Вплив ультразвуку на людину

Людське вухо здатне вловлювати звуки, частота яких знаходиться в межах діапазону 16-20000 коливань в секунду. Низькочастотні (інфразвук- частота менше 16 коливань в секунду) і високочастотні звукові хвилі (ультразвук- частота коливань понад 20 тисяч в секунду) не сприймаються слуховим апаратом, тому для їх виявлення людина використовує спеціальні прилади. Завдяки величезній кількості досліджень, метою яких було вивчення властивостей ультразвукової хвилі і вплив ультразвуку, виникли передумови, що дозволили широко використовувати ультразвук в різних галузях промисловості, медицині, біології, сучасної військової техніки, народному господарстві, у виробництві окремих лікарських препаратів, у фізиці і в повсякденному життя.

Що являє собою ультразвук

Ультразвук являє собою високочастотну звукову хвилю (частота його коливань перевищує десятки і сотні тисяч герц), здатну поширюватися в рідині, твердих матеріалах, а також в газоподібному середовищі, завдяки дії пружних сил.

Ультразвук має як штучне, так і природне походження. Так, у природі органами почуттів, що дозволяють відтворювати і сприймати коливання, що створюються ультразвукової хвилею, наділені кажани, дельфіни, кити, метелики, коники, сарана, цвіркуни, деякі види птахів і риб. Завдяки цьому вони можуть добре орієнтуватися в просторі, в тому числі і в нічний час, і спілкуватися зі своїми родичами. Кити і дельфіни можуть надсилати інформацію на десятки тисяч кілометрів. Також здатні вловлювати ультразвук кішки і собаки.

На швидкість поширення та інтенсивність ультразвуку безпосередньо впливають властивості речовини, в якому він поширюється: віддаляючись від джерела в повітрі, звук слабшає досить швидко-та, навпаки, в рідинах і при проходженні через тверда речовина його сила знижується повільно. На відміну від звичайних звуків, що поширюються від джерела відразу у всіх напрямках, ультразвук являє собою хвилю у вигляді вузького променя.

Завдяки цим своїм особливостям ультразвук застосовується для дослідження дна морів і океанів, виявлення підводних човнів і затонулих кораблів, а також можливих перешкод під водою і визначення точного відстані до них.

Однак, поширюючись у водному середовищі, ультразвукові хвилі здатні також заподіювати шкоду організмам, що живуть у ній. Під впливом ультразвуку риби спливають до водної поверхні догори животом, у них різко порушується відчуття рівноваги, і внаслідок цього вони не можуть прийняти нормальний для себе положення. Тривалий інтенсивний вплив ультразвуку, що перевищує допустимі межі, в кінцевому результаті призводить до вкрай важких пошкоджень, а також до загибелі риб. У тих же випадках, коли вплив ультразвуку носить тимчасовий характер, а його інтенсивність невисока, після його припинення поведінку і спосіб життя риб стає колишнім.

Вплив ультразвуку на людський організм

Аналогічним чином ультразвук впливає і на людину. Під час проведення експериментів в долоню, складену у вигляді чаші, наливали воду, а потім випробуваний занурював руку в ультразвукове поле. При цьому у нього виникали неприємні хворобливі відчуття. В цілому, можна сказати, що сутність біологічного впливу ультразвуку поки ще до кінця не вивчена. Однак, найімовірніше, засноване воно на виникають у тканинах локальних тисках і на локальному тепловому ефекті, безпосередньо пов'язаному з поглинанням енергії, яке відбувається під час глушіння вібрацій. Оскільки рідини і газоподібна середу здатні добре поглинати ультразвук, а тверді речовини - проводити його, то скелетна система людського тіла також є хорошим провідником.

В першу чергу вплив ультразвуку провокує виникнення у людини термічного ефекту, який є наслідком трансформації енергії ультразвукової хвилі в тепло.

Крім того, він викликає мікроскопічні стиснення і розтягування тканин (так званий мікромасаж) і стимулювання кровообігу. В результаті цього поліпшуються функції різних тканин організму і кровотік. Ультразвук також здатний надавати стимулюючу дію на перебіг обмінних процесів і нервово-рефлекторну дію. Ультразвук викликає зміни не тільки в тих органах, на які їм впливають, але й на інші тканини й органи. При цьому тривале і інтенсивне його вплив призводить до руйнування загибелі клітин. Це пов'язано з тим, що під впливом ультразвуку в рідинах організму утворюються порожнини (це явище має назву «кавітація»), внаслідок чого тканини відмирають.

Ультразвукова хвиля також здатна руйнувати багато мікроорганізмів, що дозволяє інактивувати такі віруси, як поліомієліт або енцефаліт. Вплив ультразвуку на білок призводить до порушення структури його частинок і їх розпаду.

Під впливом ультразвуку руйнуються лейкоцити і еритроцити крові, а її в'язкість і згортання значно зростає, крім того, прискорюється РОЕ.

Ультразвук пригнічує дію на дихання клітини, зменшує кількість споживаного нею кисню, а також сприяє інактивації окремих ферментів і гормонів.

Вплив ультразвуку високої інтенсивності здатне привести до наступних наслідків для людини:

• Облисіння;
• Виникненню сильного больового синдрому;
• Помутніння рогівки і кришталика ока;
• Гемолизу;
• Підвищенню вмісту в крові холестерину, сечової і молочної кислоти;
• Дрібним крововиливів в різних тканинах і органах організму;
• Серйозних порушень з боку слуху;
• Руйнуванню клітин кортиева органу;
• Руйнуванню нервових клітин;
• Патологічного розвитку і руйнування кісткової тканини.

У результаті тривалого впливу ультразвуком виникають підвищена сонливість, швидка стомлюваність, запаморочення, прояви вегетосудинної дистонії (Порушення пам'яті, розлади сну, нерішучість, апатія, лякливість, зниження апетиту, схильність до депресивним станам і т.д.).

Вплив ультразвуком в медичних цілях

Лікувальні властивості ультразвуку обумовлені його здатністю масажувати і прогрівати тканини. Однак ультразвукова хвиля володіє рядом специфічних особливостей впливу на організм. Глибоко прогріти тканини можна за допомогою різних методів, але домогтися гарних результатів у лікуванні при цьому дозволяє лише використання ультразвуку.

У медицині ультразвук широко застосовується не тільки для впливу на вогнище болю, а й для непрямого впливу. При цьому досягаються такі ефекти:

• Болезаспокійливий;
• Спазмолітичний;
• Протизапальний;
• Бактерицидний.

Допускається поєднання впливу ультразвуком з іншими видами лікувальної терапії. Однак лікування має проводитися з високою обережністю. Це обумовлено високою біологічною активністю ультразвукової хвилі.