WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 13 | 14 || 16 | 17 |   ...   | 29 |

Из новейших разработок в области звуковидения (сонографии) отмечают приборы, которые на изображении среза, выполненного по В-методу, за счет цветного кодирования движения потоков позволяет дополнительно показать направление и скорость кровяного потока в реальном масштабе времени.

Аппаратура, созданная для этих целей, позволяет снаружи определять скорость потока крови опираясь на смещение частоты между излученными и принятыми сигналами. При этом звук отражается от красных кровянных телец. Если за каждой скоростью закрепить определенный цвет, то по различной расцветке (например, красный и голубой) можно определить направление кровяного потока.

Эти закодированные потоки крови могут быть переданы на обычное ультразвуковое изображение. В результате этого морфологическая информация и состояние кровяных потоков отображается одновременно. Мы уже говорили о том, что степень поглощения ультразвука возрастает с увеличением его частоты. Поэтому при ультразвуковом ангио сканировании для глубоко расположенных сосудов применяют ультразвуковые излучатели с частотой 2,25-3,5 МГц, а для поверхностных сосудов с 5 до 10 МГц.

С появлением портативных ультразвуковых головок стали возможны и ультразвуковые исследования внутри человеческого тела: звуковидение сердца через пищевод, простата через прямую кишку и женского таза через влагалище.

По мнению немецкого ученого И.А.Бенхофа хотя сонография (по сравнению с другими методами) является простым, быстрым и дешевым методом диагностики, но детальное изучение других видов исследований жизненно необходимо. Он также утверждает, что ошибочным является и мнение о том, что сонографическое обследование должно длиться всего несколько минут, для чего достаточно иметь очень дешевую аппаратуру. По его взгляду соответствующее каждому из пациентов ультразвуковое обследование требует не только специальной аппаратуры, но и квалифицированного врача-диагноста.

Необходимо отметить что получить изображение наполненных воздухом легких и твердых костей человека ультразвуком не удается. Причина этого явления – полное отражение ультразвуковых волн от акустических граничных слоёв, которые они не могут преодолеть.

По той же причине для обеспечения плотного контакта поверхности датчика на кожные покровы пациента наносят тонкий слой звукопроводящей смазки.

Кратко рассмотрим два аппарата, применяемых для звуковидения.

В офтальмологии для получения изображения сечения глаза, наравне с другими используется аппарат фирмы TECNAR Image 2000(B-SCAN lll Plus).

Этот аппарат представляет собой А/В сканнер с высокой разрешающей способностью. Результаты диагностирования высвечиваются на экране дисплея и записываются полароидной системой записей изображения, включая и данные пациента (рисунок 3.20). Общий вид этого аппарата показан на рисунке 3.21.

Аппарат снабжен импульсным фокусирующим излучателемприемником (сканером) ультразвука на основе пьезоэлектрического кристалла, работающим на частоте 10 МГц. Глубина сканирования 50-75 мм. Аппарат снабжен 50 - степенным сектором сканирования, частота изображений в секунду. Скорость распространения ультразвука регулируется до м/сек.

Рис 3.21 - Общий вид этого аппарата фирмы TEKNAR для диагностики глаза типа A-scan/B-scan III Plus На следующем рисунке 3.22 показан пример применения ультразвуковой диагностики в акушерстве: а - общий вид, б - запись результатов исследования. И в этом случае конечные результаты диагностики пациентки высвечивается на экране дисплея аппарата и записываются. Из рисунка 3.видно намотанную вокруг затылка плода пуповину. В таких случаях плод погибал в утробе матери. Своевременное распознание этой опасности дает шанс на сохранение плода.

Рис 3.22 - Показан пример применения ультразвуковой диагностики в акушерстве а - общий вид; б - запись результатов исследования.

3.6 Применение слышимого диапазона звуковых волн для терапевтического лечения Оказалось, что не только ультразвуковой но и слышимый диапазон звуковых волн можно использовать для успешного лечения части недугов больных людей.

Сравнительно недавно НПФ “МИКРОЭМП” (Санкт-Петербург) был создан виброакустический аппарат “ВИТАФОН” который за короткое время получил достаточное признание больных (рисунок 3.23.).

Аппарат предназначен для лечения различных заболеваний (остеохондроза, радикулита, простатита и т.д.). Высокая эффективность достигается многократным увеличением микрокапиллярного кровотока и лимфотока в ограниченно болезненной области. Аппарат контактным способом возбуждает микровибрацию тканей непрерывно меняющейся изменения звуковой частотой.

При данной настройке изменения частоты в заданных пределах и переход от одного поддиапазона на другой происходит автоматически по программе.

Аппарат можно применять и в домашних условиях. Он состоит из электронного блока и двух спаренных преобразователей – виброфонов. Краткие технические характеристики аппарата: количество частотных поддиапазонов – 2, возможное регулируемое изменение частот – от 30 Гц до 18 кГц, период изменения частот от 20 до 160 с.

Рис 3.3.7 Использование ударных волн для разрушения камней в человеческом теле.

Метод разрушения камней без оперативного вмешательства называется экстракорпоральной литотрипсией ударными волнами. Суть метода заключается в том, что генератор в резервуаре с водой создает ударную волну при ее взрывоподобном испарении. Водяная ванна служит элементом передающим ударные волны от генератора на тело пациента.

Генераторы ударной волны могут быть выполнены как в виде электродов погруженных в воду, между которыми проскакивает высоковольтная искра, так и электромагнитными или пьезоэлектрическими, создающими соответствующую волну. Генераторы снабжены эллипсоидными рефлекторам, предназначенными для фокусировки ударных волн в нужной точке. В фокусе ударная волна создает особо высокое давления. За пределами фокуса давления быстро падает и не причиняет вреда окружающим структурам. Так сосредотачивается на камне высокое механическое давление. На Рисунок3.даны общие виды фокусирующих ультразвуковых систем для медицинских применений, разработанные студентами акустического института им. акад.

Андреева АНСССР.

Рис 3.24 - Фокусирующие ультразвуковые систем для медицинских применений По некоторым данным для разрушения камня до размеров песчинок требуется около 1000 коротких импульсов давления. Песчинки выводятся естественным путем. Местонахождение камня определяется рентгеноскопией или ультразвуком сонографом. Этот метод применяется при ликвидации почечных камней. Ведутся работы по изучению применения этой методики для обработки камней в слюновых железах и желчном пузыре. Также появляются рекомендации по применению рассматриваемого метода при обработке как желчных, так и почечных камней совместно с лазерным эндоскопом.

Рис 3.25 - Общий вид рабочего места для проведения обработки камней, находящихся в теле пациента На рисунке 3.25 показано рабочее место для проведения обработки камней, находящихся в теле пациента - литотриптера.

Его основными элементами являются: лежак с устройством для плавного регулирования его положения и изоцентрическая система ударных волн с интегрирующей ультразвуковой локацией.

Список использованных источников 1. Х. Кухлинг. Справочник по физике. Москва “Мир” 1982г. 519 с.

2. Физический энциклопедический словарь. Москва “Советская энциклопедия” 1983г. 928 с.

3. Большая советская энциклопедия. Третье издание Москва “Советская энциклопедия” т. 9,13,26.

4. И. Г. Хорбенко Ультразвук в машиностроении М. “Машиностроении”,1974г, 280с 5. И. Г. Хорбенко За пределами слышимого М. “Машиностроении”,1981г, 268с 6. И. Г. Хорбенко В мире неслышимых звуков М. “Машиностроении”,1971г, 248с 7. Паспорт «Аппарат ультразвуковой офтальмологический УЗХ-Ф-05-0» 8. Факоэмульсификатор «STARR PHACO XL™» - руководство по эксплуатации.

9. Й.А. Бенхов «Сонография – видеть звуком». «Экономика, техника» №2, 1990г. (специальный выпуск) с. 53.

10. К. Швинг, Ультразвуковая аппаратура станет миниатюрнее. Источник – см. п. 9 с. 54-55.

11. К. Швинг, Ударные волны прекращают существование камней. Источник – см. п. 9 с. 64-65.

12. А.Р. Зубарев, Р.А. Григорян, Ультразвуковое ангиосканирование. М: Медицина, 1991 г., 176 с.

13. Руководство по использованию ультразвуковой сканоизображающей системы фирмы TEKNAR Image 2000 (А/В сканнер с высокой разрешающей способностью).

14. Технический паспорти инструкция к применению аппарата виброаккустического «Витафон».

15. К.А. Нагульных. В мире мощного звука. Ежегодник «Наука и человечество», 1989 г., с. 370-374.

4. Автоволны 4.1 Краткие сведения Многообразие сред подразделяют на две большие группы, резкой границы между которыми не существует. Она как бы в определенной мере "размыта". Первая группа – это консервативные среды, а вторая – активные.

Консервативные среды не имеют внутреннего запаса энергии. Волны (например, электромагнитные, механические) возбуждаются в них за счет внешнего источника возмущения. Дальнейшее распространение таких волн подчиняется законам, которые вы изучали. В определенной мере мы рассматривали эти явления и в предыдущей лекции.

Активные среды – это среды с распределенным в них запасом внутренней энергии.

Активная среда – двухуровневая система, которая может находиться в высоко- и низкоэнергетическом состояниях.

Они подразделяются на активные среды без восстановления энергии и с ее восстановлением.

Первые после пробега фронта автоволны остаются на низкоэнергетическом уровне и потому повторное их распространение невозможно.

Во-вторых, автоволны могут распространяться в принципе неограниченное количество раз, так как в них создаются такие условия, при которых каждый элемент среды после прохождения автоволны возвращается на высокоэнергетический уровень за счет замедленных процессов накачки энергии.

Автоволны возникают и распространяются только в активных средах.

Установлено, что закономерности распространения и взаимодействия автоволн в активных средах, не зависят от способа физической реализации среды.

Генерация автоволн в активных средах может осуществляться как внутренними источниками, так и внешним воздействием.

Автоволны – это наблюдаемые структуры (пламя и др.), поддерживаемые процессами локального высвобождения запасенной в среде энергии, идущей на запуск аналогичных процессов в соседних областях.

Распространение автоволн сопровождает многие процессы: активацию катализаторов в химических процессах, сокращение сердечной мышцы и т.д.

Кроме того, автоволны обладают эффектом синхронизации, который заключается в том, что быстрые периодические источники автоволн подавляют более низкочастотные. Если в радиотехнических устройствах синхронизация является элементом подстройки частоты автогенераторов, то в активных средах эффект синхронизации приводит к подавлению в пространстве более медленных источников. На рисунке 4.1 показано, как высокочастотные источники уничтожают низкочастотные.

Рис 4.1 – Уничтожение спиральными автоволнами от высокочастотного источника другого – низкочастотного ведущего центра в химически активной среде (А.М. Жаботинский, А.Н.Заикин, Г.Р. Иваницкий, В.И. Кринский) Рассматриваемый эффект объясняется аннигиляцией (уничтожением) световолн при их столкновении. На рисунке 4.2 дана временная развертка картины автоволн от двух точечных источников. Левый источник испускает волны чаще, чем правый. Точка встречи и аннигиляции двух фронтов смещается после каждого предыдущего столкновения по направлению к низкочастотному правому источнику, пока он не оказывается полностью подавленным.

Скорость распространения автоволны обуславливается кривизной ее фронта: чем больше кривизна, тем меньше скорость. Имеется критическое значение кривизны фронта скорости распространения автоволны, при превышении которого волна не распространяется.

Рис 4.2 – Эффект синхронизации Временная развертка картины автоволн, испускаемых двумя источникани, имеющими различные периоды. Левый высокочастотный подавляет t правый низкочастотный источник. Вверх отложено время, по горизонтали – пройденный волной путь х вдоль прямой, соединяющей центры двух источников По своим свойствам автоволны значительно отличаются от других типов знакомых нам волн (обычных волн), распространяющихся в консервативных средах. Рассмотрим эти отличия, которые сжато показаны на таблице 4.Таблица 4.1 – Сравнительные характеристики волн, распространяющихся в консервативных и активных средах Сравнительные Обычные вол№ Автоволны характе- ны ристики 1 Приток Возбуждаются Могут возбуждаться энергии внешним ис- как внутренними ис точником и точниками, так и дальнейшее внешними воздейстих распро- виями (например, гостранение без рящая спичка). Дальпритока энер- нейшее распространегии из среды ние происходит за счет (распростра- внутреннего запаса нение в кон- энергии среды (рассервативной пространение в активсреде). ной среде). Притом энергия среды не сохраняется, а расходуется на поддержание автоволны (автоволны черпают энергию из среды).

2 Сохране- Плотность Сохраняется до тех ние ам- энергии пада- пор, пока не исчерпана плитуды и ет с увеличе- энергия активной среформы нием расстоя- ды.

волны. ния от источника (волна затухает), форма сигнала искажается из-за дисперсии – разности скоростей распространения спектральных составляющих сигнала.

3 Отраже- Отражаются Не могут отражаться.

ние от (например, Сталкиваясь с препятпрепятст- эхо). ствием затухают (отвий. сутствие активной среды).

4 Анниги- Не происхо- При столкновении ляция (ис- дит. двух волн они уничточезнове- жаются из – за отсутние, унич- ствия активной среды тожение). за фронтом бегущей волны (выжженная зона – низкоэнергетическое состояние среды за автоволнами).

5 Интерфе- Свойственна. Отсутствует.

ренция. На Рисунок На рисунке 4.3б видно, 4.3а показана что автоволны при интерферен- столкновении не проция волн на никают одна сквозь поверхности другую, как на рисунке воды. 4.3а, а уничтожают друг друга – аннигилируют.

6 Дифрак- Свойственна. Свойственна.

ция. Если горящий фронт пламени встретит на пути ограниченный участок без активной среды, то он продолжит свое движение, огибая границу активной среды, прикасающейся с препятствием (см. Рисунок 4.4б). Это объясняется принципом Гюйгенса.

Рис 4.3 – Взаимодействие волн от двух источников а – интерференция волн на поверхности воды;

Pages:     | 1 |   ...   | 13 | 14 || 16 | 17 |   ...   | 29 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.