Ultraskaņa, infraskaņa un vibrācijas

Сентябрь 15, 2022

Главная
Физика
Ultraskaņa, infraskaņa un vibrācijas

Содержание

2. Ultraskaņa Par ultraskaņu medicīnā sauc mehāniskās svārstības un viļņus, kuru frekvence atrodas robežās no apmēram 16
3. Ultraskaņa Ultraskaņu iegūst, pārveidojot elektriskās svārstības mehāniskajās, izmantojot magnetostrikciju vai apgriezto pjezoelektrisko efektu. Ultraskaņas viļņu intensitāte
4. Ultraskaņas iegūšana Pjezoelektriskais efekts Magnetostrikcija
5. Ultraskaņas īpatnības: izplatīšanās stingri noteiktā virzienā, liela caurspiešanās spēja, refleksija no virsmām un nehomogenitātēm praktiski bez
6. Primārie efekti: kavitācija, ultraskaņas viļņa spiediens, absorbcija.
7. Kavitācija Stiepes un spiedes spriegumi, kas ultraskaņas ietekmē rodas šķidrumos, var būt lielāki par kohēzijas spēkiem
8. Viļņa spiediens Vilnis izplatoties, rada uz tā ceļā esošajiem ķermeņiem pastāvīgu, vienā virzienā vērstu spiedienu, kas,
9. Absorbcija Ultraskaņai absorbējoties vidē, daļa tās enerģijas pārvēršas siltumā, paaugstinot vides temperatūru. Uz dažādu vidu robežas
10. Sekundārie efekti: mehāniskā darbība, ķīmiskā darbība, bioloģiskā darbība.
11. Mehāniskā darbība Daļiņas, kas atrodas ar ultraskaņu apstarotā vidē, (piemēram, mikroorganismi) sāk svārstīties ultraskaņas frekvencē. Svārstību
12. Mehāniskā darbība Atbilstošos apstākļos šīs svārstības izraisa daļiņu sabrukšanu un vienmērīgu to sadalījumu vidē. Ar šī
13. Mehāniskā darbība Atkarībā no apstarošanas apstākļiem ar ultraskaņu var daļiņu sadursmju rezultātā veicināt arī pretēju procesu:
14. Ķīmiskā darbība Ultraskaņas (tāpat kā jonizējošā starojuma) iedarbībā notiek, piemēram, ūdens molekulu ierosināšana un jonizācija. Uz
15. Bioloģiskā darbība Ultraskaņas iedarbībā iet bojā vīrusi, baktērijas, sēnītes un citi mazi bezmugurkaulnieku un mugurkaulnieku organismi.
16. Bioloģiskā darbība Apstarojot sarkanos asinsķermenīšus in vitro ar nelielas intensitātes ultraskaņu, notiek to hemolīze, bet dzīvajās
17. Bioloģiskā darbība Tāpēc ultraskaņu var izmantot zāļu un pārtikas produktu, piemēram, piena sterilizācijai, kā arī olbaltumvielu,
18. Bioloģiskā darbība Lielas intensitātes ultraskaņai vairāk izpaužas graujošā darbība, mazas intensitātes ultraskaņa var stipri paaugstināt vielmaiņu.
19. Medicīnā ultraskaņu izmanto diagnostikā, terapijā, ķirurģijā, emulsiju sagatavošanai, sterilizācijā, osteosintēzē u.c. Diagnostikā izmanto vāju ultraskaņu, kuras
20. 1) atstarotā signāla noietā attāluma un intensitātes mērīšana, lai noteiktu atstarojošā objekta atrašanās vietu, formu, izmērus
21. 2) metodes, kuru pamatā ir Doplera efekts (ultraskaņas doplertehnika): kustīgu objektu apstarošana ar ultraskaņas impulsiem vai
22. 3) ultraskaņas spektroskopija: orgānu virsmu apstarošana ar ultraskaņas impulsiem un atstaroto signālu amplitūdu sadalījuma Furjē analīze
23. 4) caurstarošanas metode: ultraskaņas vājinājuma reģistrēšana starp izstarotāju un uztvērēju, starp kuriem atrodas pētāmais objekts. Lieto
24. Ar Doplera efekta metodi var noteikt vai nu frekvences izmaiņu atstarotajā signālā pēc sakarības kur f0
25. Terapija Terapijā izmanto ultraskaņu, kuras frekvence ir 0,2... 1 MHz un intensitāte līdz 5 kW/m2, retāk
26. Terapijā izmanto: ultraskaņas mehānisko (iekšējo audu masāža), termisko (straujāka intensitātes samazināšanās objekta dziļumā), fizikālķīmisko (difūzijas pastiprināšanās,
27. Ķirurģija u.c. Ultraskaņas graujošo un termisko darbību izmanto ķirurģijā un stomatoloģijā. Jāatzīmē, ka ultraskaņa var iedarboties
28. Sīkspārnis un tā eholokācijas signāla oscilogrammas
29. Infraskaņa Par infraskaņu sauc elastīgus viļņus, kuru frekvence ir zemāka par cilvēka dzirdamajām frekvencēm. Parasti par
30. Infraskaņa Infraskaņa ir atmosfēras trokšņu, meža un jūras šalku, pērkona, sprādzienu un šāvienu trokšņu, darbgaldu trokšņu
31. IS iegūšana Mākslīgi infraskaņu iegūst ar infraskaņas ģeneratoriem, kuru darbības princips ir līdzīgs ērģeļu stabuļu darbības
32. IS izmantošana Infraskaņa vāji absorbējas dažādās vidēs, tāpēc tās viļņi gaisā, ūdenī un Zemes garozā var
33. IS izmantošana Šo parādību izmanto, lai noteiktu sprādzienu un lielgabalu atrašanās vietas. Infraskaņu izmanto arī atmosfēras
34. IS uztveršana Infraskaņu uztver ar speciāliem mikrofoniem, hidrofoniem vai vibratoriem. To darbības princips ir līdzīgs dzirdamajai
35. IS iedarbība Infraskaņa ir potenciāli bīstama cilvēka organismam. Augsts infraskaņas līmenis spēj izraisīt traucējumus cilvēka ķermeņa
36. IS iedarbība Pētījumos konstatēts, ka, iedarbojoties uz cilvēku ar infraskaņu, kuras frekvence ir 2... 10 Hz,
37. IS iedarbība Pētot dažādus ražošanas trokšņus, konstatēts, ka augsts infraskaņas līmenis ir kutera dzinēja troksnim: ja
38. IS iedarbība Pastāv uzskats, ka infraskaņa ietekmē psihiskas parādības, piemēram, nemiers, ko izjūt cilvēki un dzīvnieki
39. Vibrācijas Par vibrācijām sauc dažādas formas elastīgu ķermeņu mehāniskas svārstības, drebēšanu, ko izraisa iekšēji vai ārēji
40. Vibrācijas Mūsdienu sabiedrība dzīvo vibrējošā apkārtējā vidē, jo visraksturīgākā mehāniskā iedarbība uz cilvēku ir vibrācija. Sevišķi
41. Vibrācijas sistēmu mehāniskais modelis sastāv no: potenciālās enerģijas saglabāšanās līdzekļiem (atsperes), kinētiskās enerģijas saglabāšanās līdzekļiem (inerciālās
43. Svārstību sistēmās notiek pakāpeniska enerģijas pāreja no potenciālās kinētiskajā. Reālās sistēmās daļa enerģijas izkliedējas, un, lai
44. Cilvēka ķermenī vibrācijas izraisa iekšēji vai ārēji avoti. Cilvēka organisms ir sarežģīta vibrāciju sistēma, jo tajā
45. Vibrācijas No biomehānikas viedokļa cilvēks ir deformējams ķermenis, uz kuru darbojas mehāniskie spēki vai citas ietekmes.
46. Modeļi Lai interpretētu un prognozētu cilvēka organisma bioloģisko toleranci, var lietot mehānisku modeli, kas aptuveni apraksta
47. Modeļi Ar šādu modeļu palīdzību var aprēķināt vibrāciju enerģijas pārvadi un izkliedi cilvēka audos, noteikt vibrāciju
48. Cilvēka ķermenim pieliktie spēki izraisa kustību, mehāniskos spriegumus, pārvietojumus un deformācijas. Tie savukārt izsauc dažādus efektus:
49. Saslimstot operatoriem (šoferi, piloti, kosmonauti) tiek traucēta pārvietošanās. Pasažieriem saslimšana rada diskomfortu. Dažiem pasažieriem slimības parādības
50. Mehāniskie spriegumi un kustības var stimulēt dažādus ādas u.c. receptorus, kā arī uzbudināt nervu sistēmu. Stimulatori
51. Dažādu frekvenču vibrācijas izraisa sirds un asinsvadu sistēmas darbības izmaiņu. Zemfrekvences vibrācijas paaugstina arteriālo spiedienu, paātrina
52. Galvenie vibrāciju parametri ir vibrāciju: ātrums, paātrinājums, frekvence, amplitūda un ilgums. Vibrāciju iedarbība uz organismu ir
53. Vibrācijām piemīt liela bioloģiska aktivitāte. Dažādu organisma sistēmu funkciju novirzes ir atkarīgas no vibrāciju spektrālā sastāva
54. Sevišķi jūtīgi pret lokālajām vibrācijām ir tie simpātiskās nervu sistēmas apgabali, kas regulē perifēro asinsvadu tonusu,
55. Zemfrekvences vibrācijas ar frekvenci 4...11 Hz iedarbojas uz vestibulāro aparātu, izraisot izmaiņas laika uztverē un novērtējumā,
56. Vispārēja zemfrekvences vibrācija, sevišķi, ja tā ir rezonanses diapazonā, izsauc ilgstošu mugurkaula skriemeļu un kaulu traumatizāciju,
57. Dažas pašsvārstību frekvences: cilvēka ķermenis stāvus - 5... 12 Hz, cilvēka ķermenis guļus - 3... 4
59. Скачать презентацию

Слайд 2

Ultraskaņa
Par ultraskaņu medicīnā sauc mehāniskās svārstības un viļņus, kuru frekvence atrodas

robežās no apmēram 16 kHz līdz 10 GHz
(G - giga = 1 miljards = 109).
Ultraskaņas viļņa garumu diapazons ir robežās no 2 cm līdz 30 nm, īso viļņu apgabalā tas atbilst atomu izmēriem.

Слайд 3

Ultraskaņa
Ultraskaņu iegūst, pārveidojot elektriskās svārstības mehāniskajās, izmantojot magnetostrikciju vai apgriezto pjezoelektrisko

efektu.
Ultraskaņas viļņu intensitāte var sasniegt lielas vērtības: no dažiem kilovatiem uz kvadrātmetru (kW/m2) līdz simtiem kW/m2 (izmantojot fokusēšanas ierīces).
Ar ultraskaņu maza tilpuma vidē var izraisīt stipras mehāniskās iedarbības.

Слайд 4

Ultraskaņas iegūšana
Pjezoelektriskais efekts
Magnetostrikcija

Слайд 5

Ultraskaņas īpatnības:
izplatīšanās stingri noteiktā virzienā,
liela caurspiešanās spēja,
refleksija no virsmām un

nehomogenitātēm praktiski bez zudumiem,
iespēja fokusēt, izmantojot reflektorus,
absorbcija un izplatīšanās ātrums būtiski atkarīgs no vides īpašībām.
Ultraskaņas iedarbību uz vielu raksturo primārie un sekundārie efekti.

Слайд 6

Primārie efekti:
kavitācija,
ultraskaņas viļņa spiediens,
absorbcija.

Слайд 7

Kavitācija
Stiepes un spiedes spriegumi, kas ultraskaņas ietekmē rodas šķidrumos, var būt

lielāki par kohēzijas spēkiem starp molekulām, izveidojot starp tām mikrodobumus (cavum).
Tie eksistē neilgu laiku un ātri sabrūk. Šajā procesā izdalās enerģija, kas bija patērēta, dobumus izveidojot.
Nelielā tilpumā var tikt koncentrēta tik liela enerģija, ka var izraisīt apkārtējo molekulu jonizāciju, disociāciju, vielas sasilšanu.

Слайд 8

Viļņa spiediens
Vilnis izplatoties, rada uz tā ceļā esošajiem ķermeņiem pastāvīgu, vienā

virzienā vērstu spiedienu, kas, palielinoties intensitātei, pieaug.
Šī spiediena dēļ ultraskaņa, izplatoties virzienā no šķidruma uz gaisu, uz šķidruma un gaisa robežas rada “fontānu”.

Слайд 9

Absorbcija
Ultraskaņai absorbējoties vidē, daļa tās enerģijas pārvēršas siltumā, paaugstinot vides temperatūru.

Uz dažādu vidu robežas var rasties lokālas paaugstinātas temperatūras apgabali.

Слайд 10

Sekundārie efekti:
mehāniskā darbība,
ķīmiskā darbība,
bioloģiskā darbība.

Слайд 11

Mehāniskā darbība
Daļiņas, kas atrodas ar ultraskaņu apstarotā vidē, (piemēram, mikroorganismi) sāk

svārstīties ultraskaņas frekvencē.
Svārstību amplitūda ir atkarīga no ultraskaņas frekvences un intensitātes, kā arī no daļiņu izmēriem un vides viskozitātes.

Слайд 12

Mehāniskā darbība
Atbilstošos apstākļos šīs svārstības izraisa daļiņu sabrukšanu un vienmērīgu to

sadalījumu vidē.
Ar šī efekta palīdzību var šķidrumos disperģēt metālus vai citus cietus ķermeņus (iegūt koloīdus šķīdumus), sagatavot ļoti viendabīgas (homogēnas) emulsijas, aerosolus, depolarizēt materiālus, kas sastāv no lielām molekulām.

Слайд 13

Mehāniskā darbība
Atkarībā no apstarošanas apstākļiem ar ultraskaņu var daļiņu sadursmju rezultātā

veicināt arī pretēju procesu: apvienot daļiņas, tās sedimentēt (izdalīt).
Tāpēc ultraskaņu lieto arī suspensiju nosēdināšanai, aerosolu koagulācijai (sodrēju un putekļu atdalīšanai), gāzu attīrīšanai no ķīmiski piesārņotiem materiāliem utt.

Слайд 14

Ķīmiskā darbība
Ultraskaņas (tāpat kā jonizējošā starojuma) iedarbībā notiek, piemēram, ūdens molekulu

ierosināšana un jonizācija.
Uz aktīvo radikāļu (piemēram, OH, OH-, H, H+ u.c.) klātbūtni norāda šķīdumos notiekošie oksidācijas procesi.
Piemēram, no KJ šķīduma izdalās jods, kura daudzums ir atkarīgs no absorbētās ultraskaņas enerģijas.
Šo parādību izmanto ultraskaņas dozas noteikšanai. Aktivācijai nepieciešamā enerģija izdalās kavitācijas procesā.

Слайд 15

Bioloģiskā darbība
Ultraskaņas iedarbībā iet bojā vīrusi, baktērijas, sēnītes un citi mazi

bezmugurkaulnieku un mugurkaulnieku organismi.
Šī procesa cēlonis ir ultraskaņas kompleksa darbība, kas ietver mehānisko, kavitācijas, ķīmisko un termisko darbību.
Cilvēka un dzīvnieku audu jutība pret ultraskaņas nāvējošo darbību ir stipri atšķirīga, pat vienādiem audiem un šūnām piemīt dažāda jutība atkarībā no apstarošanas apstākļiem.

Слайд 16

Bioloģiskā darbība
Apstarojot sarkanos asinsķermenīšus in vitro ar nelielas intensitātes ultraskaņu, notiek

to hemolīze, bet dzīvajās šūnās pat liela intensitāte neizraisa kaitīgu iedarbību.
Baktēriju iznīcināšanas efekts atkarīgs no tā, kādā barojošā vidē notiek to apstarošana.

Слайд 17

Bioloģiskā darbība
Tāpēc ultraskaņu var izmantot zāļu un pārtikas produktu, piemēram, piena

sterilizācijai, kā arī olbaltumvielu, enzīmu, baktēriju izdalīšanai.
Baktēriju koncentrātus, kas iegūti ar ultraskaņu, izmanto imunitātes veidošanai.

Слайд 18

Bioloģiskā darbība
Lielas intensitātes ultraskaņai vairāk izpaužas graujošā darbība, mazas intensitātes ultraskaņa

var stipri paaugstināt vielmaiņu.
To var izskaidrot ar ultraskaņas spēju paātrināt difūziju, izmainīt šūnu membrānu caurlaidību.

Слайд 19

Medicīnā ultraskaņu izmanto diagnostikā, terapijā, ķirurģijā, emulsiju sagatavošanai, sterilizācijā, osteosintēzē u.c.
Diagnostikā

izmanto vāju ultraskaņu, kuras intensitāte ir 1... 200 W/m2 un frekvence 1... 10 MHz.
Izplatītākās ir 4 metodes:

Слайд 20

1) atstarotā signāla noietā attāluma un intensitātes mērīšana, lai noteiktu atstarojošā

objekta atrašanās vietu, formu, izmērus (eholokācija - gr. echo -atbalss + lat. locatio - izvietojums).
Parasti lieto ultraskaņas impulsus ar impulsa aizpildes koeficientu 1:1000 (impulsa samērs 1000:1).
Metodi lieto abdominālajā diagnostikā (aknu, nieru, žultspūšļa un žultsvadu, urīnpūšļa, liesas, aizkuņģa dziedzera stāvokļa diagnostikā), ginekoloģiskajā un grūtniecības, kardioloģiskajā, neiroloģiskajā un oftalmoloģiskajā diagnostikā;

Слайд 21

2) metodes, kuru pamatā ir Doplera efekts (ultraskaņas doplertehnika):
kustīgu objektu

apstarošana ar ultraskaņas impulsiem vai nepārtrauktiem ultraskaņas viļņiem un atstaroto signālu frekvences izmaiņas reģistrēšana.
Lieto asiņu plūsmas ātruma mērīšanā, pēc kura var spriest par atsevišķu ķermeņa daļu un orgānu asinsapgādi, asinsvadu tonusu un sirdsdarbību;

Слайд 22

3) ultraskaņas spektroskopija:
orgānu virsmu apstarošana ar ultraskaņas impulsiem un atstaroto signālu

amplitūdu sadalījuma Furjē analīze (spektrālanalīze) vai orgānu selektīvas frekvenču absorbcijas analīze. Lieto struktūranalīzē;

Слайд 23

4) caurstarošanas metode:
ultraskaņas vājinājuma reģistrēšana starp izstarotāju un uztvērēju, starp kuriem

atrodas pētāmais objekts.
Lieto ultraskaņas skaitļošanas tomogrāfijā (tomogrāfija = gr. tomos - daļa + grapho - rakstu) - diagnostikas metode izmeklējamā objekta atsevišķu slāņu attēla iegūšanai.

Слайд 24

Ar Doplera efekta metodi var noteikt vai nu frekvences izmaiņu atstarotajā

signālā pēc sakarības
kur f0 - izstarotās ultraskaņas frekvence, v - objekta kustības ātrums, c - ultraskaņas viļņa ātrums, γ - leņķis starp skaņas impulsa virzienu un objekta kustības virzienu, vai arī objekta kustības ātrumu pēc formulas

Слайд 25

Terapija
Terapijā izmanto ultraskaņu, kuras frekvence ir 0,2... 1 MHz un intensitāte

līdz 5 kW/m2, retāk līdz 10 kW/m2.
Ja intensitāte ir lielāka un apskaņošanas laiks pārsniedz 2 min, tad audos rodas neatgriezeniskas izmaiņas.

Слайд 26

Terapijā izmanto:
ultraskaņas mehānisko (iekšējo audu masāža),
termisko (straujāka intensitātes samazināšanās objekta

dziļumā),
fizikālķīmisko (difūzijas pastiprināšanās, reakciju ātruma palielināšanās u.c.) darbības, kā arī visu minēto darbību komplekso bioloģisko ietekmi (piemēram, uz pretiekaisuma procesiem, fagocitozi, uzbudināmo audu bioelektrisko aktivitāti utt.). Ultraskaņu lieto deformējošo artrožu, osteohondrozes, čūlas slimības, neirodermīta u.c. slimību ārstēšanai.

Слайд 27

Ķirurģija u.c.
Ultraskaņas graujošo un termisko darbību izmanto ķirurģijā un stomatoloģijā. Jāatzīmē,

ka ultraskaņa var iedarboties uz DNS, izraisot mutācijas.
Ultraskaņas izmantošanas diapazons pēdējā laikā kļuvis ļoti plašs.
Var minēt ultraskaņas mikroskopiju, ar kuras palīdzību iegūst lielāku palielinājumu nekā ar optisko mikroskopiju, ultraskaņas (akustisko) hologrāfiju, kas dod iespēju vizualizēt gaismai caurspīdīgus objektus, ultraskaņas defektosopija u.c.

Слайд 28

Sīkspārnis un tā eholokācijas signāla oscilogrammas

Слайд 29

Infraskaņa
Par infraskaņu sauc elastīgus viļņus, kuru frekvence ir zemāka par cilvēka

dzirdamajām frekvencēm.
Parasti par IS augšējo robežu pieņem 16... 25 Hz, apakšējā robeža nav fiksēta.
Praktisku interesi izraisa svārstības, kuru frekvence atrodas robežās no herca desmitdaļām vai simtdaļām līdz pat 40 Hz.

Слайд 30

Infraskaņa
Infraskaņa ir atmosfēras trokšņu, meža un jūras šalku, pērkona, sprādzienu un

šāvienu trokšņu, darbgaldu trokšņu u.c. sastāvā.
Infraskaņas avoti ir zemestrīces, atmosfēras turbulences, kas rodas vēju, vētru un viesuļvētru ietekmē, jūras viļņu bangas pret krastu, vulkānu izvirdumi, strādājoši transporta līdzekļu dzinēji, sevišķi reaktīvie lieljaudas aviācijas dzinēji.

Слайд 31

IS iegūšana
Mākslīgi infraskaņu iegūst ar infraskaņas ģeneratoriem, kuru darbības princips ir

līdzīgs ērģeļu stabuļu darbības principam.
Tā, piemēram, ja caurules garums ir 24 m, tad ar to var iegūt infraskaņu, kuras frekvence ir 3,5 Hz.

Слайд 32

IS izmantošana
Infraskaņa vāji absorbējas dažādās vidēs, tāpēc tās viļņi gaisā, ūdenī

un Zemes garozā var izplatīties ļoti lielos attālumos.
Piemēram, infraskaņas viļņi, kas radās vulkāna Krakatau (Indonēzijā starp Javu un Sumatru) izvirdumā 1883.gadā un kuru frekvence bija 0,1 Hz, vairākas reizes apgāja apkārt Zemei.

Слайд 33

IS izmantošana
Šo parādību izmanto, lai noteiktu sprādzienu un lielgabalu atrašanās vietas.

Infraskaņu izmanto arī atmosfēras augšējo slāņu un ūdens vides (okeānu, jūru utt.) īpašību pētīšanai, lai prognozētu viesuļvētras, cunami un zemestrīces.

Слайд 34

IS uztveršana
Infraskaņu uztver ar speciāliem mikrofoniem, hidrofoniem vai vibratoriem.
To darbības

princips ir līdzīgs dzirdamajai skaņai lietojamo aparātu darbības principam, tikai izmēri ir ievērojami lielāki, jo IS viļņa garums ir ļoti liels (piemēram, 7 Hz frekvencei atbilst viļņa garums gaisā 48,5 m).

Слайд 35

IS iedarbība
Infraskaņa ir potenciāli bīstama cilvēka organismam.
Augsts infraskaņas līmenis spēj

izraisīt traucējumus cilvēka ķermeņa statiskajos un dinamiskajos līdzsvara orgānos.
Šo iekšējā ausī esošo orgānu pašsvārstību frekvence atrodas tieši infraskaņas diapazonā (no 2 līdz 20 Hz).

Слайд 36

IS iedarbība
Pētījumos konstatēts, ka, iedarbojoties uz cilvēku ar infraskaņu, kuras frekvence

ir 2... 10 Hz, novērojamas vienādas izjūtas: viegls nelabums, griešanās sajūta, patvaļīga acu ābolu pagriešanās, kaut kāda neērtības sajūta.
Visi šie simptomi liecina par līdzsvara orgānu funkciju traucējumiem. Ja frekvence ir 7 Hz un intensitātes līmenis 118 dB, tad novēro reiboņus, līdzsvara zudumu, muskuļu tonusa pazemināšanos.

Слайд 37

IS iedarbība
Pētot dažādus ražošanas trokšņus, konstatēts, ka augsts infraskaņas līmenis ir

kutera dzinēja troksnim: ja jauda ir 300 kW, tad pie frekvences 13 Hz infraskaņas līmenis ir 134 dB.
Automobiļa, kas brauc ar ātrumu 100 km/h, dzinēja troksnī 6 Hz frekvences infraskaņas līmenis ir 118 dB (automobiļa logi atvērti).
Infraskaņas avots ir gaisa virpuļi aiz automašīnas, pie kam samazinoties frekvencei, infraskaņas intensitāte pieaug.

Слайд 38

IS iedarbība
Pastāv uzskats, ka infraskaņa ietekmē psihiskas parādības, piemēram, nemiers, ko

izjūt cilvēki un dzīvnieki pirms zemestrīcēm, anomālijas cilvēku uzvedībā sliktā laikā, atmiņas pasliktināšanās vētru laikā ir saistīti ar infraskaņas ietekmi.
Taču pārliecinošu zinātnisku pierādījumu vēl pašlaik trūkst.

Слайд 39

Vibrācijas
Par vibrācijām sauc dažādas formas elastīgu ķermeņu mehāniskas svārstības, drebēšanu, ko

izraisa iekšēji vai ārēji periodiski stimuli.
Parasti šo terminu izmanto tehnikā, lai raksturotu svārstības, kas mehānismos un mašīnās rodas to darbības laikā.

Слайд 40

Vibrācijas
Mūsdienu sabiedrība dzīvo vibrējošā apkārtējā vidē, jo visraksturīgākā mehāniskā iedarbība uz

cilvēku ir vibrācija.
Sevišķi tas izpaužas transportā, tehnikā, svārstību sistēmām iedarbojoties uz ēkām, kurās atrodas cilvēki utt.
Vibrāciju iedarbība uz cilvēku ir pati lielākā pretruna starp cilvēku un tehnisko progresu.

Слайд 41

Vibrācijas sistēmu mehāniskais modelis sastāv no:
potenciālās enerģijas saglabāšanās līdzekļiem (atsperes),
kinētiskās

enerģijas saglabāšanās līdzekļiem (inerciālās masas) un
līdzekļiem, kuros enerģija pakāpeniski zūd (virzuļiem).

Слайд 42

Слайд 43

Svārstību sistēmās notiek pakāpeniska enerģijas pāreja no potenciālās kinētiskajā.
Reālās sistēmās

daļa enerģijas izkliedējas, un, lai uzturētu svārstību kustību, nepieciešams sistēmā papildināt enerģiju no ārpuses, no kāda enerģijas avota.

Слайд 44

Cilvēka ķermenī vibrācijas izraisa iekšēji vai ārēji avoti.
Cilvēka organisms ir

sarežģīta vibrāciju sistēma, jo tajā ir: mīkstie audi, kauli, locītavas, iekšējie orgāni, kam piemīt dažādas pašsvārstību frekvences, dažāda viskozitāte un inerce.

Слайд 45

Vibrācijas
No biomehānikas viedokļa cilvēks ir deformējams ķermenis, uz kuru darbojas mehāniskie

spēki vai citas ietekmes.
Taču eksistē būtiska īpatnība: darbojoties fizikāliem faktoriem, kuri izmanto enerģijas resursus un iesaista atbilstošos muskuļus, sākas fizioloģiskas reakcijas, kuru rezultātā tiek atjaunots sākotnējais stāvoklis.
Galīgās deformācijas ir fizikālo faktoru un fizioloģisko reakciju kopējais rezultāts.

Слайд 46

Modeļi
Lai interpretētu un prognozētu cilvēka organisma bioloģisko toleranci, var lietot mehānisku

modeli, kas aptuveni apraksta visu svarīgāko ķermeņa daļu kustību dažādu spēku iedarbībā.

Слайд 47

Modeļi
Ar šādu modeļu palīdzību var aprēķināt vibrāciju enerģijas pārvadi un izkliedi

cilvēka audos, noteikt vibrāciju amplitūdas un spiedienus dažādās ķermeņa daļās un prognozēt dažādu aizsarglīdzekļu efektivitāti.

Слайд 48

Cilvēka ķermenim pieliktie spēki izraisa kustību, mehāniskos spriegumus, pārvietojumus un deformācijas.

Tie savukārt izsauc dažādus efektus: kustība var tieši ietekmēt fizisko aktivitāti, var rasties mehāniski bojājumi vai audu sagraušana, var parādīties sekundārie efekti (ieskaitot subjektīvas sajūtas), kuri, darbojoties caur bioreceptoriem vai bioloģiskiem pārvades mehānismiem, ierosina izmaiņas organismā.
Piemēram, pārvietojoties pa sauszemi, jūru, gaisu vai kosmosā, rodas atbilstošās kustības slimības - transporta, jūras, gaisa vai kosmosa patoloģija.
Kustību slimībās vairāk vai mazāk tiek traucētas cilvēka darbaspējas.

Слайд 49

Saslimstot operatoriem (šoferi, piloti, kosmonauti) tiek traucēta pārvietošanās.
Pasažieriem saslimšana rada diskomfortu.
Dažiem

pasažieriem slimības parādības izpaužas sirds un asinsvadu darbības traucējumos, sevišķi smagos gadījumos var iestāties nāve.
Daži vibrāciju veidi var stipri ietekmēt sensoro un muskuļu aktivitāti.
Piemēram, redzes asuma samazināšanās, ko izraisa ķermeņa vibrācijas, ir atkarīga ne tikai no frekvences, bet arī no amplitūdas.

Слайд 50

Mehāniskie spriegumi un kustības var stimulēt dažādus ādas u.c. receptorus, kā

arī uzbudināt nervu sistēmu.
Stimulatori paaugstina nervu sistēmas un hormonālo aktivitāti, kas savukārt krasi ietekmē daudzus metaboliskos procesus, saistītus ar ēdiena asimilāciju, muskuļu aktivitāti, reproduktīvo aktivitāti utt.

Слайд 51

Dažādu frekvenču vibrācijas izraisa sirds un asinsvadu sistēmas darbības izmaiņu.
Zemfrekvences vibrācijas

paaugstina arteriālo spiedienu, paātrina pulsu, izmaina venozo spiedienu.
Sastopami arī pretēji novērojumi.
Augstfrekvences vibrācijas palielina arteriālo spiedienu, paātrina pulsu.
Daudzi pētījumu autori konstatējuši vibrāciju ietekmi uz vestibulāro un redzes analizatoru, kā arī uz elpošanas un citu sistēmu funkcijām.

Слайд 52

Galvenie vibrāciju parametri ir vibrāciju: ātrums, paātrinājums, frekvence, amplitūda un ilgums.
Vibrāciju

iedarbība uz organismu ir saistīta ar šādām parādībām:
fizikāla iedarbība uz kontakta virsmu,
svārstību izplatīšanās audos,
tieša orgānu un audu reakcija uz iedarbību,
mehanoreceptoru kairināšana, kam seko neiroreflektorās un subjektīvās reakcijas.

Слайд 53

Vibrācijām piemīt liela bioloģiska aktivitāte.
Dažādu organisma sistēmu funkciju novirzes ir

atkarīgas no vibrāciju spektrālā sastāva un amplitūdas, kā arī no cilvēka ķermeņa fizioloģiskajām īpašībām.
Šo reakciju ģenēzē svarīga loma ir vestibulārajam, kustību, redzes, ādas u.c. analizatoriem.

Слайд 54

Sevišķi jūtīgi pret lokālajām vibrācijām ir tie simpātiskās nervu sistēmas apgabali,

kas regulē perifēro asinsvadu tonusu, kā arī tie, kas saistīti ar vibrāciju un taktīlo jutību.
Konstatēts, ka kapilāru spazmas sākas, ja vibrāciju frekvence pārsniedz 35 Hz.
Pie mazākām frekvencēm galvenokārt novērojama kapilāru atonija vai to spastiski atoniskais stāvoklis.
Uzskata, ka asinsvadu spazmām visbīstamākais ir frekvenču diapazons 35... 25 Hz.

Слайд 55

Zemfrekvences vibrācijas ar frekvenci 4...11 Hz iedarbojas uz vestibulāro aparātu, izraisot

izmaiņas laika uztverē un novērtējumā, samazina informācijas apstrādes ātrumu.
Novērojami arī kustību koordinācijas traucējumi.
Ilgstoša vibrāciju ietekme izraisa t.s. vibrāciju slimību, kas vairākās profesijās ir viena no galvenajām profesionālajām slimībām.

Слайд 56

Vispārēja zemfrekvences vibrācija, sevišķi, ja tā ir rezonanses diapazonā, izsauc ilgstošu

mugurkaula skriemeļu un kaulu traumatizāciju, vēdera dobuma orgānu nobīdi, kuņģa un zarnu gludās muskulatūras motorikas izmaiņas, var izsaukt sāpes jostas apvidū, izraisīt progresējošas deģeneratīvas izmaiņas mugurkaulā, saslimstību ar krustu radikulītu, hronisku gastrītu.
Visbiežāk šāds stāvoklis konstatēts traktoristiem, šoferiem, strādājošiem ar dažādiem vibroinstrumentiem.

Слайд 57

Dažas pašsvārstību frekvences:
cilvēka ķermenis stāvus - 5... 12 Hz,
cilvēka ķermenis guļus -

3... 4 Hz,
cilvēka krūšu kurvis - 5... 8 Hz,
cilvēka vēderdobums - 3... 4 Hz.

Ultraskaņa, infraskaņa un vibrācijas

Содержание

UltraskaņaPar ultraskaņu medicīnā sauc mehāniskās svārstības un viļņus, kuru frekvence atrodas

UltraskaņaUltraskaņu iegūst, pārveidojot elektriskās svārstības mehāniskajās, izmantojot magnetostrikciju vai apgriezto pjezoelektrisko

Ultraskaņas iegūšanaPjezoelektriskais efektsMagnetostrikcija

Ultraskaņas īpatnības: izplatīšanās stingri noteiktā virzienā,liela caurspiešanās spēja,refleksija no virsmām un

Primārie efekti:kavitācija,ultraskaņas viļņa spiediens,absorbcija.

KavitācijaStiepes un spiedes spriegumi, kas ultraskaņas ietekmē rodas šķidrumos, var būt

Viļņa spiediensVilnis izplatoties, rada uz tā ceļā esošajiem ķermeņiem pastāvīgu, vienā

AbsorbcijaUltraskaņai absorbējoties vidē, daļa tās enerģijas pārvēršas siltumā, paaugstinot vides temperatūru.

Sekundārie efekti: mehāniskā darbība,ķīmiskā darbība,bioloģiskā darbība.

Mehāniskā darbībaDaļiņas, kas atrodas ar ultraskaņu apstarotā vidē, (piemēram, mikroorganismi) sāk

Mehāniskā darbībaAtbilstošos apstākļos šīs svārstības izraisa daļiņu sabrukšanu un vienmērīgu to

Mehāniskā darbībaAtkarībā no apstarošanas apstākļiem ar ultraskaņu var daļiņu sadursmju rezultātā

Ķīmiskā darbībaUltraskaņas (tāpat kā jonizējošā starojuma) iedarbībā notiek, piemēram, ūdens molekulu

Bioloģiskā darbībaUltraskaņas iedarbībā iet bojā vīrusi, baktērijas, sēnītes un citi mazi

Bioloģiskā darbībaApstarojot sarkanos asinsķermenīšus in vitro ar nelielas intensitātes ultraskaņu, notiek

Bioloģiskā darbībaTāpēc ultraskaņu var izmantot zāļu un pārtikas produktu, piemēram, piena

Bioloģiskā darbībaLielas intensitātes ultraskaņai vairāk izpaužas graujošā darbība, mazas intensitātes ultraskaņa

Medicīnā ultraskaņu izmanto diagnostikā, terapijā, ķirurģijā, emulsiju sagatavošanai, sterilizācijā, osteosintēzē u.c. Diagnostikā

1) atstarotā signāla noietā attāluma un intensitātes mērīšana, lai noteiktu atstarojošā

2) metodes, kuru pamatā ir Doplera efekts (ultraskaņas doplertehnika): kustīgu objektu

3) ultraskaņas spektroskopija:orgānu virsmu apstarošana ar ultraskaņas impulsiem un atstaroto signālu

4) caurstarošanas metode:ultraskaņas vājinājuma reģistrēšana starp izstarotāju un uztvērēju, starp kuriem

Ar Doplera efekta metodi var noteikt vai nu frekvences izmaiņu atstarotajā

TerapijaTerapijā izmanto ultraskaņu, kuras frekvence ir 0,2... 1 MHz un intensitāte

Terapijā izmanto:ultraskaņas mehānisko (iekšējo audu masāža), termisko (straujāka intensitātes samazināšanās objekta

Ķirurģija u.c.Ultraskaņas graujošo un termisko darbību izmanto ķirurģijā un stomatoloģijā. Jāatzīmē,

Sīkspārnis un tā eholokācijas signāla oscilogrammas

InfraskaņaPar infraskaņu sauc elastīgus viļņus, kuru frekvence ir zemāka par cilvēka

InfraskaņaInfraskaņa ir atmosfēras trokšņu, meža un jūras šalku, pērkona, sprādzienu un

IS iegūšanaMākslīgi infraskaņu iegūst ar infraskaņas ģeneratoriem, kuru darbības princips ir

IS izmantošanaInfraskaņa vāji absorbējas dažādās vidēs, tāpēc tās viļņi gaisā, ūdenī

IS izmantošanaŠo parādību izmanto, lai noteiktu sprādzienu un lielgabalu atrašanās vietas.

IS uztveršanaInfraskaņu uztver ar speciāliem mikrofoniem, hidrofoniem vai vibratoriem. To darbības

IS iedarbībaInfraskaņa ir potenciāli bīstama cilvēka organismam. Augsts infraskaņas līmenis spēj

IS iedarbībaPētījumos konstatēts, ka, iedarbojoties uz cilvēku ar infraskaņu, kuras frekvence

IS iedarbībaPētot dažādus ražošanas trokšņus, konstatēts, ka augsts infraskaņas līmenis ir

IS iedarbībaPastāv uzskats, ka infraskaņa ietekmē psihiskas parādības, piemēram, nemiers, ko

VibrācijasPar vibrācijām sauc dažādas formas elastīgu ķermeņu mehāniskas svārstības, drebēšanu, ko

VibrācijasMūsdienu sabiedrība dzīvo vibrējošā apkārtējā vidē, jo visraksturīgākā mehāniskā iedarbība uz

Vibrācijas sistēmu mehāniskais modelis sastāv no: potenciālās enerģijas saglabāšanās līdzekļiem (atsperes), kinētiskās

Svārstību sistēmās notiek pakāpeniska enerģijas pāreja no potenciālās kinētiskajā. Reālās sistēmās

Cilvēka ķermenī vibrācijas izraisa iekšēji vai ārēji avoti. Cilvēka organisms ir

VibrācijasNo biomehānikas viedokļa cilvēks ir deformējams ķermenis, uz kuru darbojas mehāniskie

ModeļiLai interpretētu un prognozētu cilvēka organisma bioloģisko toleranci, var lietot mehānisku

ModeļiAr šādu modeļu palīdzību var aprēķināt vibrāciju enerģijas pārvadi un izkliedi