Ультразвук и его свойства

Чем выше частота ультразвуковой волны, тем меньше глубина проникновения в ткань и лучше разрешение близко расположенных объектов. Медицинское применение ультразвука проявляется в ультразвуковых исследованиях и ультразвуковой терапии. В однородной среде ультразвук распространяется прямолинейно и равномерно. Сирена — механический источник упругих колебаний и, в том числе, ультразвука.

Ультразвук – это колебания упругой среды с частотой выше звуковых. К звуковым относят частоты, воспринимаемые человеческим ухом и попадающие в диапазон от 15 Гц до 20 КГц (частота 1 Герц соответствует одному колебанию в секунду). Колебания с частотой менее чем 15 Гц относятся к инфразвуковым, а с частотой более чем 20 000 Гц относятся к ультразвуковым.

Ультразвук и его свойства

В длину волны укладываются две области: одна область сжатия и одна область разрежения, при этом длина волны обратно пропорциональна частоте колебаний. Низкочастотные ультразвуковые волны распространяются сферически.

Ультразвуковые исследования в медицине

Методы ультразвуковых исследований основаны на том, что все внутренние органы обладают различной эхоплотностью. Некоторые практически без искажений пропускают ультразвуковые волны, другие их преломляют или поглощают. Например, коэффициент поглощения ультразвука костной тканью в 12 – 15 раз выше по сравнению с мышечной.

Ультразвуковые датчики

Все ткани организма обладают различным акустическим сопротивлением, то есть, в различной степени препятствуют распространению ультразвука. При этом величина сопротивления ультразвуку зависит от плотности исследуемой ткани и скорости ультразвука. Особенные изменения пучок ультразвуковых волн претерпевает, достигнув границы двух сред с различным акустическим сопротивлением. Объекты, не имеющие границ между тканями, ультразвуковые волны проходят беспрепятственно.

Поскольку исследования основаны на определении границ с областей различным акустическим сопротивлением, в обычном режиме нельзя проанализировать состояние кишечника, желудка, легких. Могут быть проблемы с визуализацией матки и придатков, зон повреждения сердца при небольшом инфаркте миокарда, незначительных патологических изменений в органах. Высокая информативность и относительная техническая простота метода, его безопасность и отсутствие каких-либо неудобств для больного обеспечили широкое распространение ЭКГ в медицине и физиологии.

Форма зубцов в разных отведениях различна. В медицине ЭКГ имеет наибольшее значение для распознавания нарушений сердечного ритма, а также для выявления инфаркта миокарда и некоторых других заболеваний.

Изменения ЭКГ могут возникать не только в результате заболевания, но и под влиянием обычной дневной активности, приёма пищи, лекарственного лечения и других причин. Диагностические возможности возрастают при сопоставлении ряда последовательно снятых ЭКГ с интервалом в несколько дней или недель. Биоэлектрическая активность сердца может быть зарегистрирована и другим способом.

В проекции на плоскость эта кривая имеет вид серии петель и называется векторкардиограммой (ВКГ). Приближённо она может быть построена графически на основании ЭКГ в разных отведениях. Меняя положение электродов, можно получить ВКГ в различных плоскостях и составить более полное пространственное представление о характере электрических процессов.

В ветеринарии электрокардиография применяется у крупных и мелких животных для диагностики изменений в сердце, возникающих в результате некоторых незаразных или инфекционных болезней. С помощью электрокардиографии у животных определяют нарушения сердечного ритма, увеличение отделов сердца и другие изменения в сердце. Датчик следует располагать в висящем положении, кабель не должен быть сжат или перекручен в месте соединения с датчиком.

Линейные датчики испускают звуковые волны параллельно друг другу и создают прямоугольное изображение. Ширина изображения и количество линий сканирования постоянны по всей глубине.

Секторальные датчики дают веерообразное изображение, узкое вблизи датчика и расширяющееся по мере увеличения глубины. Электронный вариант с фазовым управлением более дорогой, но используются преимущественно в кардиологии. Недостатками датчиков секторального типа являются низкая разрешающая способность в ближнем поле, уменьшение количества линий сканирования с увеличением глубины, а также сложности в использовании.

Распространение ультразвуковых волн происходит в соответствии с законами геометрической оптики. Линейные датчики отличаются хорошей разрешающей способностью в ближнем поле. Их используют с частотой 5.0—7.5 МГц и выше для исследования мягких тканей и щитовидной железы. Лучше всего ультразвук проникает в жировую ткань, задерживается мышечной и нервной, от костей отражается до 60% падающей на них энергии ультразвука.

Что еще посмотреть: