Aké sú účinky ultrazvukových vibrácií? Začnite vo vede

Základnou metódou na vyšetrenie vnútorných orgánov bez operácie je ultrazvuk. Od začiatku objavenia sa metódy až doteraz sa pacienti pýtali, či je ultrazvuk pre človeka škodlivý?

Ultrazvuk je potrebný nielen na lekárske účely, ale aj v priemysle, poľnohospodárstve, kozmeteológii a len v každodennom živote. Aby ste odpovedali na otázku, prečo a do akej miery je ultrazvuk pre telo nebezpečný, musíte k nemu pristupovať z vedeckého hľadiska.

Ultrazvuk - vplyv na človeka

Mechanické vibrácie vyskytujúce sa v elastickom prostredí, ktorých frekvencia sa mení od 16 do 20 kHz, sú ultrazvuk. Ľudské ucho nie je schopné takéto vibrácie vnímať.

V priemysle je ultrazvuk potrebný najmä na rezanie, vŕtanie, čistenie povrchu výrobkov od rôznych nečistôt, zváranie kovov, obsluhu turbín, prúdových motorov a pod. V poľnohospodárstve sa používa ako odpudzovač potkanov, myší a hmyzu. V medicíne sa ultrazvuk používa na diagnostiku patológií a terapeutickú fyzioterapiu.

Počas ultrazvuku dosahuje frekvencia ultrazvukových vĺn 10 MHz. Ide o bezpečný indikátor, ktorý ľudia ľahko tolerujú a nemá nepriaznivý vplyv na telo. Hlavná vec je dodržiavať určité časové rámce. Nižšie frekvencie zahrievajú telo, čo spôsobuje mravčenie a necitlivosť v horných a dolných končatinách. Zároveň poškodenie ultrazvuku nemožno porovnávať s jeho výhodami. Vďaka nemu je možné skúmať obraz vnútorných orgánov pacienta, vykonávať terapiu kĺbov, porúch nervového systému a novotvarov.

Široko používané sú liečebné fyzioterapeutické postupy, pri ktorých sa vykonáva účinok ultrazvuku na určitú postihnutú oblasť. Trvanie jednej procedúry by nemalo presiahnuť 3-5 minút a celkové trvanie procedúry na niekoľkých zónach by nemalo presiahnuť 15 minút. Počas troch mesiacov je povolené vykonávať ultrazvukovú terapiu 12-krát.

Keď je frekvencia ultrazvuku väčšia ako 120 dB, je ľudský organizmus ohrozený. V prvom rade ide o centrálny nervový systém (CNS) človeka. Preto sa práca zdravotníckych pracovníkov, technikov ultrazvukových zariadení v podnikoch stáva nebezpečnou.

Preto by mal každý sledovať a pamätať si počet vykonaných sedení ultrazvukovej terapie, aby nepoškodil zdravie. Napríklad kozmetického peelingu sa budete musieť vzdať na 2-3 mesiace, ak pacient absolvoval fyzioterapiu na liečbu kĺbov, chrbtice alebo ultrazvuk.

Pracovníci, ktorí neustále interagujú s ultrazvukovými zariadeniami, musia dodržiavať určité pravidlá.

Zariadenie sa musí uchovávať v izolovanej miestnosti a ruky musia byť chránené dvoma rukavicami, bavlnenými a gumenými.

Príznaky škodlivých účinkov ultrazvuku

Osoby, ktoré neustále interagujú s ultrazvukovými prístrojmi, sú vystavené riziku škodlivých účinkov ultrazvuku.

Po prvé, nebezpečné frekvencie ovplyvňujú centrálny nervový systém.

Poškodenie centrálneho nervového systému ultrazvukom vedie k poruche v práci celého organizmu, škodlivé účinky ultrazvukových frekvencií sa prejavujú poruchami v práci rôznych orgánov a systémov.

Personál údržby zariadenia sa môže stretnúť s nasledujúcimi problémami:

• slabosť a únava;
• Podráždenosť;
• upchatie v ušiach;
• zlý spánok;
• bolesť hlavy;
• zvýšená citlivosť na zvuk;
• bledá alebo začervenaná tvár;
• zhoršenie pamäti;
• studené nohy a ruky;
• mdloby.

Niekedy sa vyskytujú sťažnosti dyspeptickej povahy, to znamená porušenie normálneho fungovania žalúdka (bolesť brucha, pocit ťažkosti alebo skorá sýtosť).

Môžu sa vyskytnúť aj príznaky diencefalickej poruchy, ktorá sa prejavuje stratou hmotnosti, halucináciami, miernym zvýšením telesnej teploty (37-37,5 stupňov), záchvatovými záchvatmi, ako sú viscerálne krízy.

Často dochádza k porušeniu kôry nadobličiek, pohlavia a štítnej žľazy. Vestibulárna excitabilita je výrazne inhibovaná. Pacienti majú zníženú odozvu na vysoké a nízke tóny. Ultrazvuk vyvoláva vegetatívnu alebo vegetatívnu polyneuritídu. Jeho hlavné vlastnosti sú:

1. Znížená citlivosť v rukách.
2. Modrasté sfarbenie kože (cyanóza).
3. Nadmerné alebo nedostatočné olupovanie kože (hyperkeratóza).
4. Opuch kože (pastozita).

Často sa vyskytujú prípady porušenia kardiovaskulárneho systému. Ultrazvukové frekvencie môžu spôsobiť nasledujúce príznaky:

• bolesť srdca;
• hypotenzia;
• bradykardia;
• bradysystola.

Elektrokardiografia často odhalí problémy s intraatriálnym a intraventrikulárnym vedením. Krvný test môže ukázať nízku glykémiu, monocytózu, eozinofíliu, zníženú saturáciu vitamínmi atď.

V závislosti od stupňa škodlivých účinkov ultrazvuku sa podmienene rozlišujú tri štádiá zmien v ľudskom tele.

Počiatočné - mierne narušenie centrálneho nervového systému, endokrinných orgánov, autonómna polyneuritída a vestibulárne poruchy. Mimochodom, na stabilizáciu práce nervového systému môžete použiť, čo je dosť vysoké.

Stredná - vyššie uvedené zmeny výraznejšieho charakteru, ako aj diencefalická porucha neostrého stupňa.

Ťažké - príznaky organického poškodenia centrálneho nervového systému a diencefalických porúch neostrého stupňa.

Liečba a preventívne opatrenia

Terapia je zameraná na odstránenie symptómov a posilnenie imunity pacienta. Pri miernych príznakoch poruchy CNS, kedy je zachovaná pracovná schopnosť človeka, je potrebné, aby bol neustále pod dohľadom lekára a absolvoval ambulantnú liečbu. Odporúča sa navštíviť ambulancie, sanatóriá alebo ozdravovne. Bolo by užitočné dočasne odstaviť zamestnanca z ultrazvukového zariadenia (1-2 mesiace) a presunúť ho na inú prácu, ktorá si nevyžaduje neustálu interakciu s takýmito zariadeniami. Ak má pacient výrazné štádium škodlivých účinkov ultrazvuku, bude potrebovať ambulantnú aj ústavnú liečbu.

Aby sa predišlo vážnemu poškodeniu systémov vnútorných orgánov, najmä centrálneho nervového systému, mali by sa dodržiavať jednoduché pravidlá prevencie:

1. Ultrazvukové prístroje sú umiestnené v samostatnej miestnosti.
2. Obmedzte kontakt rúk a čistiacich prostriedkov v ultrazvukových kúpeľoch.
3. Podrobnosti o strojoch a strojoch sú upevnené špeciálnymi mechanizmami.
4. Vykladanie alebo nakladanie dielov nastáva až po vypnutí ultrazvukového generátora.
5. Ruky sú chránené dvojvrstvovými rukavicami (zvnútra - bavlna, zvonka - guma).

Či je ultrazvuk škodlivý, je teda ťažká otázka. Všetko je užitočné s mierou, preto pri dodržaní určitej frekvencie a časového rozsahu možno dosiahnuť pozitívny terapeutický účinok.

Ultrazvuk používaný na lekárske účely je celkom bezpečný. Preto sa tehotné ženy nemusia obávať nebezpečenstva ultrazvuku. Naopak, pomáha potvrdiť tehotenstvo, určiť jeho trvanie, pohlavie dieťaťa atď. Za relatívne neškodné sa považujú ultrazvukové zariadenia používané v každodennom živote - zvlhčovače vzduchu, odpudzovače. Ultrazvuk neprechádza cez prekážky (nábytok, steny), preto pôsobí len pri priamom kontakte s tkanivami ľudského tela. Zdravotníckym pracovníkom, ktorí sú neustále v kontakte s ultrazvukovými prístrojmi, sa preto k mzde vypláca odmena za škodlivosť.

Ultrazvuk sa nazýva zvukové vibrácie, ktoré presahujú hornú hranicu rozsahu zvukových frekvencií vnímaných ľuďmi. Takéto vibrácie môžu mať výrazný efekt, ktorý sa v súčasnosti hojne využíva v rôznych oblastiach ľudskej činnosti – od stavebníctva až po odpudzovanie potkanov. Ako všetky ostatné fyzikálne javy, ani samotný ultrazvuk nie je škodlivý ani prospešný. Expozícia ultrazvukom je výkonný nástroj, ktorý v závislosti od aplikácie môže byť zdraviu prospešný alebo škodlivý.

Ultrazvuk môže byť nielen rôznych smerov, ale aj rôznych frekvencií a výkonu. Frekvencia a výkon je možné regulovať, vďaka čomu možno využiť účinok ultrazvuku na rezanie žuly a využiť ho pri diagnostike tehotných žien. Prekvapivo sa v oboch prípadoch používa rovnaký fyzikálny jav.

Aký je vplyv ultrazvuku na zdravie? Tiež inak. Ak je človek v postihnutej oblasti dlhší čas, potom môžu byť zdravotné následky smutné. Je to spôsobené tým, že ľudské telo je nehomogénne a ultrazvuk prechádzajúci rôznymi médiami tela spôsobuje ich rôzne vibrácie, ktoré sú disharmonické. Ak sa vyskytujú dlhodobo alebo dokonca jednorazovo, ale majú významnú silu, potom majú deštruktívny účinok na bunky tela. Preto boli vyvinuté ochranné prostriedky pre tých ľudí, ktorých aktivity súvisia s pobytom v zóne pôsobenia ultrazvuku.

Lekárskym účelom však slúži „skrotený“ ultrazvuk, upravený tak, aby nespôsoboval deštruktívne zmeny. Vplyv ultrazvuku je široko používaný vo fyzioterapii na posilnenie regenerácie hojacich sa tkanív, ultrazvuk pomáha rozpúšťať zrasty a jazvy, zvyšuje priepustnosť kože pre liečivá (fonoforéza), používa sa na účinnú a bezpečnú exfoliáciu odumretých kožných buniek epidermis - ultrazvuk peeling tváre.

A samozrejme, známa ultrazvuková diagnostika je metóda, ktorá sa v medicíne stala skutočne revolučnou, keďže je vysoko informatívna a zároveň dosť lacná. A hoci sa v žltej tlači pravidelne objavujú fámy o nebezpečenstvách ultrazvuku, nie sú pravdivé a pochádzajú od ľudí, ktorí sú ďaleko od pochopenia účinkov ultrazvuku v terapeutických a diagnostických dávkach. Ultrazvuk v mnohých prípadoch umožnil opustiť rádiografiu a ak porovnáme škodlivé účinky týchto dvoch metód na telo, potom nepochybne bude porovnanie v prospech ultrazvuku.

KLASIFIKÁCIA ULTRAZVUKU

ZÁKLADNÉ INFORMÁCIE O ULTRAZVUKU A JEHO ZDROJOCH

Ultrazvuk – oblasť akustických vibrácií s frekvenciou nad 20 kHz, nepočuteľných pre ľudské ucho.

Ultrazvuk spolu s počuteľnými zvukmi vydávajú tikajúce hodiny, letiace lietadlo, telefonát.

Ultrazvukové vlny sa svojou povahou nelíšia od zvukových vĺn v počuteľnom rozsahu. Šírenie ultrazvuku sa riadi základnými zákonmi spoločnými pre akustické vlny akéhokoľvek frekvenčného rozsahu.

Zároveň sa ultrazvuk, ktorý má vysoké frekvencie a následne malé vlnové dĺžky, vyznačuje špeciálnymi vlastnosťami. Vďaka krátkym vlnovým dĺžkam sa ultrazvukové vlny ľahšie zaostrujú a podľa toho prijímajú užšie a viac smerové žiarenie, t.j. zamerajte všetku energiu ultrazvuku správnym smerom a sústreďte ju do malého objemu. Ultrazvukové vlny možno navyše vizuálne pozorovať optickými metódami.

Zdrojmi ultrazvuku sú všetky druhy technologických zariadení, ultrazvukové prístroje a prístroje pre priemyselné, medicínske a domáce účely, vytvárajúce ultrazvukové vibrácie vo frekvenčnom rozsahu od 18 kHz do 100 MHz a vyššie, ako aj zariadenia, pri ktorých prevádzke vznikajú ultrazvukové vibrácie. vyskytujú ako sprievodný faktor.

V súčasnosti je ultrazvuk široko používaný v rôznych odvetviach hospodárstva: geológia, medicína, hutníctvo, chemický priemysel, strojárstvo, rádioelektronika atď.

Nízkofrekvenčné ultrazvukové vlny šíriace sa kontaktom alebo vzduchom sa využívajú na aktívne ovplyvňovanie látok a technologických procesov: čistenie, odmasťovanie, zváranie, mechanické a tepelné spracovanie materiálov, koagulácia aerosólov a mnohé iné.

V medicíne sa ultrazvuk využíva na diagnostiku chorôb, mikromasáž tkanív, ultrazvukovú chirurgiu, sterilizáciu rúk zdravotníckeho personálu a pod.

Keď ultrazvukové vibrácie prechádzajú cez skúmanú časť, môžu sa v nej zistiť defekty charakteristickým rozptylom lúča a objavením sa ultrazvukového tieňa. Na tom je založené celé odvetvie vedy – ultrazvuková detekcia chýb.

Na nedeštruktívne testovanie a v medicíne - na diagnostiku a liečbu rôznych ochorení sa používa vysokofrekvenčný ultrazvuk, ktorý sa šíri výlučne kontaktom.

Pre zjednotenie kritérií a metód hodnotenia pracovných podmienok bola stanovená hygienická klasifikácia ultrazvuku pôsobiaceho na človeka (tabuľka 7) (SanPiN 2.2.4 / 2.1.8.582-96 „Hygienické požiadavky pri práci so zdrojmi vzduchu a kontaktným ultrazvukom pre priemyselné, lekárske a domáce účely“).

Ultrazvukové vlny môžu spôsobiť rôzne biologické účinky v ľudskom tele, ktorých charakter je určený:

1. Charakteristika ultrazvukových vibrácií:

- intenzita;

- frekvencia;

- časové parametre (konštantné, pulzné);

2. trvanie expozície;

3. citlivosť ľudského tkaniva.

Účinky spôsobené v ľudskom tele sa bežne delia na:

- mechanický, spôsobené striedavým premiestňovaním prostredia;

- fyzikálne a chemické spojené so zrýchlením difúznych procesov cez membrány, zmenami v rýchlosti biologických reakcií;

- tepelný, prejavujúce sa v dôsledku uvoľňovania tepla, keď tkanivá absorbujú energiu ultrazvukových vibrácií;

Účinky spojené s výskyt ultrazvukovej kavitácie v tkanivách(voids), teda s tvorbou a následným kolapsom paroplynových bublín.

Zmeny vyskytujúce sa pod vplyvom kontaktného alebo vzdušného ultrazvuku v ľudskom tele majú spoločné vzorce: nízke intenzity stimulujú, aktivujú, stredné a veľké deprimujú, brzdia a môžu úplne potláčať funkcie.

Takže, keď je osoba vystavená kontaktnému ultrazvuku s nízkou intenzitou (do 1,5 W / cm 2), metabolické procesy v tele sa zrýchlia, tkanivá sa mierne zahrejú a vykoná sa mikromasáž. Vo vnútri buniek nedochádza k morfologickým zmenám.

Ultrazvuk strednej intenzity (1,5 ÷ 3,0 W / cm 2) v dôsledku zvýšenia premenlivého akustického tlaku spôsobuje reverzibilné reakcie útlaku, najmä nervového tkaniva.

Tabuľka 7 - Hygienická klasifikácia ultrazvuku

Vysokointenzívny kontaktný ultrazvuk (3,0÷10,0 W/cm 2 ) spôsobuje nevratné inhibičné reakcie, ktoré prechádzajú do procesu úplného zničenia buniek.

Ultrazvukové vibrácie generované v pulznom režime pôsobia na človeka menej výrazne, mäkšie ako konštantné vibrácie. Mäkkosť pôsobenia pulzného ultrazvuku je spojená s prevahou fyzikálno-chemických účinkov pôsobenia nad tepelnými a mechanickými.

Vplyv ultrazvuku na ľudské telo vedie k zmenám takmer vo všetkých tkanivách, orgánoch a systémoch: centrálny a periférny nervový systém, kardiovaskulárny, endokrinný systém, sluchové a vestibulárne analyzátory atď.

Pri systematickom vplyve intenzívneho nízkofrekvenčného ultrazvuku je najcharakteristickejšia prítomnosť vegetovaskulárnej dystónie a astenického syndrómu.

Vysokofrekvenčný ultrazvuk spôsobuje v prvom rade poškodenie neurovaskulárneho, nervovosvalového aparátu, zmeny v štruktúre kostí v podobe osteoporózy, osteosklerózy a iných zmien degeneratívno-dystrofického charakteru.

Osoby, ktoré dlhodobo obsluhujú ultrazvukové prístroje, tiež trpia bolesťami hlavy, závratmi, celkovou slabosťou, bolesťami srdca a poruchami pamäti.

Od roku 1989 je vegetatívno-senzorická polyneuropatia rúk, ktorá vzniká vplyvom kontaktného ultrazvuku, uznaná ako choroba z povolania a zaradená do zoznamu chorôb z povolania.

Oddelenie kontroly bezpečnosti práce pokračuje v sérii článkov, ktoré hovoria o negatívnom vplyve škodlivých faktorov na ľudský organizmus a boji proti nemu.Dnes si povieme niečo o ultrazvuku.

Ultrazvuky sú mechanické vibrácie elastického média, ktoré majú rovnakú fyzikálnu povahu ako zvuky, ale prekračujú hornú hranicu počuteľnej frekvencie (nad 20 kHz). Nízkofrekvenčné ultrazvuky (frekvencia - desiatky kilohertzov) majú schopnosť šíriť sa vzduchom, vysokofrekvenčné (frekvencia - stovky kilohertzov) - rýchlo vyblednú. V elastických médiách - voda, kov atď. - sa ultrazvuk dobre šíri a teplota týchto médií má výrazný vplyv na rýchlosť šírenia.

Podľa spôsobu šírenia vibrácií sa ultrazvuk delí na kontaktný (pri kontakte rúk alebo iných častí ľudského tela so zdrojom ultrazvuku) a vzduchový (akustický).

Zdroje ultrazvuku na pracovisku.

Medzi umelé zdroje ultrazvuku patria všetky typy ultrazvukových technologických zariadení, ultrazvukové prístroje a zariadenia pre priemyselné, medicínske a domáce účely, ktoré generujú ultrazvukové vibrácie vo frekvenčnom rozsahu od 20 kHz do 100 MHz a vyššie. Zdrojom ultrazvuku môžu byť aj zariadenia, pri prevádzke ktorých ako sprievodný faktor vznikajú ultrazvukové vibrácie.

Hlavnými prvkami ultrazvukovej technológie sú ultrazvukové prevodníky a generátory. V súčasnosti je ultrazvuk široko používaný v strojárstve, hutníctve, chémii, rádioelektronike, stavebníctve, geológii, ľahkom a potravinárskom priemysle, rybnom hospodárstve, medicíne atď. Vo výrobných podmienkach dochádza ku krátkodobému a pravidelnému kontaktnému vystaveniu ultrazvuku pri držaní nástroja, obrobku, nakladaní výrobkov do kúpeľov, ich vykladaní a iných operáciách.

Analýza rozšírenosti a perspektív používania rôznych zdrojov ultrazvuku ukázala, že 60 – 70 % všetkých, ktorí pracujú v podmienkach nepriaznivých účinkov ultrazvuku, sú defektoskopisti, operátori čistiacich, zváracích, rezacích strojov, ultrazvukoví lekári (ultrazvuk), fyzioterapeuti, chirurgovia a pod.

Vplyv ultrazvuku na ľudské telo.

Zmeny vyskytujúce sa pod vplyvom ultrazvuku (vzduch a kontakt) majú všeobecný vzorec: nízke intenzity stimulujú a aktivujú, zatiaľ čo stredné a veľké tlmia, inhibujú a môžu úplne potlačiť funkcie.

Najviac študovaným biologickým účinkom ultrazvuku je jeho kontaktné pôsobenie. Experiment zistil, že ultrazvukové vibrácie, prenikajúce hlboko do tela, môžu spôsobiť vážne lokálne poruchy v tkanivách: zápalovú reakciu, krvácanie a pri vysokej intenzite - nekrózu.

Vďaka malej vlnovej dĺžke sa vysokofrekvenčný kontaktný ultrazvuk vzduchom prakticky nešíri a na pracovníkov pôsobí až pri kontakte zdroja ultrazvuku s povrchom tela. Zmeny spôsobené pôsobením kontaktného ultrazvuku sú zvyčajne výraznejšie v kontaktnej zóne, častejšie sú to prsty, ruky.

Dlhodobá práca s ultrazvukom pri kontaktnom prenose na ruky spôsobuje poškodenie periférneho neurovaskulárneho aparátu a stupeň závažnosti zmien závisí od intenzity ultrazvuku, doby ozvučenia a oblasti kontaktu, t.j. vystavenie ultrazvuku, a môže sa zvýšiť v prítomnosti sprievodných faktorov výrobného prostredia, ktoré zhoršujú jeho účinok (ultrazvuk vzduchu, lokálne a celkové ochladzovanie, kontaktné mazivá – rôzne druhy olejov, statické svalové napätie a pod.).

Medzi tými, ktorí pracujú so zdrojmi kontaktného ultrazvuku, bolo vysoké percento sťažností na prítomnosť parestézie, zvýšenú citlivosť rúk na chlad, pocit slabosti a bolesti rúk v noci, zníženie hmatovej citlivosti, potenie dlane. Existujú tiež sťažnosti na bolesti hlavy, závraty, hluk v ušiach a hlave, celková slabosť, búšenie srdca, bolesť v oblasti srdca.

Jedinci, ktorí sa dlhodobo venujú experimentálnej práci na ultrazvukových prístrojoch, niekedy pociťujú diencefalické poruchy (strata hmotnosti, prudké zvýšenie hladiny cukru v krvi s pomalým poklesom na počiatočnú úroveň, hypertyreóza, zvýšená mechanická dráždivosť svalov, svrbenie, záchvatové záchvaty ako napr. ako viscerálne krízy). Vyskytujú sa časté poruchy funkcie periférneho nervového systému, necitlivosť, zníženie všetkých typov citlivosti podľa typu krátkych a dlhých rukavíc, hyperhidróza. Pozoruje sa aj strata sluchu a zvláštne poruchy vestibulárneho aparátu.

Opatrenia na ochranu a prevenciu vplyvu ultrazvuku na pracovníkov by mali byť zamerané na obmedzenie vplyvu zvuku a ultrazvukových vibrácií prenášaných vzduchom a kontaktom. Hlavným opatrením na zníženie hluku a ultrazvuku je zníženie ich intenzity pri zdroji, no tento spôsob nie je vždy technicky možný. V priemyselných podnikoch sa často používa nadhodnotená intenzita ultrazvukových vibrácií, preto by sa v prvom rade mala venovať pozornosť racionálnemu výberu výkonu zariadenia. V prípadoch, keď je zníženie intenzity v rozpore so záujmami techniky, je najúčinnejším opatrením na zníženie hluku a ultrazvuku odhlučnenie zariadenia.

Zabránenie kontaktnému vystaveniu ultrazvuku sa dosiahne vypnutím oscilácií pri nakladaní a vykladaní dielov, na čo sa odporúča použiť automatické blokovanie.

Intenzitu kontaktného efektu je možné do značnej miery oslabiť použitím špeciálnych zariadení na nakladanie dielov (mriežky, plexisklové nádoby a pod. s rukoväťami s elastickým poťahom). V prípade potreby sa odporúča periodický krátkodobý kontakt s použitím svoriek, klieští, gumených a bavlnených rukavíc. Na stenách a zváracích strojoch musia byť počas spracovania k dispozícii špeciálne zariadenia na upevnenie dielov.

Ľudské ucho je schopné zachytiť zvuky, ktorých frekvencia je v rozsahu 16-20 000 vibrácií za sekundu. Nízkofrekvenčné (infrazvuk; frekvencia menej ako 16 kmitov za sekundu) a vysokofrekvenčné zvukové vlny (ultrazvuk; frekvencia kmitov viac ako 20 tisíc za sekundu) nie sú načúvacím prístrojom vnímané, preto na ich detekciu človek používa špeciálne zariadenia . Vďaka obrovskému množstvu štúdií, ktorých účelom bolo študovať vlastnosti ultrazvukovej vlny a vplyv ultrazvuku, vznikli predpoklady, ktoré umožnili široké využitie ultrazvuku v rôznych priemyselných odvetviach, medicíne, biológii, modernej vojenskej technike, národnom hospodárstve, pri výrobe niektorých liečiv, vo fyzike a v bežnom živote.život.

Čo je ultrazvuk

Ultrazvuk je vysokofrekvenčná zvuková vlna (frekvencia jej kmitov presahuje desiatky a stovky tisíc hertzov), ktorá sa môže šíriť v kvapalinách, pevných materiáloch, ale aj v plynnom prostredí pôsobením elastických síl.

Ultrazvuk má umelý aj prírodný pôvod. Takže v prírode sú netopiere, delfíny, veľryby, motýle, kobylky, kobylky, cvrčky, niektoré druhy vtákov a rýb obdarené zmyslovými orgánmi, ktoré im umožňujú reprodukovať a vnímať vibrácie vytvorené ultrazvukovou vlnou. Vďaka tomu sa vedia dobre orientovať vo vesmíre, a to aj v noci, a komunikovať so svojimi príbuznými. Veľryby a delfíny môžu posielať informácie desiatky tisíc kilometrov ďaleko. Mačky a psy sú tiež schopné zachytiť ultrazvuk.

Rýchlosť šírenia a intenzita ultrazvuku sú priamo ovplyvnené vlastnosťami látky, v ktorej sa šíri: pohybom od zdroja vo vzduchu zvuk pomerne rýchlo slabne; a naopak v kvapalinách a pri prechode pevnou látkou jej pevnosť pomaly klesá. Na rozdiel od bežných zvukov, ktoré sa šíria zo zdroja všetkými smermi naraz, ultrazvuk je vlnenie vo forme úzkeho lúča.

Vďaka týmto vlastnostiam sa ultrazvuk používa na štúdium dna morí a oceánov, detekciu ponoriek a potopených lodí, ako aj možných prekážok pod vodou a určenie presnej vzdialenosti k nim.

Ultrazvukové vlny, ktoré sa šíria vo vodnom prostredí, však môžu poškodiť aj organizmy, ktoré v ňom žijú. Ryby pod vplyvom ultrazvuku plávajú na vodnú hladinu hore nohami, ich zmysel pre rovnováhu je prudko narušený a v dôsledku toho nemôžu pre seba zaujať normálnu polohu. Dlhodobé intenzívne vystavenie ultrazvuku, prekračujúce prípustné limity, vedie v konečnom dôsledku k mimoriadne závažným škodám, ako aj k úhynu rýb. V tých prípadoch, keď je vplyv ultrazvuku dočasný a jeho intenzita je nízka, po jeho ukončení sa správanie a životný štýl rýb stáva rovnakými.

Podobne ultrazvuk ovplyvňuje človeka. Počas experimentov sa voda naliala do dlane zloženej vo forme misky a potom subjekt ponoril ruku do ultrazvukového poľa. Zároveň mal nepríjemné bolestivé pocity. Vo všeobecnosti môžeme povedať, že podstata biologických účinkov ultrazvuku ešte nie je úplne študovaná. S najväčšou pravdepodobnosťou však vychádza z lokálnych tlakov vznikajúcich v tkanivách a z lokálneho tepelného efektu, ktorý priamo súvisí s absorpciou energie, ku ktorej dochádza pri tlmení vibrácií. Keďže kvapaliny a plynné médiá sú schopné dobre absorbovať ultrazvuk a pevné látky ho môžu viesť, kostrový systém ľudského tela je tiež dobrým vodičom.

Po prvé, vystavenie ultrazvuku vyvoláva u človeka tepelný efekt, ktorý je dôsledkom premeny energie ultrazvukovej vlny na teplo.

Okrem toho spôsobuje mikroskopické stláčanie a naťahovanie tkanív (tzv. mikromasáž) a stimuláciu krvného obehu. V dôsledku toho sa zlepšujú funkcie rôznych tkanív tela a prietok krvi. Ultrazvuk je tiež schopný mať stimulačný účinok na priebeh metabolických procesov a neuroreflexný účinok. Ultrazvuk spôsobuje zmeny nielen v tých orgánoch, ktoré ovplyvňuje, ale aj v iných tkanivách a orgánoch. Zároveň jeho predĺžená a intenzívna expozícia vedie k deštrukcii bunkovej smrti. Je to spôsobené tým, že pod vplyvom ultrazvuku v telesných tekutinách vznikajú dutiny (tento jav sa nazýva "kavitácia"), v dôsledku čoho tkanivá odumierajú.

Ultrazvuková vlna je tiež schopná ničiť mnohé mikroorganizmy, čo umožňuje inaktivovať vírusy ako detská obrna alebo encefalitída. Vplyv ultrazvuku na proteín vedie k narušeniu štruktúry jeho častíc a ich rozpadu.

Pod vplyvom ultrazvuku sa zničia leukocyty a erytrocyty a výrazne sa zvýši jeho viskozita a koagulabilita, navyše sa zrýchli ROE.

Ultrazvuk pôsobí tlmivo na bunkové dýchanie, znižuje ním spotrebované množstvo kyslíka a prispieva aj k inaktivácii jednotlivých enzýmov a hormónov.

Vystavenie vysokej intenzite ultrazvuku môže mať pre človeka nasledujúce následky:

• plešatosť;
• Výskyt syndrómu silnej bolesti;
• Zakalenie rohovky a šošovky oka;
• hemolýza;
• Zvýšená hladina cholesterolu, kyseliny močovej a kyseliny mliečnej v krvi;
• Malé krvácania v rôznych tkanivách a orgánoch tela;
• Závažné poškodenie sluchu;
• Zničenie buniek Cortiho orgánu;
• Zničenie nervových buniek;
• Patologický vývoj a deštrukcia kostného tkaniva.

V dôsledku dlhšieho pôsobenia ultrazvuku sa objavuje zvýšená ospalosť, únava, závraty, prejavy vegetatívno-vaskulárnej dystónie (poruchy pamäti, poruchy spánku, nerozhodnosť, apatia, strach, znížená chuť do jedla, sklon k depresívnym stavom a pod.).

Vystavenie ultrazvuku na lekárske účely

Liečivé vlastnosti ultrazvuku sú spôsobené jeho schopnosťou masírovať a zahrievať tkanivá. Ultrazvuková vlna má však množstvo špecifických vlastností dopadu na telo. Tkanivá je možné zahriať do hĺbky rôznymi metódami, ale dobré výsledky liečby možno dosiahnuť iba použitím ultrazvuku.

V medicíne je ultrazvuk široko používaný nielen na ovplyvnenie zamerania bolesti, ale aj na nepriamy vplyv. Tým sa dosiahnu tieto účinky:

• Liek proti bolesti;
• Spazmolytikum;
• Protizápalové;
• Baktericídne.

Kombinácia vystavenia ultrazvuku s inými typmi terapeutickej terapie je povolená. Liečba by sa však mala vykonávať s veľkou opatrnosťou. Je to spôsobené vysokou biologickou aktivitou ultrazvukových vĺn.