12 Дәріс. Ультрадыбысты медицинада қолдану. Ульрадыбыстық зерттеу құралы «алока-630».

Ультрадыбыс деп есту әсерін тудырмайтын, жиілігі 20 кГц-тен жоғары серпімді тербелістер мен толқындарды айтамыз. Көбіне мұндай тербелістерді электр тербеліс генераторы арқылы өндіреді, ол магнитострикция немесе кері пьезоэлектрлік әсері құбылысына негізделген. Магнитострикция құбылысы – айнымалы магнит өрісінің әсерінен ферромагнитті өзекшенің тербелуі, ал кері пьезоэлектрлік әсер – айнымалы электр өрісінің әсерінен пьезоэлектр пластиналарынын тербелуі. Екі жағдайда да өзекшемен немесе пьезе пластинкамен қоршалған ортада көлденең ультрадыбысты толқындар тарайды, әсіресе ол резонансты жиіліктерде қатты байқалады.

Ультрадыбыстың таралу жылдамдығы дыбыс толқындарындай, бірақ толқын ұзындығы біршама кіші, сондықтан ультрадыбыс толқындары оңай фокусталады.

Ультрадыбыс толқының интенсивтілігі 1 сантиметр квадрат ауданға ондаған ватт, ал фокусталғанда бірнеше жүздеген немесе мыңдаған ваттқа дейін жетеді.

Ультрадыбыс толқындары тығыздықтары әр-түрлі екі орта шекарасында шағылады және сынады, толқынның екі орта шекарасында шағылу дәрежесі толқын кедергісінің қатынасына тәуелді. Жиілігі 2,5 МГц УД-толқыны 24 сантиметрге дейін денеге енеді, 3-3,5 МГц – 16-18 сантиметрге дейін, 5 МГц – 9-12 см, 7,5 МГц – 4,5 сантиметрге дейін енеді. УД-толқынының жиілігі жоғары болған сайын оның өте кішкентай нәрселерді дәлірек байқау мүмкіндігі артады.

Ультрадыбысты медицинада пайдалану оның заттарға механикалық, физико-химиялық, биологиялық және жылулық әсер етуіне негізделген.

УД-толқындарының механикалық әсері заттардың микроқұрылымының деформациясымен байланысты, яғни толқын әсерінен дене құрамындағы молекулалар тербеліске түседі.

УД-толқындардың интенсивтілігі артқанда заттардың құрылымының бұзылуы байқалады. Бұйректегі тастарды майдалайтын УД-емдеу аппаратының жұмысы толқындардың осы қасиетіне негізделген. Ал сұйықтарда бұл кавитация тудырады, яғни сұйық ортада газ немесе сұйық буымен толтырылған микроқуыстар пайда болуы. Олар бір-біріне жақындандасып, үлкен қысыммен соқтығысады. Бұл процесс ортаның иондануына, молекулалардың дисоциациялануна, сондай-ақ жылудың пайда болуына алып келеді. УД-толқындарының әсерімен вирустар, бактерияларды өлтіруге болады. Сондықтан оны стерилизациялауда пайдаланады. Ал УД-ның азғана қуаты әсерінен жасуша мембранасының өтімділігі артады да, ұлпадағы зат алмасу процессі күшейеді.

Медициналық практикада УД-толқындары диагностикалық және емдік мақсаттарда қолданылады.

УД зерттеу (УДЗ) ультрадыбыстың әр-түрлі тығыздықтағы ұлпалармен бөлініп тұрған шекарадан шағылу құбылысына негізделген.

УДЗ құрылғысы үздіксіз және импульсті режимдегі УД-толқындарын шығаратын пьезоэлектрлік генератордан, биологиялық денеден шағылған УД толқындарын қабылдайтын пьезоэлектрлік датчиктен, оның сигналдарын өңдейтін микропроцессордан, кескінді бақылайтын монитордан т.б. көптеген қосымша бөліктерден тұрады.

Барлық ультрадыбыстық диагностикалық аппараттар локация принципі бойынша жұмыс істейді. Екі орта шекарасынан шағылғын сәуле және негізгі сәуленің ортадан шағылу және таралу уақытының әр түрлі болуы, объектінің орналасу тереңдігін анықтауға, ал датчикті қозғалта отырып олардың пішінін білуге болады.

Датчик қабылдаған УД микропроцессорда өңделіп кескін құрылғысына жіберіледі. Осы арқылы дәрігер мониторда дененың бөлігінің кескінін, мүшелердің пішінін (формасын) сондай-ақ ондағы жаңа пайда болған нәрселерді (ісік, тастар т.б.) көре алады.

УД-толқындары сондай-ақ қан ағыны жылдамдығын өлшеуде де қолданылады. Бұл әдіс Доплер эффектісіне негізделген.

Доплер эфффектісі деп – бір-біріне қатысты қозғалыс кезіндегі негізгі УД толқын мен оның шағылысқан толқыны арасындағы жиіліктің өзгеруін айтады. Жиіліктің әр-түрлі болуына қарай зерттелген дене қозғалысыынң жылдамдықты анықтауға болады. Доплерография әдісінде қозғалыстағы эритроциттен шағылған ультрадыбыс жиілігі, датчиктен шыққан негізгі сәуле жиілігінен өзгеше болады. Негізгі толқынмен салыстырғанда, шағылған ультрадыбыстың жиілігінің артуы немесе кемуі қан ағыны бағытына байланысты (датчикке-қарай немесе оған қарсы). Қан ағыны жылдамдығы қаншалықты үлкен болса, шағылған ультрадыбыс жиілігі соншалықты үлкен жиілікке өзгереді. Осы мәліметтерді салыстыра отырып, УДЗ құралының микропроцессоры қан ағыны жылдамдығын есептейді.

Зерттелетін мүшенің орналасу тереңдігіне және өлшемдеріне байланысты мынадай датчиктер қолданылады: секторлық, конвексті, сызықтық (1-сурет).

1 2 3