Автор работы: Пользователь скрыл имя, 18 Октября 2014 в 10:38, реферат
Ультразвук в настоящее время находит широкое применение во всех сферах деятельности человека, включая медицину и экологию. Биологическое действие ультразвуковых волн связывают с явлением кавитации, возникающим в жидких средах при распространении в них ультразвука. Известно, что в каждом месте среды, куда приходит звуковая волна, наблюдаются периодические сжатия и разрежения. Фаза сжатия сопровождается большими давлениями.
1. Введение.
2. Звук. Объективные и субъективные характеристики.
3. Физические характеристики ультразвука.
4. Биологическое воздействие ультразвука.
5. Ультразвуковые генераторы
6. Физические процессы, обусловленные воздействием УЗ на биологические объекты.
7. Ультразвуковая диагностика (импульсная, с использованием сканирования, доплеровская).
8. Механизмы действия УЗ излучения на биологические ткани.
9. Применение УЗ в медицине.
10. Заключение.
11. Список литературы.
С помощью этого метода можно осуществить регистрацию функционирования сердечных мышц и отдельных сердечных клапанов, определить скорость движения крови, а также в акушерстве установить признаки жизни у зародыша, так как работу сердца плода можно обнаружить уже на 12-й неделе беременности.
При построении приборов диагностического назначения можно использовать следующие подходы.
Электроакустический преобразователь вместе с микрофоном, воспринимающим низкочастотные колебания, располагаются в одной плоскости в непосредственной близости друг от друга.
Ультразвуковые колебания, частота которых определяется частотой генератора Г, создаются пьезопреобразователем ПЭ. Они проникают в объект измерения и отражаются от структуры, имеющей акустическую неоднородность. Если она движется, то частота отраженного сигнала отличается от частоты падающего на нее ультразвукового акустического сигнала. В результате интерференции падающего и отраженного сигналов образуется сигнал с частотой ∆f. Сигнал с этой частотой преобразуется в электрический сигнал с помощью микрофона М, который усиливается усилителем У. Усиленный акустический сигнал может быть снова преобразован в акустический с помощью динамика Д или может быть измерен с помощью измерителя-регистратора ИР. При этом частотный сигнал, воспринимаемый микрофоном, необходимо преобразовать в напряжение или ток с помощью частотного детектора ЧД.
Недостатком такого решения будет сильное влияние на низкочастотный микрофон артефактов, обусловленных перемещением ультразвукового излучателя и низкочастотного микрофона по поверхности кожного покрова. Кроме того, низкочастотный микрофон будет улавливать шумы, обусловленные работой мышц и отдельных органов.
Поэтому более предпочтительным выглядит техническое решение, когда отраженные от объекта ультразвуковые колебания воспринимаются вторым электроакустическим преобразователем. С помощью средств электроники частоты зондирующих и отраженных ультразвуковых колебаний преобразуются в электрические сигналы. Их разность будет характеризовать разность частот А/ что легко зарегистрировать с помощью существующих технических средств, или преобразовать ее в звуковые колебания. Такой подход иллюстрируется структурной схемой .
Электрический сигнал, вырабатываемый электронным генератором 1, преобразуется в акустические ультразвуковые колебания в электроакустическом кольцевом преобразователе 2. Отраженный от перемещающейся акустической неоднородности сигнал воспринимается пьезоэлектрическим электроакустическим преобразователем 3. Он преобразуется в электрический сигнал, который усиливается усилителем 4. После перемножения сигналов отражения и возбуждения в перемножителе (смесителе сигналов) 5 суммарный ( f 0 + f 0 ± ∆f ) и разностный сигнал ( f 0 - f 0 ± ∆f ) подаются на фильтр низких частот 6, в котором выделяется разностная частота ∆f. Сигнал ее подается на частотный детектор 7 и регистрирующее устройство 8. Этот сигнал характеризует скорость перемещения акустической неоднородности.
В настоящее время разработаны специальные интегральные фильтры для "спектрально-моментной" обработки сигналов, изготавливаемые на подложках для интегральных микросхем , что облегчает определение разности частот возбуждения и отраженного сигнала.
В современных ультразвуковых диагностических системах, например, "Сономед 400", имеется доплеровский блок, с помощью которого во время проведения исследований выполняется автоматический расчет кривых скорости кровотока, маркеров систолы и диастолы, таблицы индексов для каждого сердечного цикла, индекса пульсаций для структур головного мозга. В системе AI 5200S доплеровское исследование выполняется с помощью специальных карандашных датчиков, в режиме непрерывного излучения ультразвуковых колебаний (непрерывно волновое доплеровское исследование), а также в режиме воздействия радиоимпульсами (импульсно-волновое доплеровское исследование). В этой системе имеется возможность "наклонять" доплеровский луч нажатием специальной кнопки влево и вправо.
Доплеровские методы ультразвуковой диагностики позволяют оценить не только скорость движения крови, но и профиль скоростей и наличие турбулентностей при движении. Однако на практике это сделать не так просто, как кажется на первый взгляд. И всегда приходится вводить устройства коррекции, учитывающие особенности измерительных операций и свойства объекта измерений. Так, необходимо учитывать ослабление сигнала в биологических тканях, трудности получения нулевых углов между векторами движения и направлением ультразвуковой волны, неравномерность толщины сосудов и зон движущихся органов, непостоянство их химического состава, а также различие в акустических свойствах различных движущихся акустически неоднородных структур.
При успешном решении этих методических и технических вопросов ультразвуковые доплерографические исследования позволяют получить информацию, важную для диагностики заболевания.
Применение ультразвука в медицине.
Ультразвуковое
исследование является методом
медицинской визуализации, который
начал применяться более 40 лет
назад. В настоящее время медицина
уже не представляет свое
Некоторые заболевания на начальных этапах протекают незаметно, а позднее обращение к врачу чревато усложнением всего лечебного процесса, который к тому же будет не всегда эффективен.
Области применения
ультразвука в медицине
УЗИ брюшной полости.
В ходе исследования брюшной полости оцениваются размеры органов, их структура, взаимное расположение, наличие дополнительных образований, воспалительных очагов, выявляются изменения, характерные для хронических заболеваний и травматических повреждений.
Печень: существуют ультразвуковые признаки следующих поражений - острого и хронического гепатита, цирроза, жировой инфильтрации, вторичных изменений, связанных с заболеваниями сердца, доброкачественных образований (кист, гемангиом, аденом, кальцификатов), паразитарных кист, злокачественных образований (первичного рака, метастазов).
Желчный пузырь: выявляются аномалии развития пузыря (формы, положения, количества, размеров) и желчевыводящих протоков, желчекаменная болезнь и ее осложнения, воспалительные заболевания (острый и хронический холецистит), полипы, доброкачественные опухолевые поражения, злокачественные поражения.
Поджелудочная железа: определяются аномалии развития, воспалительные заболевания: острый панкреатит и его осложнения (псевдокисты, абсцессы, сдавливание желчевыводящих путей, перитониты), хронический панкреатит; неопухолевые поражения (кисты, жировая инфильтрация); опухолевые поражения: доброкачественные, злокачественные.
Селезенка: наиболее целесообразным ультразвуковое исследование этого органа является при подозрении на пороки развития (полное отсутствие, неправильное расположение, блуждающая селезенка, изменение формы, наличие добавочных селезенок), а также при повреждениях селезенки, которые встречаются в 22% случаев всех травм органов брюшной полости. Кроме того диагностируется увеличение селезенки при воспалительных ее поражениях и при заболеваниях печени, определяются кисты, кальцификаты, инфаркты, абсцессы, опухоли (гемангиомы, лимфангиомы, лимфомы, саркомы, метастатические поражения), изменения при системных заболеваниях крови (лейкозы).
Забрюшенное пространство: оценка лимфатических узлов.
Сосуды: оценка расположения магистральных и внутриорганных сосудов, их размеров, состояние просвета.
УЗИ в акушерстве и гинекологии.
В настоящие дни эта область медицины не представляется без ультразвуковых исследований, которые носят многоплановый характер и имеют широкие возможности в диагностике различных заболеваний.
Акушерство: Приоритетное использование метода в акушерстве связано с отсутствием ионизирующего излучения и возможностью поэтому динамического наблюдения за пациентом. Техническая простота также относится к преимуществам УЗИ. Важной оценкой эффективности данной диагностики является снижение заболеваний и смертности матери и плода, что может быть достигнуто за счет более точного определения срока беременности и родов, выявления аномалий развития плода и многоплодия. Особое место занимает ранняя диагностика внематочной беременности.
Гинекология: Ультразвуковое исследование позволяет оценить расположение органов, их размеры; выявить изменения, характерные воспалительным заболеваниям матки и яичников; определить наличие дополнительных образований матки и яичников с проведением дифференциальной диагностики доброкачественных и злокачественных изменений; произвести точную диагностику миомы матки, внутреннего эндометриоза, патологии эндометрия; производить контроль при проведении гинекологических операций (например в процессе искусственного прерывания беременности у больных миомой матки, биопсии эндометрия, удалении внутриматочной спирали).
УЗИ в педиатрии.
В педиатрии используется
весь спектр ультразвуковых
УЗИ в онкологии.
Ранняя диагностика
злокачественных
Различные ультразвуковые
методики в онкологии
Первичная уточняющая диагностика опухолевых и неопухолевых заболеваний.
Контроль за результатами химиотерапевтического и/или лучевого лечения.
Выявление рецидивов после проведенной терапии.
Уточнение местной распространенности и обнаружение метастазов.
Контроль при проведении пункций.
Основные заболевания, выявляемые при ультразвуковом обследовании молочных желез:
Дисплазии (нарушение симметричности, размеров),
Дисгормональные гиперплазии (увеличение желез),
Кисты (типичны для менструирующих женщин в возрасте 30-50 лет),
Расширение млечных протоков,
Острые воспаления (мастит диффузной и узловой формы),
Опухоли: доброкачественные (фиброаденомы составляют 95% всех доброкачественных опухолей у женщин 15-40 лет), злокачественные (из них до 6% составляют метастазы).
УЗИ почки и мочевого пузыря.
Почки: При ультразвуковом обследовании оценивают расположение почек, форму, контуры, размеры, структуру паренхимы, состояние собирательных полостей, наличие дополнительных образований. Основные патологические состояния почек, выявляемые при УЗИ: аномалии количества (отсутствие, удвоение); аномалии положения (опущения, расположение обеих почек на одной стороне); аномалии сращения почек; аномалии величины (врожденное уменьшение размеров); аномалии структуры (мультикистоз, поликистоз, простые кисты); аномалии развития верхних мочевых путей (удвоения чашечно-лоханочной системы и мочеточника и др.); признаки воспалительных заболеваний (острый пиелонефрит, карбункул, абсцесс, туберкулезный процесс); мочекаменная болезнь (в настоящее время УЗИ является наиболее точным методом диагностики почечных камней, так как видны конкременты любого состава, в том числе рентгенонегативные конкременты мочевой кислоты); расширение верхних мочевых путей, закупорка мочевых путей; диффузные заболевания почечной паренхимы; опухоли: доброкачественные (аденомы, ангиомиолипомы), злокачественные.
Мочевой пузырь: выявляются аномалии развития, камни, опухолевые поражения: доброкачественные и злокачественные (большинство опухолей мочевого пузыря злокачественны и составляют 3% всех злокачественных опухолей, причем соотношение их частоты у мужчин и женщин примерно 6:1).
УЗИ предстательной железы, семенных пузырьков и органов мошонки.
Предстательная железа: ультразвуковое исследование позволяет поставить диагноз острого и хронического простатита, выявить аденому предстательной железы, рак.
Семенные пузырьки: определяются изменения, характерные для воспалительных заболеваний, опухолевые поражения.
Органы мошонки: выявляются пороки развития, воспалительные заболевания, кисты, опухоли.
УЗИ в эндокринологии.
Надпочечники: являются железами внутренней секреции, поэтому нарушение их функционирования, в том числе и вследствие наличия объемных образований, приводит к серьезным гормональным нарушениям, затрагивающим многие органы и системы. Ультразвуковое исследование позволяет выявить гиперплазию надпочечников, воспалительные изменения, гематомы, кисты, опухоли: доброкачественные (аденомы), злокачественные (саркомы) - и те и другие могут быть гормонально активными и гормонально неактивными, метастатические опухоли.
Щитовидная железа: Патология щитовидной железы встречается у 8% взрослого населения земного шара (женщины страдают чаще мужчин, в соотношении 3:1). Среди онкологических заболеваний злокачественные опухоли щитовидной железы составляют до 3%. Ультразвуковая диагностика имеет почти 100% чувствительность в выявлении очагового поражения щитовидной железы, в выявлении рака около 93%. Щитовидная железа реагирует практически на все виды экологических загрязнений. Важно своевременно выявить различные пограничные патологические состояния, череватые развитием диффузно-токсического зоба, аутоимунноготиреоидита, опухолевых процессов, гипотиреозов и других заболеваний. Ввиду важности проблемы, разрабатывается национальная государственная программа по исследованию щитовидной железы у всего населения с проведением ежегодной диспансеризации, включающей ультразвуковую диагностику, лабораторные исследования, консультацию специалиста. При УЗИ щитовидной железы оценивается: железа в целом (расположение, размеры, контуры, форма, структура), внутриорганные изменения (их характер - диффузный или очаговый, расположение, количество образований, контуры, размеры, структура), взаимоотношение щитовидной железы с окружающими структурами.
Выявляются: аномалии развития (положения и размеров), гиперплазия (диффузная и узловая форма), тиреоидиты (острые и хронические), аденома, злокачественные опухоли.
УЗИ молочной железы.