SITE SEARCH

Ultraljud är vad? Ultraljud i medicin. Ultraljudsbehandling

Trots det faktum att forskning av ultraljudvågor började för mer än hundra år sedan har de bara de senaste hälften av århundradena blivit mycket vanliga inom olika områden av mänsklig verksamhet. Detta beror på den aktiva utvecklingen av både kvant- och olinjära sektioner av akustik och kvantelektronik och fast tillståndsfysik. Idag är ultraljud inte bara en beteckning för högfrekventa områden av akustiska vågor, utan en hel vetenskaplig riktning i modern fysik och biologi, med vilken industri-, informations- och mätteknik kopplas samt diagnostiska, kirurgiska och terapeutiska metoder för modern medicin.

Ultraljud är

Vad är det här?

Alla ljudvågor kan delas in i hörbarhetMänniskan är frekvenser från 16 till 18 tusen Hz, och de som ligger utanför mängden mänsklig uppfattning - infraröd och ultraljud. Infraljud avser vågor som liknar ljud, men med frekvenser under det uppfattade mänskliga örat. Den övre gränsen av området ansåg infra 16 Hz och lägre - 0001 Hz.

Ultraljud är också ljudvågor, men baraderas frekvens är högre än vad ett mänskligt hörapparat kan absorbera. Som regel förstås de som frekvenser från 20 till 106 kHz. Deras övre gräns beror på mediet där dessa vågor sprider sig. Så i gasmiljön är gränsen 106 kHz, och i fasta ämnen och vätskor når den 1010 kHz. I ljudet av regn, vind eller vattenfall, blixtnedsläpp och rostning av en singel av stenar, finns det ultraljudskomponenter. Det är tack vare förmågan att uppfatta och analysera vågor i ultraljudssortimentet valar och delfiner, fladdermus och nattinsekter orienterar sig i rymden.

Lite historia

De första ultraljudstudierna (USA) varDe genomfördes i början av 1800-talet av den franska forskaren F. Savart, som försökte bestämma den övre frekvensgränsen för hörbarheten hos det mänskliga hörselnätet. I framtiden var sådana kända forskare som tyska W. Wine, engelsman F. Galton, ryska P. Lebedev och en grupp studenter engagerade i att studera ultraljudsvågor.

År 1916, en fysiker från France P. Langevin, i samarbete med den ryska forskare emigranten Constantine Shilovsky kunna använda kvarts för mottagning av strålning och ultraljud för marina mätningar och detektering av undervattensobjekt, som har tillåtna forskare att skapa den första ekolod, som består av en sändare och ultraljudsmottagaren.

ultraljudseffekt
1925 den amerikanska V. Pierce skapade en enhet, nu kallad Pierce-interferometern, som med hög noggrannhet mäter hastigheterna och absorptionen av ultraljud i vätske- och gasmedier. 1928 var den sovjetiska forskaren S. Sokolov den första som använde ultraljudsvågor för att upptäcka olika defekter i fast material, inklusive metall, kroppar.

I efterkrigstiden 50-60 år, baserat påteoretiska utvecklingen av kollektivet av sovjetiska forskare som leds av L. D. Rosenberg, börjar den breda tillämpningen av ultraljud på olika industriella och tekniska områden. Samtidigt, tack vare det arbete av brittiska och amerikanska forskare, samt studier av sovjetiska forskare som Khokhlov, V. Krasilnikov och många andra snabbt växande vetenskaplig disciplin som olinjära akustik.

Ungefär samtidigt är amerikanska första försök att använda ultraljud i medicin.

Sovjetforskare Sokolov tillbaka i slutet av fyrtiotaletåren av det senaste århundradet utvecklade en teoretisk beskrivning av enheten avsedd för visualisering av ogenomskinliga föremål - "ultraljudsmikroskopet". Baserat på dessa studier skapade specialister från Stanford University i mitten av 1970-talet en prototyp av ett skanning akustiskt mikroskop.

funktioner

Med en gemensam natur, vågor av hörbart intervall,såväl som ultraljud, är föremål för fysiska lagar. Men ultraljud har ett antal funktioner som gör att den kan användas allmänt inom olika områden av vetenskap, medicin och teknik:

1. Låg våglängd. För det lägsta ultraljudsintervallet överskrider det inte några centimeter, vilket orsakar strålförökning av signalen. I detta fall är vågen fokuserad och förökad av linjära strålar.

2. En obetydlig oscillationsperiod, på grund av vilken ultraljud kan emitteras pulserad.

3. I olika miljöer ultraljudsvibration med en våglängd av högst 10 mm, har egenskaper som liknar ljusstrålar, som medger fokuserings oscillationer generera riktade strålning, dvs inte bara i den önskade riktningen för att skicka energi, men också för att fokusera det på den erforderliga volymen.

4. Med en liten amplitud är det möjligt att få höga värden på vibrationsenergin, vilket gör det möjligt att skapa ultraljudsfält och strålar med hög energi utan att använda storstorleksutrustning.

kavitation
5. På grund av ultraljud på miljön finns det många specifika fysiska, biologiska, kemiska och medicinska effekter, såsom:

  • dispersion;
  • kavitation;
  • avgasning;
  • lokal uppvärmning
  • desinfektion och plural. et al.

typer

Alla ultraljudsfrekvenser är uppdelade i tre typer:

  • ULF - låg, med ett intervall från 20 till 100 kHz;
  • UHF - mediumfrekvens - från 0,1 till 10 MHz;
  • UZVCH - högfrekvens - från 10 till 1000 MHz.

Idag är den praktiska användningen av ultraljud -Detta är främst användningen av lågintensiva vågor för mätning, kontroll och forskning av den interna strukturen hos olika material och produkter. Högfrekventa ämnen används för att aktivt påverka olika ämnen, vilket gör det möjligt att byta egenskaper och struktur. Diagnos och behandling av många sjukdomar genom ultraljud (med olika frekvenser) är en separat och aktivt utvecklande riktning för modern medicin.

Var tillämpas den?

Under de senaste årtiondena har ultraljud varit intresserad avinte bara vetenskapsteoretiker, utan även utövare, som alltmer introducerar det i olika typer av mänsklig verksamhet. Idag används ultraljudsutrustning för:

Få information om ämnen och material

åtgärder

Frekvens i kHz

från

upp till

Undersökning av ämnenas sammansättning och egenskaper

fasta ämnen

10

106

vätskor

103

105

gas

10

103

Styr storlekar och nivåer

10

103

sonar

1

100

fel upptäckt

100

105

Medicinsk diagnostik

103

105

exponering

på ämnen

Lödning och plätering

10

100

svetsning

10

100

Plast deformation

10

100

bearbetning

10

100

emulgering

10

104

kristallisation

10

100

sprutning

10-100

103-104

Koagulering av aerosoler

1

100

dispersion

10

100

rengöring

10

100

Kemiska processer

10

100

Effekter vid förbränning

1

100

kirurgi

10 till 100

103 upp till 104

terapi

103

104

Signalbehandling och hantering

Akustoelektroniska omvandlare

103

107

filter

10

105

Lines of delay

103

107

Akustooptiska enheter

100

105

I den moderna världen är ultraljud ett viktigt tekniskt verktyg inom sådana industrisektorer som:

  • järn och stål;
  • kemikalie;
  • jordbruk;
  • textil;
  • mat;
  • farmakologisk;
  • maskin- och instrumenttillverkning;
  • petrokemisk, bearbetning och andra.

Dessutom används ultraljud i allt högre grad inom medicin. Vi talar om detta i nästa avsnitt.

Användning i medicin

I modern praktisk medicin finns tre huvudanvisningar för att använda ultraljud av olika frekvenser:

1. Diagnostisk.

2. Terapeutisk.

3. kirurgisk

Låt oss betrakta mer detaljerat var och en av dessa tre riktningar.

Ultraljud i medicin

diagnostik

En av de mest moderna och informativaMetoder för medicinsk diagnos är ultraljud. Dess otvivelaktiga fördelar är: minimal påverkan på mänskliga vävnader och hög informativitet.

Som redan nämnts är ultraljud ljudvågor som förökar sig i ett homogent medium rätlinjärt och med konstant hastighet. Om det finns regioner med olika akustiska densiteter reflekteras vissa vibrationer, och den andra delen bryts, medan den fortsätter sin rätlinjiga rörelse. Ju större skillnaden i densiteten hos gränsmediet är, desto mer reflekteras mer ultraljudsvibrationer. Moderna ultraljudsmetoder kan delas in i lokalisering och genomskinlighet.

ultraljud recensioner

Ultraljudsplats

I processen med en sådan studie,reflekteras från gränserna för media med olika akustiska densiteter impulser. Med hjälp av en rörlig sensor kan du ställa in objektets storlek, plats och form.

genomskinlighet

Denna metod bygger på det faktum att olika vävnadermänniskokroppen absorberar ultraljud på olika sätt. Under studien av något inre organ i hans direkta vågen med en viss intensitet, varefter en speciell sensor detekterar den sända signalen från den omvända sidan. Målning skannade föremålet reproduceras baserat på förändringen av signalintensiteten av "input" och "output". Den mottagna informationen behandlas av en dator och omvandlas till ett sonogram (kurva) eller sonogram - dimensionell bild.

Doppler-metoden

Detta är den mest aktiva utvecklingsmetodenDiagnostik, som använder både puls och kontinuerlig ultraljud. Doppler används i stor utsträckning i obstetrik, kardiologi och onkologi, eftersom det gör det möjligt att spåra även mindre förändringar i kapillärerna och små blodkärl.

Njur ultraljud

Användningsområden för diagnos

Idag används ultraljudsmetoder för visualisering och mätningar mest inom sådana områden av medicin som:

  • obstetrik;
  • oftalmologi;
  • kardiologi;
  • neurologi hos nyfödda och spädbarn;
  • undersökning av interna organ

- ultraljud av njurarna

- lever

gallblåsan och kanalerna

- Kvinnligt reproduktionssystem

  • diagnostik av yttre och närliggande organ (sköldkörtel och bröstkörtlar).

Används i terapi

Den huvudsakliga terapeutiska effekten av ultraljudorsakas av dess förmåga att tränga in i mänskliga vävnader, värma upp och värma dem för att genomföra mikromassage av separata platser. USA kan användas både för direkta och indirekta effekter på smärtfokus. Dessutom har dessa vågor under vissa förhållanden bakteriedödande, antiinflammatoriska, analgetiska och spasmolytiska effekter. Ultraljudet som används för terapeutiska ändamål delas upp villkorligt i svängningar med hög och låg intensitet.

Ultraljudsbehandling
Det är de lågintensiva vågorna som är mestanvänds för att stimulera fysiologiska reaktioner eller mindre, icke skadlig uppvärmning. Behandling med ultraljud gav positiva resultat i sådana sjukdomar som:

  • artrit;
  • artrit;
  • myalgi;
  • spondylit;
  • neuralgi;
  • varicose och trophic ulcers;
  • Bechterews sjukdom;
  • utplånande endarterit.

Forskning pågår, under vilken ultraljud används för behandling av Menieres sjukdom, emfysem, duodenalsår och mage, astma, otoskleros.

Ultraljudsoperation

Modern operation med ultraljudsvågor är uppdelad i två riktningar:

- selektivt förstör vävnadsställen genom specialstyrda ultraljudsvågor med hög intensitet med frekvenser från 106 upp till 107 Hz;

- Användning av ett kirurgiskt instrument med införande av ultraljudsvibrationer från 20 till 75 kHz.

Ett exempel på elektiv ultraljudsoperation kan varatjäna för att krossa stenar ultraljud i njurarna. I processen med en sådan icke-invasiv operation verkar ultraljudsvågan på stenen genom huden, det vill säga utanför människokroppen.

Ultraljudsavlägsnande
Tyvärr har en sådan kirurgisk metod ett antal begränsningar. Använd inte ultraljudskrossning i följande fall:

- gravida kvinnor när som helst

- Om diametern på stenarna är mer än två centimeter;

- för smittsamma sjukdomar

- i närvaro av sjukdomar som stör blodets normala koagulerbarhet

- vid allvarliga skador på benvävnad

Trots det faktum att ultraljudsavlägsnande av njursten utförs utan kirurgiska ingrepp är det ganska smärtsamt och utförs under allmän eller lokalbedövning.

Kirurgiska ultraljudsinstrument används inte bara för mindre smärtsamma dissektioner av ben och mjukvävnader, men också för att minska blodförlusten.

Sten krossning genom ultraljud
Låt oss vända våra ögon mot tandvård. Ultraljud dentala stenar avlägsnar mer smärtsamt, och alla andra manipulationer av doktorn bärs mycket lättare. Dessutom används ultraljud i trauma och ortopedisk praxis för att återställa integriteten hos brutna ben. Under sådana operationer är utrymmet mellan benfragmenten fyllt med en speciell komposition bestående av benflisar och en speciell flytande plast och sedan sonikeras så att alla komponenter är ordentligt anslutna. De som genomgick kirurgiska ingrepp, under vilka ultraljud användes, lämnar vittnesmål olika - både positiva och negativa. Det bör dock noteras att nöjda patienter fortfarande är mer!

</ p>
  • utvärdering: