5. Методы диагностики и методы лечения.

Ультразвуковая диагностика.

Скорость распространения, отражение и поглощения УЗ-волн различны в разных тканях, используя этот факт органы делают видимыми. Исследование структуры внутри живых организмов,основанное на явлении отражения и характера распространения УЗ в средах, носят общее название -эхо-методы:

1. эхоэнцефалография (опухоли и отеки мозга);

2. эхокардиография (измерение размеров сердца в динамике), доплеровская эхокардиография (определение работы сердечных клапанов);

3. ультразвуковая визуализация мягкой ткани (ультрасонограммы желудка, грудной железы, сердца, костей, мышц, печени). Этот метод диагностики представляет особый интерес, так как почти все компоненты мягких тканей имеют одинаковую плотность для рентгеновских

лучей и неотличимы друг от друга.

4. УЗ-локация в офтальмологии для определения глазных сред.

5. УЗ-сканирование -исследование развития плода.

Ультразвук используют также для определения скорости кровотока (ультразвуковая расходометрия) , для введения лекарственных веществ (фонофорез), так как при действии УЗ повышается проницаемость кожи и слизистых оболочек.

Ультразвуковая терапия

Высокочастотный УЗ (более 800 кГц) распространяется в средах почти прямолинейно, что позволяет оказывать тепловое (при больших дозах и непрерывной подаче), механическое и химическое действие (при малых дозах импульсными сигналами) на ограниченные участки. УЗ проникает на глубину от 1 до 5-6 см, что позволяет его использовать для лечения различных органов: в большей степени УЗ поглощается мышцами, от костей отражается 40-60% падающей энергии. Для уменьшения отражения УЗ на границе раздела воздух-ткань при терапии используют различные пасты из вазелина и ланолина, водное желе или просто воду.

УЗ малой интенсивности (1,5 Вт/см²) - способствует активизации внутриклеточных процессов в тканях (биосинтез белка, образование биологически активных веществ, усиление активности ферментов и т.д.). Терапевтические дозы оказывают болеутоляющее действие, сосудорасширяющее, рассасывающее, стимулирующее восстановление поврежденных органов и тканей. Малыми дозами осуществляют массаж сердца, легких, мышечных тканей как гладких так и скелетных.

УЗ больших интенсивностей (3-10 Вт/см²) используют для:

1. дробления камней в мочевых путях;

2. в качестве УЗ-скальпеля в хирургии (улучшает свертываемость крови,

оказывает обезболивающий эффект, убивает микроорганизмы и их споры [стерилизация ран])

3. ультразвуковая "сварка" костей при переломах - остесинтез.

"Сварка" прочно связывает фрагменты при этом не нарушает естественных процессов регенерации кости, "сварку" используют для заполнения костных дефектов, для "наваривания" суставных концов и другое.

ПОСЛЕ ИЗУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА РЕКОМЕНДУЕТСЯ ВЫПОЛНЕНИЕ ПРЕДЛОЖЕННЫХ ЗАДАНИЙ.

ЗАДАНИЕ 1.

Ответьте на следующие вопросы.

1. Природа ультразвука. Нижняя и верхняя частотная граница ультразвука.

2. Приведите примеры естественных источников и приемников ультразвука.

3. Принцип работы электромеханических излучателей и приемников ульразвука. Явление прямого и обратного пьезоэффекта. Пьезоизлучатели и пьезодатчики. Явление магнитострикции. Магнитострикционные излучатели и приемники.

4.Свойства УЗ-волны и особенности ее распространения.

4.1. Скорость ультразвука в различных средах. Длина ультразвуковой волны. Особенности распространения ультразвука в среде.

4.2. Распространение ультразвука на границе раздела двух сред. Волновое сопротивление. Коэффициент проникновения. Отражение и преломление ультразвуковых волн.

4.3. Поглощение УЗ-волн веществом. Зависимость интенсивности УЗ от глубины проникновения (формула). Глубина полупоглощения и ее зависимость от интенсивности и частоты.

5. Действие УЗ на вещество и на ткани организма.

6. Биологические эффекты при действии ультразвука в зависимости от интенсивности ультразвуковой волны.

7. Методы диагностики и методы лечения.

ЗАДАНИЕ 2.

Решите следующие задачи.

ЗАДАЧА 1. Определите длину волны звука в слышимой области на частоте 1.5 кГц, распространяющуюся в воде со скоростью 1483 м/с и в воздухе со скоростью 343,1 м/с (при температуре 20⁰С). Определите в какой среде длина волны звука больше? Зависит

ли скорость распространения звуковой волны от ее частоты?

ЗАДАЧА 2. Определите длину ультразвуковой волны. распространяющуюся с частотой 1.5 МГц в воде скоростью 1483 м/с и воздухе со скоростью 343,1 м/с (при температуре 20⁰С). Как меняется длина волны с увеличением скорости распространения звуковой волны? На основе полученных результатов задач 1 и 2 определите как зависит длина звуковой волны от частоты колебания частиц среды?

ЗАДАЧА 3. Определите коэффициент проникновения на границе раздела воздух - кожа. Скорость распространения УЗ-волны в воздухе равна 343,1м/с, в коже - 1610 м/с, плотность воздуха - 1,205 кг/м³, плотность кожи - 1250 кг/м³.

ЗАДАЧА 4. Определите коэффициент проникновения на границе раздела жидкость - кожа. Скорость распространения УЗ-волны в жидкости (глицерин) равна 1923 м/с, в коже - 1610 м/с, плотность глицерина - 1260 кг/м³, плотность кожи - 1250 кг/м³. Зачем при диагностических УЗ-методах поверхность кожи пациента покрывают водным желе или вазелином?

ЗАДАЧА 5. Определите звуковое давление в крови при распространении ультразвуковой волны с частотой 1 Мгц и интенсивностью 10 Вт/см². Скорость распространения УЗ-волны в крови 1590 м/с, плотность крови p=1050 кг/м³.

ЗАДАЧА 6. Определите амплитуду, скорость и ускорение колеблющихся частиц жидкой среды (кровь) под действием УЗ-волны интенсивностью 10 Вт/см² и частотой 1 МГц. Плотность крови 7 p=1050 кг/м³. Сравните ускорение колеблющихся частиц крови с ускорением свободного падения. Сделайте вывод о средней кинетической энергии частиц среды.