0000029

160 Ultradźwięki

-    powietrze (temperatura 0°C) ........ 331,45    m/s

-    woda (temperatura 25°C)     1497,00    m/s

-    tkanka tłuszczowa ............... 1450,00    m/s

-    tkanka miękka .................. 1540,00    m/s

-    tkanka kostna................... 4080,00    m/s

-    żelazo ......................... 5850,00    m/s

Znaczne zróżnicowania gęstości tkanek ludzkich i zawartości w nich wody mają wpływ na inne właściwości fizyczne fali akustycznej. Fala taka rozchodzi się od przetwornika w tzw. polu dźwiękowym, najpierw bliskim, w kształcie cylindrycznym, a następnie w miarę oddalania się od źródła, w polu dźwiękowym dalekim, o kształcie stożkowym. W obszarze tym, w miarę oddalania się od źródła i w wyniku pochłaniania (absorpcji) energii przez środowisko, natężenie fali ultradźwiękowej maleje. Miarą stopnia zmniejszania się energii ultradźwięków w organizmie jest tzw. odległość zaniku połowy' energii, zwana też głębokością połówkową. Ma ona znaczenie dla oceny możliwości wpływu ultradźwięków na narządy wewnętrzne. Druga bowiem połowa energii fali rozchodzącej się w polu dźwiękowym nie odgrywa większej roli.

Wyniki licznych doświadczeń, związane z oceną wartości głębokości połówkowej, wskazują na to, że fale krótsze, o większej częstotliwości, są pochłaniane w tkankach powierzchownych, natomiast fale dłuższe, o mniejszych częstotliwościach - w tkankach położonych głębiej. Przyjmuje się, że wystarczające działanie terapeutyczne ultradźwięków o częstotliwości 800 kHz, występuje do głębokości ok. 7-8 cm od powierzchni, do której przyłożono źródło ultradźwięków (głowicę). Bardziej powierzchowne działanie terapeutyczne występuje przy stosowaniu częstotliwości 2400 Hz.

Przy oddziaływaniu na ciecze ultradźwięków o częstotliwości poniżej 500 kHz powstaje zjawisko kawitacji (łac. cavum - jama). Duże moce i ciśnienie omawianych fal, działając na ośrodki płynne, wytwarzają w fazie rozrzedzenia podciśnienie. Powoduje to powstawanie pustych przestrzeni, tzn. jam, wypełniających się natychmiast parami cieczy, co może prowadzić do implozji mikropęcherzyków i rozerwania tkanki. Zakresy częstotliwości oraz mocy przetworników ultradźwiękowych używanych w lecznictwie nie mogą dopuszczać do powstawania kawitacji.

Absorpcja zależy też od właściwości (gęstości) środowiska materialnego. Największą zdolność absorpcji wykazują gazy, mniejszą - ciecze, najmniejszą zaś - « ciała stałe sprężyste, takie jak np. metale, które dobrze przewodzą drgania.

Tkanki ludzkie, różniące się budową mikrostrukturalną, wykazują odpowiednio zróżnicowane zdolności absorpcji fali ultradźwiękowej. Jest ona pochłaniana dobrze przez tkankę nerwow^rą, w mniejszym stopniu przez tkankę mięśniową, w najmniejszym zaś przez tkankę tłuszczową.

Przy przechodzeniu fali ultradźwiękowej przez środowiska o różnej gęstości powstają różnice ciśnień. Przechodzenie fali z tkanek miękkich do tkanki kostnej wywołuje wahania ciśnienia w' kości dwa razy większe. Jest to np. przyczyną bólu okostnowego, wywołanego bezbolesną dla tkanek miękkich dawką ultradźwięków. Rówmież na granicy dwóch środowisk występuje zagęszczenie fal ultradźwiękowych. Działanie ultradźwięków w takim miejscu jest najsilniejsze, tak jak np. największe jest działanie cieplne. Tłumaczy to, dlaczego ultradźwięki, działając na płuco lub jelito, a więc na narządy zawierające powietrze, mogą powodować ich perforację.

Największą absorpcję - o czym była już mowa - wykazują gazy. Warstwa powietrza, nawet rzędu tysięcznych części milimetra, stanowi przeszkodę dla ultradźwięków'. W związku z tym przekazanie tkankom drgań przetwornika (tzw. głowicy) wymaga bezpośredniego sprzężenia jego powierzchni drgającej ze skórą przez warstwę substancji sprzęgającej, jaką jest np. ciekła parafina. W przypadku nierównych powierzchni ciała stosuje się metodę tzw. sprzężenia pośredniego. Sprzężenie takie ma miejsce podczas wykonywania zabiegu głowicą zanurzoną w kąpieli z ciekłej parafiny lub z wody.

Zgodnie z generalną zasadą fizykoterapii, im bardziej ostry jest proces chorobowy, tym mniejsza musi byc dawka stosowanej energii, czyli mniejsza moc ultradźwięków' i krótszy czas trwania zabiegu. Obowiązuje też zasada, by dawka energii była tak duża, jak to konieczne, i jednocześnie tak mała, jak to tylko jest możliwe. Jednostką mocy, czyli miarą ilości energii drgań otrzymanej w sekundzie, jest wat (W). Miarą jednostki mocy stosowanych ultradźwięków jest 1 W/cm-. Ogólnie przyjmuje się następujące stopniowanie dawek: małe - 0.3, średnie - 0,6, duże -0,9 W/cm² powierzchni czynnej generatora drgań, tzn. powierzchni głowicy przetwornika ultradźwiękowego.

Działanie biologiczne. Działanie biologiczne ultradźwięków jest wypadkową działania cieplnego, mechanicznego i fizykochemicznego. Wywoływane w ustroju zmiany dzieli się na miejscowe, nazywane też pierwotnymi, oraz ogólne, nazywane wtórnymi. Zmiany miejscowe występują w czasie przekazywania drgań przez głowicę. W zależności od konsystencji tkanek, kąta padania fali oraz częstotliwoś-