Ултразвук

Тераписки ултразвук

 Општи карактеристики

Ултразвук е механички еластичен бран со фрекфенција поголема од 20kHz.

20kHz < f < 1GHz   - ултразвук

Звукот е дефиниран како механичко треперење  во облик на наизменични згуснувања (компресија) и разредувања (дилатација) на средината.

Тој се шири низ цврстите, течните и гасовитите средини. Звукот се движи низ воздухот со брзина од 334m/s, додека брзината на простирање низ водата е многу поголема. Најбрзо се движи низ метал, односно низ цврсти тела. Со зголемувањето на температурата се зголемува и брзината на ширење на ултразвукот.

Карактеристики на звукот

Рефлексија. Звукот има карактеристика да може да се одбие од рамни и мазни површини, доколку на нив паѓа под одреден агол. 

Интерференција на звучните бранови. Доколку од еден извор се емитуваат завучни бранови кои се со иста бранова должина, но нивното време на простирање се разликува, така да во еден ист интервал се сретнуваат една позитивна фаза од едниот бран и една негативна фаза од другиот бран, доаѓа до нивно взаемно поништување.

Суперпозиција на звучните бранови. Ако во ист интервал се сретнат цва позитивни или два негативни бранови, доаѓа до новно сумирање.

Звукот може да биде со различна фрекфенција и според модерната акустика се дели на:

а. инфразвучни бранови до 16Hz

б. звук 16Hz - 20 000Hz

в. ултразвучни бранови над 20 000Hz

Вибрациите над 20kHz човечкото уво не ги примa како чулна дразба, но тие фрекфенции можат да се регистрираат и да предизвикаат специјални ефекти кај животните.

            Брановата должина на инфразвукот, звукот и ултразвукот не е иста и зависи од фрекфенцијата.

            Звукот и ултразвукот се разликуваат по тоа што звукот може да се простира во воздух, за разлика од ултразвукот кој не се спроведува во воздухот.Некогаш и многу танок слој на воздух претставува непробивна пречка за минување на ултразвукот.

2. Добивање на ултразвучни бранови (ултразвук)

            Ултразвукот се добива со помош на ултразвучни генератори. Во нив електричните импулси се претвораат во улртазвучни (механички) осцилации,па затоа се нарекуваат и претворувачи (трансдјусери). Најголем број на ултразвучни генератори работат на принципот на електрострикција (инверзен пиезоелектричен ефект) или на магнетострикција.

            Пизоелектричен ефект е карактеристика на некои кристали (кварц, бариум титанат, натриим и калиум тартарат) да под притисок електрички се поларизираат. Спротивно на тоа, ако кристалот електрички се поларизира, ќе дојде до механичка елестична деформација на кристалот што претставува инверзен пиезоелектични ефект.

            Ако кристалот се најде во променливо електрично поле (на пр. помеѓу плочи на кондензатер во електрично осцилаторно поле), во едниот полупериод ќе дојде до дилатација (ширење) на кристалот, а во другиот полупериод до негова компресија (стегање). На тој начин кристалот осцилира со фрекфенцијата на електричното поле, која може да биде произволно висока. Овие механички осцилации се пренесуваат низ средината (вода, течност) во која се наоѓа кристалот во вид на ултравук.

            Магнетострикција е карактеристика на некои феромагнетни материјали (Fe, Ni, Co) во магнетно поле еластично да се деформираат. Ако прачка од ваков материјал се постави во променливо магнетно поле (на пр. во калем на електрично осцилаторно коло), прачката ќе врши осцилации со фрекфенција на електричното поле. Овие осцилации се пренесуваат во средината во облик на ултразвук.   

3. Карактеристики на ултразвукот

3.1 Фрекфенција

            Во тераписки цели во праксата најповеќе се користат звучни глави кои произведуваат бранови со фрекфенција од  1MHz, кои продираат до длабочина од 3-5cm под површината на кожата (зглобови, скелетни мускули). Звучните бранови со фрекфенција од  3MHz се апсорбираат во структурите непосредно под површината на кожата.

 Звучната глава може да емитира една или повеќе фрекфенции.

3.2 Интензитет

            Интензитетот на ултразвукот се одредува како количество на енергија на еденица површина на ултразвучната глава  во единица време, односно снага на единица површина. Интензитетот звукот се изразува во W/m², а во физикалната медицина   W/cm²  и се движи во дијапазон од 0,2-3 W/cm² .

             

4. Физичко и биофизичко дејство

Брзината на простирање на ултразвукот не е константна, туку се менува во зависност  од акустичните својства, еластичноста и густината низ која поминува. Во течна средина на човечкото тело  изнесува 1500m/s, во паренхимните органи 1400 -1600 m/s, а во коските повеќе од 4000 m/s.

Во хомогена средина ултразвукот се простира праволиниски, слично на светлосните зраци.

            Во човечкото тело најголемо е одбивањето на граничните површини на ткивата помеѓу поткожното масно ткаење и мускулите, фасциите и мускулите тетивите и периостот, особено помеѓу меките ткаења и коската.

Кога ултразвучните бранови ќе паднат на граничната површина под прав агол и кога од неа потполни ќе се одбијат, може да дојде до стоечки бранови. Во некои точки нема осциласии (брановите се поништуваат), додека во други точки има двојно повеќе осцилации.

Ултразвучните бранови осцилитајќи во телото и ткаењата, својата електрична енергија ја претвара во механичка (топлотна емергија). Загревањето на температурата зависи од васкуларизацијата на ткаењата. Кај добро васкуларизирани ткива и органи ултразвукот предизвикува вазодилатација и зголемена циркулација, со што се одведува топлината и не доаѓа до прегревање.

На следните линкови ќе можете да најдете повеќе податоци за ултразвукот

http://www.akromion.hr/default.aspx?id=56707

http://www.youtube.com/watch?v=HcQ3SHPgHbY

http://www.pmf.unsa.ba/fizika/images/.../10-Ultrazvuk.ppt‎
sr.scribd.com/doc/94134795/Ultrazvuk-seminarski‎