MedUniver Физиология человека
  Домой Медицинский фото атлас Психология отношений Медицинские видео ролики Медицинская библиотека Консультация врача  
Физиология человека:
Физиология
Физиология клетки
Эндокринная система
Пищеварительная система
Физиология клеток крови
Обмен веществ. Питание
Выделение.Функции почек
Репродуктивная функция
Сенсорные системы
Физиология иммунной системы
Система кровообращения
Дыхательная система
Видео по физиологии
Книги по физиологии
Рекомендуем:
Книги по медицине
Видео по медицине
Фотографии по медицине
Консультации врачей
Форум
 

Природа ультразвуковых волн. Взаимодействие ультразвуковых волн с тканями

Звуковые волны в отличие от электромагнитных представляют собой быстрые смещения атомов или молекул в передающей среде. Частота этих смещений в диапазоне 20 Гц — 20 кГц. в норме улавливается человеческим ухом. В диапазоне частот свыше 20 кГц лежит область «ультразвука» с верхней границей, обычно равной 109 Гц. В медицинской диагностике для визуализации тканей организма или газовых пузырьков в гипербарической физиологии обычно используют ультразвук с частотой 106 Гц.

Несмотря на идентичность физических свойств звуковых и ультразвуковых волн, последние имеют ряд преимуществ: 1) высокую направленность; 2) легкую фокусируемость; 3) применимость для исследования небольших структур в более коротковолновом диапазоне; 4) высокую отражаемость на границе между газом и жидкостью, что делает их хорошим детектором фазовых структур. Последнее преимущество обусловливает явление рассеяния ультразвуковых волн газовыми пузырьками. В отличие от ультразвука высокой интенсивности, применяемого для прогрева тканей и в хирургии, во всех гипербарических исследованиях используют ультразвук низкой интенсивности.

Ультразвуковые волны характеризуются частотой и длиной. Основным типом волн в подвижных средах является продольный. При этом источник колебаний движется в направлении, параллельном распространению волны. Частицы среды, образующие волну, направляются также параллельно распространению самой волны. Наблюдается картина непрерывного сжатия и разряжения. В твердых средах или средах с высокой вязкостью имеют место также и поперечные, или сдвиговые волны. В этом случае направление распространения волны перпендикулярно движению частиц. В биологических системах поперечные волны были обнаружены только в костной ткани.

Длина волны является особой величиной, дающей представление о многих свойствах самой волны. По мере того, как источник звука вибрирует, он движется взад и вперед, «толкая» молекулы, расположенные перед ним и увлекая за собой расположенные позади. Каждый новый толчок перемещает зону сжатия в определенном порядке друг за другом. Это последовательное перемещение зон сжатия и представляет собой волну, а расстояние между зонами является длиной данной волны. Значение длины волны (h) определяют путем деления скорости ее распространения в данной среде на частоту, что можно выразить уравнением: h=Скорость волны в среде/частоту.

ультразвуковые волны

Взаимодействие ультразвуковых волн с тканями

В крови и большинстве тканей организма ультразвуковые волны распространяются почти прямолинейно. Они поглощаются или постепенно ослабляются тканями или же отражаются (рассеиваются) обратно в сторону поверхности тела. Средние по мягкости ткани организма содержат большое количество воды. В них ультразвук распространяется со скоростью, характерной для солевого раствора, содержащего белки. Когда волны ультразвука достигают тканей, не содержащих воду, то большая часть их энергии отражается. Это происходит в высокоминерализованных тканях, таких как кости и зубы, эластические свойства которых схожи с таковыми у твердых тел, и структур, содержащих значительное количество воздуха. Воздух содержат главным образом бронхи, трахея, складки кишечника.

Поэтому метод ультразвукового обследования определенных участков организма с целью выявления декомпрессионных пузырьков затруднителен из-за невозможности проникновения ультразвукового пучка вглубь тканей.

Ультразвуковая волна, проходя через твердую, жидкую или газообразную среды, ослабляет свою интенсивность в соответствии с уравнением: J=J*e-2ax, где J — интенсивность; х — пройденный путь; а — коэффициент ослабления амплитуды волны.

В средней по мягкости ткани степень поглощения ультразвука пропорциональна частоте. При прохождении в глубь тела на 1 см и обратно мощность ультразвуковой волны снижается на 20% на каждый 1 МГц частоты. На каждом сантиметре толщины ткани процент поглощения ультразвука остается прежним. Следовательно, для глубокой пенетрации необходима более низкая частота ультразвука.

Приведенные величины поглощения ультразвука являются приблизительно средними для мышц. Они меньше для жировой ткани и еще меньше для крови (около 1/10 величины поглощения для мышц). Поглощение вызвано в первую очередь превращением энергии ультразвука в тепло, по-видимому, в результате процессов, характерных для макромолекул, главным образом, белков.

- Читать далее "Отраженные волны ультразвука. Генерация и детекция ультразвука"


Оглавление темы "Ультразвуковые волны в медицине":
1. Природа ультразвуковых волн. Взаимодействие ультразвуковых волн с тканями
2. Отраженные волны ультразвука. Генерация и детекция ультразвука
3. Сердцевина преобразователя. Ультразвуковые поля
4. Сфокусированные ультразвуковые поля. Принципы сфокусирования ультразвуковых волн
5. Допплеровский преобразователь. Эффект Доплера
6. Развитие методов обработки доплеровского сигнала. Наблюдение и подсчет сигналов от газовых пузырьков
7. Доплеровская схема направленного исключения. Использование фазово-замкнутой петли
8. Метод двухмерного сканирования в В-режиме. Рассчет двухмерного УЗИ
9. УЗИ посткомпрессионных газовых эмболов. Техника допплерографии газовых эмболов
10. Динамическая фокусировка УЗИ. Ультразвуковое контрастирование
Загрузка...

   
MedUniver.com
ICQ:493-344-927
E-mail: reklama@meduniver.com
   

Пользователи интересуются:

Будем рады вашим вопросам и отзывам:

Полная версия сайта