CURTEA 5 ECOGRAFIE ȘI INFRASUNETE
1. Emițătoare și receptoare de ultrasunete.
2. Absorbția ultrasunetelor într-o substanță. Fluxuri acustice și cavitație.
3. Reflexia ultrasunetelor. Vedere sonoră.
4. Efectul biofizic al ultrasunetelor.
5. Utilizarea ultrasunetelor în medicină: terapie, chirurgie, diagnosticare.
6. Infrasunetele și sursele sale.
7. Impactul infrasunetelor asupra oamenilor. Utilizarea infrasunetelor în medicină.
8. Concepte și formule de bază. Mese.
9. Sarcini.
Ecografie - vibratii elastice si unde cu frecvente de la aproximativ 20x10 3 Hz (20 kHz) la 10 9 Hz (1 GHz). Gama de frecvență a ultrasunetelor de la 1 la 1000 GHz este denumită în mod obișnuit hipersunet. Frecvențele ultrasunetelor sunt împărțite în trei intervale:
ULF - ultrasunete de joasă frecvență (20-100 kHz);
USCh - ultrasunete cu frecvență medie (0,1-10 MHz);
UHF - ultrasunete de înaltă frecvență (10-1000 MHz).
Fiecare gamă are propriile sale caracteristici de utilizare medicală.
5.1. Emițători și receptori de ultrasunete
Electromecanic emițătoriȘi receptoare cu ultrasunete utilizați fenomenul efectului piezoelectric, a cărui esență este ilustrată în Fig. 5.1.
Dielectricii cristalini precum cuarțul, sarea Rochelle etc. au proprietăți piezoelectrice pronunțate.
Emițători de ultrasunete
Electromecanic Emițător de ultrasunete folosește fenomenul efectului piezoelectric invers și este format din următoarele elemente (Fig. 5.2):
Orez. 5.1. A - efect piezoelectric direct: compresia și întinderea plăcii piezoelectrice duce la apariția unei diferențe de potențial a semnului corespunzător;
b - efect piezoelectric invers:în funcţie de semnul diferenţei de potenţial aplicat plăcii piezoelectrice, aceasta este comprimată sau întinsă
Orez. 5.2. Emițător de ultrasunete
1 - plăci dintr-o substanță cu proprietăți piezoelectrice;
2 - electrozi depuși pe suprafața sa sub formă de straturi conductoare;
3 - un generator care furnizează electrozilor o tensiune alternativă cu frecvența necesară.
Atunci când electrozii (2) de la generatorul (3) se aplică tensiune alternativă, placa (1) suferă întindere și compresie periodică. Apar oscilații forțate, a căror frecvență este egală cu frecvența modificărilor de tensiune. Aceste vibrații sunt transmise particulelor din mediu, creând o undă mecanică cu frecvența corespunzătoare. Amplitudinea oscilațiilor particulelor mediului din apropierea emițătorului este egală cu amplitudinea oscilațiilor plăcii.
Caracteristicile ultrasunetelor includ posibilitatea de a obține unde de intensitate mare chiar și cu amplitudini de vibrație relativ mici, deoarece la o amplitudine dată densitatea
Orez. 5.3. Focalizarea unui fascicul de ultrasunete în apă cu o lentilă de plexiglas plan-concava (frecvența ultrasunetelor 8 MHz)
fluxul de energie este proporțional frecvența pătrată(vezi formula 2.6). Intensitatea maximă a radiației ultrasunete este determinată de proprietățile materialului emițătorilor, precum și de caracteristicile condițiilor de utilizare a acestora. Intervalul de intensitate pentru generația SUA în regiunea USF este extrem de larg: de la 10 -14 W/cm2 la 0,1 W/cm2.
În multe scopuri, sunt necesare intensități semnificativ mai mari decât cele care pot fi obținute de la suprafața emițătorului. În aceste cazuri, puteți utiliza focalizarea. Figura 5.3 prezintă focalizarea ultrasunetelor folosind o lentilă din plexiglas. Pentru obtinerea foarte larg intensitățile ultrasunetelor folosesc metode de focalizare mai complexe. Astfel, la focarul unui paraboloid, ai cărui pereți interiori sunt formați dintr-un mozaic de plăci de cuarț sau piezoceramice de titanit de bariu, la o frecvență de 0,5 MHz se pot obține intensități ultrasunete de până la 10 5 W/cm2. in apa.
Receptoare cu ultrasunete
Electromecanic Receptoare cu ultrasunete(Fig. 5.4) utilizează fenomenul efectului piezoelectric direct. În acest caz, sub influența unei unde ultrasonice, apar vibrații ale plăcii de cristal (1),
Orez. 5.4. Receptor cu ultrasunete
în urma căreia pe electrozii (2) apare o tensiune alternativă, care este înregistrată de sistemul de înregistrare (3).
În majoritatea dispozitivelor medicale, un generator de unde ultrasonice este, de asemenea, utilizat ca receptor.
5.2. Absorbția ultrasunetelor într-o substanță. Fluxuri acustice și cavitație
În esența sa fizică, ultrasunetele nu diferă de sunet și este o undă mecanică. Pe măsură ce se răspândește, se formează zone alternative de condensare și rarefiere a particulelor de mediu. Viteza de propagare a ultrasunetelor și a sunetului în medii este aceeași (în aer ~ 340 m/s, în apă și țesuturi moi ~ 1500 m/s). Cu toate acestea, intensitatea mare și lungimea scurtă a undelor ultrasonice dau naștere la o serie de caracteristici specifice.
Când ultrasunetele se propagă într-o substanță, are loc o tranziție ireversibilă a energiei undei sonore în alte tipuri de energie, în principal în căldură. Acest fenomen se numește absorbția sunetului. Scăderea amplitudinii vibrațiilor particulelor și a intensității ultrasunetelor datorită absorbției este exponențială:
unde A, A 0 sunt amplitudinile vibrațiilor particulelor mediului la suprafața substanței și la o adâncime h; I, I 0 - intensitățile corespunzătoare ale undei ultrasonice; α - coeficient de absorbție, in functie de frecventa undei ultrasonice, temperatura si proprietatile mediului.
Coeficient de absorbție - inversul distanței la care amplitudinea undei sonore scade cu un factor de „e”.
Cu cât coeficientul de absorbție este mai mare, cu atât mediul absoarbe ultrasunetele mai puternic.
Coeficientul de absorbție (α) crește odată cu creșterea frecvenței ultrasunetelor. Prin urmare, atenuarea ultrasunetelor într-un mediu este de multe ori mai mare decât atenuarea sunetului audibil.
Împreună cu coeficient de absorbție, Absorbția cu ultrasunete este, de asemenea, utilizată ca caracteristică adâncimea de semiabsorbție(H), care este legat de acesta printr-o relație inversă (H = 0,347/α).
Adâncime de absorbție pe jumătate(H) este adâncimea la care intensitatea undei ultrasunete este înjumătățită.
Valorile coeficientului de absorbție și adâncimii de semiabsorbție în diferite țesuturi sunt prezentate în tabel. 5.1.
În gaze și, în special, în aer, ultrasunetele se propagă cu atenuare mare. Lichidele și solidele (în special monocristalele) sunt, de regulă, buni conductori ai ultrasunetelor, iar atenuarea în ele este mult mai mică. De exemplu, în apă, atenuarea ultrasunetelor, celelalte lucruri fiind egale, este de aproximativ 1000 de ori mai mică decât în aer. Prin urmare, domeniile de utilizare ale frecvenței ultrasonice și frecvenței ultrasonice se referă aproape exclusiv la lichide și solide, iar în aer și gaze se utilizează doar frecvența ultrasonică.
Degajare de căldură și reacții chimice
Absorbția ultrasunetelor de către o substanță este însoțită de trecerea energiei mecanice în energia internă a substanței, ceea ce duce la încălzirea acesteia. Cea mai intensă încălzire are loc în zonele adiacente interfețelor, când coeficientul de reflexie este aproape de unitate (100%). Acest lucru se datorează faptului că, ca urmare a reflexiei, intensitatea undei de lângă graniță crește și, în consecință, crește cantitatea de energie absorbită. Acest lucru poate fi verificat experimental. Trebuie să atașați emițătorul de ultrasunete la mâna udă. Curând, apare o senzație (asemănătoare cu durerea de la o arsură) pe partea opusă a palmei, cauzată de ultrasunetele reflectate de interfața piele-aer.
Țesuturile cu o structură complexă (plămânii) sunt mai sensibile la încălzirea cu ultrasunete decât țesuturile omogene (ficatul). Relativ multă căldură este generată la interfața dintre țesutul moale și os.
Încălzirea locală a țesuturilor cu o fracțiune de grad promovează activitatea vitală a obiectelor biologice și crește intensitatea proceselor metabolice. Cu toate acestea, expunerea prelungită poate provoca supraîncălzire.
În unele cazuri, ultrasunetele focalizate sunt folosite pentru a influența local structurile individuale ale corpului. Acest efect face posibilă atingerea hipertermiei controlate, de ex. încălzirea la 41-44 °C fără supraîncălzirea țesuturilor adiacente.
Creșterea temperaturii și căderile mari de presiune care însoțesc trecerea ultrasunetelor pot duce la formarea de ioni și radicali care pot interacționa cu moleculele. În acest caz, pot apărea reacții chimice care nu sunt fezabile în condiții normale. Efectul chimic al ultrasunetelor se manifestă, în special, prin scindarea unei molecule de apă în radicali H + și OH -, urmată de formarea peroxidului de hidrogen H 2 O 2.
Fluxuri acustice și cavitație
Undele ultrasunete de mare intensitate sunt însoțite de o serie de efecte specifice. Astfel, propagarea undelor ultrasonice în gaze și lichide este însoțită de mișcarea mediului, care se numește flux acustic (Fig. 5.5, A). La frecvențe din domeniul de frecvență ultrasonic într-un câmp ultrasonic cu o intensitate de câțiva W/cm2, poate apărea țâșnire de lichid (Fig. 5.5, b)și pulverizarea acestuia pentru a forma o ceață foarte fină. Această caracteristică a propagării ultrasunetelor este utilizată în inhalatoarele cu ultrasunete.
Printre fenomenele importante care apar atunci când ultrasunetele intense se propagă în lichide este cea acustică cavitație - creșterea bulelor din cele existente într-un câmp ultrasonic
Orez. 5.5. a) fluxul acustic care apare atunci când ultrasunetele se propagă la o frecvență de 5 MHz în benzen; b) o fântână de lichid formată când un fascicul de ultrasunete cade din interiorul lichidului pe suprafața acestuia (frecvența ultrasunetelor 1,5 MHz, intensitate 15 W/cm2)
nuclee submicroscopice de gaz sau vapori în lichide cu dimensiunea de până la o fracțiune de mm, care încep să pulseze la o frecvență ultrasonică și să se prăbușească în faza de presiune pozitivă. Când bulele de gaz se prăbușesc, presiuni locale mari de ordinul a mii de atmosfere sferic unde de soc. Un efect mecanic atât de intens asupra particulelor conținute într-un lichid poate duce la o varietate de efecte, inclusiv cele distructive, chiar și fără influența efectului termic al ultrasunetelor. Efectele mecanice sunt deosebit de semnificative atunci când sunt expuse la ultrasunete focalizate.
O altă consecință a prăbușirii bulelor de cavitație este încălzirea puternică a conținutului acestora (până la o temperatură de aproximativ 10.000 °C), însoțită de ionizarea și disocierea moleculelor.
Fenomenul de cavitație este însoțit de eroziunea suprafețelor de lucru ale emițătorilor, deteriorarea celulelor etc. Cu toate acestea, acest fenomen duce și la o serie de efecte benefice. De exemplu, în zona cavitației, are loc o amestecare crescută a substanței, care este utilizată pentru prepararea emulsiilor.
5.3. Reflexia cu ultrasunete. Vedere sonoră
Ca toate tipurile de unde, ultrasunetele se caracterizează prin fenomene de reflexie și refracție. Cu toate acestea, aceste fenomene sunt vizibile numai atunci când dimensiunea neomogenităților este comparabilă cu lungimea de undă. Lungimea undei ultrasonice este semnificativ mai mică decât lungimea undei sonore (λ = v/v). Astfel, lungimile undelor sonore și ultrasonice în țesuturile moi la frecvențe de 1 kHz și respectiv 1 MHz sunt egale: λ = 1500/1000 = 1,5 m;
1500/1.000.000 = 1,5x10 -3 m = 1,5 mm. În conformitate cu cele de mai sus, un corp cu o dimensiune de 10 cm practic nu reflectă sunetul cu o lungime de undă de λ = 1,5 m, ci este un reflector pentru o undă ultrasonică cu λ = 1,5 mm.
Eficiența de reflexie este determinată nu numai de relațiile geometrice, ci și de coeficientul de reflexie r, care depinde de raport rezistența la undă a mediilor x(vezi formulele 3.8, 3.9):
Pentru valorile lui x apropiate de 0, reflexia este aproape completă. Acesta este un obstacol în calea transferului ultrasunetelor din aer la țesuturile moi (x = 3x10 -4, r= 99,88%). Dacă un emițător de ultrasunete este aplicat direct pe pielea unei persoane, ultrasunetele nu vor pătrunde în interior, ci vor fi reflectate de un strat subțire de aer între emițător și piele. În acest caz, valori mici X joacă un rol negativ. Pentru a elimina stratul de aer, suprafața pielii este acoperită cu un strat de lubrifiant adecvat (jeleu de apă), care acționează ca un mediu de tranziție care reduce reflexia. Dimpotrivă, pentru a detecta neomogenități în valori medii, mici X sunt un factor pozitiv.
Valorile coeficientului de reflexie la limitele diferitelor țesuturi sunt date în tabel. 5.2.
Intensitatea semnalului reflectat recepționat depinde nu numai de mărimea coeficientului de reflexie, ci și de gradul de absorbție a ultrasunetelor de către mediul în care se propagă. Absorbția unei unde ultrasonice duce la faptul că semnalul de eco reflectat dintr-o structură situată în adâncime este mult mai slab decât cel format atunci când este reflectat dintr-o structură similară situată în apropierea suprafeței.
Pe baza reflectării undelor ultrasonice din neomogenități viziune sonora, utilizat în examenele medicale cu ultrasunete (ultrasunete). În acest caz, ultrasunetele reflectate din neomogenități (organe individuale, tumori) sunt transformate în vibrații electrice, iar acestea din urmă în lumină, ceea ce vă permite să vedeți anumite obiecte pe ecran într-un mediu opac la lumină. Figura 5.6 prezintă o imagine
Orez. 5.6. Imagine a unui făt uman în vârstă de 17 săptămâni, obținută folosind ultrasunete de 5 MHz
făt uman în vârstă de 17 săptămâni, obținut cu ajutorul ultrasunetelor.
A fost creat un microscop cu ultrasunete la frecvențe din domeniul ultrasonic - un dispozitiv similar cu un microscop convențional, al cărui avantaj față de un microscop optic este că pentru cercetarea biologică nu este necesară o colorare preliminară a obiectului. Figura 5.7 prezintă fotografii ale globulelor roșii obținute cu microscoape optice și cu ultrasunete.
Orez. 5.7. Fotografii ale globulelor roșii obținute prin microscoape optice (a) și cu ultrasunete (b).
Pe măsură ce frecvența undelor ultrasonice crește, rezoluția crește (pot fi detectate neomogenități mai mici), dar capacitatea lor de penetrare scade, adică. adâncimea la care structurile de interes pot fi examinate scade. Prin urmare, frecvența ultrasunetelor este aleasă astfel încât să combine rezoluția suficientă cu profunzimea necesară a investigației. Astfel, pentru examinarea cu ultrasunete a glandei tiroide, situată direct sub piele, se folosesc unde cu o frecvență de 7,5 MHz, iar pentru examinarea organelor abdominale se utilizează o frecvență de 3,5-5,5 MHz. În plus, se ține cont și de grosimea stratului de grăsime: pentru copiii subțiri se folosește o frecvență de 5,5 MHz, iar pentru copiii supraponderali și adulți se folosește o frecvență de 3,5 MHz.
5.4. Efectul biofizic al ultrasunetelor
Când ultrasunetele acționează asupra obiectelor biologice din organele și țesuturile iradiate la distanțe egale cu jumătate din lungimea de undă, pot apărea diferențe de presiune de la unități la zeci de atmosfere. Astfel de impacturi intense duc la o varietate de efecte biologice, a căror natură fizică este determinată de acțiunea combinată a fenomenelor mecanice, termice și fizico-chimice care însoțesc propagarea ultrasunetelor în mediu.
Efectele generale ale ultrasunetelor asupra țesuturilor și asupra corpului în ansamblu
Efectul biologic al ultrasunetelor, de ex. modificările produse în activitatea de viață și în structurile obiectelor biologice atunci când sunt expuse la ultrasunete sunt determinate în principal de intensitatea și durata iradierii acesteia și pot avea atât efecte pozitive, cât și negative asupra activității de viață a organismelor. Astfel, vibrațiile mecanice ale particulelor care apar la intensități ultrasunete relativ scăzute (până la 1,5 W/cm2) produc un fel de micromasaj al țesuturilor, favorizând un metabolism mai bun și o mai bună aprovizionare a țesuturilor cu sânge și limfă. Încălzirea locală a țesuturilor prin fracțiuni și unități de grade, de regulă, promovează activitatea vitală a obiectelor biologice, crescând intensitatea proceselor metabolice. Unde cu ultrasunete micȘi in medie intensitățile provoacă efecte biologice pozitive în țesuturile vii, stimulând apariția proceselor fiziologice normale.
Utilizarea cu succes a ultrasunetelor la aceste intensități este utilizată în neurologie pentru reabilitarea bolilor precum radiculita cronică, poliartrita, nevrita și nevralgia. Ultrasunetele sunt utilizate în tratamentul bolilor coloanei vertebrale și articulațiilor (distrugerea depozitelor de sare din articulații și cavități); în tratamentul diferitelor complicații după afectarea articulațiilor, ligamentelor, tendoanelor etc.
Ultrasunetele de mare intensitate (3-10 W/cm2) au un efect dăunător asupra organelor individuale și asupra corpului uman în ansamblu. Intensitatea mare a ultrasunetelor poate provoca
în medii biologice de cavitație acustică, însoțită de distrugerea mecanică a celulelor și țesuturilor. Expunerea intensă pe termen lung la ultrasunete poate duce la supraîncălzirea structurilor biologice și distrugerea acestora (denaturarea proteinelor etc.). Expunerea la ultrasunete intense poate avea și consecințe pe termen lung. De exemplu, cu expunerea prelungită la ultrasunete cu o frecvență de 20-30 kHz, care apare în unele condiții industriale, o persoană dezvoltă tulburări ale sistemului nervos, oboseala crește, temperatura crește semnificativ și apare tulburări de auz.
Ultrasunetele foarte intense sunt fatale pentru oameni. Astfel, în Spania, 80 de voluntari au fost expuși la motoare cu ultrasunete turbulente. Rezultatele acestui experiment barbar au fost dezastruoase: 28 de oameni au murit, restul au fost paralizați complet sau parțial.
Efectul termic produs de ultrasunetele de mare intensitate poate fi foarte semnificativ: la iradierea cu ultrasunete la o putere de 4 W/cm2 timp de 20 s, temperatura tesuturilor corpului la o adancime de 2-5 cm creste cu 5-6 °C.
Pentru a preveni îmbolnăvirile profesionale în rândul persoanelor care lucrează la instalații cu ultrasunete, atunci când este posibil contactul cu surse de vibrații ultrasonice, este necesar să se folosească 2 perechi de mănuși pentru protejarea mâinilor: cauciuc exterior și bumbac interior.
Efectul ultrasunetelor la nivel celular
Efectul biologic al ultrasunetelor se poate baza și pe efecte fizico-chimice secundare. Astfel, în timpul formării fluxurilor acustice, poate apărea amestecarea structurilor intracelulare. Cavitația duce la ruperea legăturilor moleculare din biopolimeri și alți compuși vitali și la dezvoltarea reacțiilor redox. Ultrasunetele măresc permeabilitatea membranelor biologice, drept urmare procesele metabolice sunt accelerate datorită difuziei. O modificare a fluxului de diferite substanțe prin membrana citoplasmatică duce la o modificare a compoziției mediului intracelular și a micromediului celular. Acest lucru afectează rata reacțiilor biochimice care implică enzime care sunt sensibile la conținutul anumitor sau
alți ioni. În unele cazuri, o modificare a compoziției mediului din interiorul unei celule poate duce la o accelerare a reacțiilor enzimatice, care se observă atunci când celulele sunt expuse la ultrasunete de intensitate scăzută.
Multe enzime intracelulare sunt activate de ionii de potasiu. Prin urmare, odată cu creșterea intensității ultrasunetelor, efectul de suprimare a reacțiilor enzimatice în celulă devine mai probabil, deoarece, ca urmare a depolarizării membranelor celulare, concentrația ionilor de potasiu în mediul intracelular scade.
Efectul ultrasunetelor asupra celulelor poate fi însoțit de următoarele fenomene:
Încălcarea micromediului membranelor celulare sub formă de modificări ale gradienților de concentrație a diferitelor substanțe din apropierea membranelor, modificări ale vâscozității mediului în interiorul și în afara celulei;
Modificări ale permeabilității membranelor celulare sub formă de accelerare a difuziei normale și facilitate, modificări ale eficienței transportului activ, perturbarea structurii membranei;
Încălcarea compoziției mediului intracelular sub formă de modificări ale concentrației diferitelor substanțe din celulă, modificări ale vâscozității;
Modificări ale vitezei reacțiilor enzimatice din celulă datorită modificărilor concentrațiilor optime de substanțe necesare funcționării enzimelor.
O modificare a permeabilității membranelor celulare este un răspuns universal la expunerea la ultrasunete, indiferent care dintre factorii de ultrasunete care acționează asupra celulei domină într-un anumit caz.
La o intensitate suficient de mare a ultrasunetelor, are loc distrugerea membranei. Cu toate acestea, diferite celule au rezistență diferită: unele celule sunt distruse la o intensitate de 0,1 W/cm2, altele la 25 W/cm2.
Într-un anumit interval de intensitate, efectele biologice observate ale ultrasunetelor sunt reversibile. Limita superioară a acestui interval de 0,1 W/cm2 la o frecvență de 0,8-2 MHz este acceptată drept prag. Depășirea acestei limite duce la modificări distructive pronunțate ale celulelor.
Distrugerea microorganismelor
Iradierea cu ultrasunete cu o intensitate ce depășește pragul de cavitație este folosită pentru a distruge bacteriile și virușii prezenți în lichid.
5.5. Utilizarea ultrasunetelor în medicină: terapie, chirurgie, diagnosticare
Deformațiile sub influența ultrasunetelor sunt utilizate la măcinarea sau dispersarea mediilor.
Fenomenul de cavitație este utilizat pentru obținerea de emulsii de lichide nemiscibile și pentru curățarea metalelor de calcar și pelicule grase.
Terapia cu ultrasunete
Efectul terapeutic al ultrasunetelor este determinat de factori mecanici, termici și chimici. Acțiunea lor combinată îmbunătățește permeabilitatea membranei, dilată vasele de sânge, îmbunătățește metabolismul, ceea ce ajută la restabilirea stării de echilibru a organismului. Un fascicul de ultrasunete dozat poate fi utilizat pentru a efectua un masaj blând al inimii, plămânilor și altor organe și țesuturi.
În otolaringologie, ultrasunetele afectează timpanul și mucoasa nazală. În acest fel, se realizează reabilitarea nasului care curge cronic și a bolilor cavităților maxilare.
FONOFOREZA - introducerea de substanțe medicinale în țesuturi prin porii pielii cu ajutorul ultrasunetelor. Această metodă este similară cu electroforeza, cu toate acestea, spre deosebire de un câmp electric, un câmp ultrasonic mișcă nu numai ionii, ci și neîncărcat particule. Sub influența ultrasunetelor, permeabilitatea membranelor celulare crește, ceea ce facilitează pătrunderea medicamentelor în celulă, în timp ce cu electroforeză, medicamentele sunt concentrate în principal între celule.
AUTOHEMOTERAPIE - injectarea intramusculară a propriului sânge al unei persoane prelevat dintr-o venă. Această procedură se dovedește a fi mai eficientă dacă sângele prelevat este iradiat cu ultrasunete înainte de perfuzie.
Iradierea cu ultrasunete crește sensibilitatea celulelor la efectele substanțelor chimice. Acest lucru vă permite să creați mai puțin dăunătoare
vaccinuri, deoarece la fabricarea lor pot fi utilizați reactivi chimici de concentrație mai mică.
Expunerea preliminară la ultrasunete sporește efectul iradierii γ și cu microunde asupra tumorilor.
În industria farmaceutică, ultrasunetele sunt folosite pentru a produce emulsii și aerosoli din anumite substanțe medicinale.
În fizioterapie, ultrasunetele sunt utilizate pentru impactul local, efectuat cu un emițător adecvat, aplicat contact printr-o bază de unguent pe o anumită zonă a corpului.
Chirurgie cu ultrasunete
Chirurgia cu ultrasunete este împărțită în două tipuri, dintre care unul este asociat cu efectul vibrațiilor sonore asupra țesutului, al doilea cu aplicarea vibrațiilor ultrasonice la un instrument chirurgical.
Distrugerea tumorilor. Mai multe emițătoare montate pe corpul pacientului emit fascicule de ultrasunete care se concentrează asupra tumorii. Intensitatea fiecărui fascicul nu este suficientă pentru a deteriora țesutul sănătos, dar în locul în care fasciculele converg, intensitatea crește și tumora este distrusă de cavitație și căldură.
În urologie, folosind acțiunea mecanică a ultrasunetelor, ei zdrobesc pietrele în tractul urinar și astfel salvează pacienții de la operații.
Sudarea țesuturilor moi. Dacă puneți împreună două vase de sânge tăiate și le apăsați împreună, se va forma o sudură după iradiere.
Sudarea oaselor(osteosinteză cu ultrasunete). Zona de fractură este umplută cu țesut osos zdrobit amestecat cu un polimer lichid (ciacrină), care polimerizează rapid sub influența ultrasunetelor. După iradiere, se formează o sudură puternică, care se dizolvă treptat și este înlocuită cu țesut osos.
Aplicarea vibrațiilor ultrasonice la instrumentele chirurgicale(bisturii, pile, ace) reduce semnificativ forțele de tăiere, reduce durerea și are efecte hemostatice și de sterilizare. Amplitudinea vibrației sculei de tăiere la o frecvență de 20-50 kHz este de 10-50 microni. Bisturiile cu ultrasunete fac posibilă efectuarea de operații în organele respiratorii fără a deschide pieptul,
operații la esofag și vasele de sânge. Prin introducerea unui bisturiu ultrasonic lung și subțire într-o venă, îngroșările de colesterol din vas pot fi distruse.
Sterilizarea. Efectul distructiv al ultrasunetelor asupra microorganismelor este utilizat pentru sterilizarea instrumentelor chirurgicale.
În unele cazuri, ultrasunetele sunt utilizate în combinație cu alte influențe fizice, de exemplu criogenic, pentru tratamentul chirurgical al hemangioamelor și cicatricilor.
Diagnosticarea cu ultrasunete
Diagnosticul cu ultrasunete este un set de metode pentru studiul unui corp uman sănătos și bolnav, bazat pe utilizarea ultrasunetelor. Baza fizică a diagnosticului cu ultrasunete este dependența parametrilor de propagare a sunetului în țesuturile biologice (viteza sunetului, coeficientul de atenuare, impedanța undei) de tipul de țesut și starea acestuia. Metodele cu ultrasunete fac posibilă vizualizarea structurilor interne ale corpului, precum și studierea mișcării obiectelor biologice în interiorul corpului. Principala caracteristică a diagnosticului cu ultrasunete este capacitatea de a obține informații despre țesuturile moi care variază ușor în densitate sau elasticitate. Metoda de examinare cu ultrasunete este foarte sensibilă, poate fi folosită pentru a detecta formațiuni care nu sunt detectate prin raze X, nu necesită utilizarea de substanțe de contrast, este nedureroasă și nu are contraindicații.
În scopuri de diagnostic, se utilizează frecvența ultrasunetelor de la 0,8 la 15 MHz. Frecvențele joase sunt folosite la studierea obiectelor localizate adânc sau la studierea prin țesutul osos, frecvențele înalte - pentru vizualizarea obiectelor situate aproape de suprafața corpului, pentru diagnosticarea în oftalmologie, la studierea vaselor localizate superficial.
Cele mai utilizate în diagnosticarea cu ultrasunete sunt metodele de ecolocație bazate pe reflectarea sau împrăștierea semnalelor ultrasunete pulsate. În funcție de metoda de obținere și de natura prezentării informațiilor, aparatele pentru diagnosticarea cu ultrasunete sunt împărțite în 3 grupe: dispozitive unidimensionale cu indicație de tip A; instrumente unidimensionale cu indicație tip M; dispozitive bidimensionale cu indicație de tip B.
În timpul diagnosticării cu ultrasunete folosind un dispozitiv de tip A, un radiator care emite impulsuri ultrasunete scurte (cu durata de aproximativ 10 -6 s) este aplicat zonei corpului examinată printr-o substanță de contact. În pauzele dintre impulsuri, dispozitivul primește impulsuri reflectate de diverse neomogenități din țesuturi. După amplificare, aceste impulsuri sunt observate pe ecranul tubului catodic sub formă de abateri ale fasciculului de la linia orizontală. Se numește modelul complet al impulsurilor reflectate ecogramă unidimensională tip A. Figura 5.8 prezintă o ecogramă obținută în timpul ecoscopiei ochiului.
Orez. 5.8. Ecoscopia ochiului folosind metoda A:
1 - ecou de la suprafața anterioară a corneei; 2, 3 - ecouri de pe suprafețele anterioare și posterioare ale cristalinului; 4 - ecou din retină și structurile polului posterior al globului ocular
Ecogramele țesuturilor de diferite tipuri diferă unele de altele prin numărul de impulsuri și amplitudinea lor. Analiza unei ecograme de tip A permite în multe cazuri obținerea de informații suplimentare despre starea, profunzimea și întinderea zonei patologice.
Dispozitivele unidimensionale cu indicație de tip A sunt utilizate în neurologie, neurochirurgie, oncologie, obstetrică, oftalmologie și alte domenii ale medicinei.
În dispozitivele cu indicație de tip M, impulsurile reflectate, după amplificare, sunt alimentate la electrodul modulator al tubului catodic și sunt prezentate sub formă de liniuțe, a căror luminozitate este legată de amplitudinea impulsului, iar lățimea este raportat la durata acestuia. Dezvoltarea acestor linii în timp oferă o imagine a structurilor reflectorizante individuale. Acest tip de indicație este utilizat pe scară largă în cardiografie. O cardiogramă cu ultrasunete poate fi înregistrată folosind un tub catodic cu memorie sau pe un reportofon de hârtie. Această metodă înregistrează mișcările elementelor inimii, ceea ce face posibilă determinarea stenozei valvei mitrale, a malformațiilor cardiace congenitale etc.
Când se utilizează metode de înregistrare de tip A și M, traductorul se află într-o poziție fixă pe corpul pacientului.
În cazul indicației de tip B, traductorul se deplasează (scanează) de-a lungul suprafeței corpului, iar pe ecranul tubului catodic este înregistrată o ecogramă bidimensională, reproducând secțiunea transversală a zonei examinate a corp.
O variație a metodei B este multiscanare,în care mişcarea mecanică a senzorului este înlocuită prin comutarea electrică secvenţială a unui număr de elemente situate pe aceeaşi linie. Multiscanarea vă permite să observați secțiunile studiate aproape în timp real. O altă variantă a metodei B este scanarea sectorială, în care nu există mișcare a sondei de eco, dar se modifică unghiul de introducere a fasciculului de ultrasunete.
Aparatele cu ultrasunete cu indicație de tip B sunt utilizate în oncologie, obstetrică și ginecologie, urologie, otolaringologie, oftalmologie etc. În cardiologie se folosesc modificări ale aparatelor de tip B cu multiscanare și scanare sectorială.
Toate metodele de ecolocație ale diagnosticului cu ultrasunete fac posibilă, într-un fel sau altul, înregistrarea limitelor zonelor cu impedanțe diferite ale undelor în interiorul corpului.
O nouă metodă de diagnosticare cu ultrasunete - tomografia reconstructivă (sau computațională) - oferă distribuția spațială a parametrilor de propagare a sunetului: coeficientul de atenuare (modificarea de atenuare a metodei) sau viteza sunetului (modificarea refractivă). În această metodă, secțiunea obiectului studiat este sună în mod repetat în direcții diferite. Informațiile despre coordonatele sunetului și ale semnalelor de răspuns sunt procesate pe un computer, în urma căruia o tomogramă reconstruită este afișată pe afișaj.
Recent, metoda a început să fie introdusă elastometrie pentru studiul țesutului hepatic atât în mod normal, cât și în diferite stadii de microză. Esența metodei este aceasta. Senzorul este instalat perpendicular pe suprafața corpului. Folosind un vibrator încorporat în senzor, se creează o undă mecanică de sunet de joasă frecvență (ν = 50 Hz, A = 1 mm), a cărei viteză de propagare prin țesutul hepatic subiacent este evaluată cu ajutorul ultrasunetelor cu o frecvență de ν = 3,5 MHz (în esență, ecolocarea este efectuată). Folosind
modulul E (elasticitate) al țesăturii. Se fac o serie de măsurători (cel puțin 10) pentru pacient în spațiile intercostale în proiecția poziției ficatului. Toate datele sunt analizate automat; dispozitivul oferă o evaluare cantitativă a elasticității (densității), care este prezentată atât numeric, cât și color.
Pentru a obține informații despre structurile în mișcare ale corpului, se folosesc metode și instrumente, a căror funcționare se bazează pe efectul Doppler. Astfel de dispozitive conțin de obicei două piezoelemente: un emițător de ultrasunete care funcționează în mod continuu și un receptor de semnale reflectate. Măsurând deplasarea de frecvență Doppler a unei unde ultrasunete reflectată de un obiect în mișcare (de exemplu, de pe peretele unui vas), se determină viteza de mișcare a obiectului care reflectă (vezi formula 2.9). Cele mai avansate dispozitive de acest tip folosesc o metodă de localizare puls-Doppler (coerentă), care face posibilă izolarea unui semnal dintr-un anumit punct din spațiu.
Dispozitivele care utilizează efectul Doppler sunt utilizate pentru a diagnostica boli ale sistemului cardiovascular (determinare
mișcări ale unor părți ale inimii și ale pereților vaselor de sânge), în obstetrică (studiul bătăilor inimii fetale), pentru studiul fluxului sanguin etc.
Organele sunt examinate prin esofag, cu care se învecinează.
Comparație între „lumânare” cu ultrasunete și cu raze X
În unele cazuri, scanarea cu ultrasunete are un avantaj față de raze X. Acest lucru se datorează faptului că razele X oferă o imagine clară a țesutului „dur” pe un fundal de țesut „moale”. De exemplu, oasele sunt clar vizibile pe fundalul țesuturilor moi. Pentru a obține o imagine cu raze X a țesuturilor moi pe fundalul altor țesuturi moi (de exemplu, un vas de sânge pe fundalul mușchilor), vasul trebuie umplut cu o substanță care absoarbe bine radiațiile de raze X (agent de contrast) . Transiluminarea cu ultrasunete, datorită caracteristicilor deja menționate, oferă o imagine în acest caz fără utilizarea agenților de contrast.
Examinarea cu raze X diferențiază diferența de densitate până la 10%, iar ultrasunetele – până la 1%.
5.6. Infrasunetele și sursele sale
Infrasunete- vibrații elastice și unde cu frecvențe situate sub intervalul de frecvențe audibile de om. De obicei, 16-20 Hz este luată ca limită superioară a intervalului de infrasunete. Această definiție este condiționată, deoarece cu o intensitate suficientă, percepția auditivă are loc și la frecvențe de câțiva Hz, deși în acest caz natura tonală a senzației dispare și doar ciclurile individuale de oscilații devin distinse. Limita inferioară de frecvență a infrasunetelor este incertă; aria sa actuală de studiu se extinde până la aproximativ 0,001 Hz.
Undele infrasonice se propagă în aer și apă, precum și în scoarța terestră (unde seismice). Principala caracteristică a infrasunetelor, datorită frecvenței sale scăzute, este absorbția scăzută. Când se propagă în mare adâncime și în atmosferă la nivelul solului, undele infrasonice cu o frecvență de 10-20 Hz se atenuează la o distanță de 1000 km cu cel mult câțiva decibeli. Se știe că sună
Erupțiile vulcanice și exploziile atomice pot înconjura globul de multe ori. Datorită lungimii de undă lungi, împrăștierea infrasunetelor este, de asemenea, scăzută. În mediile naturale, împrăștierea vizibilă este creată numai de obiecte foarte mari - dealuri, munți, clădiri înalte.
Sursele naturale de infrasunete sunt fenomenele meteorologice, seismice și vulcanice. Infrasunetele sunt generate de fluctuațiile presiunii turbulente atmosferice și oceanice, vânt, valurile mării (inclusiv valuri de maree), cascade, cutremure și alunecări de teren.
Sursele de infrasunete asociate cu activitatea umană sunt exploziile, împușcăturile de armă, undele de șoc de la aeronavele supersonice, impacturile piledrivers-ului, funcționarea motoarelor cu reacție etc. Infrasunetele sunt conținute în zgomotul motoarelor și al echipamentelor tehnologice. Vibrațiile clădirilor create de agenți patogeni industriali și domestici, de regulă, conțin componente infrasonice. Zgomotul de transport contribuie semnificativ la poluarea infrasonică a mediului. De exemplu, mașinile de pasageri cu o viteză de 100 km/h creează infrasunete cu un nivel de intensitate de până la 100 dB. În compartimentul motor al navelor mari, vibrațiile infrasonice create de motoarele în funcțiune au fost înregistrate cu o frecvență de 7-13 Hz și un nivel de intensitate de 115 dB. La etajele superioare ale clădirilor înalte, în special în cazul vântului puternic, nivelul de intensitate a infrasunetelor atinge
Infrasunetele este aproape imposibil de izolat - la frecvențe joase, toate materialele fonoabsorbante își pierd aproape complet eficacitatea.
5.7. Impactul infrasunetelor asupra oamenilor. Utilizarea infrasunetelor în medicină
Infrasunetele, de regulă, au un efect negativ asupra oamenilor: provoacă o stare de spirit depresivă, oboseală, dureri de cap și iritație. O persoană expusă la infrasunete de intensitate scăzută prezintă simptome de rău de mare, greață și amețeli. Apare o durere de cap, oboseala crește și auzul slăbește. La o frecvență de 2-5 Hz
si un nivel de intensitate de 100-125 dB, reactia subiectiva se reduce la o senzatie de presiune in ureche, dificultate la inghitire, modularea fortata a vocii si dificultate in vorbire. Expunerea la infrasunete afectează negativ vederea: funcțiile vizuale se deteriorează, acuitatea vizuală scade, câmpul vizual se îngustează, capacitatea de acomodație este slăbită și stabilitatea fixării ochiului a obiectului observat este afectată.
Zgomotul la o frecvență de 2-15 Hz la un nivel de intensitate de 100 dB duce la o creștere a erorii de urmărire a indicatoarelor cu cadran. Apar zvâcnirea convulsivă a globului ocular și disfuncția organelor de echilibru.
Piloții și cosmonauții expuși la infrasunete în timpul antrenamentului au fost mai lenți în rezolvarea chiar și a problemelor simple de aritmetică.
Există o presupunere că diverse anomalii ale stării oamenilor pe vreme rea, explicate de condițiile climatice, sunt de fapt o consecință a influenței undelor infrasonice.
La intensitate moderată (140-155 dB), pot apărea leșin și pierderea temporară a vederii. La intensități mari (aproximativ 180 dB), paralizia poate apărea cu un rezultat fatal.
Se crede că impactul negativ al infrasunetelor se datorează faptului că frecvențele naturale de vibrație ale unor organe și părți ale corpului uman se află în regiunea infrasunetelor. Acest lucru provoacă fenomene de rezonanță nedorite. Să indicăm câteva frecvențe ale oscilațiilor naturale pentru oameni:
Corpul uman în poziție culcat - (3-4) Hz;
Piept - (5-8) Hz;
Abdomen - (3-4) Hz;
Ochi - (12-27) Hz.
Efectele infrasunetelor asupra inimii sunt deosebit de dăunătoare. Cu o putere suficientă, apar oscilații forțate ale mușchiului inimii. La rezonanță (6-7 Hz), amplitudinea acestora crește, ceea ce poate duce la hemoragie.
Utilizarea infrasunetelor în medicină
În ultimii ani, infrasunetele au devenit utilizate pe scară largă în practica medicală. Astfel, în oftalmologie, undele infrasonice
cu frecvenţe de până la 12 Hz sunt utilizate în tratamentul miopiei. În tratamentul bolilor pleoapelor, infrasunetele sunt utilizate pentru fonoforeză (Fig. 5.9), precum și pentru curățarea suprafețelor rănilor, îmbunătățirea hemodinamicii și regenerarea pleoapelor, masaj (Fig. 5.10) etc.
Figura 5.9 prezintă utilizarea infrasunetelor pentru a trata anomaliile ductului lacrimal la nou-născuți.
La o etapă a tratamentului, se efectuează masajul sacului lacrimal. În acest caz, generatorul de infrasunete creează o presiune în exces în sacul lacrimal, ceea ce contribuie la ruperea țesutului embrionar din canalul lacrimal.
Orez. 5.9. Schema fonoforezei infrasunetelor
Orez. 5.10. Masajul sacului lacrimal
5.8. Concepte și formule de bază. Mese
Tabelul 5.1. Coeficientul de absorbție și adâncimea de semiabsorbție la o frecvență de 1 MHz
Tabelul 5.2. Coeficient de reflexie la limitele diferitelor țesuturi
5.9. Sarcini
1. Reflexia undelor din neomogenități mici devine vizibilă atunci când dimensiunile lor depășesc lungimea de undă. Estimați dimensiunea minimă d a unei pietre la rinichi care poate fi detectată prin diagnosticare cu ultrasunete la o frecvență ν = 5 MHz. Viteza undei cu ultrasunete v= 1500 m/s.
Soluţie
Să aflăm lungimea de undă: λ = v/ν = 1500/(5*10 6) = 0,0003 m = 0,3 mm. d > λ.
Răspuns: d > 0,3 mm.
2. Unele proceduri fizioterapeutice folosesc ultrasunete cu frecvența ν = 800 kHz și intensitatea I = 1 W/cm2. Găsiți amplitudinea de vibrație a moleculelor de țesut moale.
Soluţie
Intensitatea undelor mecanice este determinată de formula (2.6)
Densitatea țesuturilor moi este ρ « 1000 kg/m 3 .
frecvența circulară ω = 2πν ≈ 2x3,14x800x10 3 ≈ 5x10 6 s -1 ;
viteza ultrasunetelor în țesuturile moi ν ≈ 1500 m/s.
Este necesar să se transforme intensitatea în SI: I = 1 W/cm 2 = 10 4 W/m 2 .
Înlocuind valorile numerice în ultima formulă, găsim:
O deplasare atât de mică a moleculelor în timpul trecerii ultrasunetelor indică faptul că efectul său se manifestă la nivel celular. Răspuns: A = 0,023 um.
3. Calitatea pieselor din oțel sunt verificate cu ajutorul unui detector de defecte cu ultrasunete. La ce adâncime h în piesă a fost detectată o fisură și care este grosimea d a piesei dacă, după emiterea unui semnal ultrasonic, au fost recepționate două semnale reflectate la 0,1 ms și 0,2 ms? Viteza de propagare a undei ultrasonice în oțel este egală cu v= 5200 m/s.
Soluţie
2h = tv →h = tv/2. Răspuns: h = 26 cm; d = 52 cm.
Ultrasunetele este un sunet aflat în intervalul peste limita audibilității umane, adică. cu o frecvență a undelor sonore peste 20 kHz.
Infrasunetele este un sunet în intervalul sub limita audibilității umane, adică. cu o frecvență a undelor sonore mai mică de 20 Hz.
Recent, procesele tehnologice bazate pe utilizarea energiei cu ultrasunete au devenit din ce în ce mai răspândite în producție. Ecografia și-a găsit aplicație și în medicină. Datorită creșterii puterilor unităților și vitezei diferitelor unități și mașini, nivelurile de zgomot sunt în creștere, inclusiv în domeniul de frecvență ultrasunete.
Ultrasunetele este vibrația mecanică a unui mediu elastic cu o frecvență care depășește limita superioară a audibilității -20 kHz. Unitatea de măsură a nivelului de presiune acustică este dB. Unitatea de măsură pentru intensitatea ultrasunetelor este watt pe centimetru pătrat (W/cm2).
Ultrasunetele au un efect preponderent local asupra corpului, deoarece sunt transmise prin contact direct cu un instrument ultrasonic, piese de prelucrat sau medii în care sunt excitate vibrațiile ultrasonice. Vibrațiile ultrasonice generate de echipamentele industriale cu ultrasunete de joasă frecvență au un efect negativ asupra corpului uman. Expunerea sistematică pe termen lung la ultrasunetele aeropurtate provoacă modificări ale sistemelor nervos, cardiovascular și endocrin, analizoare auditive și vestibulare. Cea mai caracteristică este prezența distoniei vegetativ-vasculare și a sindromului astenic.
Gradul de severitate al modificărilor depinde de intensitatea și durata expunerii la ultrasunete și crește în prezența zgomotului de înaltă frecvență în spectru, în timp ce se adaugă o pierdere pronunțată a auzului. Dacă contactul cu ultrasunetele continuă, aceste tulburări devin mai persistente.
Sub influența ultrasunetelor locale apar fenomene de polinevrita vegetativă a mâinilor (mai rar a picioarelor) cu diferite grade de severitate, până la dezvoltarea parezei mâinilor și antebrațelor și disfuncție vegetativ-vasculară.
Natura modificărilor care apar în organism sub influența ultrasunetelor depinde de doza de expunere.
Doze mici - nivelul sonor 80-90 dB - dau un efect de stimulare - micromasaj, accelerarea proceselor metabolice. Dozele mari - niveluri de sunet de 120 dB sau mai mult - au un efect dăunător.
Baza pentru prevenirea efectelor adverse ale ultrasunetelor asupra persoanelor care deservesc instalatiile cu ultrasunete este reglementarea igienica.
În conformitate cu GOST 12.1.01-89 „Ultrasunete. Cerințe generale de siguranță”, „Standarde sanitare și reguli pentru lucrul la instalații industriale cu ultrasunete” (Nr. 1733-77), nivelurile de presiune sonoră în regiunea de înaltă frecvență a sunetelor audibile și ultrasunetele la locul de muncă sunt limitate (de la 80 la 110 dB la frecvențe medii geometrice de benzi de o treime de octavă de la 12,5 la 100 kHz).
Ultrasunetele transmise prin contact sunt reglementate de „Normele și regulile sanitare pentru lucrul cu echipamente care creează ultrasunete transmise prin contact cu mâinile lucrătorilor” Nr. 2282-80.
Măsurile de prevenire a efectelor adverse ale ultrasunetelor asupra organismului operatorilor instalațiilor tehnologice și personalului sălilor de tratament și diagnostic constau în primul rând în realizarea unor măsuri cu caracter tehnic. Acestea includ crearea de echipamente cu ultrasunete automatizate, controlate de la distanță; utilizarea echipamentelor de putere redusă ori de câte ori este posibil, ceea ce ajută la reducerea intensității zgomotului și a ultrasunetelor la locul de muncă cu 20-40 dB; amplasarea echipamentelor în încăperi izolate fonic sau încăperi telecomandate; echipamente de izolare fonică, carcase, ecrane din tablă de oțel sau duraluminiu, acoperite cu cauciuc, mastic anti-zgomot și alte materiale.
Atunci când proiectați instalații cu ultrasunete, este recomandabil să utilizați frecvențe de operare care sunt cele mai îndepărtate de domeniul audibil - nu mai mici de 22 kHz.
Pentru a elimina expunerea la ultrasunete atunci când intră în contact cu medii lichide și solide, este necesar să se instaleze un sistem care să oprească automat traductoarele cu ultrasunete în timpul operațiunilor în care contactul este posibil (de exemplu, încărcarea și descărcarea materialelor). Pentru a proteja mâinile de acțiunea de contact a ultrasunetelor, se recomandă utilizarea unui instrument special de lucru cu un mâner izolator de vibrații.
Dacă, din motive de producție, este imposibil să se reducă nivelul de zgomot și intensitatea ultrasunetelor la valori acceptabile, este necesar să se folosească echipament individual de protecție - protecție împotriva zgomotului, mănuși de cauciuc cu căptușeală din bumbac etc.
Dezvoltarea tehnologiei și a vehiculelor, îmbunătățirea proceselor și echipamentelor tehnologice sunt însoțite de o creștere a puterii și dimensiunilor mașinilor, ceea ce determină tendința de creștere a componentelor de joasă frecvență în spectre și apariția infrasunetelor, care este o factor nou, nu pe deplin studiat în mediul de producție.
Infrasunetele este numele dat vibrațiilor acustice care apar frecvent! sub 20 Hz. Acest interval de frecvențe se află sub pragul audibilității, iar urechea umană nu este capabilă să perceapă vibrațiile acestor frecvențe.
Infrasunetele industriale apar datorită acelorași procese ca și zgomotul de frecvențe audibile. Cea mai mare intensitate a vibrațiilor infrasonice este creată de mașini și mecanisme care au suprafețe mari care efectuează vibrații mecanice de joasă frecvență (infrasunete de origine mecanică) sau fluxuri turbulente de gaze și lichide (infrasunete de origine aerodinamică sau hidrodinamică).
Nivelurile maxime ale vibrațiilor acustice de joasă frecvență din surse industriale și de transport ajung la 100-110 dB.
Studiile asupra efectelor biologice ale infrasunetelor asupra organismului au arătat că la niveluri de la 110 la 150 dB sau mai mult, poate provoca senzații subiective neplăcute și numeroase modificări reactive la oameni, care includ modificări ale sistemului nervos central, cardiovascular și respirator și analizatorul vestibular . Există dovezi că infrasunetele cauzează pierderea auzului în primul rând la frecvențe joase și medii. Severitatea acestor modificări depinde de nivelul intensității infrasunetelor și de durata factorului.
În conformitate cu Standardele de igienă pentru infrasunetele la locurile de muncă (Nr. 2274-80), pe baza naturii spectrului, infrasunetele sunt împărțite în bandă largă și armonice. Natura armonică a spectrului este stabilită în benzi de frecvență de octave prin excesul nivelului dintr-o bandă față de cele învecinate cu cel puțin 10 dB.
În funcție de caracteristicile sale temporale, infrasunetele sunt împărțite în constante și non-constante.
Caracteristicile normalizate ale infrasunetelor la locurile de muncă sunt nivelurile presiunii sonore în decibeli în benzi de frecvență de octave cu frecvențe medii geometrice de 2, 4, 8, 16 Hz.
Nivelurile acceptabile de presiune sonoră sunt 105 dB în benzile de octave de 2, 4, 8, 16 Hz și 102 dB în banda de octave de 31,5 Hz. În acest caz, nivelul total al presiunii sonore nu trebuie să depășească 110 dB Lin.
Pentru infrasunetele neconstante, caracteristica normalizată este nivelul general al presiunii sonore.
Cel mai eficient și practic singurul mijloc de combatere a infrasunetelor este reducerea lui la sursă. Atunci când alegeți modele, ar trebui să se acorde preferință mașinilor de dimensiuni mici, cu rigiditate ridicată, deoarece în structurile cu suprafețe plane de suprafață mare și rigiditate scăzută, sunt create condiții pentru generarea de infrasunete. Lupta împotriva infrasunetelor la sursă trebuie efectuată în direcția schimbării modului de funcționare al echipamentului tehnologic - creșterea vitezei acestuia (de exemplu, creșterea numărului de curse de lucru ale mașinilor de forjare și presare, astfel încât frecvența principală a impulsurilor de putere se află în afara domeniului infrasunetelor).
Trebuie luate măsuri pentru reducerea intensității proceselor aerodinamice - limitarea vitezei vehiculelor, reducerea debitelor de lichide (motoare de avioane și rachete, motoare cu ardere internă, sisteme de descărcare a aburului centralelor termice etc.).
În lupta împotriva infrasunetelor de-a lungul căilor de propagare, bruiajele de tip interferență au un anumit efect, de obicei în prezența unor componente discrete în spectrul infrasunetelor.
Fundamentarea teoretică recentă a fluxului de procese neliniare în absorbantele de tip rezonant deschide modalități reale de proiectare a panourilor și carcaselor fonoabsorbante care sunt eficiente în regiunea de joasă frecvență.
Ca echipament de protecție personală, se recomandă utilizarea căștilor și dopurilor pentru urechi care protejează urechea de efectele adverse ale zgomotului însoțitor.
Măsurile de prevenire organizaționale ar trebui să includă respectarea programului de muncă și odihnă și interzicerea orelor suplimentare. La contactul cu ultrasunetele mai mult de 50% din timpul de lucru, se recomandă pauze de 15 minute la fiecare 1,5 ore de lucru. Un efect semnificativ este obținut printr-un complex de proceduri fizioterapeutice - masaj, iradiere UT, proceduri cu apă, vitaminizare etc.
Faptul că delfinii au auzul dezvoltat neobișnuit este cunoscut de zeci de ani. Volumele acelor părți ale creierului care gestionează funcțiile auditive sunt de zeci (!) de ori mai mari decât la oameni (în ciuda faptului că volumul total al creierului este aproximativ același). Delfinul este capabil să perceapă frecvențe ale vibrațiilor sonore de 10 ori mai mari (până la 150 kHz) decât oamenii (până la 15-18 kHz) și aude sunete a căror putere este de 10-30 de ori mai mică decât cea a sunetelor accesibile auzului uman, precum Oricât de bună este viziunea unui delfin, capacitățile sale sunt limitate din cauza transparenței scăzute a apei. Prin urmare, delfinul primește informații de bază despre împrejurimile sale prin auz. În același timp, folosește locația activă: ascultă ecoul care apare atunci când sunetele pe care le scoate sunt reflectate de obiectele din jur. Ecoul îi oferă informații precise nu numai despre poziția obiectelor, ci și despre dimensiunea, forma și materialul acestora. Cu alte cuvinte, auzul permite delfinului să perceapă lumea din jurul lui nu mai rău sau chiar mai bine decât vederea.
>>Fizica: Infrasunete si ultrasunete
Undele sonore sunt caracterizate de o frecvență cuprinsă între 16 Hz și 20 kHz. Se numesc unde elastice cu o frecvență de 16 Hz și cu o frecvență y>20 kHz- ecografie(Fig. 56).
Infrasunete. Urechea umană nu poate percepe undele infrasunetelor. În ciuda acestui fapt, ele sunt capabile să exercite anumite efecte fiziologice asupra oamenilor. Aceste acțiuni sunt explicate prin rezonanță. Organele interne ale corpului nostru au frecvențe naturale destul de scăzute: cavitatea abdominală și torace - 5-8 Hz, capul - 20-30 Hz. Frecvența medie de rezonanță pentru întregul corp este de 6 Hz. Avand frecvente de aceeasi ordine, undele infrasunete ne fac organele sa vibreze si, la intensitate foarte mare, pot duce la hemoragii interne.
Experimente speciale au arătat că iradierea persoanelor cu infrasunete suficient de intense poate provoca pierderea echilibrului, greață, rotația involuntară a globilor oculari etc. De exemplu, la o frecvență de 4-8 Hz o persoană simte mișcarea organelor interne și la o frecvență de 12 Hz - un atac de rău de mare.
Se spune că, într-o zi, fizicianul american R. Wood (care era cunoscut printre colegii săi ca un mare original și un tip vesel) a adus în teatru un aparat special care emite unde infrasonice și, pornindu-l, l-a regizat pe scenă. Nimeni nu a auzit niciun sunet, dar actrița a devenit isteric.
Efectul de rezonanță al sunetelor de joasă frecvență asupra corpului uman explică și efectul stimulator al muzicii rock moderne, saturată cu frecvențe joase amplificate în mod repetat de tobe, chitare bas etc.
Infrasunetele nu sunt percepute de urechea umană, dar unele animale îl pot auzi. De exemplu, meduzele percep cu încredere undele de infrasunete cu o frecvență de 8-13 Hz, care apar în timpul unei furtuni ca urmare a interacțiunii curenților de aer cu crestele valurilor mării. Ajungând la meduze, aceste valuri le „avertizează” în avans (cu 15 ore înainte!) de furtuna care se apropie.
Sursele de infrasunete pot fi descărcări de fulgere, împușcături de armă, erupții vulcanice, explozii de bombe atomice, cutremure, motoare cu reacție în funcțiune, vântul care curge peste crestele valurilor mării etc.
Infrasunetele se caracterizează printr-o absorbție scăzută în diverse medii, drept urmare se poate propaga pe distanțe foarte mari. Acest lucru face posibilă determinarea locației exploziilor puternice, poziția pistolului de tragere, monitorizarea exploziilor nucleare subterane, prezicerea tsunamiurilor etc.
Ecografie. De asemenea, ultrasunetele nu sunt percepute de urechea umană. Cu toate acestea, unele animale sunt capabile să o emită și să o perceapă. De exemplu, datorită acestui fapt, delfinii navighează cu încredere în apa noroioasă. Prin trimiterea și primirea impulsurilor ultrasonice care revin, aceștia sunt capabili să detecteze chiar și un mic pelet coborât cu grijă în apă la o distanță de 20-30 m. De asemenea, ultrasunetele îi ajută pe liliecii care au o vedere slabă sau nu văd nimic. Emițând unde ultrasonice (de până la 250 de ori pe secundă) folosind aparatul lor auditiv, ei sunt capabili să navigheze în zbor și să prindă cu succes prada chiar și în întuneric complet. Este curios că unele insecte au dezvoltat o reacție de apărare specială ca răspuns la aceasta: anumite specii de molii și gândaci s-au dovedit a fi capabile să perceapă și ultrasunetele emise de lilieci și, auzindu-le, își pliază imediat aripile, cad și îngheață pe pământ.
Semnalele cu ultrasunete sunt folosite și de unele balene cu dinți. Aceste semnale le permit să vâneze calmari în absența completă a luminii.
De asemenea, s-a stabilit că undele ultrasonice cu o frecvență mai mare de 25 kHz provoacă durere la păsări. Acesta este folosit, de exemplu, pentru a respinge pescărușii din rezervoarele de apă potabilă.
Ultrasunetele sunt utilizate pe scară largă în știință și tehnologie, unde sunt obținute folosind diverse dispozitive mecanice (de exemplu, sirena) și electromecanice.
Sursele de ultrasunete sunt instalate pe nave și submarine. Trimițând impulsuri scurte de unde ultrasonice, puteți surprinde reflexiile acestora din partea de jos sau din alte obiecte. Pe baza timpului de întârziere al undei reflectate, se poate judeca distanța până la obstacol. Folosit în acest caz ecosondareȘi sonarele vă permit să măsurați adâncimea mării (Fig. 57), să rezolvați diverse probleme de navigație (înotul în apropierea stâncilor, recifelor etc.), să efectuați recunoașteri de pescuit (detectarea băncilor de pești) și, de asemenea, să rezolvați probleme militare (căutarea inamicului). submarine, atacuri cu torpile fără periscop și etc.). 
În industrie, reflexia ultrasunetelor din fisurile din turnările metalice este utilizată pentru a judeca defectele produselor.
Ultrasunetele zdrobesc substanțele lichide și solide, formând diverse emulsii și suspensii.
Folosind ultrasunete, este posibilă lipirea produselor din aluminiu, ceea ce nu se poate face prin alte metode (deoarece există întotdeauna un strat dens de peliculă de oxid pe suprafața aluminiului). Vârful fierului de lipit cu ultrasunete nu numai că se încălzește, dar și vibrează la o frecvență de aproximativ 20 kHz, din cauza căreia filmul de oxid de pe aluminiu este distrus.
Conversia ultrasunetelor în vibrații electrice, și apoi în lumină, permite vederea sunetului. Folosind viziunea sonoră, puteți vedea obiecte în apă care este opaca la lumină.
În medicină, ultrasunetele sunt folosite pentru sudarea oaselor rupte, detectarea tumorilor, efectuarea testelor de diagnostic în obstetrică etc. Efectul biologic al ultrasunetelor (care duce la moartea microbilor) îi permite să fie utilizat pentru sterilizarea laptelui, substanțelor medicinale, și instrumente medicale.
1. Ce este infrasunetele? 2. Dați exemple de surse de unde infrasunete. 3. Ce explică efectul fiziologic al infrasunetelor asupra oamenilor? 4. Ce este ultrasunetele? 5. Dați exemple de utilizare a undelor ultrasonice de către reprezentanții lumii animale. 6. Unde și pentru ce se folosesc infra și ultrasunetele?
Trimis de cititorii de pe site-uri de internet
elemente de bază ale fizicii, lecții de fizică, program de fizică, rezumate de fizică, manuale de fizică, fizică la școală, teste de fizică, programe de fizică
Conținutul lecției notele de lecție sprijinirea metodelor de accelerare a prezentării lecției cadru tehnologii interactive Practică sarcini și exerciții ateliere de autotestare, instruiri, cazuri, întrebări teme pentru acasă întrebări de discuție întrebări retorice de la elevi Ilustrații audio, clipuri video și multimedia fotografii, imagini, grafice, tabele, diagrame, umor, anecdote, glume, benzi desenate, pilde, proverbe, cuvinte încrucișate, citate Suplimente rezumate articole trucuri pentru pătuțurile curioși manuale dicționar de bază și suplimentar de termeni altele Îmbunătățirea manualelor și lecțiilorcorectarea erorilor din manual actualizarea unui fragment dintr-un manual, elemente de inovație în lecție, înlocuirea cunoștințelor învechite cu altele noi Doar pentru profesori lecții perfecte plan calendaristic pentru anul; recomandări metodologice; program de discuții Lecții integrateUltrasunetele este vibrația mecanică a unui mediu elastic cu o frecvență care depășește limita superioară a audibilității - 20 kHz.
Ultrasunetele, ca și zgomotul, pot fi caracterizate prin nivelul presiunii sonore, dB, sau intensitate, W/m2.
Ultrasunetele au un efect preponderent local asupra corpului, deoarece sunt transmise prin contact direct cu un instrument ultrasonic, piese de prelucrat sau medii în care sunt excitate vibrațiile ultrasonice (ultrasunete de contact).
Expunerea sistematică pe termen lung la ultrasunete,
propagarea prin aer (ultrasunete aeropurtate), cauze
modificări ale sistemului nervos, cardiovascular și endocrin, auditiv și
analizoare vestibulare. Gradul de impact depinde de intensitatea și durata expunerii la ultrasunete și este sporit de prezența zgomotului de înaltă frecvență în spectru, care poate duce la pierderea auzului.
Natura modificărilor care apar în organism sub influența ultrasunetelor depinde de doza de expunere.
Doze mici - nivelul sonor 80 - 90 dB - dau un efect de stimulare - micromasaj, accelerarea proceselor metabolice. Doze mari - nivelul sonor - mai mult de 120 dB - dau un efect dăunător.
Baza pentru prevenirea efectelor adverse ale ultrasunetelor asupra lucrătorilor este reglementarea igienă.
Reguli:
GOST 12.1.01-89 SSBT. Ecografie. Cerințe generale de siguranță;
SanPiN 2.2.4/2.1.8.582-96. Cerințe igienice atunci când lucrați cu surse de aer și cu ultrasunete de contact în scopuri industriale, medicale și casnice.
Aceste documente de reglementare limitează nivelurile de presiune a sunetului în regiunea de înaltă frecvență a sunetelor audibile și ultrasunetelor la locul de muncă: (de la 80 la 110 dB la frecvențe medii geometrice ale benzilor de o treime de octava de la 12,5 la 100 kHz)
Măsuri de prevenire a efectelor adverse ale ultrasunetelor asupra corpului operatorilor instalațiilor tehnologice, personalului sălilor de tratament și diagnostic:
Crearea de echipamente automate cu ultrasunete cu telecomandă;
Utilizarea echipamentelor de putere redusă ori de câte ori este posibil, care ajută la reducerea intensității zgomotului și a ultrasunetelor la locul de muncă;
Amplasarea echipamentelor în încăperi izolate fonic sau camere cu telecomandă;
Echipamente pentru dispozitive de izolare fonică: carcase, ecrane din tablă de oțel sau duraluminiu, acoperite cu cauciuc, mastic anti-zgomot și alte materiale;
La proiectarea instalațiilor cu ultrasunete, este recomandabil să folosiți frecvențe de operare care sunt cele mai îndepărtate de domeniul audibil, nu mai mici de 22 kHz.
Pentru a elimina expunerea la ultrasunete atunci când intră în contact cu medii lichide și solide, este necesar să se instaleze un sistem care să oprească automat traductoarele cu ultrasunete în timpul operațiunilor în care contactul este posibil (de exemplu, încărcarea și descărcarea materialelor).
Dacă, din motive de producție, nu este posibilă reducerea nivelului de intensitate al zgomotului și ultrasunetelor la valori acceptabile, este necesar să se utilizeze echipament individual de protecție- protectie fonica, manusi de cauciuc cu captuseala din bumbac, unelte speciale de lucru cu maner izolator de vibratii.
Infrasunete- o zonă de vibrație care este inaudibilă pentru oameni. De obicei, limita superioară a regiunii infrasonice este considerată a fi 16-25 Hz. Limita inferioară a infrasunetelor nu a fost determinată.
Sursa infrasunetelor sunt tunetele, împușcăturile și cutremurele. Infrasunetele se caracterizează printr-o absorbție scăzută. Prin urmare, undele de infrasunete din aer, apă și din scoarța terestră pot călători pe distanțe foarte mari. Această proprietate a infrasunetelor este folosită ca un prevestitor al dezastrelor naturale și pentru a studia proprietățile atmosferei și ale mediului acvatic.
Infrasunetele industriale apar datorită acelorași procese ca și zgomotul la frecvențe audibile. Cea mai mare intensitate a vibrațiilor infrasunetelor este creată de mașini și mecanisme care efectuează vibrații mecanice de joasă frecvență (infrasunete de origine mecanică) sau fluxuri turbulente de gaze și lichide (infrasunete de origine aerodinamică sau hidrodinamică)
Studiile asupra efectelor biologice ale infrasunetelor asupra organismului au arătat că la niveluri de la 110 la 150 dB sau mai mult, poate provoca senzații subiective neplăcute și numeroase modificări reactive la nivelul sistemului nervos central, cardiovascular și respirator, precum și al analizorului vestibular. Există dovezi că infrasunetele cauzează pierderea auzului în primul rând la frecvențe joase și medii.
Pe baza naturii spectrului, infrasunetele sunt împărțite în bandă largă și armonice. Natura armonică a spectrului este stabilită în benzi de frecvență de octave prin excesul nivelului dintr-o bandă față de cele învecinate cu cel puțin 10 dB. După caracteristicile sale temporale, infrasunetele se împart în constante și nestatornic.
Caracteristicile normalizate ale infrasunetelor la locurile de muncă în conformitate cu SN 2.2.4/2.1.8.583-96 „Infrasunetele la locurile de muncă, în spații rezidențiale și publice și în zone rezidențiale” sunt niveluri de presiune acustică în decibeli în benzi de octave cu frecvențe medii geometrice de 2,4 , 8,16 Hz.
Nivelurile acceptabile de presiune sonoră sunt de 105 dB în octave
benzile 2, 4, 8, 16 Hz și 102 dB în banda de octave de 31,5 Hz. În acest caz, nivelul total al presiunii sonore nu trebuie să depășească 110 dB. Pentru infrasunetele neconstante, caracteristica normalizată este nivelul general al presiunii sonore.
Cel mai eficient și practic singurul mijloc de combatere
infrasunetele este reducerea lui la sursă. Atunci când alegeți modele, ar trebui să se acorde preferință mașinilor de dimensiuni mici, cu rigiditate ridicată,
întrucât în structurile cu suprafeţe plane de suprafaţă mare şi mică
rigiditatea creează condiții pentru generarea infrasunetelor. Reduceți infrasunetele în interior
sursa de apariție poate fi obținută prin schimbarea modului de funcționare
echipamente tehnologice. Trebuie luate măsuri de reducere
intensitatea proceselor aerodinamice – limitarea vitezelor de deplasare
transport, reducerea debitelor de lichide (aviație și rachete
motoare, motoare cu ardere internă, sisteme de evacuare a aburului termic
centrale electrice etc.)
În lupta împotriva infrasunetelor de-a lungul căilor de propagare, bruiajele de tip interferență au un anumit efect, de obicei în prezența unor componente discrete în spectrul infrasunetelor.
Ca echipament de protecție personală, se recomandă utilizarea căștilor și dopurilor pentru urechi care protejează urechea de efectele adverse ale zgomotului însoțitor.
Măsurile de prevenire organizaționale ar trebui să includă respectarea programului de muncă și odihnă și interzicerea orelor suplimentare. La contactul cu ultrasunetele mai mult de 50% din timpul de lucru, se recomandă pauze de 15 minute la fiecare 1,5 ore de lucru. Un efect semnificativ este obținut printr-un complex de proceduri fizioterapeutice - masaj, iradiere UV, proceduri cu apă, vitaminizare etc.
Infrasunetele sunt unde sonore de joasă frecvență pe care oamenii nu le pot auzi. Deoarece sistemul auditiv uman poate percepe sunete în frecvențe de la 16 la 20 de mii, 16 Hz este considerat a fi nivelul superior al frecvențelor infrasunetelor. Cel mai scăzut nivel al acestui interval este situat la 0,001 Hz. Cu toate acestea, în practică, oscilațiile de o zecime sau o sutime de hertz prezintă interes.
Undele infrasonice reprezintă vibrații mecanice de joasă frecvență mai mici de 16 Hz. Sursele sale pot fi obiecte naturale sub formă de descărcări de fulgere sau cutremure, precum și obiecte artificiale sub formă de mașini-unelte, mașini, explozii sau dispozitive speciale. Valurile pot însoți și zgomotul în timpul funcționării instalațiilor de transport și industriale. Un exemplu tipic de astfel de oscilații de joasă frecvență este vibrația.
Deoarece vibrațiile infrasonice sunt slab absorbite de diverse medii, ele pot călători pe distanțe foarte mari pe suprafața pământului, a apei și a aerului. Datorită acestei proprietăți, este posibil să se determine locația epicentrului unui cutremur, a unei explozii puternice sau a unui tun de tragere. Deoarece vibrațiile din ocean se deplasează pe distanțe lungi, echipamentele de înregistrare pot, într-o anumită perioadă de timp, să obțină date despre apariția unui dezastru natural, de exemplu, un tsunami.
Natura apariției vibrațiilor infrasonice este similară cu sunetul audibil, drept urmare ele sunt caracterizate de aceleași principii fizice ca sunetul obișnuit. Infrasunetele au o lungime de undă destul de mare, drept urmare ele prezintă o difracție pronunțată. În general, gama este o proprietate importantă a sunetului ultra-scăzut. Datorită reflectivității și gamei lor, undele infrasunete sunt utilizate pe scară largă într-o mare varietate de domenii ale științei și tehnologiei.
Infrasunetele poate crea orice corp care are o anumită mișcare oscilatorie. Deoarece frecvența vibrațiilor naturale scade odată cu creșterea dimensiunii obiectului, în majoritatea cazurilor, undele infrasonice apar în timpul vibrațiilor sau mișcărilor rapide. De exemplu, acasă pot fi cauzate de lovirea unei țesături întinse sau de închiderea bruscă a unei uși și așa mai departe. Fenomenele naturale pot servi și ca surse pentru astfel de fluctuații: furtuni, cutremure și altele asemenea.
Generatoarele de unde continue sunt dispozitive care seamănă cu fluierele. Dacă conducta are capătul închis, atunci lungimea de undă corespunde cu 1/4 din unda staționară. Deoarece lungimea de undă este lungă, trebuie luată o țeavă mare. Cu ajutorul fluierelor puteți obține o putere foarte semnificativă. De exemplu, „fluierul” infrasonic, care a fost creat de omul de știință francez Gavreau, avea cea mai mare putere de 2 kW și un diametru de 1,5 m. Când a fost folosit, au apărut valuri care au dus la apariția crăpăturilor pe pereți. Dacă ar fi pornit la putere maximă, valurile ar putea distruge o clădire întreagă.
Undele infrasonice pătrund în încăperi mult mai bine decât undele sonore. În plus, au un efect negativ asupra oamenilor. La expunerea prelungită, oamenii se confruntă cu iritații, dureri de cap și oboseală. Efectul valurilor asupra oamenilor se explică prin natura lor rezonantă. Când frecvențele oscilațiilor corpului se apropie de frecvențele undei infrasonice externe, se observă un efect de rezonanță.
Dacă o persoană este întinsă, atunci frecvența corpului său este de 4 Hz, în poziție în picioare ea variază de la 5 la 12 Hz. Mai mult, fiecare organ uman are propria sa frecvență de vibrație. Pentru cavitatea abdominală, frecvența este de 3-4 Hz, pentru piept - în 6-8 Hz și așa mai departe. Când undele coincid cu aceste frecvențe, apare o rezonanță, care provoacă senzații neplăcute, iar în unele cazuri duce la consecințe foarte grave. Acesta este motivul pentru care industria, transportul și locuințele iau măsuri pentru a-și reduce expunerea la vibrațiile infrasonice.
Când apare rezonanța, unei persoane i se pare că organele sale interne încep să vibreze. Infrasunetele cu o anumită frecvență pot provoca chiar tulburări ale creierului, pot duce la orbire și chiar pot provoca moartea. Prin același principiu, undele infrasonice afectează alte obiecte. De exemplu, există un caz cunoscut în istorie când un detașament de soldați a mărșăluit de-a lungul unui pod de piatră, marcându-și pașii. Ca urmare, au apărut oscilații care au coincis cu frecvența internă a podului. A avut loc o rezonanță, care a dus la distrugerea podului.
Infrasunetele nu sunt doar un fenomen nedorit și periculos, ci sunt adesea folosite în scopuri utile. Astfel, vibrațiile infrasonice sunt folosite pentru a studia oceanele și atmosfera, inclusiv pentru a găsi locuri în care au loc explozii sau erupții vulcanice. Ele sunt folosite pentru a prezice tsunami și pentru a monitoriza exploziile nucleare subterane. Geofoanele, hidrofoanele sau microfoanele sunt folosite pentru a înregistra undele infrasunetelor.
Astăzi, undele infrasunetelor sunt utilizate lent, dar cu succes în scopuri medicale. Ele sunt utilizate în principal pentru îndepărtarea tumorilor în timpul tratamentului cancerului, al tratamentului bolilor corneene, precum și într-o serie de alte domenii. La noi, vibrațiile infrasonice au fost folosite pentru a trata corneea pentru prima dată într-un spital clinic de copii. În acest scop a fost creată și utilizată fonoforeza infrasunetelor.
În prezent, se dezvoltă diverse tehnologii fizioterapeutice care utilizează unde infrasunete. Cu toate acestea, un astfel de tratament este folosit doar de anumiți specialiști și într-o manieră restrânsă. În tratamentul cancerului se folosesc doar anumite tipuri de dispozitive care funcționează pe vibrații infrasonice. Au perspective mari, însă, dezvoltarea unor astfel de metode oprește efectele nocive pe care le au undele infrasonice asupra unui organism viu. Cu toate acestea, aceste probleme trebuie rezolvate în viitor.
Astăzi, specialiști americani, ruși și alți străini dezvoltă arme cu infrasunete. Fiecare țară își dorește să reușească în această chestiune, deoarece acest lucru le va permite să obțină un remediu ieftin, dar eficient, care va putea avea un efect în secret asupra multor oameni. În funcție de frecvența folosită pe câmpul de luptă, infrasunetele vor provoca inamicul să intre în panică, să provoace nebunie, frică, sănătate și moarte. Proprietarul unei astfel de arme va trebui doar să o îndrepte spre soldați, astfel încât aceștia să fugă.
Armele cu infrasunete sunt deja folosite împotriva mulțimilor. Arme similare au fost folosite în Georgia împotriva protestatarilor. Oamenii sub influența valurilor au simțit o frică incredibilă, au vrut să se ascundă. Li se părea că înnebunesc și chiar mor. Unii oameni și-au pierdut controlul și au uitat complet cine sunt și ce se întâmplă în jurul lor pentru o vreme. Apoi oamenii și-au venit în fire, dar nu au înțeles cum au ajuns în cutare sau cutare loc. După aceste evenimente, mulți oameni au avut o teamă persistentă de a participa la mitinguri sau la orice alte evenimente de masă.
Deși armele cu infrasunete și-au arătat valoarea, consecințele pe care le pot avea asupra oamenilor nu au fost încă studiate corespunzător. O altă problemă este că infrasunetele din mediile urbane sunt refractate și reflectate, acționând în sens invers. Fenomenul de rezonanță poate fi folosit și în timpul unui asediu al unei clădiri în care se află teroriști. Dar există și o mulțime de pete „albe” aici.
Cu toate acestea, inventatorii au un exemplu istoric al utilizării complet reușite a armelor infrasonice. Așa descrie Biblia incidentul când evreii au distrus zidurile Ierihonului folosind sunetul trâmbițelor sacre. Folosind acest exemplu, „germanii” au încercat să-și creeze propriile arme infrasonice pentru a distruge aeronavele inamice. Dar acest lucru nu a dus la succes.
„Germanii” au încercat să facă sabotaj împotriva britanicilor. Au trimis discuri speciale de gramofon în Marea Britanie pe care au fost înregistrate melodii. Când înregistrarea a fost pornită, înregistrările trebuiau să emită infrasunete. Cu toate acestea, eșecul îi aștepta și aici pe armata germană.
Cu toate acestea, oamenii de știință germani nu și-au oprit munca inventiva. Richard Wallauschek a creat un dispozitiv care ar putea duce la moartea unui inamic. În 1944 a demonstrat instalația Schallkanone, care semăna cu un reflector parabolic, în interiorul căruia se afla un injector cu aprindere. Acesta a fost alimentat cu o substanță inflamabilă și oxigen.
Când amestecul a fost aprins, dispozitivul a produs unde cu frecvența necesară la anumite intervale. Drept urmare, persoane care se aflau la o rază de 60 de metri de dispozitiv. Au căzut morți și au murit. Instalația a arătat eficacitate, dar era deja sfârșitul războiului; nu a putut fi testată complet și pusă în producție. După înfrângerea „germilor”, instalația în sine a fost dusă în America, ca multe alte tipuri de arme acustice.
Astăzi s-au dezvoltat ideile „germanilor”. Nu cu mult timp în urmă, armata americană a demonstrat un dispozitiv care generează „gloanțele acustice”. Experții din Rusia și-au arătat și instalația, care creează „gloanțele acustice” infrasonice care lovesc inamicul la sute de metri distanță.
