медицина (в том числе крио

Рис 3.15 - Ультразвуковой терапевтический аппарат “УЛЬТРАЗВУК”

К аппарату прилагаются две сменные ультразвуковые головки рабочей площадью 4 и 1 см2. Частота ультразвука 880 кГц. Максимальная интенсивность при непрерывном и импульсном излучении 2 Вт/см.2. Максимальная мощность излучения первой головки 8 Вт, а второй 2 Вт. Частота повторений импульсов 50 в секунду. Длительность импульсов 5 и 10 мс.

Облучение пациента ультразвуком можно проводить как при непосредственном контакте излучающей головки с телом больного (прямой метод) или в ванне (иммерсионный метод), где вода является контактной жидкостью.

Необходимая доза ультразвука устанавливается 10-ти ступенчатым клавишным регулятором, которым снабжен аппарат. В аппарат встроены процедурные часы, которые автоматически отключают его по истечении заданного времени и выдают звуковой сигнал об окончании процедуры.

В терапевтических целях ультразвук также используется для микро массажа тканей, активации процессов обмена и нагревания тканей.

Имеется множество конструкций различных аппаратов для ультразвукового терапевтического лечения больных, которые будут рассмотрены в специальных курсах.

3.5.2 Ультразвуковая хирургия.

Ультразвуковая хирургия обычно делится на два вида. Первый вид предусматривает разрушение тканей собственно ультразвуковыми колебаниями, что может осуществляться специальными устройствами.

Рис 3.16 - Ультразвуковая установка УРСК-8-Н для рассечения и соединения тканей

В качестве примера на рисунке 3.16 дано упрощенное изображение ультразвуковой установки УРСК-8-Н для рассечения и соединения тканей. В

этом случае применяется фокусированный ультразвук с частотами уровня 106

- 107 Гц.

Второй вид заключается в наложении ультразвуковых колебаний на хирургический инструмент с частотами 20-75 кГц, с амплитудой 10-50 мкм. В этом случае ультразвук играет вспомогательную роль.

Ультразвуковые инструменты используют для рассечения мягких и костных тканей. При этом значительно уменьшается усилие резания, снижаются кровопотери и болевые ощущения.

В травматологии сваривают ультразвуком сломанные кости. Процесс заключается в следующем. Костной стружкой, смешанной с жидкой пластмассой, заполняется пространство между костными отломками. Затем, под действием ультразвука образуется их соединение.

Ультразвук используется и для лечения глазных заболеваний. В качестве примера рассмотрим метод удаления катаракты с использованием ультразвука.

Рис 3.17 - Удаление катаракты с использованием ультразвука

а– ультразвуковой щуп вводится в глаз; б – разрушение хрусталика; в

-отсасывание разжиженной жидкости.

Работа проводится при помощи щупа (факоэмульсификатора), представляющего собой пустотелую титановую иглу (капилляр) диаметром примерно 1 мм, помещенную в специальный силиконовый чехол, который соединен с ультразвуковым генератором.

Последовательность выполнения операции такова (рисунок 3.17). Хирург, наблюдая в микроскоп, вводит ультразвуковой щуп в полость,

отделяющую роговицу от хрусталика (Рисунок 3.17 а), затем иглу перемещают до соприкосновения с хрусталиком. Под действием ультразвуковых колебаний с частотой 40 кГц хрусталик начинает разжижаться. Образующаяся при этом жидкость смешивается с дезинфицирующим раствором поступающим через кольцевой зазор между полой иглой и силиконовой оболочкой (Рисунок 3.17 б). Разжиженная жидкость отсасывается через внутреннюю полость иглы (Рисунок 3.17 в)

Одной из конструкций предназначенных для проведения микрохирургических операций в офтальмологии по рассмотренной методике, является “Аппарат ультразвуковой офтальмологический УЗХ-Ф-05-0”. При помощи этого аппарата проводят операции по удалению катаракты или стекловидного тела путем фрагментации (разрушения) и аспирации (отсасывания) с одновременной подачей в глаз замещающего раствора через ирригатор (орошитель - создатель потока жидкости из сосуда с раствором к глазу).Общий вид аппарата показан на рисунке 3.18

Рис 3.18 - Аппарат ультразвуковой офтальмологический УЗХ-Ф-0,5-0

1 – корпус; 2 – педаль управления; 3 – факоэмульсификатор; 4 – вилка для подключения к сети.

Рабочая частота аппарата 66±6,6 кГц. Ультразвуковой генератор размещен внутри корпуса 1 аппарата. В его состав входят: источник питания, плата генератора, плата усилителя, плата счетчика времени и усилитель мощности. К корпусу 1 с тыльной стороны подключаются следующие функциональные узлы: педаль управления 2, факоэмульсификатор 3 и вилка для подключения к сети 4.

Факоэмульсификатор 3 представляет собой магнитострикционный преобразователь, выполненный на ферритовой основе.

Волновод факоэмульсификатора 3 имеет по центру канал с выходной трубкой, по которой происходит отток продуктов разрушения. К волноводу капилляр (игла),изготовленный из титанового сплава, пристыковывается при помощи резьбового соединения. Концевая часть капилляра, имеющая наружный диаметр от 0,9 до 1,1 мм (набор капилляров различных диаметров), имеет воронкообразное углубление, улучшающее его дробящее и аспирационные качества.

Факоэмульсификатор необходимо оберегать от ударов, что позволит сохранить целостность очень хрупкого феррита и тонкостенного капилляра (иглы). Один капилляр позволяет проводить до 100 операций. Для лечения катаракты фирмой “Стар серджикал” (США) разработан ультразвуковой офтальмологический факоэмульсификатор “STAАR PHACO XLtm”, позволяющий производить хирургические процедуры путем малого разреза (до 3 мм.). Аппарат работает в области низких ультразвуковых частот (примерно до 59кГц). Этим аппаратом производят следующие хирургические операции: ультразвуковая эмульсификация и аспирация, передняя витректомия и удаление коркового материала после экстракапсулярного извлечения.

Рис 3.19 - Ультразвуковой офтальмологический факоэмульсификатор

“система STAАR FACO XL”

На рисунке 3.19 дан общий вид аппарата. На сносках рисунка показаны: 1 – рукоятка витроктомии – снабжен гильотинным резчиком, имеет отдельный рукав вливания; 2 – ирригационно-аспирационная рукоятка, используется для удаления коркового материала (и очень мягкого материала хрусталика) из глаза; 3 – ультразвуковая рукоятка (факоэмульсификатор) – пьезоэлектрическая. Принцип работы идентичен описанному ранее методу (рисунок 3.16)

Аппарат снабжен дистанционным управлением и ножной педалью. На рисунке 3.16 установка УРСК-8-Н - ультразвуковой генератор и волноводы для рассечения соединения тканей в общей хирургии.

3.5.3 Ультразвуковая диагностика.

Использование ультразвука для диагностики связано со способностью ультразвука без заметного поглощения проникать в мягкие ткани организма

иотражаться от акустических неоднородностей. Мы уже говорили о том, что в ряде случаев ультразвуковые методы диагностики имеют большую разрешающую способность, чем рентгеновские. Установлено, что почечный камень размером около5 мм. почти не различим при применении рентгеноскопии, а с помощью ультразвука он определяется довольно отчетливо.

Ультразвуковая диагностика используется во многих областях практической медицины: акушерстве, нейрохирургии, кардиологии, офтальмологии

ит.п. Так в области головы можно исследовать мягкие части, мозг и кровеносные сосуды, на шее – щитовидную железу, лимфатические узлы, кровеносные сосуды и мускулатуру, исследуют грудную клетку, глаза, сердце и т.д. Сонография (звуковидение) – один из видов медицинской диагностики, основанный на использовании ультразвука.

Для ультразвуковой диагностики в медицинской практике используют свойство отражения звуковой волны (эхо локация)

На рисунке 3.20 мы видим сочетание информации полученных на А и В режимах эхо локации в офтальмологии. В настоящее время используют приборы работающие в В – режиме реального масштаба времени (real taim), позволяющие получить изображение и производить контроль за движением исследуемых объектов в естественном течении времени. В этом случае получение изображения осуществляется с большой скоростью, высокой точностью определения места исследования и изображения подробностей.

Приборы имеют высокую разрешающую способность, что позволяет обрисовывать работающие клапаны сердца и т. п., обнаружить небольшие опухоли печени и почек.

Значительным прогрессом в области звуковидения является возможность одновременного сканирования, регистрации и анализирования движений, в особенности потоков крови. Такого рода процесс стал возможен за счет комбинированного использования В-режима и доплеровского метода.

При исследовании движущихся тел (например, движущиеся клетки крови) используют эффект Доплера исходя из двух принципов звукоиспускания. Первый – импульсный, а второй – непрерывный.

В первом случае эффект Доплера проявляется в том, что отраженные от движущихся клеток, ультразвуковые волны изменяют свою частоту и воспринимаются также излучателем (импульсная доплерография). Во втором случае излучатель ультразвука и его приемник разъедены разнесены друг относительно друга. Здесь ультразвуковые волны непрерывно излучаемые источником, отражаясь от движущихся клеток изменяют свою частоту и воспринимаются приемником ультразвука (непрерывная доплерография).

Считают, что применяя сочетание В-режима с доплеровским методом методом можно решить многие диагностические проблемы ангиологии. Так, комбинацию В-режима с импульсной доплерографией можно применять для исследования почти всех артерий и вен человеческого тела, а с непрерывной доплерографией – для измерения различных параметров сердца.

Из новейших разработок в области звуковидения (сонографии) отмечают приборы, которые на изображении среза, выполненного по В-методу, за счет цветного кодирования движения потоков позволяет дополнительно показать направление и скорость кровяного потока в реальном масштабе времени.

Аппаратура, созданная для этих целей, позволяет снаружи определять скорость потока крови опираясь на смещение частоты между излученными и принятыми сигналами. При этом звук отражается от красных кровянных телец. Если за каждой скоростью закрепить определенный цвет, то по различной расцветке (например, красный и голубой) можно определить направление кровяного потока.

Эти закодированные потоки крови могут быть переданы на обычное ультразвуковое изображение. В результате этого морфологическая информация и состояние кровяных потоков отображается одновременно. Мы уже го-

ворили о том, что степень поглощения ультразвука возрастает с увеличением его частоты. Поэтому при ультразвуковом ангио сканировании для глубоко расположенных сосудов применяют ультразвуковые излучатели с частотой 2,25-3,5 МГц, а для поверхностных сосудов с 5 до 10 МГц.

С появлением портативных ультразвуковых головок стали возможны и ультразвуковые исследования внутри человеческого тела: звуковидение сердца через пищевод, простата через прямую кишку и женского таза через влагалище.

По мнению немецкого ученого И.А.Бенхофа хотя сонография (по сравнению с другими методами) является простым, быстрым и дешевым методом диагностики, но детальное изучение других видов исследований жизненно необходимо. Он также утверждает, что ошибочным является и мнение о том, что сонографическое обследование должно длиться всего несколько минут, для чего достаточно иметь очень дешевую аппаратуру. По его взгляду соответствующее каждому из пациентов ультразвуковое обследование требует не только специальной аппаратуры, но и квалифицированного врача-диагноста.

Необходимо отметить что получить изображение наполненных воздухом легких и твердых костей человека ультразвуком не удается. Причина этого явления – полное отражение ультразвуковых волн от акустических граничных слоёв, которые они не могут преодолеть.

По той же причине для обеспечения плотного контакта поверхности датчика на кожные покровы пациента наносят тонкий слой звукопроводящей смазки.

Кратко рассмотрим два аппарата, применяемых для звуковидения.

В офтальмологии для получения изображения сечения глаза, наравне с другими используется аппарат фирмы TECNAR Image 2000(B-SCAN lll Plus). Этот аппарат представляет собой А/В сканнер с высокой разрешающей способностью. Результаты диагностирования высвечиваются на экране дисплея и записываются полароидной системой записей изображения, включая и данные пациента (рисунок 3.20). Общий вид этого аппарата показан на рисунке 3.21.

Аппарат снабжен импульсным фокусирующим излучателемприемником (сканером) ультразвука на основе пьезоэлектрического кристалла, работающим на частоте 10 МГц. Глубина сканирования 50-75 мм. Аппарат снабжен 50 - степенным сектором сканирования, частота изображений 20 в секунду. Скорость распространения ультразвука регулируется до 1550 м/сек.

Рис 3.21 - Общий вид этого аппарата фирмы TEKNAR для диагностики глаза типа A-scan/B-scan III Plus

На следующем рисунке 3.22 показан пример применения ультразвуковой диагностики в акушерстве: а - общий вид, б - запись результатов исследования. И в этом случае конечные результаты диагностики пациентки высвечивается на экране дисплея аппарата и записываются. Из рисунка 3.22 видно намотанную вокруг затылка плода пуповину. В таких случаях плод погибал в утробе матери. Своевременное распознание этой опасности дает шанс на сохранение плода.

Рис 3.22 - Показан пример применения ультразвуковой диагностики в акушерстве

а - общий вид; б - запись результатов исследования.

3.6 Применение слышимого диапазона звуковых волн для терапевтического лечения

Оказалось, что не только ультразвуковой но и слышимый диапазон звуковых волн можно использовать для успешного лечения части недугов больных людей.

Сравнительно недавно НПФ “МИКРОЭМП” (Санкт-Петербург) был создан виброакустический аппарат “ВИТАФОН” который за короткое время получил достаточное признание больных (рисунок 3.23.).

Аппарат предназначен для лечения различных заболеваний (остеохондроза, радикулита, простатита и т.д.). Высокая эффективность достигается многократным увеличением микрокапиллярного кровотока и лимфотока в ограниченно болезненной области. Аппарат контактным способом возбуждает микровибрацию тканей непрерывно меняющейся изменения звуковой частотой. При данной настройке изменения частоты в заданных пределах и переход от одного поддиапазона на другой происходит автоматически по программе. Аппарат можно применять и в домашних условиях. Он состоит из электронного блока и двух спаренных преобразователей – виброфонов. Краткие технические характеристики аппарата: количество частотных поддиапазонов – 2, возможное регулируемое изменение частот – от 30 Гц до 18 кГц, период изменения частот от 20 до 160 с.