджувати і серце. Інтенсивність ультразвуку, що проходить через серце, зазнає зміни у відповідності зі скороченнями серця, внаслідок зміни товщини шару, що поглинає ультразвук. Так реєструють ультразвукову кардіограму.

У травматології та ортопедії використовують ультразвукову "пилу" — це "ніж" з насічкою, якому надають коливань з частотою від 20 до 50 кГц. Зубці насічки рухаються з розмахом 80 мкм, вибираючи мікрочас­тинки кістки, і виконують філігранну, м'яку роботу.

Ультразвуком можна сполучати (зварювати) зламані кості під час операцій, скріплювати їх з пересадженою кістковою тканиною. Розтин займає в середньому 4 хвилини, зварювання — 1,5-2 хвилини.