229
АКУСТИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ И ИХ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА
ХАРАКТЕРИСТИКИ ЖИВЫХ ТКАНЕЙ
Хабибуллаев Хамидулла
- студент 101 группы лечебного факультета ТГСИ
Эргашев Б.М.- студент 402 группы, факультета детской стоматологии ТГСИ
Научный руководитель: Нурматова Ф.Б.
,
зав.каф Биофизики и информационных
технологий в медицине ТГСИ
Ташкентский государственный стоматологический институт
Узбекистан
Актуальность:
Биофизика ультразвуковых (УЗ) эффектов имеет дело с поиском
логических и количественных объяснений ряда экспериментов, в которых было
найдено, что облучение УЗ приводит к специфическим изменениям в живых клетках и
тканях. Внешние акустические излучения, широко используемые в современной
медицине, оказывают существенное влияние на свойства живых тканей.
Цель исследования:
познакомиться с теоретическими основами акустики,
свойствами акустических волн и влияния на живых тканей.
УЗ колебаниями называются неслышимые человеческим ухом высокочастотные (20
кГц - 1 ГГц) механические колебания упругой среды, распространяющиеся в ней в виде
переменных сжатий (уплотнений) и разрежения вещества. Колебания частиц вещества
происходят в тех же направлениях, что и распространение волн. Высокая частота и
малая длина УЗ волны определяют специфические особенности УЗ: возможность
распространения направленными пучками, называемыми УЗ, а также генерации
мощных волн, переносящих значительную механическую энергию.
Материалы и методы:
Скорость распространения УЗ зависит от коэффициента
сжимаемости, плотности вещества, температуры, структуры молекул, то есть от
акустического сопротивления среды. Скорость распространения УЗ в твердых телах
выше, чем в жидкостях, а в жидкостях выше, чем в газах. В УЗ аппаратах получение
основано на принципе обратного пьезоэлектрического эффекта. Для диагностических и
лечебных целей применяют аппараты, в которых электрический сигнал подается на
пластину излучателя - сегнетоэлектрика. Под действием переменного электрического
поля излучатель изменяет свой объем - сжимается или расширяется. Движение
пластины через контактную среду передается на подлежащие воздействию ткани.
Обычно в качестве контактных веществ используют стерилизуемые жидкости с
подходящим акустическим импедансом, такие как минеральные или парафиновые
масла и пасты на их основе. Используются вещества типа гелей.
Результаты и обсуждение:
В тканях человеческого организма скорость
распространения УЗ в среднем близка к скорости его распространения в воде- ~1540
м/с. Однако скорость его распространения в костной ткани почти в два раза выше и
составляет около 3400 м/с. УЗ волны распространяются почти прямолинейно, легко
фокусируются, отражаются от границ разнородных сред, им свойственны явления
дифракции и интерференции. Отражение УЗ волн в основном определяется
акустическим сопротивлением среды, углом падения, а также частотой колебаний.
230
Акустический импеданс отражает изменение амплитуды звукового давления при
прохождении волны через среду. Величина z определяется произведением скорости УЗ
ϑ на плотность ρ среды z= ϑ*ρ
С повышением частоты УЗ колебаний увеличивается их поглощение средой и
уменьшается глубина проникновения в ткани организма. Поглощение - это явление
преобразования энергии акустических волн в тепловую и другие виды энергии,
происходящее при распространении волн в среде. Поглощение характеризуют
толщиной полупоглощающего слоя, т.е. расстоянием, на котором интенсивность
энергии падающего излучения уменьшается в 2,3 раза. Живые ткани неравномерно
поглощают УЗ энергию: больше всего - костная ткань, затем - нервная, меньше -
мышечная и совсем мало - жировая. Так, при частоте УЗ 800 кГц толщина
полупоглощающего слоя жировой ткани составляет 6,8 см; мышечной - 3,6 см; печени
- 5,0 см; почки - 3,7 см; сердца - 2,6 см; а при частоте 2,4 МГц толщина слоя
полупоглощения становится примерно в три раза меньше.
Интенсивность (удельная мощность) колебаний определяется количеством энергии,
проходящей за одну секунду через один квадратный сантиметр площади,
расположенной перпендикулярно к направлению распространения и измеряется в
Ваттах на квадратный сантиметр (Вт/см
2
). В медицинской практике интенсивность УЗ
колебаний подразделяется на три основных вида: малая (до 1,5 Вт/см
2
), средняя (1,5-3
Вт/см
2
) и большая (3-10 Вт/см
2
). Удельная мощность является основной оценкой дозы
УЗ облучения.
Заключение:
УЗ излучение оказывает на ткани организма возмущающее
действие. В зависимости от интенсивности УЗ его действие может быть фоновым,
стимулирующим, угнетающим или повреждающим. Это является следствием физико-
химических процессов, возникающих в зоне действия УЗ. Изучения стимулируют
дальнейшие биофизические исследования в этом направлении.
Список использованной литературы:
1.
Шахизирова, И. "Функциональные особенности адаптации сердечно-
сосудистой системы в постковидном периоде у детей." Профилактическая
педиатрия 1.1 (2024): 57-58.
2.
Шахизирова, И. Д., and Л. Д. Муллаева. "ОСОБЕННОСТИ ТЕЧЕНИЯ
COVID-19 У ДЕТЕЙ." ЎЗБЕКИСТОН РЕСПУБЛИКАСИ СОҒЛИҚНИ САҚЛАШ
ВАЗИРЛИГИ ТОШКЕНТ ТИББИЁТ АКАДЕМИЯСИ: 43.
3.
Агзамова, Ш. А., Ш. А. Абдуразакова, and Д. Ж. Шухратова. "Значение
уровня эритропоэтина в диагностике и мониторировании анемии у детей." Здоровье
матери и ребенка 1 (2016): 6-11.
4.
Агзамова, Ш. А., and Ф. Р. Бабаджанова. "ВРОЖДЕННЫХ ПОРОКОВ
СЕРДЦА
У
ДЕТЕЙ
ХОРЕЗМСКОЙ
ОБЛАСТИ
РЕСПУБЛИКИ
УЗБЕКИСТАН." Вестник национального детского медицинского центра 2 (2022): 11-
15.
