де k - деякий коефіцієнт пропорційності, що залежить від частоти та інтенсивності. Метод вимірювання гостроти звуку називають аудіо-метрией. При аудіометрії на спеціальному приладі (аудіометрі) визначають поріг слухового відчуття на різних частотах; отримана крива називається ау-диограмма. Порівняння аудіограми хворої людини з нормальною кривою порога слухового відчуття допомагає діагностувати захворювання органів слуху.
16. Фізичні основи звукових методів дослідження в клініці
Звук, як і світло, є джерелом інформації, і в цьому його головне значення. Звуки природи, мова оточуючих нас людей, шум працюючих машин багато повідомляють нам. Щоб уявити значення звуку для людини, досить тимчасово позбавити себе можливості сприймати звук - закрити вуха. Природно, що звук може бути і джерелом інформації про стан внутрішніх органів людини.
Поширений звуковий метод діагностики захворювань - аускультація (вислуховування). Для ау-скультаціі використовують стетоскоп або фонендоскоп. Фонендоскоп складається з порожнистої капсули з передавальної звук мембраною, що прикладається до тіла хворого, від неї йдуть гумові трубки до вуха лікаря. У порожнистої капсулі виникає резонанс стовпа повітря, внаслідок чого посилюється звучання і поліпшується ау-скультація. При аускультації легких вислуховують дихальні шуми, різні хрипи, характерні для захворювань. За зміною тонів серця і появі шумів можна судити про стан серцевої діяльності. Використовуючи аускультацію, можна встановити наявність перистальтики шлунка і кишечника, прослухати серцебиття плоду.
Длядіагностікі стану серцевої діяльності застосовується метод, подібний аускультації і званий фонокардіографією (ФКГ). Цей метод заклю16б чає в графічній реєстрації тонів і шумів серця і їх діагностичної інтерпретації. Запис фонокардіограмми виробляють за допомогою фонокардіографію, що складається з мікрофона, підсилювача, системи частотних фільтрів і реєструючого пристрою.
Принципово відмінним від двох викладених вище звукових методів є перкусія. При цьому методі вислуховують звучання окремих частин тіла при їх простукуванні. Схематично тіло людини можна уявити як сукупність газонаповнених (легких), рідких (внутрішні органи) і твердих (кістка) обсягів. При ударі по поверхні тіла виникають коливання, частоти яких мають широкий діапазон. З цього діапазону одні коливання згаснуть досить швидко, інші ж, що збігаються з власними коливаннями пустот, посиляться і внаслідок резонансу будуть чутні. Досвідчений лікар за тону перкуторних звуків визначає стан і розташування (тонографію) внутрішніх органів.
17. Фізика слуху
Слухова система пов'язує безпосередній приймач звукової хвилі з головним мозком.
Використовуючи поняття кібернетики, можна сказати, що слухова система отримує, переробляє і передає інформацію. З усієї слуховий системи для розгляду фізики слуху виділяють зовнішнє, середнє і внутрішнє вухо.
Зовнішнє вухо складається з вушної раковини і зовнішнього слухового проходу. Вушна раковина у людини не відіграє суттєвої ролі для слуху. Вона сприяє визначенню локалізації джерела звуку при його розташуванні - звук від джерела потрапляє в вушну раковину. Залежно від положення джерела в вертикальній площині звукові хвилі будуть по різному дифрагувати на вушній раковині через її специфічної форми. Це призводить і до різної зміни спектрального складу звукової хвилі, що потрапляє в слуховий прохід. Людина навчилася асоціювати зміна спектра звукової хвилі з напрямком на джерело звуку.
Різних напрямків на джерело звуку в горизонтальній площині будуть відповідати різниці фаз. Вважають, що людина з нормальним слухом може фіксувати направлення на джерело звуку з точністю до 3 °, цьому відповідає різниця фаз - 6 °. Тому можна вважати, що людина здатна розрізняти зміна різниці фаз звукових хвиль, що потрапляють в його вуха, з точністю до 6 °.
Крім фазового відмінності, бінауральному ефекту сприяє неоднаковість інтенсивностей звуку у різних вух, а також і «акустична тінь» від голови до одного вуха.
Довжина слухового проходу у людини дорівнює приблизно 2,3 см; отже, акустичний резонанс виникає при частоті:
Найбільш істотними частинами середнього вуха є барабанна перетинка і слухові кісточки: молоточки, ковадло і стремечко з відповідними м'язами, сухожиллями і зв'язками.
Система кісточок на одному кінці молоточком пов'язана з барабанної перетинкою, на іншому - стремечком з овальним вікном внутрішнього вуха. На барабанну перетинку діє звуковий тиск, що обумовлює силу F1 = P1 S1 (P1 - звуковий тиск, S1 - площа).
Система кісточок працює, як важіль, з виграшем в силі з боку внутрішнього вуха у людини в 1,3 рази. Ще одна з функцій середнього вуха - ослаблення передачі коливань в разі звуку великої інтенсивності.
Улітку людини є кістковим утворенням довжиною близько 3,5 мм і має форму капсулообразной спіралі з 2-3 / 4 завитками. Уздовж равлики проходять три канали. Один з них, який починається від овального вікна, називається вестибулярної сходами. Інший канал йде від круглого вікна, він називається барабанної сходами. Вестибулярна і барабанна сходи з'єднані в області купола равлики допомогою маленького отвору - гелікотреми. Між равликів каналом і барабанної сходами вздовж равлики проходить основна (базилярна) мембрана. На ній знаходиться кортів орган, що містить рецепторні (волоскові) клітини, від равлики йде слуховий нерв.
18. Ультразвук і його застосування в медицині
Ультразвук являє собою високочастотні механічні коливання частинок твердої, рідкої або газоподібної середовища, нечутні людським вухом. Частота коливань ультразвуку вище 20 000 в секунду, т. Е. Вище порога чутності.
Для лікувальних цілей застосовується ультразвук з частотою від 800 000 до 3 000 000 коливань в секунду. Для генерування ультразвуку використовуються пристрої, які називаються ультразвуковими випромінювачами.
Найбільшого поширення набули електромеханічні випромінювачі. Застосування ультразвуку в медицині пов'язано з особливостями його поширення і характерними властивостями. За фізичну природу ультразвук, як і звук, є механічною (пружною) хвилею. Однак довжина хвилі ультразвуку істотно менше довжини звукової хвилі. Чим більше різні акустичні опору, тим сильніше віддзеркалення і заломлення ультразвуку на краях різнорідних середовищ. Відображення ультразвукових хвиль залежить від кута падіння на зону впливу - чим більше кут падіння, тим більше коефіцієнт відбиття.
В організмі ультразвук частотою 800-1000 кГц поширюється на глибину 8-10 см, а при частоті 2500-3000 Гц - на 1,0-3,0 см. Ультразвук поглинається тканинами нерівномірно: чим вище акустична щільність, тим менше поглинання.
На організм людини при проведенні ультразвукової терапії діють три фактори:
1) механічний - вібраційний мікромасаж клітин і тканин;
2) теплової - підвищення температури тканин і проникності клітинних оболонок;
3) фізико-хімічний - стимуляція тканинного обміну і процесів регенерації.
Біологічна дія ультразвуку залежить від його дози, яка може бути для тканин стимулюючої, гнітючої або навіть руйнує. Найбільш адекватними для лікувально-профілактичних впливів є невеликі дозування ультразвуку (до 1,2 Вт / см2), особливо в імпульсному режимі. Вони здатні надавати болезаспокійливу, антисептичну (протимікробну), судинорозширювальну, що розсмоктує, протизапальну, десенсибілізуючу (протиалергічну) дію.