Ультразвук; шкала интенсивностей ультразвука; особенности ультразвука; воздействие ультразвука на организм, применение в медицине
РАЗДЕЛ БИОАКУСТИКА, ГЕМОДИНАМИКА, БИОМЕХАНИКА.
Субъективные характеристики звука, их связь с объективными
К Субъективным характеристикам звука относят громкость звука, высоту (тона), тембр.
Громкость определяется интенсивностью, но также зависит и от. Громкость звука измеряется в фонах.
Высота звука связана с частотой - более высокочастотные колебания - высокие, более низкочастотные - низкими.
Тембр звука связан с набором обертонов в спектре сложного колебания. По сути тембр обязан специфической форме какого либо колебания на той или иной частоте, что и соответствует не синусоидальности сложного колебания.
Закон Вебера — Фехнера(словесная формулировка, формула, пояснение, величины предела слышимости и предела болевого ощущения)
Психофизический закон Вебера – Фехнера: если увеличивать раздражение в геометрической прогрессии, то ощущение этого раздражения возрастает в арифметической прогрессии.
E=k ln I/Io, где I — значение интенсивности раздражителя. Io — Порог ощущения: если I < I0, раздражитель совсем не ощущается. k - константа, зависящая от субъекта ощущения. E – величина ощущения.
Предел слышимости I = 10-12 Вт/м 2 , р = 0,00002 Па, L= 0 дБ.
Порог болевого ощущения слуховой — величина звукового давления, при котором в слуховом органе возникают боли. I = 10, р=64, L = 130.
Аудиограмма. Аудиометрия. Графики, пояснения, применение в медицине
Аудиометрия –метод измерения остроты слуха. При аудиометрии на специальном приборе аудиометре определяют порог слухового ощущения на разных частотах. Полученная кривая называется аудиограммой. Сравнивание аудиограммы больного с с нормальной кривой порога слышимости помогает диагностировать заболевание органов слуха.
Инфразвук, диапазон частот; эффекты и механизмы воздействия инфразвука на организм человека
Инфразвуком называют акустические колебания с частотой ниже 20 Гц.
Инфразвук вызывает усталость, головную боль, сонливость, раздражение и т.д. Первичный механизм действия ИЗ имеет резонансную природу. Резонанс наступает при близких значения частоты вынуждающей силы и частоты собственных колебаний.
Ультразвук; шкала интенсивностей ультразвука; особенности ультразвука; воздействие ультразвука на организм, применение в медицине.
Ультразвуком называют продольные механические волны с частотами колебаний выше 20 КГц.
Особенности ультразвука.
особенностью ультразвука является узость ультразвукового пучка, что позволяет воздействовать на какие либо объекты локально. В неоднородных средах с мелкими неоднородностями, когда размеры включений не больше длины волны имеет место явление дифракции. Если размеры включений много больше длины волны (L >> λ) имеет место прямолинейность распространения ультразвука. Важным теоретическим моментом при использовании ультразвука является прохождение ультразвука из одной среды в другую.
Действие ультразвука на ткани организма.
Степень воздействия того или другого вида определяется интенсивностью. В связи с этим в медицине различают три уровня интенсивностей ультразвуков:
1 уровень - до 1,5 Вт / см2,
2 уровень - от 1,5 до 3 Вт / см2,
3 уровень - от 3 до 10 Вт / см2.
Механические действие обусловлено переменным акустическим давлением, вызывает микровибрацию, что приводит к изменению функционального состояния клеток: повыш. Проницаемость мембран, усиливаются пр-сы диффузии и осмоса. Тепловое действие: переход механическй энергии в тепловую, интенсификация пр-сов. Физико – химическое действие: Пространственная перестройка внутриклеточных м-лярных комплесов, повышение активности ряда ферментов.
6.Особенности тока крови по крупным сосудам, средним и мелким сосудам, капиллярам;
ток крови при сужении сосуда, звуковые эффекты.
Скорость кровотока в разных сосудах различна.
В дальнейшем, когда капилляры сливаются в венулы, в вены, вплоть до полой вены, суммарный просвет сосудов опять уменьшается и, скорость течения крови снова увеличивается.
Рис. 2.7. Распределение скоростей кровотока в различных отделах
сердечно-сосудистой системы
В капиллярах и венах кровоток постоянен, в других отделах сердечно-сосудистой системы наблюдаются пульсовые волны. Распространяющуюся по аорте и артериям волну повышенного давления, вызванную выбросом крови из левого желудочка сердца в период систолы, называют пульсовой волной.
Если бы стенки этих сосудов были жесткими, то давление, возникающее в крови на выходе из сердца, со скоростью звука передалось бы к периферии. Однако упругость стенок сосудов приводит к тому, что во время систолы кровь, выталкиваемая сердцем, растягивает аорту, артерии и артериолы. Крупные сосуды воспринимают за время систолы больше крови, чем ее оттекает к периферии. Во время расслабления сердца (диастола) растянутые кровеносные сосуды спадаются.
Чем дальше от сердца находится артерия, тем колебания давления в сосудах всё более сглаживаются (рис. 2.8).
Р, Па Р, Па
t, с t, с
1 - в аорте 2 - в артериолах
Рис. 2.8. Колебания давления в сосудах при прохождении пульсовых волн
пульсовая волна не является синусоидальной
(гармонической) (рис. 2.9).
1 - артерия после прохождения 2 - через артерию проходит
пульсовой волны фронт пульсовой волны
3 - пульсовая волна в артерии 4 - спад повышенного давления
Рис. 2.9. Профиль артерии при прохождении пульсовой волны.
У человека с возрастом модуль упругости сосудов возрастает, поэтому, становится больше и скорость пульсовой волны.
Наряду с пульсовой волной в системе «сосуд-кровь» могут распространяться и звуковые волны, скорость которых очень велика по сравнению со скоростью движения частиц крови и скоростью пульсовой волны.
Течение крови в артериях в норме является ламинарным, небольшая турбулентность возникает вблизи клапанов. При патологии, когда вязкость бывает меньше нормы, число Рейнольдса может превышать критическое значение и движение станет турбулентным. Шум, возникающий при турбулентном течении крови, может быть использован для диагностирования заболеваний. Этот шум прослушивают на плечевой артерии при измерении давления крови методом звуков Короткова.