На головну

Медичні ультразвукові генератори.

Ультразвуковий генератор - це апарат для отримання і використання ультразвуку.

У медицині використовуються генератори для діагностики (УЗД), терапії і хірургії.

Для діагностики використовуються генератори, що працюють на частоті 5-6 МГц, перетворювачі у цих генераторів п'єзоелектричні.

Для терапії використовуються генератори, що працюють на стандартній, виділеної радіокомітету частоті 880 кГц, перетворювачі у цих генераторів теж п'єзоелектричні.

Для хірургії застосовуються генератори, що працюють на частоті 30-40 МГц. Ці генератори мають магнітострикційні перетворювачі.

Пристрій ультразвукового генератора.

Ультразвуковий генератор складається з двох основних частин:

- Генератора електричних коливань ультразвукової частоти;

- Випромінювача п'єзоелектричного або магнитострикционного типу.

Генератор і випромінювач з'єднані кабелем-проводом для підведення змінної напруги ультразвукової частоти від генератора до випромінювача. рис.3

рис.3

Типовий п'єзоелектричний випромінювач апарату для терапії є пластмасовий корпус (1), в якому між двома посрібленими круглими тонкими електродами-пластинами (2) поміщений пьезодіелектрік (титанат барію). До електродів по кабелю типу телевізійного підводиться змінна напруга від генератора. П'єзоелектрик (3) випромінює ультразвукову хвилю на частоті свого механічного резонансу.

3. Особливості і властивості ультразвуку при його взаємодії з середовищем.

Ультразвукові хвилі при порівнянні зі звуковими хвилями чутного звуку мають як схожість так і відмінність.

подібність:

1. Ультразвукові хвилі також можуть бути як поздовжніми так і поперечними. У рідинах і газах поширюються тільки поздовжні хвилі. У твердих пружних тілах можуть поширяться всі види хвиль.

2. Швидкість ультразвуку дорівнює швидкості чутного звуку. Вона є найбільшою в твердих тілах і найменшою - в газах.

Наприклад, при кімнатній температурі швидкість ультразвуку буде (м / с):

- В повітрі 335;

- У воді 1490;

- В алюмінії 6250.

різниця:

1. У порівнянні з чутним звуком, ультразвук має більш високу частоту і, отже, малу довжину хвилі.

Наприклад, для повітря при частоті ультразвуку 300 КГц довжина хвилі ? ультразвуку буде приблизно дорівнює:

З 300 м / с

? = --- = -------------- = 1мм

v ЗООООО Гц

Для частоти чутного звуку 3000 Гц довжина хвилі ? = 10 см.

Через малу довжини хвилі ультразвук погано огинає перешкоди, залишаючи за ними область акустичної тіні. Фізично це пов'язано зі слабо вираженими явищами дифракції коли розміри перешкоди більше, ніж довжина хвилі.

2. УЗ може фокусуватися в вузькі спрямовані пучки за допомогою спеціальних лінз або додання певної форми випромінювача. Ультразвукові пучки можуть мати дуже високу інтенсивність в порівнянні з чутним звуком.

3. При проходженні УЗ через середу відбувається його поглинання. Відстань, на якому інтенсивність УЗ зменшується вдвічі, називається глибиною полупоглощенія.

На частоті n = 1 МГц глибина полупоглощенія:

м'язова тканина - 2,1 см

жирова тканина - 3,3 см

кісткова тканина - 0,23см

кров - 35,0см.

Поглинання в рідкому середовищі набагато менше, ніж в м'яких тканинах, і набагато менше ніж в кісткової.

Поглинання ультразвуку відбувається пропорційно квадрату частоти ультразвуку a ~ v2 і відповідно до формули:

Yх = Yоe-ax

Yх - Інтенсивність ультразвуку в середовищі на глибині X,

Yo - інтенсивність ультразвуку перед середовищем (х = О),

е - основа натуральних логарифмів (2,72);

а - коефіцієнт поглинання, що характеризує спад інтенсивності ультразвукової хвилі.

Добре поглинають ультразвук гази, менше - рідини і ще менше тверді середовища. Добре поглинають ультразвук тіла з малою пружністю, неоднорідні, волокнисті і пористі середовища. До них відносяться: пінопласти, поліуретани, пластмаси.


 

4. На межі поділу двох середовищ з різними акустичними опорами відбувається відображення ультразвукової хвилі. Кількісно ступінь відображення характеризується коефіцієнтом відображення, який позначається символом R і обчислюється за формулою:

Z2 - Z1 2

 R =

Z2 + Z1 , де

Z2 і Z1 акустичні опору середовищ,

Z = r'n - акустичний опір.

При R = 0 відбувається повне проникнення ультразвуку з одного середовища в іншу, при R = 1 відбувається повне відображення ультразвуку від кордону розділу.

Через велику різницю акустичних опорів рідин і газів, на кордоні повітря і води відбивається майже 100% ультразвукових хвиль. Тому при лікуванні і діагностики за допомогою ультразвуку між випромінювачем і тілом пацієнта повинен бути створений хороший акустичний контакт. Для цього поверхню тіла змащується рідким середовищем (вода, вазелінове масло і ін.) З акустичним опором тіла людини.

 



Ультразвук і його отримання. Випромінювачі ультразвуку. | Фізична дія ультразвуку і його характеристика.
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати