Siêu âm

Các rung động cơ học trong chất khí, chất lỏng và chất rắn có tần số vượt quá 20.000 Hz. Tai người không thể cảm nhận được siêu âm, nhưng một số động vật, chim và côn trùng có thể tạo ra và cảm nhận được nó.

Rung động siêu âm có thể được phát hiện trong tiếng ồn của gió, thác nước và sóng biển. Siêu âm xảy ra trong quá trình hoạt động của động cơ, máy công cụ và động cơ tên lửa. Siêu âm lần đầu tiên được nghiên cứu bởi nhà vật lý người Nga P.N. Lebedev vào đầu thế kỷ 20. Ứng dụng thực tế của nó bắt đầu muộn hơn và gắn liền với tên tuổi của nhà vật lý người Pháp P. Langevin. Siêu âm khác với âm thanh thông thường ở chỗ có bước sóng ngắn hơn nhiều và do đó có một số tính năng - năng lượng lớn hơn, khả năng truyền xung quanh các chướng ngại vật nhất định, tập trung dưới dạng chùm tia, v.v.

Dưới tác động của siêu âm trên môi trường, chất này bị nén và hiếm theo chu kỳ, các hạt bắt đầu rung động và truyền năng lượng chuyển động sang các hạt lân cận. Các đặc tính vốn có của siêu âm—hấp thụ, khúc xạ và phản xạ từ các cấu trúc không đồng nhất—phụ thuộc vào tần số rung.

Có hai dải siêu âm: tần số cao (800 kHz trở lên), được sử dụng trong y học và tần số thấp (20-30 kHz), được sử dụng chủ yếu cho mục đích công nghiệp.

Trong thực hành y tế, việc sử dụng siêu âm đầu tiên có từ đầu những năm 30. Phương pháp điều trị bằng siêu âm được gọi là siêu âm trị liệu. Đối với mục đích y tế, các thiết bị được sử dụng trong đó một dòng điện được đặt vào một tấm thạch anh hoặc bari titanat. Tấm này, dưới tác dụng của điện trường xoay chiều, thể tích của nó thay đổi - nó co lại và giãn ra. Chuyển động của tấm được truyền qua môi trường tiếp xúc đến mô bên dưới.

Siêu âm tần số cao lan truyền trong môi trường ở dạng chùm tia gần như thẳng, cho phép nó ảnh hưởng đến một khu vực hạn chế. Siêu âm xuyên qua độ sâu từ 1 đến 5-6 cm, có thể sử dụng để điều trị các bệnh ở các cơ quan khác nhau; nó được cơ bắp hấp thụ ở mức độ lớn hơn, 40-60% năng lượng tới được phản xạ từ xương; không lan truyền trong không khí, vì vậy hiệu quả điều trị được thực hiện thông qua môi trường tiếp xúc không có không khí (dầu Vaseline, dầu Vaseline và bột Lanolin, nước).

Cơ chế hoạt động của siêu âm bao gồm các yếu tố cơ học (vi mô của tế bào và mô), nhiệt (sinh nhiệt) và hóa lý (hình thành các hoạt chất, v.v.). Vì vậy, sự hình thành nhiệt trong các mô được quan sát chủ yếu khi sử dụng liều lượng lớn và siêu âm liên tục. Khi tiếp xúc với liều lượng nhỏ và các “khẩu phần” riêng lẻ (các xung xen kẽ với một khoảng dừng), sự sinh nhiệt là không đáng kể và ảnh hưởng của các yếu tố khác sẽ tăng lên.

Trong thực hành y tế, liều siêu âm chủ yếu được sử dụng để thúc đẩy kích hoạt các quá trình nội bào trong mô (sinh tổng hợp protein, hình thành các hoạt chất sinh học, tăng hoạt động của enzyme, v.v.). Liều điều trị của siêu âm có tác dụng giảm đau, giãn mạch, chống viêm, hấp thu, chống ngứa và còn kích thích phục hồi các cơ quan và mô bị tổn thương.

Liệu pháp siêu âm được sử dụng cho các chấn thương và bệnh về khớp, cột sống, dây thần kinh và cơ ngoại biên, sẹo, loét dinh dưỡng, co thắt Dupuytren, loét dạ dày và tá tràng, hen phế quản, viêm da thần kinh, viêm amidan mãn tính, viêm mãn tính cơ quan sinh dục nữ và một số bệnh về mắt. bệnh tật.

Tuy nhiên, đối với mỗi bệnh đều có những chỉ định và chống chỉ định mà chỉ có bác sĩ mới có thể xác định được. Chống chỉ định tuyệt đối với liệu pháp siêu âm là: mang thai, chảy máu hoặc có xu hướng chảy máu, xơ vữa động mạch nặng, đau thắt ngực, tai biến mạch máu não, nhồi máu cơ tim trước đó, tăng huyết áp giai đoạn II-III, bệnh về máu, khối u, rối loạn thần kinh nặng.

Dưới sự ảnh hưởng

Siêu âm là âm thanh có tần số trên 20 kHz. Nó có tần số rất cao và có thể được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, chẳng hạn như chẩn đoán bệnh, kiểm soát chất lượng vật liệu và sản phẩm cũng như tạo ra các công nghệ mới.

Siêu âm có thể được sử dụng trong y học để chẩn đoán các bệnh khác nhau như ung thư, đột quỵ và các bệnh khác. Nó cho phép bạn thu được hình ảnh của các cơ quan nội tạng và mô với độ chính xác cao. Ngoài ra, siêu âm có thể được sử dụng để kiểm soát chất lượng vật liệu và sản phẩm.

Siêu âm còn được ứng dụng trong công nghiệp để kiểm soát chất lượng sản phẩm trong sản xuất. Nó có thể được sử dụng để xác định độ dày của vật liệu, cấu trúc của nó và các thông số khác.

Ngoài ra, siêu âm còn được sử dụng để tạo ra các công nghệ mới như hàn siêu âm, làm sạch bằng siêu âm và các công nghệ khác.

Nhìn chung, siêu âm có nhiều ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ y học đến công nghiệp. Đây là một trong những lĩnh vực phát triển khoa học và công nghệ hứa hẹn nhất.