健康, 医学
超音波 - それは何ですか？ 医学における超音波。 超音波処理
研究超音波は、百年以上前に、最後の半世紀を始めたという事実にもかかわらず、彼らは、広く人間の活動の様々な分野で利用されています。 これは、量子非線形音響セクション、量子エレクトロニクス、固体物理学の両方の急速な発展によるものです。 今日の超音波は - ちょうど、高周波音波場のシンボル、および産業、情報及び測定技術に関連している現代物理学と生物学の全研究領域、だけでなく、現代医学の診断、外科及び治療方法ではありません。
それは何ですか？
すべての音波は、可聴ヒトに分けることができる - 18000の16ヘルツの周波数、および人間の知覚の範囲外であるもの - 赤外線及び超音波。 理解周波音の波の下に似た音が、と 以下の周波数 人間の耳によって知覚されます。 0001ヘルツ - 面積の上限は、16ヘルツ周波音、及び下部を検討しました。
超 - 音波すぎますが、その頻度は、人間の聴覚システムを認識することができるよりも高くなっています。 典型的には、その下に20〜106 kHzの周波数を理解します。 その上限は、これらの波が伝播する環境に依存します。 したがって、気体媒体限界106 kHzであり、固体と液体で1010キロヘルツに達します。 雨、風や滝の音で、雷や海の波ロール小石の擦れる音超音波成分を有します。 それは空間に身を向ける知覚し、超音波領域の波のクジラやイルカ、コウモリや夜行性の昆虫を分析する能力のおかげです。
少し歴史
超音波（US）の最初の研究は、19世紀フランスの科学者F・サバー（F.サバール）の冒頭で行われ、私たちは、人間の聴覚システムの可聴性の上限周波数を決定するために求めました。 将来的には、超音波の研究は、ドイツのW.ウィーン、イギリス人のような有名な学者に従事していた F・ガルトン、 ロシアの レベデフ 学生のグループで。
1916年、フランスの物理学者P・ランゲビン、ロシアの科学者コンスタンチンShilovskyの移民と協働して、海洋測定および研究者は、送信機と超音波受信器からなる、第一ソナーを作成させ、水中の物体の検出に受信した超音波放射線のための石英を使用することができました。
戦後の50〜60年代には、ル・ローゼンバーグが率いるソ連の科学者の理論的な研究チームに基づいて、様々な産業・技術分野における超音波の普及を開始します。 同時に、イギリスとアメリカの科学者、ならびにR. V. Hohlova、V・クラジルニーコブと、このような非線形音響効果など、他の多くの急速に進化する科学的な規律として、ソ連の研究者の研究の仕事に感謝します。
同じ頃医学で超音波を使用するには、アメリカ人の最初の試みを取ります。
「超音波」顕微鏡 - ソコロフ、前世紀の40代後半のソ連の科学者は、不透明なオブジェクトの可視化を意図したデバイスの理論的な説明を開発しました。 これらの研究に基づいて、半ば70年代にスタンフォード大学の専門家は、走査型音響顕微鏡のプロトタイプを作成しました。
特長
一般的な性質を持って、可聴範囲の波だけでなく、超音波は、物理学の法則の対象となっています。 しかし、超音波は、科学、医学、技術の様々な分野での幅広い使用を許可する機能の数を持っています：
1.浅い波長。 最も低い超音波領域のための放射線伝播性質を引き起こし、数センチメートルを超えません。 この場合、波が集中し、線状ビームを適用しています。
2.わずかな振動周期、したがって、パルス超音波を放射することができます。
10ミリメートルを超えない波長の異なる環境超音波3.は、焦点振動が向けられた放射線を生成することができ、光線と同様の特性を有し、それが必要な程度まで右方向にエネルギーが、そのフォーカスを送信しないだけです。
4.低振幅では大型機器を使用せずに高エネルギービームと超音波フィールドの作成を可能にする振動エネルギーの高い値を得ることが可能です。
- 分散;
- キャビテーション;
- 脱ガス;
- 局部加熱;
- 消毒、および多くの他。 ら。
タイプ
全ての超音波の周波数は3種類に分けられます。
- ULF - 低、20〜100kHzの範囲と。
- USCH - ミッドレンジ - 0.1から10 MHzまで。
- 高 - - 10から1000 MHzまでUZVCH。
今日では、超音波の実用化は、 - 主に測定、制御及び様々な材料及び製品の内部構造の研究のための低強度の波を使用することです。 高い周波数は、それらの特性および構造を変更することができ、様々な物質に関する活性効果のために使用されます。 （異なる周波数を使用して）超音波処理し、多くの疾患の診断と治療は、現代医学の独立した、積極的に開発分野です。
どこに適用するには？
ここ数十年で、だけでなく、科学的な理論家に興味を持った超音波が、人間の活動の異なる種類で、それを実装し、より多くの積極的な練習。 今日では、超音波デバイスがに使用されます。
物質・材料に関する情報の取得 | 対策 | kHzの周波数 | ||
から | へ | |||
構造や物質の性質の研究 | 固体 | 10 | 6月 10 | |
液体 | 3月10日 | 5月10日 | ||
ガス | 10 | 3月10日 | ||
コントロールのサイズとレベル | 10 | 3月10日 | ||
ソナー | 1 | 100 | ||
探傷 | 100 | 5月10日 | ||
医療診断 | 3月10日 | 10 5 | ||
暴露 物質 | はんだとメタライズ | 10 | 100 | |
溶接 | 10 | 100 | ||
塑性変形 | 10 | 100 | ||
加工 | 10 | 100 | ||
乳化 | 10 | 4月10日 | ||
結晶 | 10 | 100 | ||
スプレー | 10-100 | 10 3 -10 4 | ||
エアロゾルの凝固 | 1 | 100 | ||
分散 | 10 | 100 | ||
クリーニング | 10 | 100 | ||
化学プロセス | 10 | 100 | ||
燃焼に及ぼす影響 | 1 | 100 | ||
手術 | 10から100 | 4月10日から3月10日まで | ||
治療 | 3月10日 | 4月10日 | ||
処理および制御信号 | Acoustoelectronicコンバータ | 3月10日 | 7月 10日 | |
フィルタ | 10 | 5月10日 | ||
遅延線 | 3月10日 | 7月 10日 | ||
音響光学デバイス | 100 | 5月10日 | ||
今日の世界では、超音波 - これは、次のような業界における重要な技術のツールは以下のとおりです。
- 鉄と鋼。
- 化学;
- 農業;
- 繊維;
- 食品;
- 薬理;
- 機械工学や楽器作り。
- 石油化学、およびその他の処理。
また、より多くの広く医療用超音波で使用されます。 それは我々が次のセクションで説明しますものです。
医療での使用
現代の医療現場では、超音波の異なる周波数を使用して3つの基本的な方法があります。
1.診断。
2.治療。
3.手術。
私たちは、より詳細にこれらの三つの領域のそれぞれを考えてみましょう。
診断
最も近代的で有益な医療診断方法の一つは、超音波です。 その利点 - それがある：ヒト組織と非常に有益に最小の影響。
既に述べたように、超音波 - 音響波が直線で均質媒体中で一定速度で伝播します。 彼らの方法で異なる音響密度を有する領域が存在する場合、その継続しながら、反射し他の部分の振動は、屈折さ 直線運動。 したがって、境界メディアの密度の差が大きいほど、より多くの超音波振動を反映しました。 超音波の近代的な方法は、位置決め及び透光性に分けることができます。
超音波場所
そのような試験中に異なる音響密度のパルスでメディアの境界から反射され記録されます。 センサの助けを借りて調査中の物体の大きさ、位置及び形状を設定するために移動させることができます。
半透明
この方法は、さまざまな方法で人体の異なる組織は、超音波を吸収するという事実に基づいています。 特別なセンサは、逆側から送信された信号を検出した後、特定の強度で彼の直接波、の任意の臓器の試験中。 絵画走査対象は、「入力」及び「出力」の信号強度の変化に基づいて再生されます。 受信された情報は、コンピュータによって処理され、ソノグラム（曲線）またはソノグラムに変換される - 次元画像。
ドップラー法
これは、パルス、連続超音波の両方を使用して最も急速に発展した診断方法です。 それはトラック毛細血管および小血管内にも若干の変更を許可するようドップラーは広く、産科、心臓病や腫瘍学で使用されます。
診断アプリケーション
今日、このような超音波イメージング技術および医学の分野で使用される最も普及の測定：
- 産科;
- 眼科;
- 心臓病;
- 神経学の新生児や乳幼児、
- 内臓の検査：
- 超音波腎臓;
- 肝臓;
- 胆嚢とダクト。
- 女性の生殖システム。
- 外部と地下の臓器（甲状腺および乳腺）の診断。
治療における使用
個々のセクションのミクロマッサージを行うためにそれらを加熱して温めるために人間の組織を貫通する能力への超音波の主な治療効果。 超音波は、痛みの焦点上の直接的および間接的な影響の両方に使用することができます。 また、特定の条件下で、これらの波は、抗菌、抗炎症、鎮痛および鎮痙効果を有します。 治療用超音波振動で使用されるような従来の高および低強度に分割されます。
- 関節炎;
- 関節炎;
- 筋肉痛;
- 脊椎炎;
- 神経痛;
- 静脈瘤と栄養潰瘍;
- 強直性脊椎炎;
- 動脈内膜炎を抹消。
研究では、超音波がメニエール病の治療のために使用されている間、行われている 肺気腫、 十二指腸潰瘍、胃、喘息、耳硬化症。
ultrasonosurgery
超音波を用いた近代的手術は、2つの領域に分割されています。
-選択10 6〜10 7ヘルツの周波数で高強度の超音波を制御された組織の特定の部分を破壊します。
- 20から75 kHzの超音波振動の賦課と手術器具を使用して。
選択の超音波手術の例は、腎臓結石の超音波破砕として機能することができます。 この非侵襲手術超音波が皮膚を通って石に作用する時には、それは人間の体の外に、です。
- いずれかの段階で妊娠中の女性。
- もし2センチメートル以上の石の直径;
- 任意の感染症のために、
- 正常な血液凝固を破壊する疾患の存在;
- 骨組織の重傷の場合には
超音波による腎臓結石の除去は、切開せずに行われているという事実にもかかわらず、それはかなり痛みを伴い、一般的または局所麻酔下で行われています。
超音波手術器具は、骨と軟部組織の苦痛が少ない解剖のためだけでなく、使用されている、だけでなく、血液の損失を低減します。
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