Применение ультразвуковых исследований в медицине

Размещено на http://www.allbest.ru/

АО "Медицинский университет Астана"

Кафедра медицинской биофизики и основы безопвсности жизнедеятельности

Реферат

Тема: Применение ультразвуковых исследований медицине

План

Введение

1. Звук. Объективные и субъективные характеристики

2. Физические характеристики звука

3. Биологическое воздействие ультразвука

4. Ультразвуковые генераторы

5. Физические процессы, обусловленные воздействием УЗ на биологические объекты

6. Механизмы действия УЗ излучения на биологические ткани

7. Применение УЗ в медицине

Заключение

Литература

Введение

Акустика - область физики, исследующая упругие колебания и волны от самых низких частот до предельно высоких. Современная акустика охватывает широкий круг вопросов, в ней выделяют ряд разделов: физическая акустика, которая изучает особенности распространения упругих волн в различных средах, физиологическая акустика, изучающая устройство и работу звуковоспринимающих и звукообразующих органов у человека и животных, и др. В узком смысле слова под акустикой понимают учение о звуке, т. е. об упругих колебаниях и волнах в газах, жидкостях и твердых телах, воспринимаемых человеческим ухом (частоты от 16 до 20000 Гц).

ультразвук медицина диагностический

1. Звук. Объективные и субъективные характеристики

Звуки-- упругие волны, продольно распространяющиеся в среде и создающие в ней механические колебания. Человек воспринимает волны с частотами от 16 до 20 000 Гц. Упругие волны, частота которых меньше 16 Гц, называют инфразвуковыми, а волны, частота которых лежит в интервале от 2 Ч 104 до 1 Ч 109 Гц - ультразвуковыми .

Субъективные характеристики звука - характеристики, зависящие от свойств приемника:

- громкость. Громкость звука определяется амплитудой колебаний в звуковой волне.

- тон (высота тона). Определяется частотой колебаний.

- тембр (окраска звука).

Объективные характеристики звука - характеристики, не зависящие от свойств приемника:

- интенсивность (сила звука) - энергия, проносимая звуковой волной за единицу времени через единицу площади, установленной перпендикулярно волне звука.

- частота основного тона.

- спектр звука - количество обертонов.

2. Физические характеристики звука

Звуковые колебания и волны - частный случай механических колебаний и волн. Однако в связи с важностью акустических понятий для оценки слуховых ощущений, а также и в связи с медицинскими приложениями целесообразно некоторые вопросы разобрать специально. Принято различать следующие звуки:

тоны, или музыкальные звуки;

шумы;

звуковые удары.

Тоном называется звук, являющейся периодическим процессом. Если этот процесс гармонический, то тон называется простым или чистым, а соответствующая плоская звуковая волна описывается уравнением. Основной физической характеристикой чистого тона является частота. Ангармоническому колебанию соответствует сложный тон. Простой тон издает, например, камертон, сложный тон создается музыкальными инструментами, аппаратом речи и т. п. Шумом называют звук, отличающейся сложной неповторяющейся временной зависимостью. К шуму относятся звуки от вибрации машин, аплодисменты, шум пламени горелки, шорох, скрип, согласные звуки речи и т. п. Шум можно рассматривать как сочетание беспорядочно изменяющихся сложных тонов. Если попытаться с некоторой степенью условности разложить шум в спектр, то окажется, что этот спектр будет сплошным, например спектр, полученный от шума горения бунзеновской газовой горелки. Звуковой удар - это кратковременной звуковое воздействие: хлопок, взрыв и т. п. Не следует путать звуковой удар с ударной волной. Энергетической характеристикой звука как механической волны является интенсивность, которая может быть выражена также и в виде вектора Умова. На практике для оценки звука удобнее использовать не интенсивность, а звуковое давление, дополнительно возникающее при прохождении звуковых волн в жидкой или газообразной среде. Для плоской волны интенсивность связана со звуковым давлением. Измерение звукового давления в газах производится измерительным микрофоном, который состоит из датчика, преобразующего акустическую величину в электрический сигнал, электронного усилителя и электрического измерительного прибора.

3. Биологическое воздействие ультразвука

При воздействии ультразвука на организм человека отмечается, прежде всего, термическое действие вследствие превращения энергии ультразвука в тепло. Ультразвук вызывает микромассаж тканей (сжатие и растяжение), что способствует кровообращению и, следовательно, улучшению функции ткани. Ультразвук стимулирует обменные процессы и оказывает также нервнорефлекторное действие.

Под влиянием ультразвука изменения отмечаются не только в органах, подвергшихся воздействию, но и в других частях организма. При длительном и интенсивном воздействии ультразвук может вызвать разрушение клеток тканей.

Разрушающее действие ультразвука связано, по-видимому, с явлением кавитации - образованием полостей в жидкости, что приводит к гибели тканей и смерти экспериментальных животных.

Микроскопические кавитационные пузырьки были обнаружены в межклеточных пространствах животных тканей под влиянием ультразвуковых волн большой интенсивности.

Многие микроорганизмы могут быть разрушены ультразвуком. Так, он инактивирует вирус полиомиелита, энцефалита и др. Стрептококки после воздействия ультразвуком хуже фагоцитируются. Воздействие ультразвуковых волн на белки приводит к серьезным структурным нарушениям белковых частиц и их распаду. При облучении ультразвуком молока разрушается содержащийся в нем витамин С.

При так называемом озвучении крови ультразвуком происходит разрушение эритроцитов и лейкоцитов, повышается вязкость и свертывание крови, ускоряется РОЭ. Ультразвук угнетает дыхание клетки, уменьшает потребление кислорода, инактивирует некоторые энзимы и гормоны.

При воздействии ультразвука высокой интенсивности на животных отмечаются сильные боли, облысение, ожоги, помутнение роговицы и хрусталика, гемолиз, серьезные сдвиги биохимического характера (понижение содержания в крови холестерина, мочевой и молочной кислоты), при высоких частотах наступает смерть (мелкие кровоизлияния в различных органах).

4. Ультразвуковые генераторы

Одной из ответственных частей УЗ аппарата является электронный генератор - устройство, предназначенное для преобразования энергии электрической промышленной сети в энергию электрических колебаний ультразвуковой частоты.

Решение проблемы автоматической подстройки параметров генератора при всех возможных изменениях параметров обрабатываемых сред и разработка электрического генератора для специализированного ультразвукового станка является сложной проблемой.

Наиболее интересной и перспективной является схема генератора с независимым возбуждением и автоматической подстройкой частоты.

К достоинству таких схем относятся все достоинства схем генераторов с независимым возбуждением, плюс к этому добавляется возможность автоматической подстройки частоты в соответствии с изменением механической частоты колебательной системы.

5. Физические процессы, обусловленные воздействием УЗ на биологические объекты

Физические процессы ,обусловленные воздействием УЗ, вызывают в биологических объектах следующие основные эффекты.

ћ микровибрация на клеточном и субклеточном уровне;

ћ разрушение биомакромолекул;

ћ перестройку и повреждение биологических мембран, изменение проницаемости мембран;

ћ тепловое действие;

ћ разрушение клеток и микроорганизмов.

6. Механизмы действия УЗ излучения на биологические ткани

Первичным механизмом ультразвуковой терапии являются механическое и тепловое действия на ткань. При операциях ультразвук применяют как «ультразвуковой скальпель», способный рассекать и мягкие, и костные ткани. Способность ультразвука дробить тела, помещенные в жидкость, и создавать эмульсии используется в фармацевтической промышленности при изготовлении лекарств. При лечении таких заболеваний, как туберкулез, бронхиальная астма, катар верхних дыхательных путей, применяют аэрозоли различных лекарственных веществ, полученные с помощью ультразвука. В настоящее время разработан новый метод «сваривания» поврежденных или трансплантируемых костных тканей с помощью ультразвука (ультразвуковой остеосинтез). Губительное воздействие ультразвука на микроорганизмы используются для стерилизации. Интересно применение для слепых. Благодаря ультразвуковой локации с помощью портативного прибора «Ориентир» можно обнаружить предметы и определять их характер на расстоянии до 10 м.

7. Применение УЗ в медицине

Лечебное действие ультразвука связано в основном с его способностью проникать в ткани и вызывать прогревание их и микромассаж. Нужно все же отметить, что ультразвук, очевидно, обладает какими-то специфическими особенностями действия, так как глубокое прогревание тканей можно получить и с помощью других методов, а положительный эффект наступает иногда только после применения ультразвука.

Учитывая рефлекторный механизм ультразвука, его можно использовать не только для прямого воздействия на болевой очаг, но и для косвенных влияний.

Вследствие указанных выше свойств ультразвук при определенных условиях может оказывать болеутоляющее, спазмолитическое, противовоспалительное и бактерицидное действие. Применение ультразвука можно сочетать с другими видами терапии.

В связи с высокой биологической активностью ультразвука при проведении лечения необходимо соблюдать большую осторожность. Положительные результаты при терапевтическом использовании ультразвука получены при многих заболеваниях. Эффективно применение ультразвука при лечении миальгий, невралгий, невритов ампутационных культей, артрозов, артритов и периартритов. Показателем общего действия ультразвука на организм является, в частности, тот факт, что при поражении многих суставов часто достаточно ограничиться лечением одного из них, так как при этом наблюдается параллельное улучшение в других суставах. Хорошие результаты получены при лечении ультразвуком болезни Бехтерева, спондилитов, трофических и варикозных язв, облитерирующих эндартериитов, вяло гранулирующих язв.

Есть отдельные указания о положительном применении ультразвука при язве желудка и двенадцатиперстной кишки, бронхиальной астме, эмфиземе легких, бронхоэктазиях, отосклерозе, болезни Меньера. Имеются наблюдения, свидетельствующие о том, что предварительное озвучение кожи человека повышает эффективность рентгеновского облучения.

Заключение

Перечисленные примеры не исчерпывают всех медико-биологических применений ультразвука, перспектива расширения этих приложений поистине огромна. Так, можно ожидать, например, появления принципиально новых методов диагностики с внедрением в медицину ультразвуковой голографии.

Литература

1. http://vip-doctors.ru/prof_bolezni/ultrazvuk.php

2. https://ru.wikipedia.org/wiki/

3. http://bibliofhttps://yandex.kz/images/search?text=%

Размещено на Allbest.ru