2. Ультразвуковые терапевтические системы

2.1. Обобщенная структурная схема аппарата ультразвуковой терапии

Современные ультразвуковые аппараты, применяемые в медицине, состоят из генератора электрических колебаний ультравысокой частоты, ультразвуковой головки с пьезоэлементом, соединенным высоковольтным кабелем с колебательным контуром генератора, элементов управления и источника питания.

В последние годы в УЗ терапевтических аппаратах широкое применение получили пьезопреобразователи из керамики титаната бария. Это – спеченные при высокой температуре мелкие кристаллы, т.е. керамика имеет поликристаллическую структуру. Преимуществом ее перед кварцем является стоимость и меньшая величина напряжения, необходимого для возбуждения УЗ колебаний (напряжение на кварцевой пластинке при частоте 880 кГц и интенсивности 2 Вт/см²превышает 1500B, на пластине из керамики титаната бария при той же интенсивности – не более 100B). Это позволяет упростить конструкцию аппарата, в частности, применить для питания головки гибкий низковольтный кабель.

На рисунке 12 приведена структурная схема аппарата ультразвуковой терапии.

Колебания электрического сигнала требуемой формы (прямоугольные, синусоидальные и пр.) создаются автогенератором. С помощью модулятора обеспечивается непрерывный или импульсный режимы акустического воздействия на биообъект. В некоторых случаях возможно получение амплитудно-модулированных колебаний, огибающая которых адекватна электрическим или механическим процессам в объекте, который подвергается терапии. Характер модуляции задается генератором модулирующего сигнала. Сформированные электрические колебания подаются на предварительный усилитель мощности. В нем они усиливаются до требуемого уровня (т.е. предварительный усилитель производит ступенчатую регулировку коэффициента усиления.) и прикладываются к пьезоэлектрическому излучателю. Вследствие проявления прямого пьезоэффекта пластина пьезоизлучателя начинает колебаться в соответствии с приложенным напряжением и создает ультразвуковые колебания торцевой части излучательной головки.

Рисунок 12 – Обобщенная структурная схема аппарата ультразвуковой терапии

Все регулировки осуществляются с помощью пульта управления с процедурными часами, которые отключают блок питания по истечении установленного времени длительности процедуры. Индикатор показывает наличие сигнала ультразвуковой частоты на выходе усилителя.

2.2. Технические характеристики уз-аппаратов

В физиотерапевтической практике для ультразвуковой терапии используются в основном унифицированные ультразвуковые терапевтические аппараты трех серий:

1) УЗТ-1 (УЗТ-1-01; УЗТ-1-02; УЗТ-1-03) – аппараты, работающие на частотах 880 кГц;

2) УЗТ-3 (УЗТ-3-01; УЗТ-3-02; УЗТ-3-03) – рабочая частота 2640 кГц;

3) УЗТ-13 или «Гамма» (УЗТ-13-01; УЗТ-13-02) – генерируют ультразвук на двух частотах 880 и 2640 кГц.

Для лечения используют аппараты УЗТ. Первая из следующих за этой аббревиатурой цифра указывает на округленную частоту генерируемых колебаний (1 МГц ~ 880 кГц, 3 МГц ~ 2640 кГц), а последняя буква – область применения (Ф – терапевтический, С – стоматологический, У – урологический, Л – оториноларингологический, Г – гинекологический). Кроме них, используют и еще ряд аппаратов непрерывной и импульсной УЗ терапии.

Стоит отметить, что в медицине принято выделять три диапазона интенсивностей:

1) 0,05-0,6 Вт/см²– низкий уровень интенсивности;

2) 0,6-1,2 Вт/см²– средний уровень интенсивности;

3) свыше 1,2 Вт/см²– сверхтерапевтический, высокий уровень интенсивности.

Международная электротехническая комиссия приняла решение, что максимальная интенсивность с головки излучателя терапевтического аппарата не должна превышать 3 Вт/см².

Ниже рассмотрены основные технические характеристики некоторых УЗ-аппаратов (таблица 2).

Таблица 2 – Технические характеристики УЗ-аппаратов

Тип	Назначение	Рабочая частота, кГц	Режим работы	Макс. интен-сивность, Вт/см2	Эффек-тивная площадь зонда, см2
УЗМ-01 Галатея	Многофункцио-нальный аппарат для проведения ультразвуковых терапевтических и косметологи-ческих процедур по области лица и тела	32 880 2640	Непрерывный Импульсный: τ = 2, 4, 10 мс Fповтор= 50 кГц	0÷1 с шагом 0,1	1 и 4
УЗТ-1.07Ф	Лечение различных заболеваний периферической нервной системы опорно-двигательного аппарата, пародонтоза и послеопераци-онных рубцов лица и шеи, урологических заболеваний, цистита	880	Непрерывный Импульсный: τ = 2, 4, 10 мс Fповтор= 50 кГц	0÷1 с шагом 0,1	1 и 4

Продолжение таблицы 2

Тип	Назначение	Рабочая частота, кГц	Режим работы	Макс. интен-сивность, Вт/см2	Эффек-тивная площадь зонда, см2
УЗТ-1.03У	Лечение ультразвуком урологических заболеваний типа хронического пиелонефрита, цистита, дистаний, хронического простатита, мочекаменной болезни	880	Непрерывный Импульсный: τ = 2, 4, 10 мс Fповтор= 50 кГц	1,0; 0,7 0,4; 0,2; 0,05	1, 2 и 4
УЗТ-1.02С	Лечение пародонтоза, глоссальгии, артрозоартритов, келоидных и послеопераци-онных рубцов лица и шеи	880	Непрерывный Импульсный: τ = 2, 4, 10 мс Fповтор= 50 кГц	1,0; 0,7 0,4; 0,2; 0,05	1 и 2
УЗТ-1.04О	Лечение ультразвуком различных заболеваний глаз: воспалений роговицы, травматических катаракт, гемофтальма, частичной атрофии зрительного нерва, пигментной дегенерации сетчатки, рубцовых заболеваний век.	880	Непрерывный Импульсный: τ = 2, 4, 10 мс Fповтор= 50 кГц	1,0; 0,7 0,4; 0,2; 0,05	1, 2 и 4

Окончание таблицы 2

Тип	Назначение	Рабочая частота, кГц	Режим работы	Макс. интен-сивность, Вт/см2	Эффек-тивная площадь зонда, см2
BTL 5720 Sono	Реабилитация, гинекология, ортопедия, неврология, спортивная медицина	1000 3000	Непрерывный Импульсный	0÷2 с шагом 0,1 0÷3 с шагом 0,1	1 и 4
ULTRASONIC 2100	Лечение артрита; артроза; бронхиальной астмы; воспаления седалищного нерва; колита; гастрита; герпеса; гематомы; мастита; невралгии; рубцов; язв	1000 3000	Непрерывный Импульсный	0÷2 с шагом 0,1 0÷3 с шагом 0,1	5