Действие ультразвука на организм. Показания и противопоказания к применению ультразвуковой терапии

Специфическое ощущение, воспринимаемое нами как звук, является результатом воздействия на слуховой аппарат человека колебательного движения упругой среды - чаще всего воздуха. Однако не все колебания среды, доходя до уха, вызывают ощущение звука. Нижней границей слышимого звука являются колебания с частотой 20 колебаний в секунду (20 Гц), верхняя граница лежит между 16 000 и 20 000 Гц. Положение этих границ подвержено индивидуальным изменениям.

Область применения ультразвука

Вне указанного диапазона частот также существуют колебательные процессы, физически не отличающиеся от звуковых колебаний и волн, но не воспринимаемые ухом как звуки. Колебания среды с частотами выше верхней границы слуха, порядка десятков и сотен тысяч герц, принято называть ультразвуками.

Ультразвук за последние годы нашел широкое применение в народном хозяйстве, биологии и медицине. В США, например, в настоящее время насчитываются миллионы ультразвуковых установок.

В промышленности применяются ультразвуки, частота которых в миллиарды раз превышает интенсивность окружающих нас слышимых звуков. Ультразвуки могут быть фокусированы и создают при этом очень высокое местное давление. Ультразвуком можно дробить вещество и ускорять химические реакции. Ультразвук способен вводить в коллоиды воду. При помощи ультразвука значительно ускоряются процессы дубления кожи, крашения, отбелки и мытья тканей, получения синтетического волокна, заменителей кожи и пластмасс. Ультразвук применяется для дефектоскопии, позволяющей определять внутренние дефекты в деталях, для очистки котлов от накипи, подводных поверхностей кораблей, для лужения алюминием, серебрения и т. д. Ультразвук нашел применение в доменном производстве, на водном транспорте, в рыболовном деле и геологии.

Ультразвук используется в медицине для диагностических целей (выявление инородных тел), в стоматологии (бормашины), для изготовления эмульсий лекарственных веществ и т. д.

В настоящее время ультразвук малой интенсивности широко используется для терапевтических целей.

Ультразвук оказывает сложное и выраженное биологическое действие, сущность которого еще недостаточно выяснена. Это действие, по-видимому, в основном зависит от создаваемых в тканях огромных местных давлений и от местного теплового эффекта, связанного с поглощением энергии при глушении вибрации. Жидкие среды и газы поглощают ультразвук, а твердые тела хорошо его проводят. Кости также являются хорошими проводниками ультразвука.

Действие ультразвука на организм человека

При воздействии ультразвука на организм человека отмечается, прежде всего, термическое действие вследствие превращения энергии ультразвука в тепло. Ультразвук вызывает микромассаж тканей (сжатие и растяжение), что способствует кровообращению и, следовательно, улучшению функции ткани. Ультразвук стимулирует обменные процессы и оказывает также нервнорефлекторное действие.

Под влиянием ультразвука изменения отмечаются не только в органах, подвергшихся воздействию, но и в других частях организма. При длительном и интенсивном воздействии ультразвук может вызвать разрушение клеток тканей.

Разрушающее действие ультразвука связано, по-видимому, с явлением кавитации - образованием полостей в жидкости, что приводит к гибели тканей и смерти экспериментальных животных.

Микроскопические кавитационные пузырьки были обнаружены в межклеточных пространствах животных тканей под влиянием ультразвуковых волн большой интенсивности.

Многие микроорганизмы могут быть разрушены ультразвуком. Так, он инактивирует вирус полиомиелита, энцефалита и др. Стрептококки после воздействия ультразвуком хуже фагоцитируются. Воздействие ультразвуковых волн на белки приводит к серьезным структурным нарушениям белковых частиц и их распаду. При облучении ультразвуком молока разрушается содержащийся в нем витамин С.

При так называемом озвучении крови ультразвуком происходит разрушение эритроцитов и лейкоцитов, повышается вязкость и свертывание крови, ускоряется РОЭ. Ультразвук угнетает дыхание клетки, уменьшает потребление кислорода, инактивирует некоторые энзимы и гормоны.

При воздействии ультразвука высокой интенсивности на животных отмечаются сильные боли, облысение, ожоги, помутнение роговицы и хрусталика, гемолиз, серьезные сдвиги биохимического характера (понижение содержания в крови холестерина, мочевой и молочной кислоты), при высоких частотах наступает смерть (мелкие кровоизлияния в различных органах).

Как показывают экспериментальные данные и клинические наблюдения, ультразвук может обусловить серьезные изменения со стороны органа слуха. Ультразвук вызывает разрушение клеток кортиева органа и нервных клеток, кровоизлияния в scala tympani, разрушение и патологическое развитие костной ткани. Предполагают, что выявленные у большого процента населения США изменения слуха связаны со значительным распространением звуковых установок.

У лиц, длительно подвергавшихся воздействию ультразвуковых колебаний, отмечается сонливость, головокружения, быстрая утомляемость. При обследовании обнаруживаются явления вегетативной дистонии.

Применение ультразвука в медицине

Лечебное действие ультразвука связано в основном с его способностью проникать в ткани и вызывать прогревание их и микромассаж. Нужно все же отметить, что ультразвук, очевидно, обладает какими-то специфическими особенностями действия, так как глубокое прогревание тканей можно получить и с помощью других методов, а положительный эффект наступает иногда только после применения ультразвука.

Учитывая рефлекторный механизм ультразвука, его можно использовать не только для прямого воздействия на болевой очаг, но и для косвенных влияний.

Вследствие указанных выше свойств ультразвук при определенных условиях может оказывать болеутоляющее, спазмолитическое, противовоспалительное и бактерицидное действие. Применение ультразвука можно сочетать с другими видами терапии.

В связи с высокой биологической активностью ультразвука при проведении лечения необходимо соблюдать большую осторожность. Положительные результаты при терапевтическом использовании ультразвука получены при многих заболеваниях. Эффективно применение ультразвука при лечении миальгий, невралгий, невритов ампутационных культей, артрозов, артритов и периартритов. Показателем общего действия ультразвука на организм является, в частности, тот факт, что при поражении многих суставов часто достаточно ограничиться лечением одного из них, так как при этом наблюдается параллельное улучшение в других суставах. Хорошие результаты получены при лечении ультразвуком болезни Бехтерева, спондилитов, трофических и варикозных язв, облитерирующих эндартериитов, вяло гранулирующих язв.

Есть отдельные указания о положительном применении ультразвука при язве желудка и двенадцатиперстной кишки, бронхиальной астме, эмфиземе легких, бронхоэктазиях, отосклерозе, болезни Меньера. Имеются наблюдения, свидетельствующие о том, что предварительное озвучение кожи человека повышает эффективность рентгеновского облучения.

Противопоказания к применению ультразвука

Безусловно, противопоказано озвучение растущих костей, половых органов, области сердца (что может вызвать стенокардию), опухолей. При туберкулезе легких, гипертонической болезни, гипертиреозе, беременности, изменениях со стороны паренхиматозных органов применение ультразвука также противопоказано.

Все возрастающее использование ультразвука делает необходимым организацию тщательного наблюдения за лицами, имеющими контакт с ним, с целью выявления ранних признаков заболевания и своевременного проведения необходимых лечебно-профилактических мероприятий.

Имеются указания на благотворное воздействие ультразвука при определенных формах рака и неврита. Однако точно еще не установлено, насколько широка безопасная зона между положительным действием ультразвука на больную ткань и повреждающим - на окружающую здоровую ткань.

Для диагностики состояния здоровья специалисты проводят пациентам ультразвуковое обследование. Данный способ практикуется уже 30 лет. В настоящее время УЗИ – основной метод исследования органов человека без хирургического вмешательства. Вреден ли ультразвук для человека, и чем он опасен?

Характеристика

Ультразвук – это механические колебания с частотой более 16-20 кГц, не улавливаемые слухом. Он используется в следующих отраслях:

1. В промышленности и сельском хозяйстве: резка, сварка, чистка поверхностей и прочее.
2. В медицине: выявление многих болезней.
3. В косметологии: чистка кожи.
4. Используется в действии больших производственных машин: турбины, реактивные моторы.

В основном в производственной среде частота ультразвука стоит в рамках 20 – 70 кГц.

УЗИ воздействует на здоровье медицинских работников при соприкосновении их рук с жидкостью и инструментом. Многие исследователи считают, что такие частоты также могут негативно влиять на людей и по воздуху.

Симптомы негативного влияния

При продолжительном действии ультразвуковых частот на человека страдает его нервная система. Работники, обслуживающие такое оборудование, могут испытывать головные боли, бессонницу, раздражительность, проблемы с памятью. Также у некоторых людей может ухудшиться слух, меняться цвет лица: бледнеть либо краснеть.

При проведении диагностических обследований бывают случаи проявления астеновегетативного или астенического синдрома. Также можно обнаружить негативное влияние в виде галлюцинаций, потери веса, висцеральных кризов. Редко возникают сбои в функции щитовидной и половых желез.

Вред ультразвука также проявляется снижением качества восприятия низких или высоких звуков. При продолжительном воздействии может возникнуть полиневрит. Иногда снижается чувствительность каких-либо отделов конечностей. Крайне редко отмечается потеря полезных элементов в организме. Однако все эти симптомы в основном имеют неустойчивый характер.

Такие проявления негативного воздействия возникают, когда человек нуждается в частом проведении ультразвуковой диагностики для исследования состояния здоровья. Вред УЗИ для пациента будет минимален, если прибегать к нему 2-3 раза в год, при этом между сеансами должны быть значительные паузы. Симптомы расстройства проявляются у специалистов, которые регулярно используют данное оборудование или при нарушении техники безопасности.

Существует 3 стадии негативного влияния ультразвука:

• Начальная – происходят расстройства нервной системы, вегетативный полиневрит, эндокринные изменения в слабой степени.
• Умеренно выраженная – усиление симптомов первой стадии, а также несильные диэнцефальные нарушения.
• Выраженная – диэнцефальные кризы, расстройства центральной нервной системы в слабой степени.

Лечение

При проявлении легких признаков астенического синдрома и вегетативно-сосудистых расстройств человек остается трудоспособным. Однако требуется следить за его состоянием и проводить лечение. Рекомендуется посещение профилактория или санатория.

В более сложных случаях следует на 1-2 месяца перевестись на работу, не предполагающую применение ультразвука. При обнаружении сильных нейродинамических и нейроциркуляторных изменений, появлении проблем со слухом и вестибулярным аппаратом, необходимо помимо соответствующего лечения сменить место работы.

УЗИ при беременности

Ультразвуковое обследование в период вынашивания плода является стандартной процедурой, которую необходимо проводить минимум три раза за все 9 месяцев. Опасен ли ультразвук при беременности? В последнее время многие женщины отказываются от такого исследования, поскольку распространяется мнение, что УЗИ крайне вредно для плода в утробе.

Масштабные исследования на этот счет не осуществлялись, однако некоторые ученые говорят о вреде. Врачи же утверждают, что научных исследований слишком мало, чтобы с уверенностью говорить о пользе и вреде УЗИ.

В связи с этим не следует без особой необходимости часто прибегать к такому способу диагностики. Ультразвуковая частота определенно воздействует на ребенка, может даже повлиять на формирование его органов. Исследования П. Гаряева говорят о том, что есть вероятность мутации генов у плода.

Гинекологи считают УЗИ самым удобным и безопасным способом обследования. Его проводят с целью:

1. Подтверждения беременности.
2. Выявления срока беременности.
3. Исключения аномального развития эмбриона.
4. Определения пола ребенка.
5. Подтверждения жизнеспособности плода.
6. Выяснения расположения плаценты в данный момент.
7. Выявления биофизического состояния малыша.

При беременности ультразвуковое обследование является важным методом обеспечения хорошей проверки развития плода. Процедура позволяет сохранить здоровье матери и ее малыша.

Безопасность УЗИ

Врачи аргументируют отсутствие вреда УЗИ при беременности следующими фактами:

• Обследование исключает какое-либо радиоактивное излучение.
• Энергия от оборудования является очень слабой, поэтому такая частота не может быть опасной для деликатных тканей малыша и его органов.
• Ультразвуковое обследование скорее приносит пользу, чем вред, поскольку такая процедура позволяет быстро обнаружить какие-либо отклонения в развитии плода.

Вред ультразвука

Вреден ли ультразвук для человека? Такой способ диагностики не является облучающим, поскольку он отличается от принципа работы, при котором в организм проникает какая-то доза радиации. Ультразвук – это всего лишь некоторое количество звуковых колебаний. Волны не могут накапливаться в организме.

Поэтому здесь нельзя говорить об отравлении. Отрицательное влияние на человека может оказываться лишь при регулярном контакте с данным инструментом диагностики. При его отключении негативное воздействие останавливается. Для его безопасного использования необходимо следовать рекомендованному графику проведения обследований.

Врачи утверждают, что плановое проведение УЗИ при беременности неопасно для малыша. Его также можно использовать для обследования маленьких детей или подростков. Также можно сказать о прочих медицинских и косметических процедурах, где применяется высокочастотный звук.

Видео: вреден ли ультразвук для человека?

Профилактика

Чтобы минимизировать вредное воздействие ультразвука, следует придерживаться следующих рекомендаций:

1. Ультразвуковое оборудование лучше устанавливать в изолированных помещениях.
2. Нужно максимально ограничить соприкосновение рук с жидкостью в ультразвуковых ваннах и с инструментом во время прохождения по нему колебаний частот.
3. Загрузку и выгрузку инструментов необходимо проводить при выключенном оборудовании.
4. При работе на станках элементы инструмента надо закреплять при помощи определенных приспособлений.
5. Рабочему следует надевать двойные перчатки: сначала хлопчатобумажные, а сверху резиновые.

Вреден ли ультразвук в действительности? Негативное воздействие после применения данного способа диагностики в медицине не доказано учеными, поэтому нельзя дать точного ответа на этот вопрос. В настоящее время это является наиболее безопасным методом исследования внутренних органов человека.

Специалистам, которым приходится регулярно работать с ультразвуковым оборудованием, следует придерживаться правил техники безопасности. Иначе могут возникнуть различные расстройства. В основном с такими проблемами сталкиваются люди, обслуживающие мощное производственное или тяговое оборудование. Но предприятия-разработчики техники принимают это во внимание и стремятся минимизировать опасность, исходящую от их инструментов.

Актуальным вопросом по сей день является: вреден ли ультразвук для человека. Однако проще доказать его пользу и жизненную необходимость. Диагностику и обследование внутренних органов в настоящее время практически нельзя представить без ультразвукового исследования, или УЗИ. УЗИ намного эффективнее многих других обследований, потому что можно визуально оценить как состояние исследуемого органа, так и тканей, его окружающих, и близлежащих органов тоже.

Одной из разновидностей УЗИ является допплерография – исследование кровеносных сосудов и скорости кровотока. Данный метод позволяет выявить причины различных заболеваний: от урологических до неврологических.

Ультразвуковая диагностика необходима для обследования беременных женщин, благодаря УЗИ подтверждается наличие, узнается пол ребенка, размер плода, выявляются различные патологии. Современные высокоточные аппараты предоставляют возможность ультразвукового исследования в формате 3D и 4D. Таким образом можно увидеть малыша со всех сторон еще до его рождения, а также оценить кровоток в матке. С помощью этого метода можно получить первое ребенка и даже записать на DVD то, как малыш в утробе реагирует на голос мамы, на прикосновение к животу.

У УЗИ много преимуществ перед другими исследованиями. Это безболезненность, простота исследования, неинвазивность (т.е. для обследования не нужно проникновение в организм), в большинстве случаев, УЗИ не требует предварительной подготовки. Современная ультразвуковая аппаратура оборудована цветными принтерами, это позволяет отслеживать развитие болезней или эффективность лечения.

Из недостатков УЗИ можно выделить низкое разрешение изображения относительно МРТ, но в большинстве случаев этого качества достаточно, чтоб диагностировать тот или иной недуг, или его отсутствие.

Другие возможности ультразвука сейчас применяют в медицине и косметологии. Одним из видов физиотерапевтического лечения является ультразвуковая терапия. Ультразвук обладает выраженным противовоспалительным, обезболивающим, тонизирующим действием. Он стимулирует кровообращение, обеспечивая тем самым тканей. Наиболее часто ультразвуковую терапию применяют при заболеваниях ушей, носа, горла, эффективно лечатся гинекологические заболевания, роговица глаза, ультразвуком можно раздробить камни в почках или мочевом пузыре.

С помощью ультразвукового массажа можно от, активизировать лимфодренаж и клеточный обмен. В салонах красоты проводят ультразвуковые чистки лица и пилинги, они не только очищают поры от загрязнения, но и повышают упругость кожи. Контактом между УЗ-аппаратом и кожей служат проводниковые гели, лосьоны или масляные растворы.

УЗ терапия является физиотерапевтической методикой, которая использует механическую волновую пульсацию микрочастиц ультразвуковой среды. Ультразвук – это колебания механического типа со средой колебания частиц, в которой составляет выше 16 килогерц, то есть данная частота находится за пределами досягаемости органов слуха.

Слуховые аппараты улавливают звуковые частоты и механическую пульсацию, не превышающую 16 килогерц. Ночные животные, или обитающие в темных пещерах или на морском дне, распознают звуковые колебания с частотой до 32 килогерц для того чтобы обмениваться информацией не видя источник, который ее передает.

В природе ультразвуковые волны могут появляться во время землетрясения и извержения вулканов. Также они возникают в результате различных технологических процессов, представленных работой станков, двигателей самолетов и автомобилей и прочего. Для технических целей ультразвуковые волны вырабатывают при помощи специального излучательного оборудования.

В зависимости от того источника, который продуцирует ультразвук, он может быть механическим и электрическим. В излучательных приборах механического типа, ультразвук вырабатывается при помощи энергии, выделяемой газом, жидкостью или паром. Электрические излучатели работают за счет токовой энергии, которая и продуцирует ультразвуковые волны.

Функции

Для проведения многих физиотерапевтических процедур используют ультразвуковые волны в диапазоне от восьмисот до трех тысяч килогерц. Все медицинское оборудование, в большинстве случаев, имеет фиксированную частоту. Чаще всего используется частота в районе от двадцати пяти килогерц до трех мегагерц.

Ультразвук: Механизм действия

Каким функционалом обладает ультразвук – ответ на этом вопрос обязательно должен знать специалист, который проводит лечение ультразвуком. Рассмотрим подробнее, какие бывают функции у аппаратов.

Механическая

Механическая функция провоцирует колебания диапазона ультразвука с высоким вектором давления звука и приводит к сдвигам напряжения в тканях, изменяя проводимость ионов в канальных мембранах различных структур, вызывая микроскопические потоки метаболитов и органоидов в клетках. Проще говоря, происходит микромассаж тканей, который применяют для того, чтобы ускорить местный кровоток и ускорить отток лимфы.

Ультразвук помогает нормализовать процесс образованием эластиновых и коллагеновых молекул. Под действием ультразвуковых волн активно вырабатывается эластин и коллаген, который позволяет быстрее восстанавливать пораженные ткани и связки.

Им можно стимулировать работу нервной системы. Ультразвук позволяет вернуть чувствительность поврежденным верхним и нижним конечностям, после травм и парестезии.

В клетках под действием волн ультразвука происходят следующие изменения:

• Разрываются сильные и слабые связи между молекулами.
• Повышается уровень проницательности клеточных мембран.
• Уменьшается процент вязкости цитозоля.
• Ускоряется движение цитоплазматических частиц, вращение хондриосом и вибрация клеточных ядер.
• Ионы и биологически активные соединения переходят в свободное состояние.
• Изменяется структура жидкостной составляющей в организме.
• Улучшается связывание биологически активных веществ.
• Происходит генерация акустического микропотока.
• Активизируется механизм неспецифических иммунных функций.
• Уменьшается застой лимфы в тканях.
• Активизируются мембранные энзимы.

Также ультразвук ускоряет движение молекулярных частиц в клетках, что позволяет увеличить вероятность того, что частицы будут задействованы в метаболических процессах.

Воздействие, оказываемое ультразвуковыми волнами на клетки, приводит к тому, что в ионных каналах клеточного цитоскелета меняются не только функциональные свойства, но и возрастает скорость движения метаболитов и энзиматическая активность ферментов лизосомального типа, что в свою очередь, позволяет стимулировать регенеративные свойства повреждённых тканей.

Тепловая

Если увеличить интенсивность ультразвуковых волн, то на границах нескольких биологических сред неоднородного типа будет образовываться поперечная волна затухающего типа и начнет выделяться тепло в большом количестве. Таким образом себя проявляет тепловая функция ультразвуковых волн.

Из-за того что во время процесса поглощается энергия ультразвука в тканях, которые содержат молекулы, имеющие большой линейный размер, температурный коэффициент повышается примерно на одни градус.

Больше всего тепла будет выделяться не в глубинных слоях однородных тканей, а на границе их разделения, имеющих разнообразный акустический диссонанс. Изменение температуры происходит в тканях, представленных кожными покровами с богатым содержанием коллагена, рубцами, синовиальной оболочкой, связочном аппарате, надкостницах, оболочках суставных сочленений.

В результате этого повышается их тургор и расширяется диапазон доступного физиологического напряжения. Также расширяются стенки сосудов, и улучшается микроциркуляция, в результате чего увеличивается объемное кровообращение в тканях со слабыми васкулярными функциями. К тому же улучшаются обменные процессы, улучшается эластичность кожных покровов и уменьшается отечность.

Около восьмидесяти процентов выделяемого тепла уносит кровоток, остальные двадцать процентов распределяются в окружающих тканях. Во время процедуры пациенты ощущают приятное тепло в обрабатываемых ультразвуком участках.

При использовании в физиотерапии, тепловой эффект способствует:

• Изменению диффузных механизмов.
• Ускорению микроциркуляции.
• Изменению скорости процессов биохимического типа.
• Возникновению температурного скачка.

Соотношение тепловых и нетепловых действующих компонентов ультразвуковых волн можно определить по излучательной интенсивности или используемому режиму воздействия прибора (импульсному или непрерывному).

Биохимическая

Биохимический функционал ультразвука связан с реактивными способностями катаболических и анаболических реакций. Анаболизм представлен процессом, централизующим похожие или однотипные молекулы. Небольшие дозы ультразвуковых волн способствуют ускорению внутриклеточного белкового синтеза, восстанавливая поврежденную ткань.

Если же ультразвуковая терапия предполагает использование терапевтических доз ультразвука, то с ее помощью удается усилить кровоток, сделать соединительные ткани более рыхлыми, улучшить выработку коллагена и эластина, снизить воспаление, убрать гематомы, снять спазмы и болевой синдром.

Катаболизм, в свою очередь, способствует уменьшению вязкости и количеству крупных молекулярных соединений, попутно ускоряя процесс их утилизации. Используя катаболический эффект при лечении ультразвуком можно применять гораздо меньше лекарственного вещества, чем при любой другой физиотерапевтической процедуре.

Также физиотерапевты отметили, что ультразвук обладает следующими эффектами:

• Он имеет схожее с катализатором воздействие.
• Он способен ускорять метаболические процессы.
• Он обладает бактерицидным воздействием.
• Он способствует изменению pH в тканях.
• Ультразвук способствует разложению и выведению наркотических веществ.
• Он улучшает образования биологически активных веществ.
• Ультразвук связывает свободные радикалы.

Показания

Лечение суставов ультразвуком не ограничивается монотерапией. Применение ультразвука в сочетании с гидрокортизоновой мазью может осуществляться в лечении различных суставных патологий. Существует несколько показаний к использованию данной процедуры:

• • Хрящевые повреждения и менископатия;
  • Растяжение и разрыв связок и сухожилий;
  • Тофусы в суставах;
  • Артрозы, подвергшиеся деформации;

• Послеоперационное и травматическое восстановление;
• Кальцифицирующие стадии тендиноза.

При очевидном воспалительном процессе гидрокортизон вводится с помощью ультразвука и электрофореза, давая высокие результаты и устраняя болезненные симптомы. В клинических условиях ультразвуковой метод реабилитации достаточно хорошо себя проявил, показывая высокую эффективность терапии. Это позволило ему завоевать доверие врачей и пациентов.

Лечение колена ультразвуком

Они представлены:

• Заболеваниями позвоночного столба.
• Суставными недугами.
• Разрывами связочного аппарата и ушибами.
• Тендовагинитами, носящими травматическую или воспалительную этиологию.
• Болевыми ощущениями в суставных сочленениях.
• Контрактурами после травм.
• Остеохондрозом позвоночного отдела.
• Недугами мочеполовой системы.
• Косметическими дефектами кожных покровов.
• Кожными заболеваниями и спаечно-рубцовыми процессами.
• Коррекцией лишнего веса.

Достоинства

Гормональные лекарственные препараты производятся в различных формах. Применяются в виде таблеток и мазей с помощью физиопроцедур. Ультразвук и электрофорез делает методики незаменимыми. Поэтому можно выделить ряд преимуществ:

• Минимальное количество побочных действий;
• Небольшая дозировка гормонов;
• Совмещение воздействия УЗТ и иониевых заряженных частиц;
• Доставка вещества напрямую в область воздействия;
• Лекарственное средство не поддается разрушению в печени и желудочном тракте;
• По окончании процедуры препарат скапливается в суставных тканях сочленения.

Процесс воздействия ультразвука не производит травм кожи и растяжений. Эта процедура не нуждается в определенном подготовительном процессе и безболезненно переносится пациентом. Укрепляется частично иммунитет и не предоставляет значительного дискомфорта пациенту. С использованием такого лечения можно добиться хорошего восстановительного результата.

При медицинском назначении ультразвукового способа лечения необходимо соблюдать четкие рекомендации специалиста для успешных достижений в лечебном процессе.

Противопоказания

Есть множество состояний организма, при которых ультразвуковая терапия противопоказана. Специалисты различают противопоказания относительного и абсолютного типа.

К абсолютным противопоказаниям следует отнести:

• Вынашивание плода.
• Негативное воздействие на гонады.
• Негативное воздействие на сетчатку глаза.
• Ламинэктомию.
• Эпифиз растущей костной ткани.
• Наличием кардиостимулятора.
• Кровотечение или проблемы с кроветворными органами.

Если у пациента существуют относительные противопоказания, то терапию можно проводить лишь в случае острой необходимости с учетом возможных рисков.

К относительным противопоказаниям к УЗ терапии следует отнести:

• Негативное влияние на периферические нервные окончания, находящиеся на поверхности костной ткани.
• Имплантаты из металла.
• Менструальные кровотечения.
• Заболевания сердца и сосудов.
• Общее неудовлетворительное состояние.
• Онкологические недуги
• Проблемы со свертываемостью крови и тромбозы.
• Заболевания эндокринной системы.

Ультразвуковая терапия является эффективным реабилитационным методом при многих заболеваниях. Данная процедура не только действенна и безопасна, но и абсолютно безболезненна. Именно по этой причине ее используют многие физиотерапевты для лечения и реабилитации своих пациентов после серьезных недугов.

УЗТ, или ультразвуковая терапия, – это методика лечения при помощи ультразвука. УЗТ используют в физиотерапии для лечения и профилактики различных заболеваний. Методику применяют в разных областях медицины, таких как ортопедия, хирургия, гинекология, офтальмология, дерматология, отоларингология, стоматология, педиатрия. Ультразвуковая терапия позволяет снизить частоту обострений, а также сократить время восстановления после операции, острых патологий.

Исторические сведения

Ультразвуковые волны были открыты в 1899 году, их обнаружил К. Konig. Использовать на практике ультразвук пробовал русский инженер К. В. Шиловский и французский изобретатель Ланжевен в 1914-1918 годах. Исследования этих ученых привели к созданию излучателя ультразвука. Он работал на основе пьезоэлектрического эффекта в соответствии с разработкой братьев Кюри. После этого был сделан прибор на основе магнитострикции. Со временем лучи, исходящие из аппарата, стали более направленными на конкретный объект. Это позволило применять ультразвуковые волны в промышленности и медицине.

В медицине начали применять ультразвук после 1927 года. Толчком к использованию УЗТ стала работа ученых о биологическом воздействии ультразвука на организм. Есть мнение, что первым ультразвук начал применять Р. Польман. Он создал вибратор, излучающий ультразвуковые волны. Польман лечил УЗ-волнами ишиас, невралгию, миалгию. Результаты лечения были положительные.

К 1945 году УЗТ стали использовать в Германии, Западной Европе, США, Японии. В нашей стране методику начали применять только 1953 году. Ученый В. А. Плотников впервые попробовал лечить контрактуру Дюпюитрена ультразвуком. В 1955 году УЗ-волны стали использовать в терапии неврологических, суставных патологий, кожных болезней.

Начиная с 1961 года, начали производить отечественные ультразвуковые приборы. Производство их было серийным, что послужило толчком для развития ультразвуковой терапии. В 1986 году ученым из Белоруссии (Л. И. Богданович, В. С. Улащик, А. А. Чиркин) была присуждена премия в области науки и техники. Методики ультразвуковой терапии в физиотерапии сегодня применяются очень широко для лечения различных заболеваний.

Характеристики ультразвуковых волн

Для физиотерапевтических процедур применяются УЗ-волны с частотой 800-3000 кГЦ. Для хирургических манипуляций частота колебаний составляет 20-100 кГЦ. Дозировка ультразвукового воздействия на организм зависит от интенсивности, продолжительности воздействия, а также типа генерации УЗ-волн (непрерывные, импульсные).

Интенсивность УЗ-волн:

• Низкая (не более 0,4 Вт/см2).
• Средняя (0,5-0,8 Вт/см2).
• Высокая (0,9-1 Вт/см2).

При непрерывном воздействии ультразвука УЗ-волны без остановки направляются на ткани. Импульсное воздействие на органы представляет собой прерывающийся поток волн продолжительностью 2,4 или 10 мс.

Степень поглощения ультразвуковых волн зависит от акустики и частоты колебаний. Если ткани мягкие, то поглощение будет происходить на глубине 4-5 см при частоте 800-900 кГц, на глубине 1,5-2 см при частоте 3000 кГц.

Поглощение тканей по отношению к крови:

• жировая − в 4 раза эффективнее;
• мышечная − в 10 раз лучше;
• костная – в 75 раз интенсивнее.

На месте перехода различных видов тканей интенсивность поглощения УЗ-волн значительно выше. В воздухе они сразу поглощаются, поэтому для проведения ультразвуковых физиопроцедур применяют различные среды.

Механизм воздействия УЗ-излучения

Выделяют несколько механизмов воздействия ультразвука на организм. К ним относятся: механический, тепловой, физико-химический, нервно-рефлекторный. Они являются первичными механизмами ультразвуковой терапии.

Механическое воздействие заключается в высокочастотных колебаниях, которые передаются тканям.

При этом происходит очень мелкая, незаметная человеку вибрация. Вибрационное воздействие приводит к увеличению кровообращения, повышению метаболизма в клетках.

Под действием вибрации в клетке снижается вязкость цитоплазматической жидкости. В тканях начинает разрыхляться соединительная ткань. В клетках ускоряется диффузия микроэлементов, стимулируется работа лизосом. Из лизосом начинают выходить ферменты, которые повышают функцию белковых соединений. Эти процессы способствуют ускорению обмена веществ. При подаче волн высокой частоты увеличивается проницаемость гистогематических барьеров.

Тепловой эффект подразумевает переход энергии УЗ-волн после поглощения тканями в тепло. Температура в них увеличивается на 1°С. При этом ускоряется ферментативная активность внутри тканей, стимулируются биохимические реакции. Тепло образуется только на границах разных по плотности тканей. Тепловую энергию больше поглощают органы с дефицитом кровотока, насыщенные коллагеновыми волокнами, а также нервная, костная ткань.

Физико-химическое воздействие вызвано механическим резонансом. Он увеличивает скорость движения молекулярных структур, повышается процесс распада молекул на ионы, появляются новые электрические поля. Ускоряется окисление липидов, улучшается работа митохондриальных структур клеток, стимулируются физические и химические процессы в тканях организма. Активируются биологически активные вещества, такие как гистамин, серотонин. Под действием УЗ-волн улучшается дыхание и окисление в органах. Все эти процессы ускоряют восстановление тканей.

Выделяют следующие фазы реакции организма:

Терапевтический эффект УЗ-волн

УЗ-волны являются специфическим раздражителем при действии их на органы и ткани. Если воздействие ультразвука направлено на кожу, то формируется воспалительная реакция, покраснение кожи, увеличивается обмен веществ. Во время ультразвуковой терапии (УЗТ) повышается количество тучных клеток, стимулируется функция камбиальных (стволовых) клеточных структур, повышается концентрация мукополисахаридов. На фоне терапии в коже увеличивается функция железистого аппарата (сальные потовые железы), реакция кожи на раздражители становится более яркой.

Ткани нервной системы очень чувствительны к воздействию УЗ-волн. Ультразвук тормозит работу рецепторов синаптических щелей, что способствует снижению скорости передачи нервных импульсов. Улучшается общее состояние у пациентов с нарушениями вегетативной нервной системы.

Если УЗ-волны действуют на области желез, это ведет к стимуляции синтеза гормонов. Повышается иммунная активность.

При воздействии на сердечно-сосудистую систему ультразвук способен усиливать кровоток, немного понижать артериальное давление, повышать частоту сердечного ритма. Реологические свойства крови становятся лучше, повышается функция эритроцитов и лейкоцитов.

Показания и ограничения к назначению УЗТ

Процедура УЗТ имеет свои показания и ограничения.

Во время применения ультразвукового метода лечения не следует направлять излучатель на область сердца, мозг, точки роста костей у детей.

Техника проведения и аппараты УЗТ

При проведении ультразвукового физиолечения необходимо устранить гнойные очаги инфекции. Это можно сделать при помощи лекарственных препаратов и дезинфицирующих растворов. Также следует пролечить инфекционные заболевания вирусной или бактериальной природы.

Алгоритм физиопроцедуры следующий. Перед началом терапии кожу в месте контакта с аппаратной головкой излучателя необходимо смазать специальным веществом (вазелином, ланолином). Включают прибор, настраивают интенсивность волн, выставляют время. После этого излучатель устанавливают в необходимой области на поверхности кожи и начинают водить со скоростью 1 см в секунду.

На начальном этапе лечения можно обрабатывать не больше 1-2 полей за 1 сеанс. После двух дней лечения можно облучать до 3-4 полей. Продолжительность процедуры в первые двое суток не должна превышать 5 минут. Длительность последующих сеансов составляет до 15 минут. Детям процедуру рекомендуется проводить не более 10 минут.

При обработке ультразвуком конечностей (стопы, кисти, суставы, предплечье, голень) процедуру проводят в воде. Больной опускает руку или ногу в ванну, туда же погружают излучатель. Температурный режим для воды составляет 32-36°С. Длительность физиопроцедуры до 15 минут.

Во время терапии необходимо обеспечить безопасность медицинского персонала. Медсестра, которая держит в воде излучатель, должна надеть шерстяную рукавицу, а сверху на нее резиновую перчатку. Это защищает руку медработника от воздействия на руку ультразвукового воздействия. Варежка из шерсти имеет в порах воздух, который полностью поглощает УЗ-волны.

Виды аппаратов, используемые в учреждениях:

• Для физиотерапии - УЗТ-1.01Ф.
• В стоматологии - УЗТ-1.02С.
• Для урологии - УЗТ-1.03У.
• При болезнях глаз - УЗТ-1.04О.
• Для женщин - УЗТ-3.01-Г.
• В дерматологии - УЗТ-3.02-Д.
• Для ребенка (облучение кожи) - УЗТ-3. 06.
• Общего назначения - УЗТ-3. 05.

Сегодня производятся также следующие аппараты: «Гамма», «Барвинок», «Стержень», «Проктон-1», «Генитон», «ЛОР-3», «Sonostat», «Sonopuls», «ЕСО», «ECOSCAN». Для проведения ультразвуковой терапии дома можно приобрести ультразвуковой аппарат в магазинах медтехники. Для домашнего применения прекрасно подходит прибор «Ретон».

Перед тем как использовать ультразвуковой прибор нужно обязательно обратиться к доктору. Врач проведет полное обследование. Это очень важно, так как ультразвуковая терапия разрешена не всем пациентам.

Ультразвук у детей

Ультразвуковая терапия детям назначается только с 7-летнего возраста. В более раннем возрасте применять методику не следует. Терапию используют по тем же показаниям, что и для взрослых.

Подросткам-девочкам УЗТ применяют для лечения нарушения менструального цикла. Пациентам младшего возраста ультразвук показан при аденоидите и других ЛОР-патологиях. Ультразвуковое лечение детям также необходимо при энурезе. УЗ-волны улучшают состояние ткани мочевого пузыря, что помогает сформировать нормальный рефлекс на мочеиспускание, снизить реактивность мочевого пузыря.

Заключение

Ультразвуковая терапия – это относительно безопасный метод лечения. Его используют при различных заболеваниях. Применять методику лечения ультразвуком разрешено больницам, а также санаторно-курортным учреждениям. Для проведения УЗ-терапии обязательно нужно обратиться к доктору. Он определит длительность сеансов, интенсивность воздействия ультразвуковых волн, продолжительность курса.

Специфическое ощущение, воспринимаемое нами как звук, является результатом воздействия на слуховой аппарат человека колебательного движения упругой среды - чаще всего воздуха. Однако не все колебания среды, доходя до уха, вызывают ощущение звука. Нижней границей слышимого звука являются колебания с частотой 20 колебаний в секунду (20 Гц), верхняя граница лежит между 16 000 и 20 000 Гц. Положение этих границ подвержено индивидуальным изменениям.

Область применения ультразвука

Вне указанного диапазона частот также существуют колебательные процессы, физически не отличающиеся от звуковых колебаний и волн, но не воспринимаемые ухом как звуки. Колебания среды с частотами выше верхней границы слуха, порядка десятков и сотен тысяч герц, принято называть ультразвуками.

Ультразвук за последние годы нашел широкое применение в народном хозяйстве, биологии и медицине. В США, например, в настоящее время насчитываются миллионы ультразвуковых установок.

В промышленности применяются ультразвуки, частота которых в миллиарды раз превышает интенсивность окружающих нас слышимых звуков. Ультразвуки могут быть фокусированы и создают при этом очень высокое местное давление. Ультразвуком можно дробить вещество и ускорять химические реакции. Ультразвук способен вводить в коллоиды воду. При помощи ультразвука значительно ускоряются процессы дубления кожи, крашения, отбелки и мытья тканей, получения синтетического волокна, заменителей кожи и пластмасс. Ультразвук применяется для дефектоскопии, позволяющей определять внутренние дефекты в деталях, для очистки котлов от накипи, подводных поверхностей кораблей, для лужения алюминием, серебрения и т. д. Ультразвук нашел применение в доменном производстве, на водном транспорте, в рыболовном деле и геологии.

Ультразвук используется в медицине для диагностических целей (выявление инородных тел), в стоматологии (бормашины), для изготовления эмульсий лекарственных веществ и т. д.

В настоящее время ультразвук малой интенсивности широко используется для терапевтических целей.

Ультразвук оказывает сложное и выраженное биологическое действие, сущность которого еще недостаточно выяснена. Это действие, по-видимому, в основном зависит от создаваемых в тканях огромных местных давлений и от местного теплового эффекта, связанного с поглощением энергии при глушении вибрации. Жидкие среды и газы поглощают ультразвук, а твердые тела хорошо его проводят. Кости также являются хорошими проводниками ультразвука.

Действие ультразвука на организм человека

При воздействии ультразвука на организм человека отмечается, прежде всего, термическое действие вследствие превращения энергии ультразвука в тепло. Ультразвук вызывает микромассаж тканей (сжатие и растяжение), что способствует кровообращению и, следовательно, улучшению функции ткани. Ультразвук стимулирует обменные процессы и оказывает также нервнорефлекторное действие.

Под влиянием ультразвука изменения отмечаются не только в органах, подвергшихся воздействию, но и в других частях организма. При длительном и интенсивном воздействии ультразвук может вызвать разрушение клеток тканей.

Разрушающее действие ультразвука связано, по-видимому, с явлением кавитации - образованием полостей в жидкости, что приводит к гибели тканей и смерти экспериментальных животных.

Микроскопические кавитационные пузырьки были обнаружены в межклеточных пространствах животных тканей под влиянием ультразвуковых волн большой интенсивности.

Многие микроорганизмы могут быть разрушены ультразвуком. Так, он инактивирует вирус полиомиелита, энцефалита и др. Стрептококки после воздействия ультразвуком хуже фагоцитируются. Воздействие ультразвуковых волн на белки приводит к серьезным структурным нарушениям белковых частиц и их распаду. При облучении ультразвуком молока разрушается содержащийся в нем витамин С.

При так называемом озвучении крови ультразвуком происходит разрушение эритроцитов и лейкоцитов, повышается вязкость и свертывание крови, ускоряется РОЭ. Ультразвук угнетает дыхание клетки, уменьшает потребление кислорода, инактивирует некоторые энзимы и гормоны.

При воздействии ультразвука высокой интенсивности на животных отмечаются сильные боли, облысение, ожоги, помутнение роговицы и хрусталика, гемолиз, серьезные сдвиги биохимического характера (понижение содержания в крови холестерина, мочевой и молочной кислоты), при высоких частотах наступает смерть (мелкие кровоизлияния в различных органах).

Как показывают экспериментальные данные и клинические наблюдения, ультразвук может обусловить серьезные изменения со стороны органа слуха. Ультразвук вызывает разрушение клеток кортиева органа и нервных клеток, кровоизлияния в scala tympani, разрушение и патологическое развитие костной ткани. Предполагают, что выявленные у большого процента населения США изменения слуха связаны со значительным распространением звуковых установок.

У лиц, длительно подвергавшихся воздействию ультразвуковых колебаний, отмечается сонливость, головокружения, быстрая утомляемость. При обследовании обнаруживаются явления вегетативной дистонии.

Применение ультразвука в медицине

Лечебное действие ультразвука связано в основном с его способностью проникать в ткани и вызывать прогревание их и микромассаж. Нужно все же отметить, что ультразвук, очевидно, обладает какими-то специфическими особенностями действия, так как глубокое прогревание тканей можно получить и с помощью других методов, а положительный эффект наступает иногда только после применения ультразвука.

Учитывая рефлекторный механизм ультразвука, его можно использовать не только для прямого воздействия на болевой очаг, но и для косвенных влияний.

Вследствие указанных выше свойств ультразвук при определенных условиях может оказывать болеутоляющее, спазмолитическое, противовоспалительное и бактерицидное действие. Применение ультразвука можно сочетать с другими видами терапии.

В связи с высокой биологической активностью ультразвука при проведении лечения необходимо соблюдать большую осторожность. Положительные результаты при терапевтическом использовании ультразвука получены при многих заболеваниях. Эффективно применение ультразвука при лечении миальгий, невралгий, невритов ампутационных культей, артрозов, артритов и периартритов. Показателем общего действия ультразвука на организм является, в частности, тот факт, что при поражении многих суставов часто достаточно ограничиться лечением одного из них, так как при этом наблюдается параллельное улучшение в других суставах. Хорошие результаты получены при лечении ультразвуком болезни Бехтерева, спондилитов, трофических и варикозных язв, облитерирующих эндартериитов, вяло гранулирующих язв.

Есть отдельные указания о положительном применении ультразвука при язве желудка и двенадцатиперстной кишки, бронхиальной астме, эмфиземе легких, бронхоэктазиях, отосклерозе, болезни Меньера. Имеются наблюдения, свидетельствующие о том, что предварительное озвучение кожи человека повышает эффективность рентгеновского облучения.

Противопоказания к применению ультразвука

Безусловно, противопоказано озвучение растущих костей, половых органов, области сердца (что может вызвать стенокардию), опухолей. При туберкулезе легких, гипертонической болезни, гипертиреозе, беременности, изменениях со стороны паренхиматозных органов применение ультразвука также противопоказано.

Все возрастающее использование ультразвука делает необходимым организацию тщательного наблюдения за лицами, имеющими контакт с ним, с целью выявления ранних признаков заболевания и своевременного проведения необходимых лечебно-профилактических мероприятий.

Имеются указания на благотворное воздействие ультразвука при определенных формах рака и неврита. Однако точно еще не установлено, насколько широка безопасная зона между положительным действием ультразвука на больную ткань и повреждающим - на окружающую здоровую ткань.

Эпопея строительства Байкало-Амурской железнодорожной магистрали и освоения прилегающих к ней территорий, решения связанных с ними медико-биологических проблем не канула в Лету. Она в научный трудах, в памяти участников, в накопленном огромном

опыте проведения крупномасштабных комплексных исследований, результаты которых, часто имеющие общебиологическое значение, могут быть применимы к любыш регионам с экстремальными условиями существования человека.

RESEARCHES OF EMPLOYEES OF FACULTY OF HOSPITAL THERAPY ISMI AND THE ACADEMIC GROUP K.R. SEDOVS IN THE ZONE OF CONSTRUCTION OF THE BAIKALAMUR RAILWAY

Y.V. Zobnin (Irkutsk State Medical University)

The historical sketch of scientific-practical researches and other actions under the decision of medical and biologic problems of region of construction of a Baikal-Amur trunk-railway and new economic development of the adjoining territories which have been carried out by employees of faculty of hospital therapy of Irkutsk state medical institute and the academic group under the direction of the full member of Academy of Medical Sciences of the USSR K.R. Sedova is submitted.

© ШЕВЧЕНКО Е.В., ХЛОПЕНКО H.A. - 2006

ДЕЙСТВИЕ УЛЬТРАЗВУКА НА ОРГАНИЗМ

Е.В. Шевченко, H.A. Хлопенко

(Иркутский государственный медицинский университет, ректор - д.м.н., проф. И.В. Малов, кафедра медицинской и

биологической физики, зав. - д.б.н., проф. Е.В. Шевченко)

Резюме. Показано, что основные характеристики ультразвука (частота, интенсивность, длительность воздействия) в значительной мере определяют особенности распространения его в среде и биотканях. При распространении ультразвука в биотканях проявляется ряд эффектов (механический, термический, физико-химический), который приводит к некоторым отклонениям от физических законов его распространения в веществе, характер которых необходимо учитывать при проведении диагностических и терапевтических мероприятий. Ключевые слова. Ультразвук, характеристики, биологическая ткань, диагностика._

Современная клиническая медицина немыслима без мощного диагностического обеспечения, без которого принципиально невозможно выгработатъ и своевременно корректировать план адекватного лечения. В основе такого обеспечения лежит использование высоких технологий лучевой диагностики, позволяющей визуализировать нормальные и патологические ткани организма человека с помощью различный физических агентов. Состав лучевой диагностики сейчас включает рентгенодиагностику, в том числе рентгеновскую компьютерную томографию, радионуклидную диагностику, ультразвуковые исследования (УЗИ), магнитно-резонансную визуализацию, термографию и некоторые другие, менее распространенные, диагностические технологии.

По диагностической значимости важное место занимают УЗИ. Ультразвуковая диагностика позволяет без нарушения кожных покровов и без особенного вмешательства в физиологические процессы организма изучать положение, форму, размеры, состояние поверхности и внутреннее строение всех органов человека, а также оценивать их функциональное состояние.

Ультразвук представляет собой механические колебания упругой среды, занимающий область выше 16000 Гц. Верхний предел спектра ультразвуковык колебаний не установлен. В медицине применяется ультразвук относительно высокой частоты 800^3000 кГц. Для полу-

чения улыгразвука в настоящее время применяются спе-циалыные устройства, в который исполызуются пыезоэ-лектрический, магнитострикционный, электродинамический, аэро- и гидродинамический эффекты.

Частотная характеристика и длина волны в значи-телыной мере определяют особенности распространения колебаний в окружающей среде. Если низкочастотный улытразвук обладает способностыю распростра-нятыся в воздушной среде, то улытразвук высокой частоты практически в воздухе не распространяется за счет силыного поглощения. При короткой длине волны улы-тразвук может фокусироватыся и направлятыся линейным пучком. С уменышением длины волны снижается способность волны к дифракции, что создает благоприятные условия для экранирования.

Происходящие в улытразвуковой волне колебателы-ные движения частиц вещества характеризуются очены малой амплитудой смещения и чрезвыиайно болыши-ми ускорениями. Так, при частоте 880 кГц и при интенсивности 2 Вт/см2, частицы тканей тела колеблются с амплитудой 3,5- 10-6 см. Максималыное ускорение при этом достигает 90- 104 см/с2, что превышает ускорение свободного падения тел почти в 100 тысяч раз. Скоросты распространения улытразвука в тканях человека и жи-вотныгх колеблется от 1490 до 1610 м/с, т. е. почти не отличается от скорости распространения улытразвука в

воде. Существенное влияние на скорость ультразвука оказывает температура среды. При повышении температуры воздуха на 1° скорость увеличивается на 0,5 м/с. При температуре воздуха 0° скорость звука и ультразвука - 331,5 м/с, а при температуре +18°С она увеличивается до 342 м/с. Повышение температуры воды на 1° приводит к увеличению скорости на 2,5 м/с.

Помимо указанных параметров (частоты, длины волны и скорости), ультразвук характеризуется интенсивностью. В медицинской практике по интенсивности ультразвуковые колебания подразделяют на три диапазона: до 1,5 Вт/см2 - малая; 1,5 3 Вт/см2 - средняя; 3^10 Вт/см2 - большая интенсивность.

При переходе ультразвука из одной среды часть энергии проходит во вторую среду, а часть - отражается. Отражение зависит от акустического сопротивления сред. Чем больше отличаются величины акустического сопротивления двух сред, тем больше отражение ультразвуковых волн на границе раздела. Например, акустическое сопротивление воздуха 41 г-с/см2, а воды 15-104 г-с/см2. Вследствие большой разницы этих величин коэффициент отражения на границе раздела - 0,9993, т.е. из воздуха в воду и обратно проходит около 0,1% энергии. Так же плохо ультразвук распространяется из металла в воздух и обратно.

Известно, что ультразвуковые колебания хорошо распространяются из воды в биологические ткани и, наоборот, плохо проходят из воздуха в ткани. Так, установлено, что коэффициент поглощения ультразвука, распространяющегося из воздуха в кожу, такой же, как на границе воздух-вода.

Но при этом нельзя делать заключение, что ультразвук не проникает в ткани и почти полностью отражается от поверхности тела, так как необходимо учитывать строение кожи, не игнорируя то обстоятельство, что она состоит из разных по влагосодержанию тканей. Поверхностный слой кожи (эпидерма) содержит мало влаги и не может быть отождествлен с этой точки зрения с внутренними органами, мышечной тканью и тем более с водой. Нужно помнить также и небольшую толщину эпидермы. Не исключено, что и по этой причине она не может быть серьезным препятствием для распространения ультразвука в более глубокие слои кожи. Поглощение ультразвука тканями человека изучалось с целью выяснения возможного влияния его на организм. Однако на основании только величины коэффициента поглощения нельзя предрешить биологический эффект. Очевидно, следует учитывать и явления отражения, происходящие в тканях, что может приводить к усилению биологического эффекта.

Выше изложенное свидетельствует о необходимости аналитического подхода к оценке установленных физиками относительных величин. При решении гигиенических вопросов необходимо исходить, прежде всего, из их биологической значимости.

При распространении ультразвуковых колебаний в различных средах их интенсивность ослабевает обратно пропорционально квадрату расстояния от источника. Потеря энергии происходит вследствие поглощения ультразвука средами, в которых он распространяется. Поглощение обусловлено вязкостью и теплопроводностью среды. Установлено, что поглощение ультразвука в воздухе примерно в 2000 раз больше, чем в воде. По-

глощение также зависит от частоты ультразвуковых колебаний и увеличивается пропорционально квадрату частоты. Поэтому затухание ультразвуковых волн при повышении частоты быстро растет.

Следует отметить, что совершенно не подчиняется общим физическим закономерностям поглощение ультразвука в биологических тканях. В биологических тканях существует не квадратичная, а линейная зависимость поглощения от частоты. Это объясняется большой неоднородностью тканей. Неоднородностью биологических тканей обусловлена и разная степень поглощения ультразвука. Например, наименьшее поглощение наблюдается в жировом слое и почти вдвое большее в мышечной ткани. Серое вещество мозга в 2 раза больше поглощает ультразвук, чем белое. Мало абсорбирует ультразвуковую энергию спинномозговая жидкость. Наибольшее поглощение наблюдается в костной ткани.

При распространении ультразвука в среде проявляется ряд эффектов, основными из них являются: механический, термический и физико-химический. Прохождение ультразвука в средах сопровождается их нагреванием вследствие превращения акустической энергии в тепловую в результате поглощения ультразвука. Кроме того, образование тепла обусловлено физическими явлениями, вызывающими так называемый эффект пограничных поверхностей. Сущность его заключается в усилении действия ультразвука на границе раздела двух сред, что приводит к усилению теплового эффекта в несколько раз. Это связано с отражением колебаний от пограничных поверхностей: чем больше отражение, тем больше выражено их действие, т.е. с увеличением поверхности, отражающей колебания, тепловое действие усиливается. При проведении ультразвуковой терапии при плотном прилегании источника ультразвука к коже у пациента не наблюдается неприятных ощущений. Но если между кожей и головкой излучателя имеется небольшая прослойка воздуха, появляется ощущение жжения. Усиление термического эффекта обусловлено интенсивным отражением ультразвуковых колебаний на границе кожа-воздух вследствие большой разницы в их акустическом сопротивлении.

Механический эффект, в свою очередь, обусловлен самой природой ультразвука, представляющего собой волновое движение газообразных, жидких и твердых сред, и связан с переменным акустическим давлением во время сжатия и растяжения среды и силами, развивающимися вследствие больших ускорений частиц. Этим определяется размельчающее и диспергирующее действие ультразвука.

Известно, что возбуждение ультразвуковых колебаний в жидкости сопровождается кавитацией. В жидкости при распространении упругих волн возникают последовательно фазы сжатия и разряжения. В фазе разряжения в отдельных участках жидкости образуются разрывы или полости, которые заполняются парами жидкости или растворенными в ней газами. Последующее сжатие приводит к захлопыванию образовавшихся пузырьков. Перед захлопыванием в них создается большое давление. Поэтому в момент исчезновения пузырьков происходят мощные гидравлические удары, обладающие большой разрушительной силой. Помимо освобождения механической энергии, образование кави-тационных полостей сопровождается возникновением

электрических зарядов на пограничных поверхностях, вызывающих люминесцентное свечение и ионизацию молекул воды, распадающихся на свободные гидро-ксильные радикалы и атомарный водород. В химическом отношении продукты распада ионизированных молекул воды крайне активны. Именно их большой активностью обусловлен ряд общебиологических эффектов, проявляющихся под влиянием ультразвука. В частности, с этим связано его окисляющее действие; распад белков в ультразвуковом поле; деполимеризация белковых соединений, инактивация ферментов, ускорение химических реакций.

Исследования биологического действия высокочастотного ультразвука на животных и человека были вызваны в основном потребностями практической медицины - необходимостью изучить, разработать и установить оптимальные лечебные дозы высокочастотного ультразвука, применяемого контактным способом. Важное значение данной проблемы было обусловлено и тем, что с конца 40-х годов начали поступать сообщения о различных осложнениях, связанных с передозировкой высокочастотного ультразвука в лечебной практике. В настоящее время интенсивность применяемого терапевтического ультразвука на частотах от 800 кГц до 1^1,5 МГц значительно снижена: вместо 2^4 Вт/см2 наиболее часто применяется 0,2^0,4 Вт/см2. В случае диагностики параметры ультразвука при этом остаются еще высокими: частота может достигать от 800 кГц до 20 МГц, интенсивность варьировать между 0,01^0,1 Вт/см2 и 10^20 Вт/см2, а иногда и более.

Изучение биологического действия контактного высокочастотного ультразвука на различные системы целостного организма показало, что наиболее чувствительной к нему является центральная и периферическая нервная система: прежде всего, головной мозг-гипоталамус и ретикулярная формация ствола, кора больших полушарий, центральные и периферические вегетативные структуры и затем периферические нервы. Сердечно-сосудистая и дыхательная функции первично страдают в результате воздействия ультразвука на соответствующие гипоталамические и стволовые центры.

Экспериментальными исследованиями были показаны 3 характерные стадии биологического действия высокочастотного ультразвука на теплокровных. Интенсивное облучение мозга на частоте 400 КГц последовательно вызывало: 1) возбуждение, 2) торможение и 3) параличи дыхательного, а затем сердечно-сосудистого центров. На записях артериального давления и дыхания соответственно выступало: начальное возбуждение, последующее повышение давления до критических величин и паралич дыхания, как это наблюдается при шоке. Всю клиническую картину в целом находят весьма близкой к сотрясению мозга, что подтверждалось при гистологической обработке этих материалов. Указанные изменения мозга исследователи трактуют как травматические, вызванные механическим действием ультразвука, клиновидные же очаги некроза считают характерным распределением лучистой ультразвуковой энергией. Ультразвуковое воздействие разной интенсивности на различные области головы приводило к выраженным трофическим изменениям (похудение, незаживающие язвы, выпадение шерсти), глубокой астении, эндокринным расстройствам, обменным

нарушениям, к изменению состава периферической крови - лейкоцитозу либо лейкопении, изменению гемолитической стойкости эритроцитов и пр. Это связано с рефлекторным действием высокочастотного ультразвука на вегетативные центры головного мозга и, в первую очередь гипоталамической области.

Ультразвуковые колебания изменяют структуру клеточных мембран, увеличивают их проницаемость, стимулируют процессы гидролиза, гликолиза, активность биокатализаторов. Они повышают проницаемость кожи, повышают активность холинэстеразы почти в 2 раза. Доказано участие коры больших полушарий в функциональной перестройке деятельности организма, происходящей под влиянием ультразвукового облучения. Опыты показали, что под действием ультразвуковых колебаний разной интенсивности возникают направленные изменения биопотенциалов коры головного мозга, при этом слабое и однократное озвучивание сопровождается увеличением биопотенциалов коры, повторное либо интенсивное воздействие ультразвука приводит к снижению их, вплоть до полного биоэлектрического «молчания». Итак, в зависимости от интенсивности и длительности воздействия ультразвуки оказывают стимулирующее, активирующее влияние либо угнетают, тормозят и подавляют биологические процессы, физиологические реакции организма.

При озвучивании разных отделов спинного мозга и периферических нервных стволов отмечены те же закономерности, что и при озвучивании головного мозга. Патогенез ультразвуковых изменений можно объяснить механическими колебаниями - вибрационной микротравматизацией, приводящей к явлениям сотрясения спинного мозга.

В отношении периферических нервов установлены такие же закономерности воздействия ультразвука разной интенсивности: ультразвуки слабой и средней мощности повышают возбудимость и ускоряют проведение нервного импульса; с повышением интенсивности и продолжительности озвучивания нарастает угнетение возбудимости нерва до появления полного блока; па-тогистологически определяются набухание нервных волокон, их извитость, вакуолизация и распад.

Практика терапевтического применения высокочастотного ультразвука также выявила возможность неблагоприятного его воздействия на периферические отделы нервной системы. При лечебном действии высокочастотного ультразвука 1,5 Вт/см2 наблюдалась анал-гезия в зоне иннервации нерва ниже места озвучивания.

В ряде наблюдений приводятся данные заболевания периферических нервов активной руки у лиц, отпускающих лечебные процедуры. Отпуская сотням пациентам ультразвуковые процедуры, специалисты отмечают боли, парестезии и слабость правой кисти; после переключения на левую руку - аналогичные явления возникают и в левой кисти.

Большой интерес представляют функциональные и морфологические изменения в различных тканях и органах, возникающие, по заключению большинства авторов, от воздействия ультразвука на ЦНС. В этом плане существенную роль играют кожные анализаторы и особенно богато представленная на периферии вегетативная нервная система. Кожа является своеобразной антенной вегетативной нервной системы, пере-

дающей ультразвуковое раздражение на путь кожно-висцеральных рефлексов. Кроме того, ультразвуковое раздражение, падая на рецепторный аппарат кожи, передается по всем направлениям на периферические и центральные образования симпатической и парасимпатической нервной системы, на все уровни спинного и головного мозга как по специфическому, так и неспецифическому путям. На основании экспериментальных и клинических исследований многими авторами выявлены закономерные изменения сердечно-сосудистой деятельности.

Исследование сосудистых реакций организма на воздействие ультразвука позволило установить, что малые дозы высокочастотного ультразвука (0,2^1 Вт/см2) вызывают сосудорасширяющий эффект, большие дозы (3 Вт/см2 и более) - сосудосуживающий. Заметное влияние оказывает ультразвук и на тонус артерий крупного и среднего калибра. Достаточно широко известны изменения деятельности желудочно-кишечного тракта и других органов, развивающиеся под действием высокочастотного ультразвука. Исследователи связывают наблюдаемые ими изменения с воздействием ультразвука на гипоталамус, регулирующий деятельность внутренних органов рефлекторным и нейрогуморальным путем.

Ультразвуковые повреждающие изменения кохлеар-

ного аппарата и других тканей (костей) трактуются как неспецифические, вызванные действием вибрации.

Механизм действия ультразвуковык колебаний на организм объясняется не только непосредственным специфическим влиянием ультразвука на нервную систему, но и рефлекторным влиянием, осуществляемым путем сложнейших перекрестных рефлексов.

Приведенные сведения о действии высокочастотного ультразвука на организм животных и человека свидетельствуют о полиморфных и сложных изменениях, происходящих почти во всех тканях, органах и системах организма соответственно степени их резистентности к ультразвуку. Изменения происходят на клеточном, молекулярном и субмикроскопическом уровнях тканей, выгзытая «перестройку» физиологических реакций, ней-рогуморальных, обменных процессов, эндокринной функции и деятельности различных систем и органов, подчиняясь общей закономерности: малые интенсивности стимулируют, активируют, средние и большие угнетают, тормозят и могут полностью подавлять функции.

Таким образом, этот материал, изложенный с позиции воздействия ультразвука на биологические системы, поможет медикам ориентироваться в выборе параметров ультразвука при использовании этого лечебного фактора.

THE INFLUENCE OF ULTRASOUND ON THE ORGANISM

E.V. Shevchenko, N.A. Kchlopenko (Irkutsk State Medical University)

Its shown that main ultrasound charaecteristics (intensity, exposition duration, rate) establish the peculiarities of its spreading in medium and biotissues. A number of effects (mechanical, thermal and physical-chemical) occurs when the biotissues ifluenced by ultrasound. These effects result in some deviations from physical laws (principles) the nature of which is to be taken into the consideration when diagnostic and medical (theraupeutic) measures are performed.

ЛИТЕРАТУРА

1. Мшш/юв И.Г. Ультразвук и его применение. - Л., 1968.

2. Ультразвук и термодинамические свойства. - Курск,

3. Мрименение82льтразвука к исследованию вещества. -

4. БоголЮбов ВА, Пономаренко В.Н. Общая физиотерапия. - М., 1998. - С.239-259.

5. Боголюбов В.А. Техника и методики физиотерапевтических процедур. - М.: Медицина, "2002. - С.246-272.

6. Руденко Т.Л. Физиотерапия. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2000. - С.214-228.

7. ММЬлчанов Г.И. Ультразвук в фармации. - М., 1980. -

8. Царцис П.Г., Френкель И.Д. Биохимические основы физической терапии или общая физиотерапия. - М., 1987. - 453 с.

© БАРДЕДИНОВ Х.К. - 2006

ЛЕКЦИИ ПО ФОРМАЛЬНОЙ ЛОГИКЕ: ВВЕДЕНИЕ В УЧЕНИЕ О

ПОНЯТИИ (лекция 2)

Х.К. Бардединов

(Иркутский институт повышения квалификации работников образования, ректор - д. ист. н., проф. Л.М. Дамешек, кафедра коррекционно-развивающего обучения, и.о. зав. - Х.К. Бардединов)

Резюме. Известно, что в процессе подготовки специалиста (врача, юриста, психолога, педагога, журналиста и т.д.) не только накапливаются нужные знания, но формируется так называемое «профессиональное» мышление. Это своеобразная мыслительная деятельность специалиста, предполагающая особые формы и взаимосвязи анализа, синтеза, обобщения, которые связаны с необходимостью соотношения общего (общая картина болезни, картина поведения, преступления, успеваемости и др.) с отдельными составляющими (факторы влияющие на поведение, успеваемость, симптомы болезни и др.). Профессиональное мышление также предполагает быстрое и своевременное принятие единственно правильного решения. Значительную составляющую в таком мышлении, кроме интуитивного и творческого, представляет аналитическое (логическое) мышление, которое позволяет специалисту создавать картину ситуации в виде четких мыслей - в виде понятий, суждений, умозаключений. Ключеше слова. Мышление, логика, понятие, содержание, специалист.

Логическая теория - своеобразна. Она выгсказыта-ет об обычном человеческом мышлении то, что покажется Вам на первыш взгляд необыиным и без необхо-

димости усложненным. Основное содержание логики формулируется зачастую на особом, созданном специально для формализации мысли искусственном языке.

ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАЗВУКА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

В настоящее время ультразвук широко применяется в различных областях техники и промыш-ленности, в особенности для анализа и контроля: дефектоскопия, структурный анализ вещества, определение физико-химических свойств материалов и др.

Технологические процессы: очистка и обезжиривание де-талей, механическая обработка твердых и хрупких материалов, сварка, пайка, лужение, электролитические процессы, ускорение химических реакций и др. используют ультразвуковые колебания низкой частоты (НЧ) - от 18 до 30 кГц и высокой мощности - до 6-7 Вт/см 2 . Наиболее распространенными источниками ультразвука являются пьезо-электрические и магнитные преобразователи. Кроме того, в производственных условиях НЧ ультразвук нередко образуется при аэродинамических процессах: работа реактивных двигателей, газовых турбин, мощных пневмодвигателей и др.

Значительное распространение ультразвук получил в медицине для лечения заболеваний позвоночника, суставов, периферической нервной системы, а также для выполнения хирургических операций и диагностики заболеваний. Американскими учеными был разработан эффективный метод удаления опухолей головного мозга(2002 г), не поддающихся обычному хирургическому лечению. В его основе принцип, использующийся при удалении катаракты - дробление патологического образования фокусированным ультразвуком. Впервые разработан аппарат, способный создать в заданной точке ультразвуковые колебания необходимой интенсивности и при этом не повредить окружающие ткани. Источники ультразвука располагаются на черепе пациента и испускают относительно слабые колебания. Компьютер рассчитывает направление и интенсивность ультразвуковых импульсов таким образом, чтобы они только в опухоли сливались друг с другом и разрушали ткани.

Кроме того, врачи научились с помощью ультразвука выращивать утерянные зубы заново (2006 г). Как обнаружили исследователи из канадского университета Альберты, пульсирующий ультразвук низкой интенсивности стимулирует повторный рост выбитых и выпавших зубов. Медики разработали особую технологию - миниатюрную “систему на чипе”, обеспечивающую заживление зубной ткани. Благодаря беспроводному выполнению преобразователя ультразвука, микроскопическое устройство, укомплектованное биологически совместимыми материалами, помещается во рту пациента, не доставляя ему дискомфорта.

Интенсивно используется в течение трех десятилетий диагностический ультразвук во время беременности и при заболеваниях отдельных органов. Ультразвук, натыкаясь на препятствие в виде органов человека или плода, определяет их наличие и размеры.

Британские исследователи из Лестерского университета применили ультразвуковые технологии в автоматизированной установке, которая снимает мерки с клиента для пошива одежды по индивидуальному заказу. В установке источник ультразвука и шестьдесят сенсоров регистрируют сигналы, отраженные поверхностью тела.

Для этих целей в технике используются звуковые колебания высокой частоты (ВЧ) - от 500 кГц до 5 МГц и малой мощности - от 0,1 до 2,0 Вт/см 2 . Интенсивность применяемого терапевтического ультразвука чаще всего не превышает 0,2-0,4 Вт/см 2 ; частота колебаний ультразвука, при-меняемая для диагностики, колеблется от 800 кГц до 20 МГц, интенсивность варьирует от 0,01 до 20 Вт/см 2 и более.

Это только некоторые области применения ультразвука. Человек во всех случаях подвергается его воздействию. Как влияет ультразвук на организм человека? Вредно ли это?

Ультразвук - это механические колебания упругой среды, распространяющиеся в ней в виде переменных сжатий и разрежений; с частотой выше 16-20 кГц, не воспринимаемые человеческим ухом.

С увеличением частоты ультразвуковых колебаний увеличивается их по-глощение средой и уменьшается глубина проникновения в ткани человека. По-глощение ультразвука сопровождается нагреванием среды. Прохождение ультразвука в жидкости сопровождается эффектом кави-тации. Режим генерации ультразвука может быть непрерывным и импульсным.

Кроме общего воздействия на организм работающих через воздух, НЧ ультразвук оказывает локальное действие при соприкосновении с обрабатываемыми деталями и средами, в которых возбуждены ультразвуковые вибрации. В зоне наибольшего воздействия ультразвука в зависимости от вида оборудования находятся кисти рук. Локальное действие может быть по-стоянным (удержание инструмента при обрабатываемой детали при лужении, пайке) или временным (погрузка деталей в ванны, сварка и т. п).

Воздействие от мощных установок (6-7 Вт/см 2) опасно, т. к. может приводить к поражению периферического нерв-ного и сосудистого аппарата в местах контакта (вегетативные полиневриты, нарезы пальцев, кистей и предплечья). Контактное воздействие ультразвука чаще всего имеет место в момент загрузки и выгрузки деталей из ультразву-ковых ванн. Трехминутное погружение пальцев в воду ванны с мощностью преобразо-вателя 1,5 кВт вызывает ощущение покалывания, иногда зуда, а спустя 5 мин. после прекращения действия ультразвука отмечается ощущение холода, чувство онемения пальцев. Вибрационная чувствительность резко снижается, болевая чувствительность у разных лиц при этом может быть либо повышен-ной, либо пониженной. Кратковременный систематический контакт с озвучен-ной средой длительностью 20-30 с и более на подобных установках уже мо-жет приводить к развитию явлений вегетативного полиневрита.

Последствия воздействия ультразвука на организм: функциональные изменения со стороны центральной и перифери-ческой нервной системы, сердечно-сосудистой системы, слухового и вестибу-лярного анализатора, эндокринные и гуморальные отклонения от нормы; головные боли с преимуществен-ной локализацией в фронто-назальной орбитальной и височной областях, чрез-мерно повышеннаяю утомляемость; чувство давления в ушах, неуверенность походки, головокружение; нарушение сна (сонливость днем); раздражительность, гиперакузия, гиперосмия, боязнь яркого света, повышение порогов возбуди-мости болевого; в условиях воздей-ствия интенсивного ультразвука, сопровождаемого шумом, - не-достаточность сосудистого тонуса (понижение артериального давления, гипо-тония), растормаживание кожно-сосудистых рефлексов в сочетании с яркой вазомоторной реакцией; общецеребральные нарушения; вегетативный полиневрит рук (реже и ног) разной степени (пастозность, акроцианоз пальцев, термоасимметрия, расстрой-ство чувствительности по типу перчаток или носков); по-вышение температуры тела и кожи, снижение уровня сахара в крови, эозинофилия. Степень выраженности патологиче-ских изменений зависит от интенсивности и длительности действия ультра-звука; контакт с озвучиваемой средой и наличие шума в спектре также ухуд-шают состояние здоровья.

По сравнению с ВЧ шумом ультразвук заметно слабее влия-ет на слуховую функцию, но вызывает более выраженные отклонения от нормы со стороны вестибулярной функции, болевой чувствительности и терморегуля-ции. Интенсивный ВЧ ультразвук при контакте с поверхностью тела вызывает в основном те же нарушения, что и НЧ.

Особое внимание следует уделить диагностическому ультразвуку. В обзоре Крускал “Диагностическая визуализация во время беременности” (2000 г) отмечается, что ультразвуковые волны имеют потенциал повреждающего воздействия на биологические ткани за счет нагревания и кавитации. Однако документированного подтверждения биологических эффектов ультразвука пока нет. Канадское общество акушеров и гинекологов в 1999 году в своем заявлении отметило, что не существует научных доказательств повреждающего воздействия диагностического ультразвука на развивающийся плод. Ранее предполагалось, что воздействие ультразвука может быть ассоциировано с низкой массой плода при рождении, дислексией, повышенной частотой лейкемии, солидными опухолями, задержкой обучаемости чтению и письму. Риск ультразвукового исследования состоит в основном в возможной гипердиагностике или вероятности пропущенной патологии.

Допустимые уровни звукового давления ультразвуковых установок сле-дует принимать согласно “Санитарным нормам и правилам при работе на про-мышленных ультразвуковых установках” за № 1733-77, ГОСТ 12. 1. 001-89, СанПиН 2. 2. 2/2. 1. 8. 582, которые даны для 1/3 октавных полос в диапазонечастот 1,25-100 кГц и составляют 80 - 110 дБ. При контактном действии уровень ультразвука не должен превышать 110 дБ. ГОСТом предусмотрены изменения ПДУ ультразвука при суммарном сокращении времени его воздействия (на 6 дБ при вре-мени воздействия 1. . . 4 часа в смену и 24 дБ при времени воздей-ствия 1. . . 5 мин).

В основе предупреждения вредного действия ультразвука лежат меры технологического характера: создание автоматического ультразвукового обо-рудования (для мойки тары, очистки деталей), установок с дистанци-онным управлением; переход на использование маломощного оборудования. В этом случае интенсивность ультразвука и шума уменьшается на 20-40 дБ (например, при ультразвуковой очистке деталей, пайке, сверле-нии и др).

При проектировании ультразвуковых установок целесообразно выбирать рабочие частоты, по воз-можности больше удаленные от слышимого диапазона частот (не ниже 22 кГц), чтобы избежать действия выраженного ВЧ шума.

Ультразвуковые установки с превышающими нормативы уровнямишума и ультра-звука следует оборудовать звукоизолирующими устройствами (кожухами, экранами) из листовой стали или дюраля, покрытого звукопоглощающими материалами (рубероидом, технической резиной, пластмассой, антивибритом, гетинаксом, противошумной мастикой). Звукоизолирующие укрытия ультразвуковых установок должны быть изолированы от пола резиновыми прокладками и не иметь щелей и отверстий.

Установки, генерирующие ко-лебания с общим уровнем 135 дБ, размещают в кабинах со звукоизо-ляцией. Для исключения воздействие ультразвука при контакте с жидкими и твердыми средами, необходимо выключение ультразвуковых преобразователей; применение специального рабочего инструмента с виброизолирующей рукояткой и защита рук резиновыми перчатками с хлопчатобумажной подкладкой. При повышенном уровне виброскорости в диапазоне частот от 8 до 2000 Гц на поверхно-стях ультразвуковых инструментов (паяльники, сварочные пистолеты и др) и приспособлений для фиксации деталей необходимо прибегать к демпфирующим покрытиям.

Уста-новки размещаются в изолированных помещениях; отделяются перегородками на всю высоту помещения; ограждаются в виде кабин, бок-сов, выгородок с целью снижения шума и ультразвука на рабочих местах до допустимых величин. ; работающим следует использовать средства индивидуальной защиты.

При применении ВЧ ультразвука мероприятия должны направлены на защиту рук работающих. При работе в жидкой среде в усло-виях лаборатории или при проведении подводного массажа в физиотерапевти-ческих кабинетах контакт с жидкостью должен быть полностью исключен. При дефектоскопии работающие должны избегать прикосновения рук с пьезоэлементом дефектоскопического оборудования.

Предприятие-изготовитель должно указывать в эксплуатационной доку-ментации производственного оборудования ультразвуковую характеристику - уровни звукового давления в третьоктавных полосах принятого диапазона ча-стот, измеряемые в контрольных точках вокруг оборудования; режим работы, при котором должно про-водиться определение характеристик ультразвука. Работающие с ультразвуковым оборудованием проходят инструктаж о характере действия ультразвука; мерах защиты; условиях безопасного обслуживания ультразвуковых установок.

Противопоказания к приему на работу: хронические заболевания центральной и периферической нервной систе-мы, невриты, полиневриты; неврозы общие и сосудистые; перенесенные травмы черепа (сотрясение мозга); обменные и эндокринные нарушения; лабиринтопатия и хронические заболевания органа слуха; стойкое снижение слуха любой этиологии; гипотоническая и гипертоническая болезнь. Периодические медосмотры следует проводить 1 раз в год с участием не-вропатолога, терапевта, отоларинголога; важно исследование вестибулярного аппарата.

Таким образом, ультразвук, с одной стороны, широко используется во многих областях экономики, с другой стороны, пока ещё недостаточно изучено его влияние на организм человека при терапевтическом применении. Пациенты клиник, проходящие диагностику заболеваний с помощью ультразвука, мало информированы о возможном вреде здоровью. Следует вести хотя бы просветительскую работу в этом направлении.

Человеческое ухо способно улавливать звуки, частота которых находится в пределах диапазона 16-20000 колебаний в секунду. Низкочастотные (инфразвук; частота менее 16 колебаний в секунду) и высокочастотные звуковые волны (ультразвук; частота колебаний более 20 тысяч в секунду) не воспринимаются слуховым аппаратом, поэтому для их обнаружения человек использует специальные приборы. Благодаря огромному количеству исследований, целью которых было изучение свойств ультразвуковой волны и воздействие ультразвука, возникли предпосылки, позволившие широко использовать ультразвук в различных отраслях промышленности, медицине, биологии, современной военной технике, народном хозяйстве, в производстве отдельных лекарственных препаратов, в физике и в повседневной жизни.

Что представляет собой ультразвук

Ультразвук представляет собой высокочастотную звуковую волну (частота его колебаний превышает десятки и сотни тысяч герц), способную распространяться в жидкости, твердых материалах, а также в газообразной среде, благодаря действию упругих сил.

Ультразвук имеет как искусственное, так и естественное происхождение. Так, в природе органами чувств, позволяющими воспроизводить и воспринимать колебания, создаваемые ультразвуковой волной, наделены летучие мыши, дельфины, киты, бабочки, кузнечики, саранча, сверчки, некоторые виды птиц и рыб. Благодаря этому они могут хорошо ориентироваться в пространстве, в том числе и в ночное время, и общаться со своими сородичами. Киты и дельфины могут посылать информацию на десятки тысяч километров. Также способны улавливать ультразвук кошки и собаки.

На скорость распространения и интенсивность ультразвука оказывают непосредственное влияние свойства вещества, в котором он распространяется: удаляясь от источника в воздухе, звук ослабевает довольно быстро; и, напротив, в жидкостях и при прохождении через твердое вещество его сила снижается медленно. В отличие от обычных звуков, распространяющихся от источника сразу во всех направлениях, ультразвук представляет собой волну в виде узкого луча.

Благодаря этим своим особенностям ультразвук применяется для исследования дна морей и океанов, обнаружения подводных лодок и затонувших кораблей, а также возможных препятствий под водой и определения точного расстояния до них.

Однако, распространяясь в водной среде, ультразвуковые волны способны также причинять вред организмам, обитающим в ней. Под воздействием ультразвука рыбы всплывают к водной поверхности кверху животом, у них резко нарушается чувство равновесия, и вследствие этого они не могут принять нормальное для себя положение. Продолжительное интенсивное воздействие ультразвука, превышающее допустимые пределы, в конечном результате приводит к крайне тяжелым повреждениям, а также к гибели рыб. В тех же случаях, когда воздействие ультразвука носит временный характер, а его интенсивность невысока, после его прекращения поведение и образ жизни рыб становится прежним.

Аналогичным образом ультразвук воздействует и на человека. Во время проведения экспериментов в ладонь, сложенную в виде чаши, наливали воду, а затем испытуемый погружал руку в ультразвуковое поле. При этом у него возникали неприятные болезненные ощущения. В целом, можно сказать, что сущность биологического воздействия ультразвука пока еще до конца не изучена. Однако, вероятнее всего, основано оно на возникающих в тканях локальных давлениях и на локальном тепловом эффекте, напрямую связанном с поглощением энергии, которое происходит во время глушения вибраций. Поскольку жидкости и газообразная среда способны хорошо поглощать ультразвук, а твердые вещества – проводить его, то скелетная система человеческого тела также является хорошим проводником.

В первую очередь воздействие ультразвука провоцирует возникновение у человека термического эффекта, который является следствием трансформации энергии ультразвуковой волны в тепло.

Кроме того, он вызывает микроскопические сжатия и растяжения тканей (так называемый микромассаж) и стимулирование кровообращения. В результате этого улучшаются функции различных тканей организма и кровоток. Ультразвук также способен оказывать стимулирующее действие на течение обменных процессов и нервно-рефлекторное действие. Ультразвук вызывает изменения не только в тех органах, на которые им воздействуют, но и на другие ткани и органы. При этом длительное и интенсивное его воздействие приводит к разрушению гибели клеток. Это связано с тем, что под воздействием ультразвука в жидкостях организма образовываются полости (это явление носит название «кавитация»), вследствие чего ткани отмирают.

Ультразвуковая волна также способна разрушать многие микроорганизмы, что позволяет инактивировать такие вирусы, как полиомиелит или энцефалит. Воздействие ультразвука на белок приводит к нарушению структуры его частиц и их распаду.

Под воздействием ультразвука разрушаются лейкоциты и эритроциты крови, а ее вязкость и свертываемость значительно возрастает, кроме того, ускоряется РОЭ.

Ультразвук оказывает угнетающее действие на дыхание клетки, уменьшает количество потребляемого ею кислорода, а также способствует инактивации отдельных ферментов и гормонов.

Воздействие ультразвука высокой интенсивности способно привести к следующим последствиям для человека:

• Облысению;
• Возникновению сильного болевого синдрома;
• Помутнению роговицы и хрусталика глаза;
• Гемолизу;
• Повышению содержания в крови холестерина, мочевой и молочной кислоты;
• Мелким кровоизлияниям в различных тканях и органах организма;
• Серьезным нарушениям со стороны слуха;
• Разрушению клеток кортиева органа;
• Разрушению нервных клеток;
• Патологическому развитию и разрушению костной ткани.

В результате длительного воздействия ультразвуком возникают повышенная сонливость, быстрая утомляемость, головокружения, проявления вегетососудистой дистонии (нарушения памяти, расстройства сна, нерешительность, апатия, пугливость, снижение аппетита, склонность к депрессивным состояниям и т.д.).

Воздействие ультразвуком в медицинских целях

Лечебные свойства ультразвука обусловлены его способностью массажировать и прогревать ткани. Однако ультразвуковая волна обладает рядом специфических особенностей воздействия на организм. Глубоко прогреть ткани можно при помощи различных методов, но добиться хороших результатов в лечении при этом позволяет лишь использование ультразвука.

В медицине ультразвук широко применяется не только для воздействия на очаг боли, а и для косвенного влияния. При этом достигаются следующие эффекты:

• Болеутоляющий;
• Спазмолитический;
• Противовоспалительный;
• Бактерицидный.

Допускается сочетание воздействия ультразвуком с другими видами лечебной терапии. Однако лечение должно проводиться с высокой осторожностью. Это обусловлено высокой биологической активностью ультразвуковой волны.