Энергия ультразвука

Энергия ультразвука , просто известная как ультразвук , представляет собой тип механической энергии, называемой звуком.характеризуются вибрирующими или движущимися частицами в среде. Ультразвук отличается вибрациями с частотой более 20 000 Гц по сравнению со слышимыми звуками, которые люди обычно слышат с частотами от 20 до 20 000 Гц. Энергия ультразвука требует, чтобы материя или среда с частицами колебались, чтобы проводить или распространять свою энергию. Энергия обычно проходит через большинство сред в форме волны, в которой частицы деформируются или смещаются под действием энергии, которая затем восстанавливается после прохождения энергии. Типы волн включают поперечные, поверхностные и продольные волны, причем последние являются одними из наиболее часто используемых в биологических приложениях. Характеристики бегущей ультразвуковой энергии сильно зависят от среды, через которую он проходит. Пока ультразвуковые волны распространяются через среду,амплитуда волны постоянно уменьшается или ослабевает с расстоянием, на которое она проходит. Это известно как затухание и возникает из-за рассеяния или отклонения энергетических сигналов по мере распространения волны и преобразования некоторой части энергии в тепловую энергию в среде. Среда, которая преобразует механическую энергию колебаний ультразвуковой энергии в тепловую или тепловую энергию, называется вязкоупругой. Свойства ультразвуковых волн, проходящих через среду биологических тканей, в последние годы широко изучаются и используются во многих важных медицинских инструментах.Среда, которая преобразует механическую энергию колебаний ультразвуковой энергии в тепловую или тепловую энергию, называется вязкоупругой. Свойства ультразвуковых волн, проходящих через среду биологических тканей, в последние годы широко изучаются и используются во многих важных медицинских инструментах.Среда, которая преобразует механическую энергию колебаний ультразвуковой энергии в тепловую или тепловую энергию, называется вязкоупругой. Свойства ультразвуковых волн, проходящих через среду биологических тканей, в последние годы широко изучаются и используются во многих важных медицинских инструментах.

Общие медицинские применения ультразвуковой энергии

Диагностическая визуализация

Как указывалось выше, в последние годы интенсивно изучаются свойства ультразвуковой энергии, проходящей через биологические ткани. Затухание из-за рассеяния энергии в разных тканях можно измерить с помощью устройства, называемого преобразователем.. Записанная информация от датчиков, такая как отношение к месту происхождения и интенсивность сигнала, затем может быть объединена для формирования изображений того, что находится внутри тканей-мишеней. Ультразвуковые волны с более высокой частотой обычно дают изображения с более высоким разрешением, но затухание также увеличивается с увеличением частоты, что ограничивает глубину изображения. Следовательно, наилучшая частота была определена для каждого типа диагностического теста и тканей тела. Некоторые из наиболее распространенных ультразвуковых тестов включают A-сканирование, M-сканирование, B-сканирование и методы Доплера. Этот тест позволяет получать изображения от одномерных до движущихся двухмерных изображений в реальном времени, которые часто можно сразу увидеть на экране. Появление ультразвуковой технологии полностью изменило область медицинской диагностики благодаря ее неинвазивным свойствам.Медицинские работники теперь могут наблюдать ткани внутри тела без необходимости физического проникновения в тело. Это сокращает количество инвазивных и рискованных диагностических процедур и увеличивает шансы на постановку правильного диагноза. Некоторые распространенные процедуры медицинской визуализации включают:

• Сонограмма - ультразвуковые изображения будущего плода используются для проверки правильного развития и других характеристик.
• Диагностика опухоли / рака - изображения можно использовать для изучения подозрительных образований внутри тела и определения необходимости другого лечения.
• Кровоток - изображения можно использовать для изучения кровотока через определенные сосуды и проверки наличия закупорки или аномалий.
• Внутренние органы - изображения можно использовать для изучения физической формы и движений внутренних органов, чтобы убедиться, что они работают должным образом.

Лечение онкологии

Одна из характеристик ультразвука, обсуждавшаяся ранее, заключается в ослаблении ультразвукового сигнала, частично из-за преобразования энергии механической волны в тепловую энергию. Исследователи и врачи нашли применение в медицине, чтобы использовать это преобразование тепла в успешных медицинских процедурах. Энергия ультразвука - это форма терапии, которая изучается как противораковое лечение . Усиленная энергия ультразвука может быть направлена ​​на раковые клетки, чтобы нагреть их и убить. Недавние испытания показали, что ультразвук может повысить эффективность лечения рака, такого как химиотерапия и лучевая терапия. Эта процедура известна как тепловая или гипертермическая терапия.. Используя преобразованную тепловую энергию, которую дает ультразвук, определенные больные ткани можно часто нагревать до температур от 41 ° до 45 ° C. Это повышение температуры было связано с улучшением эффективности лечения рака из-за расширения кровеносных сосудов и увеличения присутствия кислорода в пораженных тканях. Еще одно новое лечение под названием HIFU(Сфокусированный ультразвук высокой интенсивности) использует преимущества тепловых энергетических характеристик ультразвука. HIFU использует ультразвуковое устройство, которое способно точно фокусировать ультразвуковые волны на целевой ткани или определенной группе клеток. В фокусе этой ультразвуковой энергии температура может достигать 80 ° C, что приводит к почти спонтанному коагуляционному некрозу или гибели клеток без повреждения соседних клеток. Это лечение значительно расширяет возможности врачей неинвазивно уничтожать раковые клетки. В настоящее время проводится множество тестов для определения эффективности лечения на различных тканях, но тестирование уже показало многообещающие результаты в области рака простаты .

использованная литература

Эта статья включает в себя список общих ссылок , но он остается в значительной степени непроверенным, поскольку в нем отсутствует достаточное количество соответствующих встроенных ссылок . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, добавив более точные цитаты. ( Май 2021 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

• Гамильтон, Элизабет. «Медицинское использование ультразвука». LIVESTRONG.COM. Demand Media, Inc., 26 марта 2010 г. Интернет. 14 ноября 2012 г. < http://www.livestrong.com/article/97780-medical-uses-ultrasound/ >.
• «Тепловая терапия». Тепловая терапия. Американское онкологическое общество, Inc, 3 июля 2011 г. Интернет. 14 ноября 2012 г. < http://www.cancer.org/treatment/treatmentsandsideeffects/complementaryandalternativemedicine/manualhealingandphysicaltouch/heat-therapy >.
• Хасси, Мэтью, доктор философии "Физика ультразвука". Диагностическое УЗИ. Нью-Йорк: Джон Вили и сыновья, 1975. 12–46. Распечатать.
• Кеннеди, Дж. Э .; тер Хаар, GR; Крэнстон, Д. (сентябрь 2003 г.). «Фокусированный ультразвук высокой интенсивности: хирургия будущего?». Британский журнал радиологии . 76 (909): 590–599. DOI : 10.1259 / BJR / 17150274 . PMID  14500272 .
• Лутц, Харальд Т. (2006). «Основы ультразвука» . Руководство по ультразвуковой диагностике инфекционно-тропических болезней . С. 1–19. DOI : 10.1007 / 3-540-29950-5_1 . ISBN 978-3-540-29950-9.
• Моран, Майкл Дж., Ховард Н. Шапиро, Дэйси Д. Боттнер и Маргарет Б. Бейли. «Энергия и первый закон термодинамики». Основы инженерной термодинамики. 7-е изд. Нью-Йорк: Wiley, 2011. 55. Печать.
• Неф, Карл. «Слышимый звук». Гиперфизика. Государственный университет Джорджии, 2012. Web. 14 ноября 2012 г. < http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/sound/earsens.html >.
• «Ультразвук». Медицинские приборы и системы. Эд. Джозеф Д. Бронзино. 3-е изд. Бока-Ратон, Флорида: CRC / Taylor & Francis, 2006. 14-1-4-40. Распечатать. Справочник по биомедицинской инженерии.

внешняя ссылка

• Запись энергии ультразвука в общедоступном словаре NCI Dictionary of Cancer термины

 Эта статья включает материалы, являющиеся  общественным достоянием, из документа Национального института рака США: «Словарь терминов по раку» .