Ультразвук. Понятие ультразвук

Сентябрь 13, 2022

Главная
Физика
Ультразвук. Понятие ультразвук

Содержание

2. Ih = I0⋅2-h/H ; H – глубина полупоглощения. На этой глубине интенсивность УЗ уменьшается вдвое. 3
3. а) Биофизическое действие УЗ. – УЗ механические колебания частиц вещества в тканях могут вызывать благоприятные структурные
4. УЗ волны могут отрывать от клеточных мембран биологические макромолекулы, изменять поверхностный заряд, проницаемость. – Облучение УЗ
5. – При воздействии УЗ происходит нагрев тканей. Теплота выделяется на границах раздела тканей: мягкие ткани ‑
6. г) Аутогемотерапия – внутримышечное введение человеку собственной крови, взятой из вены. Эта процедура более эффективна, если
7. Очень интенсивный УЗ смертелен. Инфразвук с характеристиками: 160 дБ и 7 Гц также смертелен. Инфразвуком называют
8. Гемодинамика Все реальные жидкости обладают вязкостью (внутренним трением). Силы трения между слоями подчиняются уравнению Ньютона: где
9. Таблица. 5 Вязкость крови увеличивается при тяжелой физической работе, при некоторых заболеваниях: 23∙10‑3 Па·с при сахарном
10. §. Ньютоновские и неньютоновские жидкости Ньютоновские жидкости – в этих жидкостях вязкость не зависит от градиента
11. Эти жидкости состоят из сложных и крупных молекул, которые могут образовывать пространственные структуры. Этот вид вязкости
12. Рис. 8. Для сохранения постоянного режима течения нужен перепад давлений (P1-P2). Выделим цилиндрический слой радиусом r.
13. площади боковой поверхности S = 2πrL, а также градиенту скорости dυ/dr; Fтр = -η(dυ/dx)⋅2πrL. Силу трения
14. Поменяем местами пределы интегрирования для υ. Получим следующее выражение для скорости: Это выражение показывает, что скорость
15. Низкая скорость около стенки означает, что давление здесь высокое в соответствие с уравнением Бернулли, в центре
16. По этой же причине клетки крови скапливаются вдоль оси потока, а плазма (малая вязкость) – по
17. Элементы жидкости совершают движение по сложным траекториям, что приводит к перемешиванию. При турбулентном течении эритроциты, которые
19. Скачать презентацию

Слайд 2

Ih = I0⋅2-h/H ; H – глубина полупоглощения. На этой глубине

интенсивность УЗ уменьшается вдвое.
3 уровня интенсивности: малая 1,5 Вт/м2, средняя 1,5–3 Вт/м2, большая 3–10 Вт/м2.
Волновое сопротивление биологических тканей в 3000 раз больше волнового сопротивления воздуха, поэтому 99,99 % УЗ отражается. Для исключения влияния воздушного слоя поверхность кожи покрывают смазкой, уменьшающей отражение и создающей акустический контакт.

Слайд 3

а) Биофизическое действие УЗ.
– УЗ механические колебания частиц вещества в тканях

могут вызывать благоприятные структурные перестройки вследствие микровибраций на клеточном и субклеточном уровне, микромассаж тканевых структур.
– УЗ оказывает действие на клеточные мембраны. Внутри клетки микропотоки могут менять взаимное расположение клеточных органелл, перемешивать цитоплазму, изменять ее вязкость.

Слайд 4

УЗ волны могут отрывать от клеточных мембран биологические макромолекулы, изменять поверхностный

заряд, проницаемость.
– Облучение УЗ с интенсивностью, превышающей порог кавитации, используют для разрушения имеющихся в жидкости бактерий и вирусов.
– УЗ вызывает расщепление молекул воды на H+ и ОН– с последующим образованием перекиси водорода Н2О2.

Слайд 5

– При воздействии УЗ происходит нагрев тканей. Теплота выделяется на границах раздела

тканей: мягкие ткани ‑ кость. При этом повышается интенсивность процессов обмена.
б) УЗ-терапия. Это УЗ массаж – при помощи дозированного пучка УЗ (массаж сердца, легких и др.).
в) Фонофорез – введение с помощью УЗ в ткани через поры кожи лекарственных веществ. При этом перемещаются и незаряженные частицы. Фонофорез эффективнее электрофореза.

Слайд 6

г) Аутогемотерапия – внутримышечное введение человеку собственной крови, взятой из вены.

Эта процедура более эффективна, если кровь перед вливанием облучить УЗ. Предварительное воздействие УЗ усиливает действие γ и СВЧ облучения на опухоли.
УЗ можно использовать для сваривания мягких тканей и костей и, наоборот, для резки тканей. При этом инструмент соединяют с источником УЗ.
Снижаются усилия резания, уменьшается болевое ощущение, есть кровоостанавливающий и стерилизующий эффект.

Слайд 7

Очень интенсивный УЗ смертелен. Инфразвук с характеристиками: 160 дБ и 7 Гц также

смертелен.
Инфразвуком называют механические волны с частотами, меньше тех, которые воспринимает ухо человека (<20 Гц).
Пример. Животные покидают опасные районы перед землятресением, т.к. до начала событий в это место доходят инфразвуковые волны.

Слайд 8

Гемодинамика
Все реальные жидкости обладают вязкостью (внутренним трением). Силы трения между слоями

подчиняются уравнению Ньютона:

где

‑ градиент скорости, S – площадь слоев, dr – расстояние между слоями, η (этта) ‑ коэффициент внутреннего трения или динамическая вязкость. Определяют вязкость вискозиметрами (табл. 5).

Слайд 9

Таблица. 5
Вязкость крови увеличивается при тяжелой физической работе, при некоторых заболеваниях:

23∙10‑3 Па·с при сахарном диабете (кровь не проникает в капилляры, сопровождается гангреной нижних конечностей), или уменьшается 10‑3 Па·с при туберкулезе. Вязкость сказывается на таком клиническом параметре, как скорость оседания эритроцитов (СОЭ).

Слайд 10

§. Ньютоновские и неньютоновские жидкости
Ньютоновские жидкости – в этих жидкостях

вязкость не зависит от градиента скорости. Они подчиняются уравнению Ньютона (вода, водные растворы, низкомолекулярные органические соединения ‑ этиловый спирт, ацетон).
Неньютоновские жидкости – это жидкости, для которых вязкость зависит от режима течения и градиента скорости. Это высокомолекулярные органические соединения, суспензии, эмульсии.

Слайд 11

Эти жидкости состоят из сложных и крупных молекул, которые могут образовывать

пространственные структуры. Этот вид вязкости много больше, чем у ньютоновских жидкостей. Цельная кровь является неньютоновской жидкостью. Ее вязкость тем выше, чем медленнее она течет.

а) Течение крови в артериях в норме является ламинарным, т.е. упорядоченным. Ламинарное течение в переводе означает слоистое.
Рассмотрим ламинарное течение ньютоновской жидкости в трубе радиусом R и длиной L (рис. 8).

Слайд 12

Рис. 8.
Для сохранения постоянного режима течения нужен перепад давлений (P1-P2). Выделим

цилиндрический слой радиусом r. Течение жидкости в нем тормозится под действием силы трения, пропорциональной вязкости η и

Слайд 13

площади боковой поверхности S = 2πrL, а также градиенту скорости dυ/dr;

Fтр = -η(dυ/dx)⋅2πrL. Силу трения можно найти через разность давлений: Fтр = (P1 – P2)⋅πr2.
Приравняем правые части выражений для Fтр и разделим переменные:

Проинтегрируем это выражение

Слайд 14

Поменяем местами пределы интегрирования для υ.
Получим следующее выражение для скорости:
Это

выражение показывает, что скорость от осевой линии до стенки трубы меняется по параболическому закону (рис. 9).

Слайд 15

Низкая скорость около стенки означает, что давление здесь высокое в соответствие

с уравнением Бернулли, в центре трубы минимальное. В связи с этим частицы (например, клетки крови) будут испытывать силу, толкающую их к центру трубы.

Слайд 16

По этой же причине клетки крови скапливаются вдоль оси потока, а

плазма (малая вязкость) – по его периферии. Толщина плазмы составляет 0,004–0,04 мм. Эритроциты в этот слой практически не попадают. Плазма играет роль смазки, благодаря которой сопротивление движению эритроцитов снижается. Чем тоньше сосуд, тем более выражено снижение сопротивления.
б) Турбулентное течение – это хаотическое, крайне нерегулярное, неупорядоченное течение.

Слайд 17

Элементы жидкости совершают движение по сложным траекториям, что приводит к перемешиванию.

При турбулентном течении эритроциты, которые обычно ориентированы своей длинной осью по направлению потока, переориентируются и располагаются хаотически. При таком движении местное изменение давления вызывает колебательное движение жидкости, которое сопровождается шумом. Турбулентное движение приводит к дополнительной работе сердца. Шум при турбулентности может быть использован для диагностирования заболевания.