Слайд 2План лекции
Звуковые волны
Физические основы биологической акустики
Логарифмическая шкала для измерения интенсивности
и громкости звука
Звуковые методы исследования в клинике
Ультразвуковые колебания. Воздействия ультразвука
на биологические ткани
Эффект Доплера и его применение в медицине
Слайд 3Физические основы биологической акустики
Звук – это колебания частиц среды,
распространяющиеся в виде продольных механических волн с частотой от 16
Гц до 20000 Гц (20 кГц).
Слайд 4Энергетическая характеристика звука
Интенсивностью волны I называют величину, численно равную
средней по времени энергии Е, переносимой волной в единицу времени
через единицу площади поверхности, расположенную перпендикулярно направлению распространения волны:
Дж/(м2 с) = Вт/м2
Слайд 5Звуковое или акустическое давление
Звуковым или акустическим давлением
называют добавочное давление (избыточное над средним давлением окружающей среды, например
над атмосферным давлением), образующееся в участках сгущения частиц в акустической волне
где А – амплитуда волны ω - циклическая частота волны, ρ - плотность вещества, υ – скорость распространения волны в веществе
Слайд 6Связь интенсивности и акустического давления
Слайд 7Природа звука
Виды звуков:
Тон – это звук, являющийся
периодическим процессом
Шум - это звук,
отличающийся сложной не повторяющейся временной зависимостью
Звуковой удар – кратковременное звуковое воздействие
Слайд 8Объективные характеристики звука
Частота – количество колебаний в
единицу
времени
Интенсивность
Звуковое давление
Акустический или гармонический спектр
Слайд 9Акустические спектры
А
ν
А
ν
А
ν
Сложный тон
Простой тон
Шум
Слайд 10Звук как психофизическое явление
Субъективные характеристики звука:
высота – обусловленная частотой
основного тона,
тембр – определяется спектральным
составом звука,
громкость - уровень слухового ощущения;
определяется интенсивностью и
частотой звука
Слайд 11Уровень интенсивности
Б(бел)
дБ(децибел)
I0 = 10-12 Вт/м2 интенсивность на пороге
слышимости на частоте 1 кГц
Слайд 12Уровень интенсивности
- Порог слышимости
Слайд 13Закон Вебера – Фехнера
Если интенсивность звука увеличивается
в геометрической прогрессии, то ощущение громкости этого звука возрастает в
арифметической прогрессии
k – коэффициент пропорциональности, зависящий от частоты и интенсивности
Слайд 14Громкость звука Е
Громкость звука измеряется в фонах
На частоте 1кГц
K=1
Ф(фон)
Слайд 17Звуковые методы в медицине
Аускультация (выслушивание) – с помощью стетоскопа или
фонендоскопа
1 – полая капсула
2 – передающая звук мембрана
3 – резиновые
трубки
Слайд 18Звуковые методы в медицине
Перкуссия – выслушивание звучания отдельных частей тела
при простукивании их
Фонокардиография (ФКГ) – графическая регистрация тонов и шумов
сердца
Слайд 19Диагностика органов слуха
Метод измерения остроты слуха называется аудиометрией.
На специальном
приборе (аудиометре) определяют порог слухового ощущения на разных частотах; полученная
кривая называется аудиограмма
Слайд 20Биофизика ультразвука
Ультразвуком (УЗ) называют механические колебания и
волны, частоты которых более 20 кГц
Скорость УЗ
и звука определяется плотностью среды. Зависимость прямая.
Слайд 21Получение ультразвуковых колебаний
Электромеханические излучатели:
Основанные на явлении обратного пьезоэлектрического
эффекта (высокочастотный УЗ)
Основанные на явлении магнитострикции (низкочастотный УЗ)
Слайд 22Обратный пьезоэффект
Под действием электрического поля происходит механическая деформация пьезокристалла
Пьезокристалл
Слайд 23Прямой пьезоэффект
Под действием механических деформаций пьезокристалла возникает электрическое напряжение на
гранях
Пьезокристалл
Слайд 24Особенности распространения УЗ
Малая длина волны. Направленность. (Применимы законы геометрической оптики)
Поглощение
(ослабление интенсивности при прохождении через вещество)
Слайд 25Глубина полупоглощения –глубина, на которой интенсивность УЗ уменьшается вдвое.
Слайд 26Особенности распространения УЗ
Преломление и отражение
Так как волновое
сопротивление биологических сред в 3000 раз больше волнового сопротивления воздуха,
то отражение УЗ на границе воздух-кожа составляет 99,99%.
Деформация, кавитация (возникает при интенсивностях, больших 0,8∙104 Вт/м2 )
Выделение тепла
Химические реакции
Слайд 27Физические процессы, обусловленные воздействием УЗ
микровибрация на клеточном и субклеточном
уровне,
разрушение биомакромолекул,
перестройка и повреждение биологических мембран, изменение проницаемости мембран,
тепловое действие,
разрушение
клеток и микроорганизмов
Слайд 28Эффект Доплера
Эффектом Доплера называют изменение частоты волн, воспринимаемых
наблюдателем (приемником волн), вследствие относительного движения источника волн и наблюдателя.
Слайд 29наблюдатель приближается со скоростью υн к неподвижному относительно среды источнику
волн
υ – скорость волны
Слайд 30Источник волн движется со скоростью υи к неподвижному относительно среды
наблюдателю
Слайд 31Одновременное движение друг к другу наблюдателя и источника
Слайд 32Удаление источника волн и наблюдателя
Слайд 33Диагностика на основе эффекта Доплера
Излучатель УЗ
Генератор электрических колебаний
Устройство
сравнения частот
приемник
УЗ волна
Отраженная УЗ - волна
кровеносный
сосуд
Сигнал доплеровского сдвига
движущиеся эритроциты
υ0 – скорость движения эритроцитов
υ – скорость УЗ
νГ – частота генератора
νД – доплеровский сдвиг частот
Слайд 34Ультразвуковая диагностика – локационные методы
Эхоэнцефолография – определение опухолей и отека
головного мозга
Ультразвуковая кардиография – измерение размеров сердца в динамике
Ультразвуковая локация
для определения размеров глазных сред
Слайд 35Ультразвуковая диагностика
Ультразвуковой Доплер эффект – изучают характер движения сердечных клапанов;
определяют скорость кровотока
По скорости ультразвука определяют место повреждения кости
Ультразвуковая
голография
Слайд 36Ультразвуковая физиотерапия
Терапевтическое действие ультразвука обусловлено механическим, тепловым и физико-химическим факторами
Фонофорез - введение с помощью ультразвука в ткани через поры
кожи некоторых лекарственных веществ (гидрокортизона, тетрациклина и др.).
Слайд 37Ультразвуковая хирургия
Ультразвуковой скальпель – рассечение тканей
Ультразвуковой остеосинтез – «сваривания»
тканей
Удаление опухолей в мозговой ткани без вскрытия черепной коробки
Дробление
почечных камней
Слайд 38Практическое применение УЗ
В фармацевтической промышленности – создание эмульсий, лекарств, аэрозолей
В
хирургии - стерилизация медицинских инструментов
Для ориентировки слепых в пространстве
Слайд 39Применение УЗ в стоматологии
удаление наддесневых, поддесневых и межзубных камней,
удаление легких
отложений с лингвальных поверхности зуба,
обработка лабиальных, внутриротовых, небных и лингвальных
десневых карманов,
полировка поверхности зуба.
Слайд 40Аппарат Sono-Асе-PICO
Позволяет проводить диагностику при:
повреждении мышц
повреждении мышц ротаторных манжет
плечевых суставов
повреждении мениско-связочного комплекса коленных суставов
повреждении сухожильно-связочного аппарата
всех суставов
наличии дисковых патологий (грыжи, протрузии, стеноз позвоночного канала)
наличии остеофитов, хондромных тел в суставах
заболеваниях сосудов верхних и нижних конечностей, сосудов шейного отдела
заболеваниях внутренних органов
Слайд 41Эхографическая картина абсцесса левой миндалины у пациента 14 лет.
На снимке представлены взаимоперпендикулярные сечения образования левой миндалины, которое характеризуется
нечеткими контурами и гипоэхогенным внутренним содержимым с "плавающими" эхогенными включениями. За образованием слабое акустическое усиление.
Слайд 42Эхографическая картина кисты правой подчелюстной слюнной железы у пациента 13
лет
На левой половине снимка представлен участок неизмененной ткани
правой подчелюстной железы (1), анэхогенное образование (2) с четкими контурами и эффектом дистального псевдоусиления. На правой половине снимка - неизмененная левая подчелюстная слюнная железа (3).
Слайд 43Инфразвук и его воздействие на человека
Инфразвук – механическая
волна с частотой менее 16 Гц
Действие на человека: раздражение,
угнетающее настроение, головная боль, усталость.
Слайд 45Уважаемые старосты!
Вы сдали списки отсутствующих?
