Ультразвук и его применение в медицинских целях

Ультразвуком (УЗ) называют механические колебания и волны с частотами более 20 кГц.

Верхним пределом ультразвуковых частот условно можно считать 10⁹ – 10¹⁰ Гц. Этот предел определяется межмолекулярными расстояниями и поэтому зависит от агрегатного состояния вещества, в котором распространяется ультразвуковая волна.

УЗ обладает существенно меньшей длинной волны по сравнению со звуком. Дифракция волн существенно зависит от соотношения длинны волны и размеров тел на котором она дифрагирует. Непрозрачное (для звука) тело размером 1 м не будет препятствием для звуковой волны с длинной 1,4 м, но станет препятствием для УЗ-волны с длинной 1,4 мм: возникает «УЗ-тень».

Отражение УЗ на границе двух сред зависит от соотношения их волновых сопротивлений. Так, УЗ хорошо отражается на границах мышца – надкостница – кость, на поверхности половых органов и т.д. Поэтому можно определить расположение и размер неоднородных включений, полостей, внутренних органов и т.п. (УЗ-локация). При УЗ-локации используется как непрерывное так и импульсное излучения. В первом случае исследуется стоячая волна, возникающая при интерференции падающей и отраженной волн от границы раздела. Во втором случае наблюдают отраженный импульс и измеряют время распространения ультразвука до исследуемого объекта и обратно. Зная скорость распространения, определяют глубину залегания объекта.

Сжатия и разряжения, создаваемые УЗ, приводят к образованию разрывов сплошности жидкости – кавитаций.

Кавитации существуют недолго и быстро захлопываются, при этом в небольших объемах выделяется значительная энергия, происходит разогревание вещества, а также ионизация и диссоциация молекул.

Медико-биологические приложения ультразвука можно разделить на два направления: методы диагностики и методы воздействия.