5. Ультразвук. Шкала интенсивности уз. Особенности уз. Особенности применения в медицине.

Ультразвук имеет преимущество перед звуковыми волнами, благодаря малой длине волны. Малая длина волны может значительно повышать разрешающую способность ультразвуковых методов, а также получать направленное излучение большой интенсивности в малом объеме. Сравнительно малая длина ультразвуковых волн дает возможность для изучения их распространения в ряде случаев методами геометрической акустики. Отсюда следуют такие свойства ультразвука, как возможность геометрического отражения и преломления, а также фокусировки. На этих свойствах базируются исследования микроскопических неоднородностей среды. Большую роль ультразвук играет в гидроакустике, поскольку он является единственным видом упругих волн, которые хорошо распространяются в морской воде. Затухание ультразвука в воде приблизительно в 10в 3 раз меньше, чем в воздухе. Обычно ультразвуковым диапазоном считают полосу частот от 20 000 до нескольких миллиардов герц.Уз обширно применятся в медицине. Несмотря на то, что ультразвук не может эффективно проникать через такие среды как воздух или другие газы, а также кости, он находит широкое применение при исследовании мягких тканей. Использование ультразвуковых гелей и других жидкостей одновременно с улучшением характеристик датчиков, увеличивает области применения ультразвуковых сканеров для различных медицинских обследований. Скорость ультразвуковых волн в мягких тканях тела человека в среднем составляет 1,540 м/сек и практически не зависит от частоты. Датчик является одним из основных компонентов диагностических систем, который конвертирует электрические сигналы в ультразвуковые колебания и производит электрические сигналы, получая отраженное эхо от внутренних тканей пациента. Идеальный датчик должен быть эффективен как излучатель и чувствителен как приемник, иметь хорошие характеристики излучаемых им импульсов со строго определенными показателями, а также принимать широкий диапазон частот, отраженных от исследуемых тканей. В электронных датчиках ультразвуковые колебания возбуждаются благодаря подаче высоковольтных импульсов на пьезо-кристалы, из которых состоит датчик. Количество раз, сколько кристалл вибрирует за секунду, определяет частоту датчика. С увеличением частоты уменьшается длина волны генерируемых колебаний, что отражается на улучшении разрешения, однако, поглощение ультразвуковых колебаний тканями тела пропорционально возрастанию частоты, что влечет за собой уменьшение глубины проникновения. Поэтому датчики с высокой частотой колебаний обеспечивают лучшее разрешение изображения при исследовании не глубоко расположенных тканей, так же как низкочастотные датчики позволяют обследовать более глубоко расположенные органы, уступая высокочастотным качеством изображения. Это разногласие является основным определяющим фактором при использовании датчиков.

6. Гемодинамика. Движение крови по сосудам. Особенности тока крови по крупным и мелким сосудам, капиллярам. Звуковые эффекты. Ток крови при сужении сосуда.

Гемодинамика- движение крови по сосудам, возникающее вследствие разности гидростатического давления в различных участках сосудистой системы. Разность давлений обеспечивается нагнетательной функцией сердца, выбрасывающего в сосудистую систему при каждом сокращении у человека 60—70 мл крови, что составляет в состоянии покоя 4,5—5 л/мин. Эта величина — минутный объём сердца, или сердечный выброс, — важнейший показатель функции сердечно-сосудистой системы; во время мышечной работы она может достигать 20—25 л/мин. Кровь выбрасывается в замкнутую сосудистую систему, оказывающую сопротивление движению крови вследствие трения крови о сосудистую стенку и вязкости самой крови. При детальном математическом моделировании движения крови, она рассматривается как взвесь форменных элементов, т. е. неньютоновская жидкость, а кровеносные сосуды — как вязко-эластичные трубки, свойства которых (геометрические — размеры, ветвления, и физические — вязкость, упругость, проницаемость) меняются по длине. В первом приближении трение крови о стенку сосуда зависит от размера сосуда, т. е. от его диаметра и длины. Сопротивление сосуда движению крови может быть выражено Пуазёйля законом.

Сосудистая система — серия трубок различной длины и диаметра, соединённых как последовательно, так и параллельно. При последовательном соединении величина суммарного сопротивления равна сумме сопротивлений отдельных сосудов:

SR = R1 + R2.

При параллельном соединении суммарное сопротивление выражается уравнением( в тетрадке).

Наибольшим сопротивлением обладают концевые участки артерий — артериолы. Это создаёт препятствие для оттока крови из артериальной системы и приводит к созданию т. н. артериального давления (см. Кровяное давление). Его уровень (Р) пропорционален величине сосудистого сопротивления (R) и количеству крови, выбрасываемому сердцем в сосудистую систему в единицу времени (Q), т. е. P = Q·R, отсюда Q=P/R.

Эта формула применима для всей сердечно-сосудистой системы в целом в случае, если давление в начале этой системы (т. е. в артериях) равно Р, а в конце системы (т. е. в устье полых вен) равно нулю. Если последнее не равно нулю, то уравнение приобретает несколько иной вид. Q=P1-P2/R,

(где P1 и P2 — давление соответственно в начале и в конце сосудистой системы). Это основное уравнение Гемодинамика, пользуясь которым можно определить сосудистое, или т. н. периферическое, сопротивление, если известны давления P1 и P2 и минутный объём сердца (Q).