Сонары летучих мышей
Природа наградила летучих мышей способностью издавать звуки с частотой колебаний выше 20000 герц, то есть ультразвуки, недоступные уху человека. Локатор летучих мышей высокоточен, надежен и ультраминиатюрен. Он всегда находится в рабочем состоянии и во много раз эффективнее всех локационных систем, созданных человеком. С помощью такого ультразвукового "видения" летучие мыши обнаруживают в темноте натянутую проволоку диаметром 0,12-0,05 мм, улавливают эхо, которое в 2000 раз слабее посылаемого сигнала, на фоне множества звуковых помех могут выделять полезный звук, то есть только тот диапазон, который им нужен.
Летучие мыши издают звуки высотой в 50 000-60 000 Гц и воспринимают их. Этим объясняется их способность избегать столкновения с предметами даже при выключенном зрении (принцип радара). В пределах своего диапазона нормальное человеческое ухо воспринимает все тоны беспрерывно, без пропусков.
У летучих мышей ультразвуки обычно возникают в гортани, которая по устройству напоминает обычный свисток. Выдыхаемый из легких воздух вихрем проносится через него и с такой силой вырывается наружу, словно выброшен взрывом. Давление проносящегося через гортань воздуха вдвое больше, чем в паровом котле! Более того, издаваемые звуки очень громкие: если бы мы их улавливали, то воспринимали бы, как рев двигателя реактивного истребителя с близкого расстояния. Не глохнут же летучие мыши потому, что у них есть мышцы, закрывающие уши в момент испускания разведывательных ультразвуков. Безопасность ушей гарантируется совершенством их конструкции: при максимальной частоте следования зондирующих импульсов - 250 в секунду - заслонка в ухе летучей мыши успевает открываться и закрываться 500 раз в секунду.
Поскольку скорость звука значительно превышает скорость движения даже быстрокрылых птиц, эхолокацией можно пользоваться и во время полета. Самым совершенным локатором обладают летучие мыши, развивающие во время охоты большую скорость и постоянно выполняющие в воздухе фигуры высшего пилотажа. О качестве "локаторного" слуха свидетельствуют результаты охоты: самые маленькие хищники уже за 15 минут охоты на комаров, мошек и москитов увеличивают свой вес на 10 процентов. "Навигационный прибор" настолько точен, что в состоянии запеленговать микроскопически малый предмет диаметром всего 0,1 миллиметра. Дональд Гриффин, исследователь эхолокаторов летучих мышей (давший, кстати, им это название), считает, что если бы не эхолот, даже всю ночь, летая с открытым ртом, летучая мышь поймала бы по закону случая одного-единственного комара.
ультразвук инфразвук оборудование производственный
2вар. Ультразвук и летучие мыши
Мы слышим только шелест крыльев, на самом же деле в подземной обители звучит чудовищный хор... Ян Линдблад. В краю гоацинов
Можете ли вы себе представить, какой ужасный шум обрушился бы на вас, если бы вы вдруг оказались среди тысяч самолетов, моторы которых работают на полную мощность? Вероятно, такую ситуацию вообразить очень трудно. Но давайте немного пофантазируем. Для начала предположим, что вы попали в пещеру, где полным-полно летучих мышей (впрочем, это еще не фантазия). Теперь допустим, что, попав в пещеру, вы неожиданно приобрели способность слышать сигналы ультразвукового диапазона, то есть те, частота которых выше 20 килогерц. Если бы все это случилось, вам, вероятно, пришлось бы перенести довольно неприятные ощущения. Вы были бы просто оглушены страшным ревом, источником которого явились маленькие крылатые жители пещеры. Дело в том, что громкость ультразвуковых криков многих видов летучих мышей на расстоянии 10 сантиметров от головы животного достигает 110-120 децибел. Примерно такой же шум, но в слышимом диапазоне частот производит авиационный двигатель на расстоянии 1 метра. Для сравнения надо отметить, что уровень громкости 130 децибел и выше вызывает у человека болевые ощущения.
Прежде чем объяснить поразительные способности летучих мышей к такому оглушительному крику, вспомним о некоторых свойствах ультразвука.
Одна из особенностей ультразвука состоит в том, чего можно излучать в виде почти параллельного узкого пучка, в то время как звуки слышимого диапазона, как правило, излучаются во всех направлениях. Это свойств ультразвука объяснимо с точки зрения общей дифракции волн.
Возможность образования ультразвуковых пучков позволяет фокусировать энергию сигнала в определенное место. Интенсивность ультразвука увеличивается пропорционально квадрату частоты колебаний, и поэтому, повышая частоту, можно относительно легко получить ультразвуки огромной силы. Однако большое количество энергии ультразвука теряется при прохождении в среде, в связи с чем сигнал быстро затухает.
Из всего сказанного понятно, почему летучим мышам так легко удается излучать интенсивные сигналы высокой направленности. Ясно также и то, что сигналы меньшей интенсивности терялись бы в воздухе, не давая зверькам возможности воспользоваться одним из удивительных способов ориентации в пространстве - эхолокацией.
Летучие мыши давно уже стали классическим объектом изучения эхолокации животных, а их "сонары" сделались едва ли не самой популярной темой всевозможных статей и публикаций о "патентах природы". История открытия, вернее, исследования эхолокации насчитывает без малого 200 лет и ведет свое начало с 90-х годов XVIII столетия.
Профессор университета итальянского города Павии Лазаро Спалланцани был уже немолод, когда он впервые заинтересовался способностью ночных животных находить путь в темноте. Среди своих коллег ученый к тому времени был достаточно известен трудами в различных областях естествознания.
Первые опыты Спалланцани провел в 1793 году. Сначала он установил, что летучие мыши свободно передвигаются в темном помещении, в котором даже такие, казалось бы, зоркие ночные животные, как совы, беспомощны. Спалланцани решил, что весь секрет кроется в чрезвычайной остроте зрения летучих мышей, позволяющей им ориентироваться в полной темноте. Чтобы проверить свое предположение, он, ослепив нескольких летучих мышей, выпустил их на волю. Лишенные зрения зверьки прекрасно летали и даже ловили насекомых.
Спалланцани, уверенный в том, что летучие мыши обладают неизвестным доселе чувством, тут же разослал ученым-коллегам письма с просьбой повторить эксперименты и сообщить ему о результатах. Многие из них подтвердили правильность исследований Спалланцани. Но швейцарский натуралист Шарль Жюрин, повторив описанные Спалланцани опыты, на этом не остановился и предпринял еще один шаг на пути раскрытия тайны летучих мышей. Оказалось, что если залепить уши животных воском, то он: начинают натыкаться на препятствия. Жюрин сделал вывод: летучие мыши "видят ушами".
Летучая лисица (Pteropus)
Спалланцани проверил опыты Жюрина и, убедившие в их достоверности, пришел к заключению, что летуча: мышь может прекрасно обходиться без зрения, но потер: слуха неминуемо ведет ее к гибели. Однако дать убедительного объяснения способности зверьков ориентироваться при помощи слуха Спалланцани не смог. Выводы его вскоре были отвергнуты, а впоследствии и вовсе забыты! Противники его идей, издеваясь над "слуховой" теорией, насмешливо вопрошали: "если летучие мыши видят своими ушами, то не слышат ли они своими глазами?"
Крупнейший французский ученый того времени Жорж Кювье, разгромив выводы Жюрина и Спалланцани, выдвинул свою умозрительную теорию. По его мнению, крылья летучих мышей обладают высокой чувствительностью и могут улавливать даже самое незначительное сгущение воздуха, которое образуется между крылом и препятствием. Эта гипотеза Кювье, получив название "тактильной теории", была признана многими учеными и просуществовала в науке более 100 лет. За весь этот период к вопросам, касающимся ориентации летучих мышей, не было прибавлено ни одного свежего факта. Несмотря на то, что некоторые исследователи изредка вспоминали о заботой "слуховой теории", их эксперименты не заходили дальше тех, которые уже были проведены Спалланцани и Жюрином.
В начале нашего столетия, после трагического случая с трансатлантическим лайнером "Титаник", многие ученые принялись ломать головы над созданием устройства, обеспечивающего кораблю сигнализацию при приближении к айсбергу. Не остался в стороне от этой проблемы известный американский изобретатель Хайрем Максим, тот самый, чье имя носит скорострельный станковый пулемет. Максим был первым, кто высказал мысль о том, что летучие мыши используют в полете звуковую локацию, и предложил применить принцип эхолокации в приборе для обнаружения невидимых объектов. Ошибка Максима была в том, что он предполагал наличие у летучих мышей ориентационных сигналов низких инфразвуковых частот, нет слышимых человеческим ухом. Источником таких звуков, по мнению изобретателя, могли служить машущие крылья зверьков.
Во время первой мировой войны французский физик Ланжевен получил патент на изготовление прибора для обнаружения подводных объектов при помощи генератора ультразвука. В 1920 году английский нейрофизиолог Хартридж, зная о работах Ланжевена, высказал гипотезу о том, что механизм эхолокации летучих мышей, вероятно, основан на использовании ультразвуков. Однако гипотеза оставалась гипотезой, так как экспериментальных подтверждений сделано не было.
Окончательно дело прояснилось только в 1938 году. Решающую роль в открытии сыграло сотрудничество представителей разных наук - физики и биологии. Незадолго до этого в лаборатории физического факультета Гарвардского университета профессор Пирс сконструировал прибор для преобразования высокочастотных звуков в колебания более низкой частоты, слышимой человеческим ухом. Узнав о существовании звукового детектора - так назывался этот прибор,- студент-биолог того же университета Дональд Гриффин принес однажды в лабораторию Пирса клетку с летучими мышами. Это были широко распространенные в США малая бурая ночница и большой бурый кожан. Когда микрофон детектора направили на клетку, из громкоговорителя на ученых обрушился оглушительный поток трескучих звуков. Стало совершенно ясно, что летучие мыши издают сигналы в диапазоне частот, лежащих выше порога слышимости человека.
Аппарат Пирса был устроен таким образом, что при необходимости можно было установить распределение интенсивности звуков по частотам. Проводя исследования, Гриффин и Пирс обнаружили, что частоты звуков, испускаемых летучими мышами в полете, лежат в пределах 30- 70 килогерц, а наивысшей интенсивности сигналы достигают в диапазоне 45-50 килогерц. Кроме того, ученые выяснили, что зверьки излучают звуки не непрерывно, а в виде коротких импульсов длительностью 1-2 миллисекунды.
Вскоре после этого Гриффин и Галамбос провели ряд экспериментов, в которых доказали, что лишить летучую мышь возможности хорошо ориентироваться среди препятствий можно не только затыкая ей уши, но и плотно закрывая рот. Эти опыты подтвердили высказанную некогда Хартриджем гипотезу о наличии у летучих мышей сигналов ультразвукового диапазона и их использовании при ориентации в пространстве.
Реферат: Применение ультразвука в медицине
Давно известно, что ультразвуковоеизлучение можно сделать узконаправленным. Французский физик Поль Ланжевенвпервые заметил повреждающее действие ультразвукового излучения на живыеорганизмы. Результаты его наблюдений, атакже сведения о том, что ультразвуковые волны могут проникать сквозь мягкиеткани человеческого организма, привели к тому, что с начала 1930-х гг. возникбольшой интерес к проблеме применения ультразвука для терапии различныхзаболеваний. Этот интерес не ослабевал и в дальнейшем, причем развитиемедицинских приложений шло по самым различным направлениям; особенно широко ультразвук стал применяться вфизиотерапии. Тем не менее, лишь сравнительно недавно стал намечаться истиннонаучный подход к анализу явлений, возникающих при взаимодействииультразвукового излучения с биологической средой.
С применением ультразвука в медицине связаномножество разных аспектов. Однако, при этом физика явления должна включать следующие процессы: распространениеультразвука в «биологической среде», такой как тело человека, взаимодействиеультразвука с компонентами этой среды и измерения и регистрация акустическогоизлучения, как падающего на объект, так и возникающего в результатевзаимодействия с ними.
Проблема интерпретации взаимодействияакустического излучения с биологической средой существенно упрощается, еслипоследнюю рассматривать не как твердое тело, а как жидкость. В такой среде нетсдвиговых волн, поэтому теория распространения волн проще, чем для твердого тела. В диапазонеультразвуковых частот, применяемых в медицинской акустике, это предположениесправедливо почти для всех тканей тела, хотя имеются и исключения, напримеркость. То, что взаимодействие ультразвука с тканью можно смоделировать еговзаимодействием с жидкостями, — важный фактор, повышающий практическую ценностьмедицинской ультразвуковой диагностики.
Прием и измерение ультразвука
В медицинских или биологических приложениях необходимостьв приеме и измерении ультразвука возникает в трех обширных областях. Этополучение диагностической информации от пациента, измерение акустическихполей, которыми могут облучаться живые клетки и ткани, в том числеи ткани пациентов.
Ультразвук по определению не воспринимаетсянепосредствен-но органами чувств человека, и поэтому необходимо использоватькакой-то физический эффект илипоследовате-льность таких эффектов, чтобы действие ультразвука моглопроявиться, причем главным образомколичественно. Таким образом, выбор метода для конкретной задачи производитсясточки зрения удобства его применения, а также точности измерения интересующегопараметра акустического поля.
Эхо-имульсивные методы визуализации
и измерений
Методыультразвуковой эхо-импульсной визуализации уже нашли широкое и разнообразноеприменение в медицине.
Основнымэлементом любой системы визуализации является электроакустическийпреобразователь, который служит для излучения зондирующего акустическогоимпульса в объект и для приема акустических эхо-сигналов, переизлучаемыхмишенью.
Приемник представляет собой своего родасистему сопряжения между преобразователем и дисплеем или системой записи,которые применяются для передачи наблюдателю информации, полученной с помощьюультразвука. В хороших системах эхо-сигналы на выходе преобразователя имеютбольшой динамический диапазон.
Областиприменения эхо-импульсных методов
Эхо-импульсные методы в настоящее время сталишироко применятся во многих областях медицины.
АКУШЕРСТВО
Акушерство – та область медицины, где эхо-импульсивныеультразвуковые методы наиболее прочно укоренились как составная частьмедицинской практики. Рассматриваемые здесь четыре основных задачи иллюстрируютценность многих полезных свойств ультразвуковых методов.
·<span Times New Roman"">
<img src="/cache/referats/14412/image001.gif" v:shapes="_x0000_s1028">Надежное определение положения плаценты –задача первостепенной важности в акушерской практике. С развитием техники,обеспечивающее высокое расширение по контрасту, эта процедура стала ужерутинной. Приборы, работающие в реальном времени, эргономически более выгодны,так как позволяют определять положения плаценты быстрее, чем статическиесканеры.
·<span Times New Roman"">
Второй вид процедур, ставшихуже привычными, — оценка развития плода по измерению одного или более егоразмеров, таких как диаметр головки, окружность головки, площадь грудной клеткиили живота. Так как даже очень малые изменения этих размеров могут иметьдиагностическое значение, эти методы требуют высокой точности самой аппаратуры и методик ееприменения.
·<span Times New Roman"">
Третий вид процедур, появившийсяне так давно и не столь еще укоренившийся в практике, — раннее обнаружениеаномалий плода. Это приложение требует особенно хорошего пространственногоразрешения и разрешения по контрасту, предпочтительно в сочетании с режимомреального времени и быстрым сканированием. Хорошие методики и качественная аппаратурапозволяют обнаруживать такие дефекты, как недоразвитие (гибель) яйца,анэнцефалия (полное или почти полное отсутствие мозга), гидроцефалия (избыток жидкостив мозге, наблюдаемый в виде уширения желудочков), спинальные (позвоночные)дефекты, зачастую необнаружимые биохимическими методами, и дефектыжелудочно-кишечного тракта. Вспомогательную, но очень важную роль играетультразвук в процедуре амниоцентеза (пункции плодного пузыря) – взятии околоплодныхвод для цитологических исследований и выявления возможных генетическихнарушений. Ввод иглы при амниоцентезе под контролем ультразвуковойвизуализации, обеспечивает значительно большую безопасность этой процедуры.
·<span Times New Roman"">
Наконец, необходимо отметитьультразвуковое исследование движения плода. Это явление лишь недавно сталопредметом подробного исследования. Сейчаспроисходит накопление большого количества информации как по движениюконечностей плода и псевдодыханию, так и по динамике сердца и сосудов. Здесь основнойинтерес представляет исследования физиологии и развития плода; до обнаруженияаномалий плода пока еще далеко. ОФТАЛЬМОЛОГИЯ
Может быть, из-за относительно малыхразмеров глаза офтальмология несколько выделилась из прочих областей примененияультразвука.
Ультразвук особенно удобен для точного определенияразмеров глаза, а также для исследования патологии и аномалий структур глаза вслучае их непрозрачности и, следовательно, недоступности для обычного оптическогоисследования. Здесь также важна точность работы и калибровки аппаратуры,необходимо также уделить особое внимание эффектам, связанным с преломлением ультразвука в хрусталике ироговице.
Область позади глаза – орбита – доступна ультразвуковомуобследованию через глаз, поэтому ультразвук вместе с компьютерной томографиейстал одним из основных методов неинвазивного исследования патологий этойобласти. Структуры орбиты имеют малые размеры и требуют хорошего пространственногоразрешения и разрешения по контрасту, что достижимо на высоких частотах. Практическиесложности могут возникать, однако, если пытаться использовать аппаратуру,характеристики которой заимствованы из телевизионной техники, а полосапропускания соответственно ограничена.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВНУТРЕННИХ ОРГАНОВ
Под таким заголовком можно рассмотретьмножество разнообразных задач, в основном связанных с исследованием брюшнойполости, где ультразвук используется для обнаружения и распознавания аномалийанатомических структур и тканей. Зачастую задача такова: есть подозрение назлокачественное образование и необходимо отличить его от доброкачественных илиинфекционных по своей природе образований.
При исследовании печени кроме важной задачиобнаружения вторичных злокачественных образований ультразвук полезен длярешения других задач, включая обнаружение заболеваний и непроходимости желчныхпротоков, исследования желчного пузыря с целью обнаружения камней и другихпатологий, исследование цирроза и других доброкачественных диффузных заболеванийпечени, а также паразитарных заболеваний, таких как шистосоматоз. Почки – еще один орган, в котором необходимоисследовать различные злокачественные и доброкачественные состояния (включаяжизнеспособность после трансплантации) с помощью ультразвука. Гинекологические исследования,в том числе исследования матки и яичников, в течение долгого времени являютсяглавным направлением успешного применения ультразвука. Здесь зачастую такженеобходима дифференциация злокачественных и доброкачественных образований, чтообычно требует наилучшего пространственного и контрастного разрешения. Аналогичныезаключения применимы и к исследованию многих других внутренних органов иобластей. Возрастает интерес к применению ультразвуковых эндоскопическихзондов. Эти устройства, которые можно вводить в естественные полости тела приобследовании или применять при хирургическом вмешательстве, позволяют улучшитькачество изображения из-за более высокой рабочей частоты и/или отсутствия напути ультразвука таких неблагоприятных акустических сред, как газ или кость.
ПРИПОВЕРХНОСНЫЕ И НАРУЖНЫЕ ОРГАНЫ
Щитовидная и молочная железы, хотя и легкодоступны ультразвуковому обследованию, часто требуют использования водяного иионного буфера, чтобы на изображение не повлияли аномалии ближней зоны поля. Приисследовании щитовидной и паращитовидной железе основное применение ультразвука– различение кистозных и твердых образований, что возможно при хорошемподавлении шума и артефактов, вызванных реверберацией и боковыми лепестками излучения.
Захватывающая перспектива – скрининг длявыявления самых разных признаков рака молочной железы при отсутствии выраженныхсимптомов, особенно у женщин с аномально высоким фактором риска. Технически здесьнеобходимо обнаружить аномалию размеров около 2мм в диаметре, когда этааномалия относительно редко встречается в заданной группе, например, будеттолько у одной пациентке.
Методы визуализации молочной и щитовиднойжелез, часто использующие акустическую задержку распространения, применимытакже к обследованию других приповерхностных тканей, например, при измерениитолщины кожи, необходимо в радиационной терапии для облучения электронами, при обследовании приповерхностных кровеносныхсосудов, таких как сонная артерия, а также при исследовании реакции опухолей натерапевтические воздействия.
КАРДИОЛОГИЯ
Ультразвуковые методы широкоприменяются при обследовании сердца и прилегающих магистральных сосудов. Это связано,в частности, с возможностью быстрого получения пространственной информации, атакже возможностью ее объединения с томографической визуализацией. Так, дляобнаружения и распознавания аномалий движения клапанов сердца, в частностимитрального, очень широко используется М-режим. При этом важно регистрироватьдвижение клапанов вплоть до частот порядка 50Гц и, следовательно, с частотойповторения около 100Гц. Эта цифра, оставаясь значительно ниже упомянутого вышепридела для эхо-импульсных приборов (около 5кГц), в сущности, недостижима при любыхдругих методах исследования.
НЕВРОЛОГИЯ
До появления рентгеновской компьютернойтомографии мозг было особенно сложно исследовать. Начиная с 1951г., вЛондонском королевском онкологическом госпитале предпринимались значительныеусилия для применения ультразвука к этой задаче. К сожалению, этому мешаютфизические свойства черепа взрослого человека, поскольку череп представляетсобой сильно поглощающую трехслойною структуру переменной толщины. Хотя былосделано несколько интересных попыток преодолеть эти трудности, в том числе сиспользованием управляемых многоэлементных решеток, когда датчик прилегает кограниченной области черепа, а также с частичной автоматической компенсациейфазовой задержки для учета изменений толщины черепа, такое применение невстретило одобрения диагностов. Однако еще не затвердевший череп плода илиноворожденного в акустическом плане не представляет значительных преград, связанныхс возникновением затухания или преломления, и поэтому ультразвуковоеобследование здесь применяется все чаще.
Применение ультразвука втерапии и хирургии
Давно известно, что ультразвук, действуя наткани, вызывает в них биологические изменения. Интерес к изучению этой проблемыобусловлен, с одной стороны, естественным опасением, связанным с возможнымриском применения ультразвуковых диагностических систем для визуализации, а сдругой – возможностью вызвать изменения в тканях для достижениятерапевтического эффекта.
Терапевтический ультразвук может бытьусловно разделен на ультразвук низких и высоких интенсивностей. Основная задачаприменения ультразвука низких интенсивностей – не повреждающей нагрев иликакие-либо нетепловые эффекты, а также стимуляция и ускорение нормальных физиологическихреакций при лечении повреждений. При более высоких интенсивностях основная цель– вызвать управляемое избирательное разрушение в тканях.
Первое направление включает в себя большинствоприменений ультразвука в физиотерапии и некоторые виды терапии рака, второе –ультразвуковую хирургию.
НАГРЕВ
Распределение температуры в тканяхмлекопитающих при ультразвуковом нагреве, уже подробно обсуждались. Управляемыйнагрев глубоко расположенных тканей может дать продолжительный терапевтическийэффект в ряде случаев.
Высокий коэффициент поглощения ультразвукав тканях с большими молекулами обусловливает заметное нагревание коллагенсодержащихтканей, на которые чаще всего и воздействуют ультразвуком прифизиотерапевтических процедурах.
Увеличениерастяжимости коллагенсодержащих тканей
Основнойфактор, который часто препятствует восстановлению мягкой ткани после ее повреждения,- это контрактура, возникающая в результате повреждения и ограничивающаянормальное движение. Слабое прогревание ткани может повысить ее эластичность.при дополнительном прогревании во время растягивающих упражнений улучшается гибкостьколлагенсодержащих структур. Ультразвуковой нагрев приводит к увеличению растяжимостисухожилий. Рубцовая ткань также может стать более эластичной под воздействиемультразвука.
Повышениеподвижности суставов
Амплитуда движений суставов в случае контрактуры может быть увеличена путем их нагрева. Для нагрева сустава, окруженногозначительным слоем мягких тканей, ультразвуковой способ наиболее предпочтителен,поскольку ультразвук лучше других форм диатермической энергии проникает вмышечную ткань.
Болеутоляющее действие
Многиепациенты отмечают ослабление болей при тепловом воздействии на пораженныеобласти. Обезболивающий эффект может быть как кратковременным, так ипродолжительным. При некоторых заболеваниях применение ультразвука дляуменьшения болей дает наилучшие результаты. Ультразвук ослабляет фантомныеболи после ампутации конечностей, а также боли, вызванные образованием рубцови невром. Механизмы болеутоляющего действия пока неясны; возможно, в них вносят вклади нетепловые эффекты.
Изменения кровотока
При локальном нагреве ткани часто отмечаютсясосудистые реакции, проявляющиеся даже на некотором расстоянии от меставоздействия.
При нагревеультразвуком или электромагнитном излучением наблюдаются сходные эффекты. При импульсномоблучении (когда тепловые эффекты не велики) также изменяется кровоток. Эти изменениясохраняются около получаса после окончания процедуры.
Местное расширение сосудов увеличиваетпоступления кислорода в ткань и, следовательно, улучшает условия, в которыхнаходятся клетки. Возможно, именно этим объясняется терапевтический эффект, атакже нередко наблюдаемое усиление воспалительной реакции.
Уменьшениемышечного спазма
Прогревание можетуменьшить мышечный спазм. По-видимому, это обусловлено седативным(успокаивающим) действием повышения температуры на периферические нервныеокончания. Ультразвук также может быть использован для этой цели.
Степень физиологической реакции напрогревание зависит от большого числа факторов, включающих достигаемуютемпературу, время прогревания, размер прогреваемой зоны и скорость увеличениятемпературы. Ультразвук позволяет быстро нагреть строго определенную область. Канатомическим структурам, которые избирательно нагреваются ультразвуком,относятся богатые на коллаген поверхностныеслои кости, надкостница, суставные мениски, синовиальная жидкость, суставныесумки, соединительные ткани, внутримышечные рубцы, мышечные волокна, оболочки сухожилийи главные нервные стволы.
В ряде случаев ультразвук может быть болееэффективной формой диатермии, чем коротковолновые излучения, парафиновыеаппликации и инфракрасное излучение.
Оценка безопасности применения
ультразвукав медицине
Как научные,так и профессиональные интересы обязывают ученых выяснить, какую опасность дляпациента и оператора представляет использование ультразвука.
В настоящее время невозможно выделить один или даже несколькофизических параметров, которые служили бы в качестве адекватных количественныххарактеристик, позволяющих предсказать конечный биологический эффект.
В отсутствии адекватной информации, наоснове которой должны быть установлены максимально допустимые дозы приприменении ультразвука в медицине, было бы полезным выдвинуть некоторыекритерии для правильного применения ультразвука. Ряд таких критериев может бытьобобщен следующим образом:
1.<span Times New Roman"">
Оператор должен использоватьминимальные интенсивности и экспозиции, позволяющие получить у пациентажелаемый клинический эффект;
2.<span Times New Roman"">
Обслуживающий персонал недолжен облучатся без необходимости;
3.<span Times New Roman"">
Все процедуры должнывыполнятся хорошо обученным персоналом или под его руководством.
Если следовать этим рекомендациям, то ультразвук можноэффективно использовать в медицине с большой уверенностью в его безопасности.
План реферата
1.<span Times New Roman"">
Введение
2.<span Times New Roman"">
Прием и измерениеультразвука
3.<span Times New Roman"">
Эхо-импульсивные методы визуализациии измерений
4.<span Times New Roman"">
Области примененияэхо-импульсных методов
5.<span Times New Roman"">
Применение ультразвука втерапии и хирургии
6.<span Times New Roman"">
Оценка безопасности примененияультразвука в медицине
Использованная литература
1.<span Times New Roman"">
Хилл К. – «Применение ультразвука в медицине»- 1989г.
2.<span Times New Roman"">
Ремизов А.Н. – «Медицинскаяи биологическая физика» – 1987г
3.<span Times New Roman"">
Крылов Н.П. и РокитянскийВ.И. – «Ультразвук и его применение» — 1958г