CCF20101119000

2010-11-15

Techniki ultradźwiękowe - podstawy, zastosowania diagnostyczne i terapeutyczne.

ZFM °UM dr Hanna Domek

Czym są ultradźwięki ?

• Fale sprężyste, mechaniczne, wymagają ośrodka materialnego.

•    Rozchodzenie się fal sprężystych polega na drganiach cząsteczek ośrodka wokół położenia równowagi i przekazywaniu energii drgań sąsiednim cząstkom. Stany ruchu powtarzają się okresowo w przestrzeni (co do długości fali) i w czasie (co okres T).

•    Wraz z przekazywaniem ruchu drgającego odbywa się przekazywanie energii, dlatego też fala ultradźwiękowa jest szczególnego rodzaju transportem energii. Odbywa się on przez przemieszczenie deformacji sprężystych danego ośrodka.

Metody wytwarzania ultradźwięków

•    Źródła naturalne: nietoperze, delfiny

•    Źródła sztuczne: piszczałki, turbiny, drgające

kryształy

•    Efekt piezoelektryczny występujący w kryształach jonowych (np. Si02)

•    Liniowość efektu piezoelektrycznego

•    Odwrócony efekt piezoelektryczny

•    Pole bliskie i dalekie przetworników piezoelektrycznych

Plan wykładu

•    Czym są ultradźwięki?

•    Powstawanie ultradźwięków

•    Charakterystyka fali ultradźwiękowej

•    Parametry fali ultradźwiękowej

•    Energia ultradźwięków i jej oddziaływanie na tkanki miękkie

•    Bioefekty i problemy bezpieczeństwa

•    Zastosowania ultradźwięków w medycynie -diagnostyka, terapia

Czym są ultradźwięki ?

•    Ultradźwięki to fale akustyczne o częstotliwości powyżej 16 kHz (górna granica słyszalności) i niższej od 100MHz (hiperdżwięk).

•    Ultradźwięki odznaczają się małymi długościami fal, np. przy częstotliwości 16 kHz długość fali w powietrzu wypada około 2 cm. w cieczach około 8 cm. a w ciałach stałych około 30 cm.

•    Dzięki małym długościom fal i ich dużym częstotliwościom, fale ultradźwiękowe można łatwo ogniskować i formować w wiązki o większych natężeniach.

•    Ultradźwięki ulegają zjawiskom załamania i odbicia, jak promienie świetlne.

Metody wytwarzania ultradźwięków

Piezoelektrycznść (P.Curie)

• Jeśli taki kryształ poddamy zewnętrznemu działaniu ciśnienia to wytworzymy w nim pole elektryczne, czyli na jego przeciwległych powierzchniach pojawią się ładunki (zjawisko piezoelektryczne proste).

Przetwornik piezoelektryczny - kryształ np. kwarc

• Przyłożenie napięcia zmiennego do kryształu powoduje w nim zmianę naprężeń mechanicznych, wytwarzając tym samym falę ultradźwiękową (zjawisko piezoelektryczne odwrotne).

siła

© Si'©' Si-© © *

© ^s'@-

1