Ультразвук и ультразвуковые технологии

Ультразвуковая обработка зерна и семян перед посадкой интенсифицирует процесс прорастания, повышает урожайность различных культур в среднем на 20...40%.

Так обработанные ультразвуком зерна ячменя дают всходы на 2-3 дня раньше, чем контрольные посадки, длина колоса и количество зерен в нем увеличиваются на 30%, количество стеблей от одного зерна также увеличивается на 25-30%.

Механизм ультразвукового воздействия на зерна и семена до конца не исследован. Ясно только, что ультразвук способен стимулировать жизненные силы, заложенные природой в каждую сельскохозяйственную культуру.

Экспериментальные исследования позволили установить, что ультразвуковое воздействие в большей или меньшей степени, но всегда положительно влияет на процесс прорастания зерен и семян и увеличивает урожайность. Максимальное повышение урожайности отмечено у дынь - на 46%.

Обработка семян огурцов перед посадкой ультразвуком приводит к тому, что междоузлия на взрослом растении (места образования плодов) формируются в полтора раза чаще, получаемые плоды отличаются от контрольных вкусом.

Обработка семян томатов ультразвуком позволила установить, что после посадки кусты разрослись сильнее, плодов образовалось больше, созрели они быстрее, чем контрольные. Анализ состава плодов показал, что обработанные ультразвуком томаты имели большее количество витаминов, чем контрольные.

Хорошие результаты были получены автором при обработке ультразвуком семян капусты, моркови, свеклы, лука.

При обработке семян ультразвуком в них можно вносить необходимые микроэлементы, уничтожать возбудителей болезней и вредителей, активизировать ферменты.

Так например, ультразвуковая обработка семян редиса в растворе органических удобрений повышает урожайность на менее чем в 2 раза.

При ультразвуковой обработке зерна и семян с помощью фитомиксера "АЛЁНА" необходимо учитывать следующее.

Обработка семян и зерен может осуществляться в воде или в водном растворе микроэлементов и удобрений. Обычно в качестве такого раствора используется водный раствор марганцовокислого калия. Такой раствор позволяет не только внести необходимый растениям калий, но и произвести предпосевную дезинфекцию семян.

Предварительно подготовленный слабый раствор марганцовокислого калия (бледно розового цвета) в количестве 200-250 мл. вливается в стакан миксера и в него помещаются обрабатываемые семена. Количество семян (по объему) не должно превышать 10 - 30%. Мелких семян допускается обрабатывать больше.

Время обработки семян не более 5 минут, время обработки зерен не более 10 мин. Признаком достаточной обработки может служить изменение цвета водного раствора с розового до светло-желтого. При обработке семян в маленьких стеклянных объемах (менее 200 мл) время обработки должно быть уменьшено до 3 мин. При обработке зерна в больших объемах (например, в трехлитровых банках) допускается обрабатывать до 1 кг зерна, обеспечивая его перемешивание. В этом случае время обработки составляет 20 минут и перемешивание зерна осуществляется через каждые 1-2 мин.

Рекомендации, изложенные в предыдущих разделах позволят вам с помощью фитомиксера подготовить растворы и экстракты удобрений, в том числе экстракты и настои дезинфицирующих веществ из растительного сырья.

Кроме вышесказанного, фитомиксер "АЛЁНА" может быть использован для фонофореза (введения) антибиотиков в яйцо перед закладкой в инкубатор.

Ультразвуковое снятие заусенцев основано на эффекте увеличения эрозионной и кавитационной активности звукового поля при добавлении в жидкость мелких абразивных зерен, размер которых соизмерим с радиусом действия ударной волны, возникающей при захлопывании кавитационной полости (1-100 мкм). Кроме чисто кавитационного разрушения наиболее слабых участков деталей заусениц - происходит дополнительная их обработка абразивными зернами.

Снятие заусенцев осуществляется в стакане фитомиксера, заполненном водно-глицериновой смесью, в которой взвешены мелкие абразивные зерна. При возникновении акустических течений зерна абразива и детали из-за различия плотности и размеров получают неодинаковые скорости. При взаимном проскальзывании абразивных зерен и деталей происходит снятие заусенцев.

В качестве абразива рекомендуется применять электрокорунд, карбид кремния, карбид бора с размером частиц 3-20 мкм. Наиболее универсальна и широко применяется суспензия, содержащая воду, глицерин и абразив в соотношении 1:1:1. Могут удаляться заусенцы до 0.1 мм с мелких деталей (массой до 10г) из различных сталей, латуни и пр. Одновременно в стакан фитомиксера можно загружать детали в 2-3 слоя. Химически активные добавки интенсифицируют процесс обработки; например, 2%-й раствор медного купороса снижает время обработки на 93%.

Ультразвуковые колебания обеспечивают более быстрое и глубокое по сравнению с другими методами понижение концентрации растворенного в жидкости газа. Ультразвуковая дегазация жидких сред применяется в металлургии (очистка сплавов от примесей), нефтепереработке (удаление метановых фракций из нефти), для выделения газов из растворов смол, трансформаторного масла, вискозы, соусов, напитков, мягкого пива, шоколада, растительного масла, крахмальных и желатиновых эмульсий и пр.

В ряде случаев для предотвращения коррозии аппаратуры необходима дегазация смазочных материалов, воды (удаление растворённого в них кислорода). Большие возможности имеет применение ультразвуковой дегазации в электрохимии при нанесении покрытий. Обычно на катоде выделяется водород, что приводит к образованию пузырьков при осаждении металла и, как следствие, снижению прочности покрытий. При применении ультразвуковой дегазации получаются прочные, лишенные пор покрытия. Кроме того, в звуковом поле увеличивается КПД и плотность электрического тока, сокращается время, необходимое для нанесения покрытия заданной толщины.

При проведении операций ультразвуковой дегазации может использоваться стакан фитомиксера и обработка осуществляться в нем. Кроме того может использоваться только ультразвуковая колебательная система, снятая со стакана миксера.

В электронике, приборостроении, радиотехнике, оптике, точном машиностроении, медицине и фармакологии большой удельный вес занимает производство мелких и средних деталей, работа с лабораторными посудой и инструментом, в технологию изготовления и обработки которых включены операции очистки.

Основные преимущества ультразвуковой мойки и очистки перед всеми известными методами удаления загрязнений следующие: быстрота и высокое качество очистки, механизация трудоёмких ручных операций, исключение дорогостоящих токсичных и взрывоопасных растворителей и замена их более приемлемыми щелочными растворами, обработка изделий сложной конфигурации, возможность в ряде случаев удалять загрязнения, не поддающиеся удалению другими методами.

Одним из наиболее интересных и перспективных промышленных применений ультразвука является процесс, получивший название ультразвуковой размерной обработки или ультразвукового резания.

Ультразвуковое резание было открыто более 50 лет назад американским инженером Л.Бэлемут. Исследуя дробление ультразвуком абразивных порошков, он обнаружил, что приближение колеблющегося торца рабочего инструмента излучателя к поверхности сосуда, в котором находилась суспензия абразива, приводит к разрушению поверхности в месте контакта. Выяснилось, что таким способом легко разрушаются все хрупкие материалы - стекло, керамики, твердые сплавы, драгоценные и поделочные камни и минералы. Особенно важным оказался тот факт, что форма полученного углубления весьма точно повторяет рельеф и форму рабочего инструмента излучателя.

Способ ультразвуковой обработки быстро нашел промышленное применение и уже в начале шестидесятых годов в различных странах начали появляться промышленные образцы ультразвуковых станков.

Обусловлено это было тем, что ультразвуковой способ удачно дополнил известную группу немеханических способов обработки - электроэрозионный, электрохимический, электронно-лучевой, лазерный и химический.

С его помощью удается существенно упростить и ускорить процесс изготовления фасонных деталей из твердых и хрупких материалов. Так например, в сотни раз повышается производительность вырезания пластин любой формы из различных керамик, полупроводниковых материалов, появляется возможность выполнять отверстия любой формы, упрощается технология изготовления матриц и пуансонов из твердых сплавов.

В ходе многочисленных исследований удалось установить, что совершая колебательные движения, рабочий инструмент периодически ударяет по зернам абразива. Под действием этих ударов под частицами абразива образуются трещины и выколы.

Полученные результаты показали, что разрушение хрупкого материала происходит только в случае прямого удара рабочего инструмента по частицам абразива, контактирующего в свою очередь с обрабатываемой поверхностью. В тех случаях, когда инструмент ударяет по частице абразива, взвешенной в жидкости, разрушение стекла не наблюдалось, хотя частица ударялась о поверхность со скоростью, близкой к колебательной скорости торца рабочего инструмента.

Применение абразивных суспензий, приготовленных на воде и глицерине свидетельствует о том, что скорость ультразвуковой обработки при использовании глицерина значительно меньше, чем при использовании воды. Объясняется это тем, что скорость потоков, возникающих в рабочем зазоре, а следовательно, и скорость движения частиц уменьшается с ростом вязкости используемой жидкости, а возникающие потоки играют определяющую роль в подаче абразивной суспензии в зону обработки, выносе выколотых частиц и измельченного абразива.

Современные представления о механизме ультразвуковой обработки свидетельствуют о том, что она сводится к двум различным по своей природе явлениям: образованию выколов при ударе инструмента по частицам абразива и перемещению выколотых частиц обрабатываемого материала и разрушенного абразива под действием ультразвуковых колебаний. Второй процесс обеспечивает подачу абразива и удаление отработанного абразива и снятого материала.

Производительность, точность обработки и качество поверхности, а также износ рабочего инструмента зависят от обоих явлений. Однако, производительность процесса и чистота обработанной поверхности определяются, в основном величиной и скоростью образования выколов. Скорость обработки определяется количеством частиц абразива между инструментом и обрабатываемой поверхностью. При использовании в качестве рабочих инструментов тонких пластин концентрация абразива была постоянной по всему сечению. С увеличением площади рабочей поверхности инструмента скорость ультразвуковой обработки уменьшалась. Обусловлено это тем, определяющую роль в перемещении частиц абразива под рабочей поверхностью инструмента играют кавитационные пузырьки. При использовании в качестве рабочего инструмента цилиндра и выполнении отверстий различных диаметров было установлено, что максимальное число кавитационных пузырьков образуется в центре обрабатываемого круга. Кавитационные пузырьки, способствующие перемешиванию абразива, одновременно схлапываются и создают мощные гидродинамические потоки, разбрасывающие частицы абразива от центральной зоны рабочей поверхности инструмента. Вследствие этого практически 2/3 поверхности под инструментом оказывается свободным от абразива и скорость обработки существенно снижается.

В связи с этим, при УЗ обработке целесообразно применять инструменты в виде полых трубок при выполнении отверстий различной формы и диаметра или ножевого типа при выполнении пазов и разрезании пластин. Кроме того эти же инструменты можно использовать для клеймения деталей, гравировки и т.п.

При принятии решения о необходимости выполнения отверстий необходимо учитывать функциональные возможности рассматриваемых многофункциональных ультразвуковых технологических аппаратов.

Многофункциональные аппараты N1 и N2 не комплектуются сменными рабочими инструментами и без дополнительных инструментов можно выполнять отверстия только одного диаметра - 7 мм. Однако, при необходимости выполнения отверстий меньшего диаметра, потребитель использовать дополнительный рабочий орган в виде иглы или специально изготовленного дополнительного рабочего органа необходимой формы.

В связи с широким применением полимерных материалов в домашнем хозяйстве и различных отраслях промышленности, возникает необходимость в соединении однородных и разнородных полимерных деталей, пленок, текстильных материалов на основе химических волокон.

В настоящее время используется большое количество разнообразных способов соединения полимерных материалов, таких как: клеевой, тепловой токами высокой частоты. Каждый из этих методов имеет существенные недостатки. Так, тепловой способ, не обеспечивает необходимой прочности, а формируемый им шов является хрупким. Высокочастотный способ соединения может использоваться только для полимеров с высокими диэлектрическими потерями, так как основан на поглощении полимерным материалом энергии токов высокой частоты, вызывающей внутренний разогрев материала. Поэтому, высокочастотный способ не пригоден для множества широко распространенных материалов, например, для полиэтиленовых пленок.

Большой проблемой является также соединение тканей на основе синтетических волокон. Использование обычных способов соединения в этом случае не всегда приемлемо из-за высокой упругости синтетических волокон.

Наиболее перспективным способом решения проблем соединения полимерных материалов является ультразвуковой способ, обеспечивающий прочный, долговечный и эластичный шов, высокую производительность процесса, безопасность и возможность легко автоматизировать процесс. В настоящее время ультразвуковая сварка является одним из наиболее эффективных, малоэнергоемких и наиболее широко используемых для соединения полимерных материалов способов.

Анализ технических возможностей ультразвукового способа соединения полимерных материалов (сварки) применительно к решению перечисленных проблем позволил выявить его несомненные достоинства, к основным из которых относятся:

1. Возможность получения надежного шва при температуре, меньшей температуры плавления материала, что позволяет избежать термического разложения материалов в воздухе (т.е. исключить выделение хлора и содержащих его продуктов в атмосферу.

2. Возможность повышения качества герметизирующего шва за счет увеличения (в миллионы раз) диффузионного взаимопроникновения свариваемых материалов, обусловленного знакопеременными механическими напряжениями в ультразвуковом поле высокой интенсивности.

3. Возможность снижения, по сравнения с тепловым способом, формирующего шов сварочного усилия до значений, значительно меньших предела текучести свариваемого материала, что позволяет значительно снизить массогабаритные и стоимостные характеристики устройства сжатия полимерных материалов и обеспечить соединение полимерных материалов вручную с помощью колебательных систем многофункциональных ультразвуковых аппаратов.

4. Возможность сварки материала, на поверхности которого имеются механические загрязнения или нанесены жидкие, вязкие и жировые пленки.

5. Ультразвуковая сварка осуществляется односторонним способом и ультразвуковую энергию можно вводить на значительном расстоянии от места соединения.

6. При ультразвуковой сварке полимерных материалов максимальный разогрев происходит на соединяемых поверхностях, что исключает перегрев материала по толщине.

7. При сварке ультразвуком на соединяемых выступах нет напряжений и отсутствуют радиопомехи.

С помощью ультразвука легко и качественно соединяются любые термопластичные материалы, к которым относятся: полиэтилен, полипропилен, полистирол, поливинилхлорид, полиамид, полиакрилат, поликарбонат и др.

В процессе действия ультразвуковых колебаний такие пластмассы, разогреваясь, переходят за сравнительно короткий промежуток времени в высокоэластичное состояние, а при дальнейшем повышении температуры в вязкопластичное состояние. Термопластичные материалы способны к многократному нагреву, не теряют исходных свойств и сохраняют свою структуру.

Основным недостатком ультразвукового способа сварки является невозможность соединения термореактивных пластмасс (их невозможно соединять и любыми другими способами, связанными с нагреванием).

Наибольший экспериментальный материал накоплен по соединению изделий из органического стекла, полихлорвинила, полиизобутилена, полистирола и полиамида.

Легче всего с помощью многофункциональных ультразвуковых аппаратов выполнить нахлесточные и тавровые точечные соединения с помощью рабочих инструментов. С помощью этих же инструментов можно выполнять шовные соединения и соединения по контуру.

Технология сварки заключается в следующем. На опору, (желательно массивную), в качестве подкладки укладывается резина, которая отражает часть энергии в свариваемые материалы. Применение подкладки из эластичного материала обеспечивает высокое качество швов при малом давлении и времени сварки. На подкладку, при выполнении нахлесточного соединения укладываются в два или более слоев свариваемые материалы. При выполнении точечной сварки, рабочий инструмент прижимается к свариваемым материалам с усилием, меньшем предела текучести, генератор многофункционального аппарата включается на время, необходимое для перевода материалов в вязкопластичное состояние (0,5......5 сек), затем генератор автоматически (с помощью таймера) или принудительно выключается. После выключения генератора статическое усилие на рабочий инструмент удерживается в течении 1...2 сек для стабилизации сварного шва.

В качестве примера рассмотрим режимы ультразвуковой сварки винипласта и полиэтилена.

При ультразвуковой сварке винипласта толщиной от 5 до 10 мм с помощью крестообразного соединения или соединения встык при амплитуде колебаний рабочего инструмента колебательной системы около 35 мкм и усилии зажатия в пределах от 50 до 70 кг (усилие создавалось вручную) качественное соединение получалось при времени ультразвукового воздействия 2...3 сек. Полученные таким образом швы разрушались лишь при усилиях 230...240 кг (разрушение происходило вблизи шва). Использовался резиновый отражатель толщиной 5 мм.

При ультразвуковой сварке, без применения резинового отражателя, полиэтилена толщиной 2....3 мм ультразвуковыми колебаниями с амплитудой 35 мкм и усилии сжатия всего 5 кг время воздействия было от 0,5 до 2 сек. Для разрушения таких соединений достаточно усилий порядка 50 кг.

Приведенные результаты показывают, что прочность сварного шва практически равна прочности основного материала. Кроме того, при сварке вдоль направления ориентации, прочность, близкая к прочности основного материала достигается в три раза быстрее, чем при сварке поперек волокон.

Следует отметить еще одну особенность (и преимущество перед другими способами сварки) ультразвуковой сварки. Для жестких пластмасс, таких как: полистирол, полипропилен, жесткий ПВХ, полиакрилат, поликарбонат и др., характеризуемых малым коэффициентом поглощения УЗ колебаний, допускается вводить ультразвуковые колебания на значительных расстояниях от места соединения. Подобная методика сварки позволяет располагать рабочий инструмент для ввода ультразвуковых колебаний на расстоянии до 20 мм от сварного шва, обеспечивая тем самым возможность осуществлять сварку в труднодоступных местах.

Кроме пластмасс, с помощью многофункциональных ультразвуковых аппаратов можно соединять полимерные пленки полиэтилена, полипропилена, полистирола, полиамидов, а также различные ткани, содержащие синтетические волокна, нетканые материалы с поливинилхлоридным, полистирольным и полипропиленовым покрытием.

Достаточно легко осуществляется соединение пленок с бумагой (ламинирование) и хлопчатобумажной тканью.

Многофункциональные аппараты могут быть использованы для сварки различных оболочек, используемых в качестве тары для хранения жидкостей и сыпучих тел, а также для упаковки изделий.

Многофункциональные ультразвуковые аппараты могут быть с успехом использованы в автоматических установках для соединения пленок и листов толщиной от 50 мкм до 3 мм. При этом может быть обеспечена скорость сварки в пределах от 1 до 10 м/мин.

При использовании многофункциональных аппаратов в автоматизированных сварочных установках для выполнения непрерывной полосовой сварки, вместо рассмотренной колебательной системы с рабочими инструментами N 3 и N 4 могут быть использованы катящиеся ультразвуковые колебательные системы. В таких колебательных системах используется кольцевой (трубчатый) пьезоэлектрический элемент. Для излучения ультразвуковых колебаний используется цилиндрическая поверхность пьезоэлемента, перекатывающегося по поверхности свариваемых материалов.

Передача высокочастотной электрической энергии на электроды вращающегося пьезоэлемента осуществляется через индуктивный токосъемник, выполненный в виде двух катушек индуктивности, расположенных на общем замкнутом сердечнике магнитопровода.

Один из участков магнитопровода проходит внутри трубчатого пьезоэлемента и механически связанной с ним катушки индуктивности

Эта катушка индуктивности электрически подключена к электродам пьезоэлемента и вращается вместе с ним.

Вторая катушка, расположена на другом (противоположном) участке магнитопровода, электрически соединяется с генератором электрических колебаний, и во время вращения пьезоэлемента остается неподвижной.

Методы ультразвуковой эхо-импульсной визуализации уже нашли широкое и разнообразное применение в медицине.

Основным элементом любой системы визуализации является электроакустический преобразователь, который служит для излучения зондирующего акустического импульса в объект и для приема акустических эхо-сигналов, переизлучаемых мишенью.

Приемник представляет собой своего рода систему сопряжения между преобразователем и дисплеем или системой записи, которые применяются для передачи наблюдателю информации, полученной с помощью ультразвука. В хороших системах эхо-сигналы на выходе преобразователя имеют большой динамический диапазон.

Эхо-импульсные методы в настоящее время стали широко применятся во многих областях медицины.

Акушерство - та область медицины, где эхо-импульсивные ультразвуковые методы наиболее прочно укоренились как составная часть медицинской практики. Рассматриваемые здесь четыре основных задачи иллюстрируют ценность многих полезных свойств ультразвуковых методов.

Надежное определение положения плаценты - задача первостепенной важности в акушерской практике. С развитием техники, обеспечивающее высокое расширение по контрасту, эта процедура стала уже рутинной. Приборы, работающие в реальном времени, эргономически более выгодны, так как позволяют определять положения плаценты быстрее, чем статические сканеры.

Второй вид процедур, ставших уже привычными, - оценка развития плода по измерению одного или более его размеров, таких как диаметр головки, окружность головки, площадь грудной клетки или живота. Так как даже очень малые изменения этих размеров могут иметь диагностическое значение, эти методы требуют высокой точности самой аппаратуры и методик ее применения.

Третий вид процедур, появившийся не так давно и не столь еще укоренившийся в практике, - раннее обнаружение аномалий плода. Это приложение требует особенно хорошего пространственного разрешения и разрешения по контрасту, предпочтительно в сочетании с режимом реального времени и быстрым сканированием. Хорошие методики и качественная аппаратура позволяют обнаруживать такие дефекты, как недоразвитие (гибель) яйца, анэнцефалия (полное или почти полное отсутствие мозга), гидроцефалия (избыток жидкости в мозге, наблюдаемый в виде уширения желудочков), спинальные (позвоночные) дефекты, зачастую необнаружимые биохимическими методами, и дефекты желудочно-кишечного тракта. Вспомогательную, но очень важную роль играет ультразвук в процедуре амниоцентеза (пункции плодного пузыря) - взятии околоплодных вод для цитологических исследований и выявления возможных генетических нарушений. Ввод иглы при амниоцентезе под контролем ультразвуковой визуализации, обеспечивает значительно большую безопасность этой процедуры.

Наконец, необходимо отметить ультразвуковое исследование движения плода. Это явление лишь недавно стало предметом подробного исследования. Сейчас происходит накопление большого количества информации как по движению конечностей плода и псевдодыханию, так и по динамике сердца и сосудов. Здесь основной интерес представляет исследования физиологии и развития плода; до обнаружения аномалий плода пока еще далеко.

2.1.4 Офтальмология

Может быть, из-за относительно малых размеров глаза офтальмология несколько выделилась из прочих областей применения ультразвука.

Ультразвук особенно удобен для точного определения размеров глаза, а также для исследования патологии и аномалий структур глаза в случае их непрозрачности и, следовательно, недоступности для обычного оптического исследования. Здесь также важна точность работы и калибровки аппаратуры, необходимо также уделить особое внимание эффектам, связанным с преломлением ультразвука в хрусталике и роговице.

Область позади глаза - орбита - доступна ультразвуковому обследованию через глаз, поэтому ультразвук вместе с компьютерной томографией стал одним из основных методов неинвазивного исследования патологий этой области. Структуры орбиты имеют малые размеры и требуют хорошего пространственного разрешения и разрешения по контрасту, что достижимо на высоких частотах. Практические сложности могут возникать, однако, если пытаться использовать аппаратуру, характеристики которой заимствованы из телевизионной техники, а полоса пропускания соответственно ограничена.

2.1.5 Исследование внутренних органов

При исследовании печени кроме важной задачи обнаружения вторичных злокачественных образований ультразвук полезен для решения других задач, включая обнаружение заболеваний и непроходимости желчных протоков, исследования желчного пузыря с целью обнаружения камней и других патологий, исследование цирроза и других доброкачественных диффузных заболеваний печени, а также паразитарных заболеваний, таких как шистосоматоз. Почки - еще один орган, в котором необходимо исследовать различные злокачественные и доброкачественные состояния (включая жизнеспособность после трансплантации) с помощью ультразвука. Гинекологические исследования, в том числе исследования матки и яичников, в течение долгого времени являются главным направлением успешного применения ультразвука. Здесь зачастую также необходима дифференциация злокачественных и доброкачественных образований, что обычно требует наилучшего пространственного и контрастного разрешения. Аналогичные заключения применимы и к исследованию многих других внутренних органов и областей. Возрастает интерес к применению ультразвуковых эндоскопических зондов. Эти устройства, которые можно вводить в естественные полости тела при обследовании или применять при хирургическом вмешательстве, позволяют улучшить качество изображения из-за более высокой рабочей частоты и/или отсутствия на пути ультразвука таких неблагоприятных акустических сред, как газ или кость.

2.1.6 Приповерхносные и наружные органы

Щитовидная и молочная железы, хотя и легко доступны ультразвуковому обследованию, часто требуют использования водяного и ионного буфера, чтобы на изображение не повлияли аномалии ближней зоны поля. При исследовании щитовидной и паращитовидной железе основное применение ультразвука - различение кистозных и твердых образований, что возможно при хорошем подавлении шума и артефактов, вызванных реверберацией и боковыми лепестками излучения.

Захватывающая перспектива - скрининг для выявления самых разных признаков рака молочной железы при отсутствии выраженных симптомов, особенно у женщин с аномально высоким фактором риска. Технически здесь необходимо обнаружить аномалию размеров около 2мм в диаметре, когда эта аномалия относительно редко встречается в заданной группе, например, будет только у одной пациентке.

Методы визуализации молочной и щитовидной желез, часто использующие акустическую задержку распространения, применимы также к обследованию других приповерхностных тканей, например, при измерении толщины кожи, необходимо в радиационной терапии для облучения электронами, при обследовании приповерхностных кровеносных сосудов, таких как сонная артерия, а также при исследовании реакции опухолей на терапевтические воздействия.

2.1.7 Кардиология

2.1.8 Неврология

2.1.9 Использование эффекта Доплера в диагностике

2.2 Применение ультразвука в терапии и хирургии

2.2.1 Принципы применения УЗ в терапии и хирургии

Давно известно, что ультразвук, действуя на ткани, вызывает в них биологические изменения. Интерес к изучению этой проблемы обусловлен, с одной стороны, естественным опасением, связанным с возможным риском применения ультразвуковых диагностических систем для визуализации, а с другой - возможностью вызвать изменения в тканях для достижения терапевтического эффекта.

Терапевтический ультразвук может быть условно разделен на ультразвук низких и высоких интенсивностей. Основная задача применения ультразвука низких интенсивностей - не повреждающей нагрев или какие-либо нетепловые эффекты, а также стимуляция и ускорение нормальных физиологических реакций при лечении повреждений. При более высоких интенсивностях основная цель - вызвать управляемое избирательное разрушение в тканях.

Первое направление включает в себя большинство применений ультразвука в физиотерапии и некоторые виды терапии рака, второе - ультразвуковую хирургию.

Распределение температуры в тканях млекопитающих при ультразвуковом нагреве, уже подробно обсуждались. Управляемый нагрев глубоко расположенных тканей может дать продолжительный терапевтический эффект в ряде случаев.

Высокий коэффициент поглощения ультразвука в тканях с большими молекулами обусловливает заметное нагревание коллагенсодержащих тканей, на которые чаще всего и воздействуют ультразвуком при физиотерапевтических процедурах.