Шкала звукових хвиль Ультразвук та інфразвук. Джерела та уловлювачі ультразвуку й інфразвуку.
Вид звукової хвилі
(Кіло - , мега - )
Властивості звуку
Вплив на людину
Низькочастотні (НЧ) – інфразвук
До 20 Гц
Розповсюджується на великі відстані, бо мало поглинається перешкодами.
Джерела: вихрові переміщення повітря, зсуви тетанічних плит перед землетрусом, грім, слони, кити, жирафи, коливання будівель, станки, підводні вибухи, басовий барабан, орган.
Приймачі: медузи, слони, кити.
У залежності від частоти може викликати острах чи сонливість. При резонансних явищах - дуже шкідливий. Середня власна частота коливань тіла людини – 6 Гц, грудна клітина – 6-8 Гц, голова – 20-30 Гц. При зовнішній частоті 4-8 Гц людина відчуває переміщення внутрішніх органів, при 12 Гц – симптоми морської хвороби, психічні розлади.
Звукові
частоти (ЗЧ)
20 Гц – 20 кГц
Діапазони частот звукосприйняття деяких живих істот
Метелик
8 000 - 160 000 Гц
Дельфин
40 - 200 000 Гц
Кішка
250 - 100 000 Гц
Кажан
2 000 - 150 000 Гц
Ведмідь
300 - 70 000 Гц
Папуга
300 - 15 000 Гц
Собака
200 - 50 000 Гц
Людина
16 - 20 000 Гц
Людське вухо створено для сприйняття чутного діапазону звуку. Шкідливим може бути дуже голосний звук – 75 дБ. Смертельний рівень звуку – 180 дБ. Чим людина старша, тим гірше вона сприймає високі частоти, близькі до ультразвуку. Найнижчий звук, що чує людина – гудок океанського судна на відстані 5 км від берега. Найвищий звук – писк комара.
Ультразвукові (УЗЧ) або надтональні.
20 к Гц - 200 к Гц
Середня швидкість проходження ультразвуку крізь м'які тканини - 1540 м / с; крізь кістку - близько 4000 м / с; крізь повітря - 300 м / с. Відбивається від межі між двома середовищами. Відлякує гризунів, комах. Інактивує віруси поліомієліту, енцефаліту, стрептокока.
Термічна дія внаслідок перетворення енергії ультразвуку в тепло; при тривалому впливі порушує слух та зір. Використовується не тільки для УЗІ діагностики, а і для масажу, прогрівання.
Деяку частину діапазону ультразвуку людина може сприймати не вухом, а кістками черепу.
Високочастотні (ВЧ)
200 к Гц - 30 мГц
Тіла не пропускають високі частоти. Такі частоти можуть поширюватися тільки у ідеальних кристалах. Ходили чутки, що високочастотні звуки, які несуть певну інформацію, можуть викликати ефект «голосів у голові». Так, можна викликати такий ефект, але тільки при безпосередньому контакті випромінювача з тілом людини. На щастя високочастотні звуки у повітрі не розповсюджуються.
Високочастотні звуки руйнують ДНК клітини.
Ультрависокі (УВЧ)
30 мГц - 300 мГц
Надвисокі (НВЧ)
Вище 300 мГц
Використання ультразвуку в медицині.
Ехографія
ℓ
пацієнт
монітор
Медична ультразвукова ехографія створює ехограми внутрішніх органів за допомогою ультразвукових хвиль,які відбиваються від межі двох середовищ з різними акустичними опорами. У діагностиці застосовують хвилю не постійну, а вигляді коротких імпульсів (імпульсна хвиля).
ℓ - протяжність імпульсу у просторі (повинна бути меншою, ніж досліджуваний орган.); - швидкість ультразвуку у органі (див табл.нижче); - тривалість імпульсу.
Для деталізації УЗД зменшують ℓ - протяжність імпульсу.Для цього - або підвищують частоту 𝛎, тим самим зменшуючи довжину хвилі λ, або зменшують кількість коливань в одному імпульсі (швидкість 𝓿 проходження ультразвуку в органі – величина незмінна).
Пренатальні дослідженняПренатальний скринінг - комплекс медичних досліджень (лабораторних, ультразвукових), спрямований на виявлення групи ризику по розвитку вад плоду під час вагітності.
Слово «пренатальний» означає «дородовий», а слово «скринінг» - «просівання». У медицині під скринінгом розуміють прості, безпечні масові (великій групі населення) дослідження з метою виділення груп підвищеного ризику.
УЗД в кардіології.
Ультразвукове дослідження серця (ехокардіографія) - дозволяє оцінити клапанний апарат серця, порожнини серця (правий і лівий шлуночки, праве і ліве передсердя), скоротливу активність міокарда лівого шлуночка. Виявляє: пороки серця (вроджені та набуті), пролапс клапанів, кардіоміопатії, міокардити, ендокардити, перикардити, гіпертрофію міокарда шлуночків, порушення локальної скоротливості міокарда лівого шлуночка, ускладнення інфарктів міокарда, додаткові утворення (пухлини, тромби), легеневу гіпертензію.
Доплерографія
Використовується ефект Доплера (зміна частоти, що здається, викликана рухом джерела хвиль або луна). Цей метод дозволяє відобразити рух, наприклад перебіг крові по кровоносних судинах. Сутність ефекту полягає в тому, що від рухомих об'єктів ультразвукові хвилі відбиваються зі зміненою частотою. Цей зсув частоти пропорційний швидкості руху лоціруємих структур - якщо рух направлено в сторону датчика, то частота збільшується, якщо від датчика - зменшується. Може виявляти варі кози, аневризми, тромби тобто, - все, що пов’язано з роботою сосудів та кровообігом.
Літотріпсія - дроблення каменів ультразвуком у нирках, сечоводах. Також – знятя зубного каменю – професійна чистка зубів.
Хірургія за допомогою фокусуючого ультразвука
Можливість використання фокусуючого ультразвука для створення зон ураження в глибині органу без руйнування вище розміщених тканин. Застосовують в основному в операціях на мозку. Інші органи: печінка, спинний мозок, нирки, око.
Інструментальна ультразвукова хірургія. Ультразвуковий скальпель призначено для перетину і коагуляції тканин. Дозволяє
виробляти атравматичну діссекцію тканин і здійснювати гемостаз.
, мега - 
)
Високочастотні звуки руйнують ДНК клітини.
ℓ - протяжність імпульсу у просторі (повинна бути меншою, ніж досліджуваний орган.); 
- швидкість ультразвуку у органі (див табл.нижче); 
- тривалість імпульсу.
Для деталізації УЗД зменшують ℓ - протяжність імпульсу.Для цього - або підвищують частоту 𝛎, тим самим зменшуючи довжину хвилі λ, або зменшують кількість коливань в одному імпульсі 
(швидкість 𝓿 проходження ультразвуку в органі – величина незмінна).
Літотріпсія - дроблення каменів ультразвуком у нирках, сечоводах. Також – знятя зубного каменю – професійна чистка зубів.
Ультразвуковий скальпель призначено для перетину і коагуляції тканин. Дозволяє
виробляти атравматичну діссекцію тканин і здійснювати гемостаз.
