- Головна →
- Журнал «біоти» →
- Звукове середовище в четвер, і не тільки. Ультразвукові апарати як джерело шкідливих виробничих факторів. Застосування ультразвуку в виробничої діяльності. Лікувальне застосування ультразвуку. Е. В. Штрикова, І. С. Плотнікова, А. Е. Смирнов (№2, 20
Звукове середовище в четвер, і не тільки. Ультразвукові апарати як джерело шкідливих виробничих факторів. Застосування ультразвуку в виробничої діяльності. Лікувальне застосування ультразвуку.
відділу спеціалізованого нагляду
за радіаційною безпекою Міжрегіонального
управління № 153 ФМБА Росії
Заступник керівника Міжрегіонального
управління № 153 ФМБА Росії
Заступник головного лікаря по медичній частині
Клінічної лікарні № 4
ФБУЗ ПОМЦ ФМБА Росії
Двадцять перше століття - століття атомної енергії, ядерної медицини, радиофармацевтики, нанотехнологій і ультразвуку.
Ультразвук являє собою хвилеподібний розповсюджується коливання частинок середовища. Ультразвукові коливання лежать за межами сприйняття людського вуха, в акустичному діапазоні від 16 кГц до 10 9 ГГц. Ультразвук знайшов широке застосування в самих різних сферах виробничої діяльності: в гидролокациі, в неруйнівному контролі ультразвукової дефектоскопії, в медицині.
Ультразвук в якості шкідливого виробничого фактора присутній при проведенні процесів металізації, пайки, механічної обробки і очищення деталей, зварювальних робіт.
Джерелами ультразвуку в виробничих умовах є всі види ультразвукового технологічного обладнання, ультразвукові прилади і апаратура промислового, медичного, побутового призначення, що генерують ультразвукові коливання в діапазоні частот від 18 кГц до 100 МГц і вище. До джерел ультразвуку відноситься також обладнання, при експлуатації якого ультразвукові коливання виникають як супутній фактор.
Поняття «ультразвук» невіддільне від поняття «контактної середовища» - середовища (твердої, рідкої, газоподібної), в якій поширюються ультразвукові коливання при контактному способі передачі.
Існує кілька видів гігієнічної класифікації ультразвуку:
За способом розповсюдження ультразвукових коливань виділяють:
- контактний спосіб. В даному випадку ультразвук поширюється при зіткненні рук або інших частин тіла людини з джерелами ультразвуку, деталями, пристосуваннями для їх утримання, озвученими рідинами, сканерами медичних діагностичних приладів, фізіотерапевтичної і хірургічної ультразвукової апаратури і т. Д.
- повітряний спосіб. В даному випадку ультразвук поширюється по повітрю.
2. За типом джерел ультразвукових коливань виділяють:
3. За спектральним характеристикам ультразвукових коливань виділяють:
- низькочастотний ультразвук - 16 ÷ 63 кГц;
- среднечастотний ультразвук - 125 ÷ 250 кГц;
високочастотний ультразвук - 1,0 ÷ 31,5 МГц.
4. По режиму генерування ультразвукових коливань виділяють:
5. За способом випромінювання ультразвукових коливань виділяють:
- джерела ультразвуку з магнітострикційним генератором;
- джерела ультразвуку з п'єзоелектричним генератором.
Ультразвукові дослідження проводяться на апаратах:
- MEDISON SONOACE 9900;
- переносному апараті LOGIQ Book XF;
- Technos Partner з конвексним датчиком;
-SIEMENS з конвексними, лінійними, фазованими і кардіологічними датчиками;
- портативної ультразвукової діагностичної системи М5 з конвексним і порожнинних датчиками;
- SONIX SP з конвексними, лінійними, фазованими і кардіологічними датчиками;
- переносному апараті «Миндру» з конвексним і порожнинних датчиками.
У різних лікувальних установах проводяться найрізноманітніші види ультразвукової діагностики органів людини: УЗД органів черевної порожнини і заочеревинного простору, УЗД судин і серця, УЗД молочних залоз, УЗД щитовидної залози, УЗД малого таза і багато інших різновидів ультразвукової діагностики.
Завдяки малій довжині хвилі, ультразвук здатний створювати дуже високі щільності акустичної енергії. Для терапевтичних цілей зазвичай застосовують частоти 800 кГц. Середня застосовується терапевтична інтенсивність ультразвуку становить близько 1 Вт / см 2 і менше. Найтонші прошарку повітря (в соті частки міліметра) перешкоджають проходженню ультразвуку в тканини організму.
Вплив ультразвуку на організм людини:
- механічна дія, що викликається змінним звуковим тиском;
-парниковий ефект, що виникає всередині тканини;
-фізико-хімічне дію.
При дії ультразвуку великої інтенсивності на рідкі середовища виникає розрив рідини, званий кавітацією, при якій утворюються порожнини, що несуть електричний заряд. Електричні заряди можуть викликати іонізацію, а також хімічні реакції. Результатом кавітації є деполяризація макромолекул в ультразвуковому полі. Кавітація може викликати розрив тканин біологічних об'єктів, якщо застосовують ультразвук великих інтенсивностей. При використанні терапевтичних дозувань кавітації всередині людської тканини не відбувається, а відбувається псевдокавітація, т. Е. Мікромасаж тканин.
Виникнення тепла в тканини при застосуванні ультразвуку пояснюють періодичним стисканням середовища і перетворенням акустичної енергії в теплову.
Крім теплового, ультразвук володіє і фізико-хімічним дією. Під впливом ультразвуку відбуваються різні окислювально-відновні процеси, наприклад окислення йодистого калію, знебарвлення органічних барвників. При впливі на дистильовану воду, що містить повітря, за рахунок появи псевдокавітаціі в негативній фазі звукового змінного тиску утворюються маленькі бульбашки газу. Через псевдокавітаціі далі виникають електричні заряди, що зумовлюють явища люмінесценції. Ці явища люмінесценції в свою чергу є причиною вторинних реакцій, які утворюють фотохимическим шляхом вільні радикали ОН, які здійснюють окисляє дію.
Питання про дозування ультразвуку досить складний. і при встановленні біологічної дози пропонується виходити з хімічних реакцій, що викликаються ультразвуком. У практиці при дозуванні користуються інтенсивністю ультразвуку та тривалістю впливу. Біологічний ефект в основному залежить від інтенсивності ультразвуку, яку визначають в Вт / см 2 за допомогою ультразвукових ваг. При застосуванні ультразвуку необхідно враховувати його інтенсивність в Вт / см 2. тривалість впливу, послідовність і число впливів, режим застосування - безперервний або імпульсний.
У фізіотерапії вважають інтенсивності:
- 0,1 ÷ 0,4 Вт / см 2 - малими;
-0,5 ÷ 0,8 Вт / см 2 - середніми;
- 0,9 ÷ 1,2 Вт / см 2 - великими.
Великими интенсивностями користуються тільки при біологічних дослідженнях. При терапевтичному застосуванні ультразвуку слід проявляти велику обережність, особливо щодо нервової системи. Ембріональна швидкозростаюча і новостворена тканини значно восприимчивее до дії ультразвуку, ніж інші.
При застосуванні середніх інтенсивностей ультразвуку в клітці відзначається сильна циркуляція протоплазми, завдяки чому змінюється проникність клітинної оболонки для іонів калію і кальцію. Всередині «озвучених» клітин спостерігається утворення амілоїдних грудочок, патологічних вакуолей і жирових крапельок, міжклітинний обмін посилюється.
Біологічна дія ультразвуку на шкіру досліджено досить добре. Шкіра як прикордонна область, на яку впливає ультразвук, може повністю відобразити його, якщо між шкірою і поверхнею випромінювача є навіть найтонший шар повітря (0,001 мм); невеликі бульбашки повітря, що знаходяться в волосяних мішечках, перешкоджають проникненню ультразвукових коливань в організм. Тому між звуковий головкою апарату і шкірою повинна знаходитися будь-яка рідина; зазвичай використовують вазелінове масло або спеціальний сертифікований гель.
Вихід ультразвукових коливань з біологічної тканини в повітря може повести до сильного підвищення температури шкіри і її опіку. Висока температура виникає через повного відображення ультразвуку від цієї поверхні. Так, при впливі на палець руки за стабільною методикою через деякий час виникає біль від опіку на поверхні шкіри. З'являється гіперемія шкіри пояснюють іноді тепловим впливом ультразвуку.
Ультразвук діє на кісткову і хрящову тканину, а також на ендоост, окістя і надхрящницу. При цьому необхідно враховувати значення проникнення ультразвуку через прикордонні поверхні, що мають неоднорідну структуру. Через ці межують поверхонь кістки піддаються підвищеному тепловому і механічному впливу. Крім того, внаслідок виникають під впливом ультразвуку змін може бути порушено нормальне харчування кісткової тканини. Характерним є повільне пошкодження кістки, що зазнала впливу ультразвуку. Пізніше в місцях потовщень можуть з'являтися переломи кісток.
Дуже чутливі до дії ультразвуку яєчники, насінники і паренхіматозні органи (селезінка, печінка, нирка). У всіх цих органах при дії ультразвуку слабкої інтенсивності відзначається гіперемія, при більшій інтенсивності і тривалому впливі з'являються вакуолі, крововиливи з подальшими дегенеративними змінами.
Багато явища, які виникають в різних органах при дії ультразвуку, пояснюються роздратуванням нервової системи. При впливі на нерв на перший план виступає його нагрівання зі зниженням швидкості проведення збудження, однак після припинення впливу ультразвуку провідність нерва відновлюється. При значних інтенсивностях ультразвуку різко знижується фізіологічна активність нерва. При цьому за допомогою поляризаційного мікроскопа в нерві можна виявити місцеві руйнування поляризаційних властивостей нервових оболонок, мабуть, в результаті перевищення порога кавітації.
Шкідливі виробничі фактори, що виникають при роботі з ультразвуковою апаратурою:
Акустичний фактор (шум).
М'яке рентгенівське випромінювання.