Fala

Zaburzenia stanu ośrodka, rozchodzące się w

nim ze skończoną prędkością i niosące ze

sobą energię

Fale na wodzie i fale d

ź

wi

ę

kowe to typowe przykłady tzw. fal

mechanicznych, które definiuje si

ę

w fizyce jako zaburzenia stanu o

ś

rodka,

rozchodz

ą

ce si

ę

w nim ze sko

ń

czon

ą

pr

ę

dko

ś

ci

ą

i nios

ą

ce ze sob

ą

okre

ś

lon

ą

energi

ę

. Fale te maja pewne wspólne cechy, a mianowicie podlegaj

ą

zasadom

Newtona i mog

ą

istnie

ć

wył

ą

cznie w o

ś

rodku materialnym np. w wodzie czy

powietrzu

Fala d

ź

wi

ę

kowa powstaj

ą

ca i rozchodz

ą

ca si

ę

w powietrzu cechuje si

ę

wyst

ę

powaniem

w

swym

przebiegu

zag

ę

szcze

ń

i

rozrzedze

ń

przesuwaj

ą

cych si

ę

w kierunku rozchodzenia si

ę

fali. Odpowiednio w

miejscu zag

ę

szczenia działaj

ą

siły

ś

ciskaj

ą

ce a w miejscu rozrzedzenia siły

rozci

ą

gaj

ą

ce. Zag

ę

szczenia powstaj

ą

w miejscach, w których cz

ą

steczki

ulegaj

ą

wychyleniu w kierunku rozchodzenia si

ę

fali; rozrzedzenia natomiast

powstaj

ą

w miejscach, gdzie cz

ą

steczki ulegaj

ą

wychyleniu w kierunku przeciwnym

Istot

ą

fal akustycznych s

ą

periodyczne drgania cz

ą

stek

ś

rodowiska a dla jej

zobrazowania posłu

ż

y

ć

si

ę

mo

ż

na wykresem funkcji sinus lub cosinus.

Podłu

ż

ne rozchodzenie si

ę

fali d

ź

wi

ę

kowej ( kolejne fazy) i zwi

ą

zana z ni

ą

fala

ci

ś

nieniowa (Jaroszyk, 2001 )

Parametry fal d

ź

wi

ę

kowych

Do opisu fal d

ź

wi

ę

kowych i ich własno

ś

ci wykorzystuje si

ę

takie parametry jak

długo

ść

fali, cz

ę

stotliwo

ść

, amplitud

ę

, pr

ę

dko

ść

oraz energi

ę

.

Długo

ść

fali (

λ

) to odległo

ść

mi

ę

dzy dwoma s

ą

siaduj

ą

cymi zag

ę

szczeniami lub

rozrzedzeniami, czyli mi

ę

dzy dwiema najbli

ż

ej poło

ż

onymi cz

ą

steczkami, które

s

ą

w tej samej fazie ruchu. Długo

ść

fali d

ź

wi

ę

kowej zale

ż

y od pr

ę

dko

ś

ci jej

rozchodzenia si

ę

i cz

ę

stotliwo

ś

ci drga

ń

. Oblicza si

ę

ja dziel

ą

c pr

ę

dko

ść

fali (c)

przez cz

ę

sto

ść

drga

ń

(f) i wyra

ż

a wzorem:

λ

= c/f

gdzie

λ

- długo

ść

fali;

c - pr

ę

dko

ść

fali

f – cz

ę

sto

ść

drga

ń

Jednostka długo

ś

ci fali w układzie SI jest 1 m (Jaroszyk, 2001)

Cz

ę

sto

ść

fali (f)

jest to liczba drga

ń

wykonanych w ci

ą

gu jednostki czasu (zazwyczaj w ci

ą

gu 1

sekundy). Cz

ę

sto

ść

drga

ń

mierzy si

ę

w hercach, gdzie 1 Hz to cz

ę

stotliwo

ść

jednego drgania w ci

ą

gu jednej sekundy.

Fale d

ź

wi

ę

kowe przewodzi

ć

mo

ż

e nie tylko powietrze. W ró

ż

nych

ś

rodowiskach

pr

ę

dko

ść

rozchodzenia si

ę

tej samej fali d

ź

wi

ę

kowej jest inna.

Ze wzgl

ę

du na to,

ż

e pr

ę

dko

ś

ci fal s

ą

ró

ż

ne w ró

ż

nych o

ś

rodkach, a cz

ę

stotliwo

ść

jest stała, zmianie ulega równie

ż

długo

ść

fali. Np. dla cz

ę

stotliwo

ś

ci 1 MHz

długo

ść

fali w wodzie wynosi ok. 1,5 mm i jest około 5 razy dłu

ż

sza ni

ż

fale tej

samej cz

ę

stotliwo

ś

ci w powietrzu (Jaroszyk, 2001).

Pr

ę

dko

ść

fali d

ź

wi

ę

kowej (c)

zale

ż

y od g

ę

sto

ś

ci o

ś

rodka i wła

ś

ciwo

ś

ci spr

ęż

ystych materiału, w którym si

ę

rozchodzi; nie zale

ż

y natomiast od cz

ę

stotliwo

ś

ci (Jaroszyk, 2001). Pr

ę

dko

ść

rozchodzenia si

ę

fali d

ź

wi

ę

kowej zwi

ę

ksza si

ę

wraz ze zwi

ę

kszeniem spr

ęż

ysto

ś

ci

i maleje ze zwi

ę

kszeniem g

ę

sto

ś

ci o

ś

rodka, w którym fala si

ę

rozprzestrzenia.

Najmniejsza jest w gazach,

ś

rednia w cieczach a najwi

ę

ksza w ciałach stałych.

Zaburzenia akustyczne w o

ś

rodku spr

ęż

ystym charakteryzowane jest przez

zmian

ę

ci

ś

nienia, temperatury, g

ę

sto

ś

ci i pr

ę

dko

ś

ci drgaj

ą

cych cz

ą

steczek.

Pr

ę

dko

ść

rozchodzenia si

ę

fal d

ź

wi

ę

kowych w o

ś

rodkach materialnych zale

ż

y

wi

ę

c nie tylko od rodzaju o

ś

rodka, ale równie

ż

od jego temperatury czy

wilgotno

ś

ci.

W powietrzu pr

ę

dko

ść

rozchodzenia si

ę

d

ź

wi

ę

ku waha si

ę

od warto

ś

ci 332 do 343

m/s. W wodzie głos rozchodzi si

ę

z pr

ę

dko

ś

ci

ą

około 1500m/s, a w ciałach stałych

d

ź

wi

ę

k rozchodzi si

ę

najszybciej, bo a

ż

z pr

ę

dko

ś

ci

ą

5 km/s.

Nat

ęż

enie fali d

ź

wi

ę

kowej (I)

Nat

ęż

enie (I) fali d

ź

wi

ę

kowej mo

ż

na te

ż

wyrazi

ć

inn

ą

zale

ż

no

ś

ci

ą

:

I = E / S · t

gdzie:

I – nat

ęż

enie fali

E – energia przenoszona przez fal

ę

S – powierzchnia prostopad

ł

a do kierunku rozchodzenia si

ę

fali

t – czas

Nat

ęż

enie podaje si

ę

wówczas w warto

ś

ciach bezwzgl

ę

dnych w jednostkach: W/m². Jednak w praktyce poziom

g

ł

o

ś

no

ś

ci podaje si

ę

w belach (B) lub decybelach (dB). Pomiar g

ł

o

ś

no

ś

ci opiera si

ę

na porównaniu nat

ęż

enia d

ź

wi

ę

ku

ocenianego z nat

ęż

eniem d

ź

wi

ę

ku wzorcowego.

Z rozwojem aparatury pomiarowej wyznaczono warto

ść

progow

ą

nat

ęż

enia d

ź

wi

ę

ku s

ł

yszalnego dla cz

ł

owieka

(10dB) oraz warto

ść

pojawienia si

ę

odczucia bólu (130dB).

Amplituda fali (Am)

to bezwzgl

ę

dna warto

ść

maksymalnego wychylenia drgaj

ą

cej cz

ą

stki z poło

ż

enia

równowagi. Od warto

ś

ci amplitudy fali zale

ż

y jej nat

ęż

enie.

Zakres słyszalno

ś

ci ucha

ludzkiego

drgania mechaniczne o częstotliwości

od 20 Hz do 20 kHz

Istot

ą

fal akustycznych s

ą

periodyczne drgania cz

ą

stek

ś

rodowiska. Energia sił

spr

ęż

ysto

ś

ci danego o

ś

rodka stanowi

ź

ródło energii drgaj

ą

cych cz

ą

stek tego

o

ś

rodka (składa si

ę

ona z energii cz

ą

stek b

ę

d

ą

cych w chwilowym ruchu oraz

energii potencjalnej cz

ą

stek rozrzedzonych i zag

ę

szczonych wszystkich cz

ą

stek

drgaj

ą

cych). Suma energii, przy stałej cz

ę

sto

ś

ci drga

ń

, jest proporcjonalna do

kwadratu amplitudy drga

ń

lub proporcjonalna do kwadratu cz

ę

sto

ś

ci drga

ń

przy

stałej amplitudzie (Straburzy

ń

ski, 2000).

Infradźwięki i wibracje

•poniżej 120 dB - krótki czas działania

nieszkodliwe; mało zbadane

•120-140 dB - lekkie zakłócenia procesów

fizjologicznych, uczucie nadmiernego

zmęczenia

•140-160 dB- po 2 min zakłócenia zmysłu

równowagi, wymioty; dłuższy czas działania

- trwałe uszkodzenia

•powyżej 170 dB- przekrwienie płuc- śmierć

zwierząt doświadczalnych

Ze względu na małą częstotliwość, dużą
długość fali (10 Hz, 34m, powietrze) i
małe

tłumienie

w

ośrodkach,

infradźwięki mogą rozchodzić się na
duże odległości i przenikać np. przez
ściany;

trudno

się

przed

nimi

zabezpieczyć

Wibracje

Drgania o częstotliwości kilkunastu Hz

- przenoszą się na żywy organizm

przez bezpośredni kontakt z układem

drgającym

Wibracje - działanie

biologiczne

Zależy od amplitudy i częstotliwości

zgodność z częstotliwością drgań

własnych narządów - zjawisko rezonansu

Wibracje - działanie

biologiczne

4 -10 Hz - rezonans narządów klatki

piersiowej i jamy brzusznej

10-18 Hz pęcherz moczowy

Wibracje - działanie

biologiczne

oscylacyjne rozciąganie i przemieszczanie tkanek

-

ból w klatce piersiowej
zaburzenia oddechowe
zmiany naczyniowe
zmiany w układzie kostno-stawowym
zaburzenia hormonalne
zaburzenia biochemiczne

choroba wibracyjna

- (kompresory, szlifierki, młoty

pneumatyczne)

Ultradźwięki

Fale

mechaniczne

występujące

w

ośrodkach gazowych, ciekłych i stałych o
częstotliwościach większych od górnej
granicy słyszalności ucha ludzkiego, czyli
20 kHz

Generowanie

ultradźwięków

Zjawisko piezoelektryczne (proste i

odwrotne)

- wykorzystywane do tworzenia drgań o

dowolnie regulowanej częstotliwości

kwarc, tytanian baru, cyrkonian ołowiu,

tytanian ołowiu

Zjawisko piezoelektryczne

Wytwarzanie potencjału elektrycznego,

gdy kryształ jest ściskany - napięcie jest

proporcjonalne do siły ściskającej.

Jeśli kryształ jest rozciągany, napięcie

zmienia znak na przeciwny

Zjawisko piezoelektryczne

odwrotne

polega na kurczeniu i rozszerzaniu się płytki
wyciętej z kryształu w odpowiedniej orientacji
zależnie od znaku przyłożonego napięcia -
płytki wycięte z kryształu w odpowiedzi na
sygnał wysokiej częstotliwości wytwarzają
drgania ultradźwiękowe, a także mogą
dokładnie

zmieniać

energię

fal

ultradźwiękowych

na

odpowiedni

sygnał

elektryczny

Rozchodzenie się

ultradźwięków w tkankach

• odbicie
• załamanie
• rozproszenie
• absorpcja

Rozchodzenie się

ultradźwięków w tkankach

Ilo

ś

ciowy udział tych zjawisk zale

ż

y od:

• rodzaju tkanki (mi

ę

kka np. mi

ęś

nie, twarda np. kostna)

• cz

ę

stotliwo

ść

ultrad

ź

wi

ę

ku

• stosunek długo

ś

ci fali do rozmiaru struktury

• orientacji powierzchni wzgl

ę

dem kierunku padaj

ą

cej

fali

• oporu akustycznego o

ś

rodka (Z)

Płaska fala docieraj

ą

c do granicy dwóch o

ś

rodków, które ró

ż

ni

ą

si

ę

oporno

ś

ci

ą

akustyczn

ą

ulega zjawisku odbicia. Ilo

ść

energii, która b

ę

dzie

tworzyła fal

ę

odbit

ą

zale

ż

y od ró

ż

nicy oporno

ś

ci akustycznie pomi

ę

dzy

granicznymi o

ś

rodkami :

Warto

ść

energii odbitej zale

ż

na jest od oporno

ś

ci akustycznej Z1 i Z2 i

wyra

ż

ona jest wzorem (Jaroszyk, 2001):

R = Ir/Io = [ (Z1-Z2) : (Z1+Z2)]²

gdzie:
R- współczynnik odbicia,
Io – nat

ęż

enie fali padaj

ą

cej,

Ir – nat

ęż

enie fali odbitej,

Z1- oporno

ść

akustyczna o

ś

rodka, którym rozchodzi si

ę

fala padaj

ą

ca,

Z2 - oporno

ść

akustyczna o

ś

rodka, którym rozchodzi si

ę

fala przenikaj

ą

ca

Jak wynika z powy

ż

szych wzorów współczynnik odbicia to stosunek nat

ęż

enia fali odbitej do

nat

ęż

enia fali padaj

ą

cej a jego warto

ść

zale

ż

y od wła

ś

ciwo

ś

ci akustycznych o

ś

rodka.

Opory akustyczne ró

ż

nych o

ś

rodków (impedancja akustyczna) wyznaczamy warto

ś

ci

ą

iloczynu

g

ę

sto

ś

ci o

ś

rodka i pr

ę

dko

ś

ci rozchodzenia si

ę

fali w danym o

ś

rodku

Na pograniczu o

ś

rodków o ró

ż

nej impedancji akustycznej fale ulegaj

ą

odbiciu.

Opory akustyczne ró

ż

nych tkanek mi

ę

kkich maj

ą

podobn

ą

warto

ść

np.:

mi

ęś

nie - 1,69 [kg m-2s-1 106]

krew - 1,66
skóra -

1,63

nerki -

1,62

w

ą

troba - 1,66

ko

ś

ci -

3,7 – 7,3

woda -

1,49 ( Jaroszyk, 2001).

Fala padaj

ą

ca na granice dwóch o

ś

rodków o podobnych warto

ś

ciach oporno

ś

ci akustycznej prawie

całkowicie przez ni

ą

przenika (około 90%), a jedynie 1% energii fali ulega odbiciu. Przy przej

ś

ciu fali z

tkanki mi

ę

kkiej do powietrza współczynnik odbicia wynosi R = 0,99. Wynika z niego,

ż

e prawie cała

energia padaj

ą

cej fali ulega odbiciu, przechodzi tylko 0,01%. Warto

ś

ci te wyja

ś

niaj

ą

, dlaczego

przestrzenie wypełnione gazem (jelita, płuca) uniemo

ż

liwiaj

ą

uwidocznienie tkanek le

żą

cych za nimi.

Równocze

ś

nie ten fakt uzasadnia konieczno

ść

stosowania

ś

rodków sprz

ę

gaj

ą

cych (np.

ż

eli, parafiny) w

celu zapobie

ż

enia odbiciu fali ultrad

ź

wi

ę

kowej przez powietrze zawarte w porowato

ś

ciach skóry

pacjenta (Jaroszyk, 2001; Jakubowski, 1989; Palmer, 1995).

Gdy wi

ą

zka fali nie jest prostopadła do płaszczyzny padania, a powierzchnia graniczna jest

nachylona i zakrzywiona, tylko cz

ęść

odbitej fali ultrad

ź

wi

ę

kowej powróci do przetwornika i pozwoli na

odtworzenie własno

ś

ci powierzchni odbijaj

ą

cej. Dlatego w diagnostyce obrazowanie prowadzi si

ę

pod

ró

ż

nymi k

ą

tami, co pozwala na zobrazowanie wi

ę

kszych powierzchni.

Współczynnik odbicia jest mniej wi

ę

cej stały, je

ś

li wi

ą

zka pada pod małymi katami do kierunku

normalnego (prostopadłego). W miar

ę

jak k

ą

t padania ro

ś

nie (wi

ą

zka pada bardziej sko

ś

nie)

współczynnik odbicia drastycznie si

ę

zmienia.

Gdy wi

ą

zka przechodzi przez materiał, w którym szybko

ś

ci d

ź

wi

ę

ku jest C1, do materiału, w którym

pr

ę

dko

ść

d

ź

wi

ę

ku jest wi

ę

ksza (C2), niekiedy 100% energii ultrad

ź

wi

ę

kowej mo

ż

e ulec odbiciu, na

granicy o

ś

rodków. Dzieje si

ę

to wówczas, gdy k

ą

t padania przekroczy pewna warto

ść

, któr

ą

nazywamy

k

ą

tem granicznym.

Dla k

ą

ta granicznego spełnione jest równanie

sin

θ

= C1: C2

gdzie:

θ

- warto

ść

k

ą

ta granicznego

C1 – szybko

ść

d

ź

wi

ę

ku w o

ś

rodku, w którym rozchodzi si

ę

fala padaj

ą

ca

C2 - szybko

ść

d

ź

wi

ę

ku w o

ś

rodku, w którym rozchodzi si

ę

fala załamana.

Fala ultrad

ź

wi

ę

kowa padaj

ą

c na powierzchni

ę

rozdziału dwóch

ś

rodowisk pod k

ą

tem ró

ż

nym od

prostopadłego, a pr

ę

dko

ść

d

ź

wi

ę

ku zmienia si

ę

na granicy tych o

ś

rodków, to wówczas nast

ę

puje

odchylenie od pierwotnego kierunku rozchodzenia si

ę

wi

ą

zki. Zjawisko to nazywamy załamaniem.

Je

ś

li powierzchnia graniczna jest nierówna lub, gdy d

ł

ugo

ść

fali jest wi

ę

ksza od elementów struktury,

wówczas fala ultrad

ź

wi

ę

kowa jest odbijana we wszystkich kierunkach. Jest to zjawisko rozproszenia fali

ultrad

ź

wi

ę

kowej.

Zjawisko rozpraszania fali padaj

ą

cej na struktury, których wielko

ść

jest

mniejsza od d

ł

ugo

ś

ci tej fali ( Palmer, 1995).

Poch

ł

anianie (absorpcja) energii ultrad

ź

wi

ę

ków zale

ż

y od ich cz

ę

stotliwo

ś

ci i w

ł

a

ś

ciwo

ś

ci o

ś

rodka. Najwi

ę

ksze zdolno

ś

ci

poch

ł

aniania energii wykazuj

ą

gazy, mniejsz

ą

maj

ą

ciecze a najlepiej przewodz

ą

drgania cia

ł

a sta

ł

e spr

ęż

yste, jak

metale. Natomiast cia

ł

a sta

ł

e plastyczne (guma, korek) poch

ł

aniaj

ą

znaczn

ą

cz

ęść

d

ź

wi

ę

ków, dlatego u

ż

ywane s

ą

jako

izolatory d

ź

wi

ę

ku

T

ł

umienie w wybranych tankach i innych materia

ł

ach pokazuje poni

ż

sza tabela

(Jaroszyk, 2001)

Tkanki ludzkie charakteryzuj

ą

si

ę

ró

ż

norodn

ą

i skomplikowan

ą

budow

ą

i co za tym idzie wykazuj

ą

ró

ż

ne zdolno

ś

ci

poch

ł

aniania ultrad

ź

wi

ę

ków. Du

żą

„d

ź

wi

ę

koch

ł

onno

ść

” wykazuje tkanka nerwowa, mniejsz

ą

mi

ęś

niowa, a tkanka t

ł

uszczowa

najmniejsz

ą

. Cho

ć

bezpo

ś

rednie pomiary poch

ł

aniania energii ultrad

ź

wi

ę

ków w tkankach jest prawie niemo

ż

liwe to

dowiedziono jednak, i

ż

fale krótsze, o wi

ę

kszej cz

ę

stotliwo

ś

ci s

ą

poch

ł

aniane na mniejszej g

łę

boko

ś

ci, za

ś

fale d

ł

ugie – na

wi

ę

kszych g

łę

boko

ś

ciach ( Mikka i Kasprzak, 2001).

Zgodnie z prawem Grotthusa – Drapera energia ultrad

ź

wi

ę

ków wywołuje w tkankach odczyn, je

ś

li zostanie przez nie w

dostatecznej ilo

ś

ci pochłoni

ę

ta.

Ultrad

ź

wi

ę

ki mog

ą

wywoła

ć

w ustroju ludzkim wiele zmian pod wpływem działania energii, która ze sob

ą

nios

ą

.

Wykorzystanie ultrad

ź

wi

ę

ków do celów terapeutyczny wi

ąż

e si

ę

z takim dobraniem paramentów fali UD, by pochłoni

ę

ta przez

tkanki energia wywołała w nich po

żą

dany przez terapeut

ę

efekt. Bezpiecze

ń

stwo stosowania UD do celów diagnostycznych i

terapeutycznych wymaga dogł

ę

bnego poznanie mechanizmów, poprzez które ultrad

ź

wi

ę

ki mog

ą

wywiera

ć

swoje działanie na

komórki i tkanki a w efekcie ko

ń

cowym na funkcjonowanie całego organizmu człowieka.

Rozró

ż

niamy dwa typy oddziaływa

ń

ultrad

ź

wi

ę

ków z organizmem człowieka:

- oddziaływania pierwotne – bezpo

ś

rednie zmiany fizyczne i chemiczne, miejscowo ograniczone,

-

oddziaływania wtórne – reakcje tkanek, narz

ą

dów i całego organizmu na oddziaływanie pierwotne.

Pierwotne zmiany miejscowe wyst

ę

puj

ą

ce w tkankach w chwili nad

ź

wi

ę

kawiania zwi

ą

zane s

ą

z bezpo

ś

rednim działaniem

energii ultrad

ź

wi

ę

ków, które wywołuj

ą

zmiany fizyczne i chemiczne w miejscu poddanym oddziaływaniu. Poj

ę

cie pierwotnego

działania ultrad

ź

wi

ę

ków jest w istocie do

ść

zło

ż

one i obejmuje działanie mechaniczne, cieplne oraz fizykochemiczne. Dopiero te

składowe w poł

ą

czeniu ze sob

ą

powoduj

ą

zmiany w tkankach oraz warunkuj

ą

działanie lecznicze (Mikka i Kasprzak, 2001).

Zmiany wtórne (ogólne) s

ą

reakcj

ą

tkanek i narz

ą

dów, jak równie

ż

reakcj

ą

całego organizmu na oddziaływanie pierwotne.

Wiadomo, i

ż

w organizmie ludzkim wyst

ę

puj

ą

łuki odruchowe, zatem nad

ź

wi

ę

kawianie np. okolic przykr

ę

gosłupowych (korzenie,

sploty, zwoje) spowoduje drog

ą

odruchow

ą

zmiany w odległych narz

ą

dach. Mo

ż

na b

ę

dzie wtedy uzyska

ć

efekt stymulacji

autonomicznego układu nerwowego (Mikka i Kasprzak, 2001).

Czynne i bierne działanie

ultradźwięków

efekt biologiczny- natężenie dźwięku

działanie czynne

- natężenie dźwięku

0.5 - 20 kW/m

2

energia ruchu drgającego wprowadzona do

ośrodka wywołuje w nim efekty:
mechaniczne, cieple i chemiczne

Czynne działanie ultradźwięków

Efekt mechaniczny -

cząsteczki ośrodka wykonują

drgania zależnie od częstotliwości i amplitudy fal
ultradźwiękowych, dochodzi do wzrostu lub spadku
ciśnienia. Zmiany te prowadza do niszczenia struktury
ośrodka.

Kawitacja

-

zachodzi

podczas

działania

pola

ultradźwiękowego

na

ciecze

i

cieczopodobne

środowiska (tkanki).

Tworzenie

pęcherzyków

kawitacyjnych-

zmiana

objętości pęcherzyków pod wpływem ultradźwięków

Czynne działanie

ultradźwięków

Efekt cieplny -

ultradźwięki są tłumione w

ośrodkach biologicznych; energia fali ulega
absorpcji o zostaje zamieniona na energia
cieplną;
efekt ten jest duży na granicy ośrodków
różnej impedancji akustycznej.

Czynne działanie

ultradźwięków

Efekt chemiczny -

ultradźwięki o dużej mocy :

przyśpieszają reakcje chemiczne
powodują rozpad dużych cząsteczek np. białek
wzrost jonizacji
wzrost dyfuzji przez błony półprzepuszczalne

Wykorzystanie czynnego

działanie ultradźwięków w

medycynie

• Choroby reumatyczne - nagrzewanie tkanek

• choroby narz

ą

dów ruchu i tkanki ł

ą

cznej

• niszczenie patologicznych ognisk w gł

ę

bi tkanek

• zabijanie wirusów, grzybów, bakterii

• sterylizacja lekarstw

• ultrawirowanie, rozdrabnianie i separacja struktur

• usuwanie kamienia na z

ę

bach

• litotrypsja

Litotrypsja

Metoda kruszenia złogów zalegających w
organizmie człowieka za pomocą fal
uderzeniowych

wytwarzanych

pozaustrojowo.

Litotrypsja

Fala uderzeniowa-

nagła zmiana ciśnienia

fala akustyczna o wysokiej energii z bardzo duża

amplituda

rozchodzi się w postaci pojedynczych impulsów z

nagłym wzrostem ciśnienia (nanosekundy) i

następnie powolnym spadkiem (mikrosekundy)

Bierne działanie

ultradźwięków

•bardzo małe natężenie dźwięku (I<<10 kW/m

2

)

•mała długość fali ( 10

-2

- 10

-5

m)

•dobre prostoliniowe rozchodzenie się