Ультрадыбыстық зерттеу аппаратының түрлері,құрылысы,жұмыс істеу принциптері

Пән: Медицина
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 15 бет
Таңдаулыға:

ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

Реферат

тақырыбы: Ультрадыбыстық зерттеу аппаратының түрлері,құрылысы,жұмыс істеу принциптері

Орындаған
Қабылдаған:

Алматы 2017ж

Жоспар
:: Кіріспе:
УЛЬТРАДЫБЫСТЫ МЕДИЦИНАДА ҚОЛДАНУ УЛЬРАДЫБЫСТЫҚ ЗЕРТТЕУ ҚҰРАЛЫ АЛОКА-630
:: Негізгі бөлім:
I Доплерография.
II. Кардиологиялық ульрадыбыстық зерттеу
III. Параметрлік датчиктер
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер:

Кіріспе

Биофизика - әртүрлі сатыдағы биологиялық жүйелерде болып жатқан физикалық және химиялық процестерді зерттейтін ғылым. Биофизиканың зерттейтін объектісі биологиялық материалдар, яғни тірі организмдер. Олай болса физиканың өлі табиғат үшін ашылған заңдарын өзгеріссіз тірі организмге қолдануға болмайды. Оның себебі тірі организм - биологиялық жүйе, үнемі динамикалық қозғалыста болады және гетерогендік әртекті жүйе болып саналады. Биофизиканың ғылым болып қалыптасуына физика, химия, физиология, математика, биохимия тәрізді ғылымдардың зор ықпалы тиді. Осы ғылымдардың негізінде дүниеге келген биофизиканың өз заңдылықтары, өз әдістері бар. Биофизиканың мынадай салалары бар: 1) молекула биофизикасы, ол организмді түзетін биологиялық молекулалардың құрылысы мен физикалық қасиеттерін қарастырады. Сол сияқты биологиялық процестердің кинетикасы мен термодинамикасын қарастырады; 2) клетка биофизикасы. Бұл сала клетканың ультрақұрылысын, оның физикалық және химиялық ерекшеліктерін және клетканың өтімділігін, биологиялық потенциалын қарастырады; 3) күрделі жүйе биофизикасы (немесе басқару және реттеу процесінің биофизикасы). Сонымен қатар, биофизика организмге деген физикалық факторлар әсерін, иондалған сәуленің биологиялық әсерін (рабиобиология), көз оптикасын, қозғалыс, тыныс алу, иіс сезу, есіту, қан айналыс органдарының жұмыс әрекетін қамтиды. Биофизика ғылым ретінде бүгінгі күн кең дами бастады.

УЛЬТРАДЫБЫСТЫ МЕДИЦИНАДА ҚОЛДАНУ УЛЬРАДЫБЫСТЫҚ ЗЕРТТЕУ ҚҰРАЛЫ АЛОКА-630.

Ультрадыбыс деп есту әсерін тудырмайтын, жиілігі 20 кГц-тен жоғары серпімді тербелістер мен толқындарды айтамыз. Көбіне мұндай тербелістерді электр тербеліс генераторы арқылы өндіреді, ол магнитострикция немесе кері пьезоэлектрлік әсері құбылысына негізделген. Магнитострикция құбылысы - айнымалы магнит өрісінің әсерінен ферромагнитті өзекшенің тербелуі, ал кері пьезоэлектрлік әсер - айнымалы электр өрісінің әсерінен пьезоэлектр пластиналарынын тербелуі. Екі жағдайда да өзекшемен немесе пьезе пластинкамен қоршалған ортада көлденең ультрадыбысты толқындар тарайды, әсіресе ол резонансты жиіліктерде қатты байқалады.
Ультрадыбыстың таралу жылдамдығы дыбыс толқындарындай, бірақ толқын ұзындығы біршама кіші, сондықтан ультрадыбыс толқындары оңай фокусталады.
Ультрадыбыс толқының интенсивтілігі 1 сантиметр квадрат ауданға ондаған ватт, ал фокусталғанда бірнеше жүздеген немесе мыңдаған ваттқа дейін жетеді.
Ультрадыбыс толқындары тығыздықтары әр-түрлі екі орта шекарасында шағылады және сынады, толқынның екі орта шекарасында шағылу дәрежесі толқын кедергісінің қатынасына тәуелді. Жиілігі 2,5 МГц УД-толқыны 24 сантиметрге дейін денеге енеді, 3-3,5 МГц - 16-18 сантиметрге дейін, 5 МГц - 9-12 см, 7,5 МГц - 4,5 сантиметрге дейін енеді. УД-толқынының жиілігі жоғары болған сайын оның өте кішкентай нәрселерді дәлірек байқау мүмкіндігі артады.
Ультрадыбысты медицинада пайдалану оның заттарға механикалық, физико-химиялық, биологиялық және жылулық әсер етуіне негізделген.
УД-толқындарының механикалық әсері заттардың микроқұрылымының деформациясымен байланысты, яғни толқын әсерінен дене құрамындағы молекулалар тербеліске түседі.
УД-толқындардың интенсивтілігі артқанда заттардың құрылымының бұзылуы байқалады. Бұйректегі тастарды майдалайтын УД-емдеу аппаратының жұмысы толқындардың осы қасиетіне негізделген. Ал сұйықтарда бұл кавитация тудырады, яғни сұйық ортада газ немесе сұйық буымен толтырылған микроқуыстар пайда болуы. Олар бір-біріне жақындандасып, үлкен қысыммен соқтығысады. Бұл процесс ортаның иондануына, молекулалардың дисоциациялануна, сондай-ақ жылудың пайда болуына алып келеді. УД-толқындарының әсерімен вирустар, бактерияларды өлтіруге болады. Сондықтан оны стерилизациялауда пайдаланады. Ал УД-ның азғана қуаты әсерінен жасуша мембранасының өтімділігі артады да, ұлпадағы зат алмасу процессі күшейеді.
Медициналық практикада УД-толқындары диагностикалық және емдік мақсаттарда қолданылады.
УД зерттеу (УДЗ) ультрадыбыстың әр-түрлі тығыздықтағы ұлпалармен бөлініп тұрған шекарадан шағылу құбылысына негізделген.
УДЗ құрылғысы үздіксіз және импульсті режимдегі УД-толқындарын шығаратын пьезоэлектрлік генератордан, биологиялық денеден шағылған УД толқындарын қабылдайтын пьезоэлектрлік датчиктен, оның сигналдарын өңдейтін микропроцессордан, кескінді бақылайтын монитордан т.б. көптеген қосымша бөліктерден тұрады.
Барлық ультрадыбыстық диагностикалық аппараттар локация принципі бойынша жұмыс істейді. Екі орта шекарасынан шағылғын сәуле және негізгі сәуленің ортадан шағылу және таралу уақытының әр түрлі болуы, объектінің орналасу тереңдігін анықтауға, ал датчикті қозғалта отырып олардың пішінін білуге болады.
Датчик қабылдаған УД микропроцессорда өңделіп кескін құрылғысына жіберіледі. Осы арқылы дәрігер мониторда дененың бөлігінің кескінін, мүшелердің пішінін (формасын) сондай-ақ ондағы жаңа пайда болған нәрселерді (ісік, тастар т.б.) көре алады.
УД-толқындары сондай-ақ қан ағыны жылдамдығын өлшеуде де қолданылады. Бұл әдіс Доплер эффектісіне негізделген.
Доплер эфффектісі деп - бір-біріне қатысты қозғалыс кезіндегі негізгі УД толқын мен оның шағылысқан толқыны арасындағы жиіліктің өзгеруін айтады. Жиіліктің әр-түрлі болуына қарай зерттелген дене қозғалысыынң жылдамдықты анықтауға болады. Доплерография әдісінде қозғалыстағы эритроциттен шағылған ультрадыбыс жиілігі, датчиктен шыққан негізгі сәуле жиілігінен өзгеше болады. Негізгі толқынмен салыстырғанда, шағылған ультрадыбыстың жиілігінің артуы немесе кемуі қан ағыны бағытына байланысты (датчикке-қарай немесе оған қарсы). Қан ағыны жылдамдығы қаншалықты үлкен болса, шағылған ультрадыбыс жиілігі соншалықты үлкен жиілікке өзгереді. Осы мәліметтерді салыстыра отырып, УДЗ құралының микропроцессоры қан ағыны жылдамдығын есептейді.
Зерттелетін мүшенің орналасу тереңдігіне және өлшемдеріне байланысты мынадай датчиктер қолданылады: секторлық, конвексті, сызықтық (1-сурет).

1 2 3

3 сурет. 1- конвексті, 2- секторлы, 3- сызықты
датчиктер.

УД диагностикада негізінен жиілігі 2,5; 3,0; 3,5; 5,0; 7,5 МГц датчиктер қолданылады. Датчиктің жиілігі аз болған сайын, сәуленің денеге ену тереңдігі жоғары болады. Бірақ бұл жағдайдағы ультрадыбыстың денені анық көру мұмкіндігі азаяды. Берілген датчиктердің ішіндегі анық көру мүмкіндігі жоғарысы 7,5 МГц жиілігі датчик.
Секторлы датчиктің артықшылығы:
· бүкіл мүшені қамтиды, тереңдегі мен бақылау аймағының үлкендігі. Мысалы: бүйректі немесе шарананы толығымен көру;
· ультрадыбысқа арналған кішкене "мөлдір терезелер" арқылы көру, түсіру мүмкіндігі, мысалы: қабырға арасы арқылы жүректі түсіру, әйелдер органдарын зерттеу.
Секторлы датчиктердің кемшіліктері:
· дене бетінен 3-4 см "көрінбейтін аймақтың" болуы (бұл аймақты секторлы датчикпен зерттеу мұмкін емес).
· датчиктің бір фокусты болуы.
Фокустаудың мүмкіндік шекары үлкен болғандықтан секторлы датчиктер: ұзын - фокусты (ішкі мүшелерді зерттеуде), орта фокусті (кардиологияда) қысқа фокусті (балаларды зерттеуде, беткі мұүелерді) болып бөлінеді. Сызықты датчиктердің бақылау аймағының ені 5-8 см болады. Сызықты датчиктің элементтері сканердің электронды схемасы арқылы басқарылады.

Сызықты датчиктің артықшылығы:
· "көрінбейтін аймақтың" аз болуы, беткі мүшелерді зерттеу мұмкіндігі;
· "динамикалық фокусировка" толқынның таралу бағыты бойынша бірнеше фокустың болуы, сол арқылы терең қабатты түсіруде жоғары айқындылықты қамтамасыз етеді.
Сызықты датчиктің кемшіліктері:
· секторлы датчиктерге қарағанда терең қабаттарды бақылау аймағының тарлығы, яғни бүкіл мүшені толығымен бірден
көруге мүмкін болмауы;
· жүректі түсіру мұмкін еместігі және
әйелдердің жыныс мүшелерін түсіру қиындығы.

Сондықтан сызықты датчиктер абдоминальды мүшелерді (бауыр, бүйрек т.б.), акушерлікте шарананы зерттеуде ғана қолданылады.

Конвексті датчик. Сызықты датчиктер сияқты көптеген пьезокерамикалық элементтерден тұрады. Олар қисық (конвексті) бетімен орналасқан және сканердің электронды схемасымен қосылған. Конвексті датчиктердің де секторлы және сызықты датчиктер секілді артықшылықтары мен кемшіліктері бар.
Конвексті датчиктердің артықшылығы. Сызықтыға қарағанда дене бетіндегі зерттеу аймағы аз, ал терең қабатында көп. Сондықтан конвексті датчиктерді, сызықты датчиктермен көру мүмкін болмайтын аймақты зерттеуде қолдануға болады, мысалы: әйелдер жыныс мұшелерін.
"Алока" фирмасы көлемдері шағын конвексті датчиктерді жасап шығарды. Олар қабырға аралық кеңістік арқылы жүректі көруге және кескіндеу мүмкіндік береді. Беткі мұшелерді зерттеуде сызықты датчиктерді қолданған дұрыс. Себебі конвекстіге қарағанда аз тереңдікте бақылау аймағы кең, "көрінбейтін аймақ" аз. Конвексті датчиктің тағы бір артықшылығы секторлыға (механикалық) салыстырғанда таза электронды, онда қозғалатын механикалық бөлік жоқ, динамикалық фокусировкаға ие, кескіндеу тереңдігінде бірнеше рет фокусталады, соған сәйкес жоғары сапалы ультрадыбыстық кескін алынады, соның салдарынан көру тереңдігінің мүмкіндік шекарасы артады. Конвексті датчиктердің дене бетіндегі бақылау аймағы секторлыға қарағанда кеңірек. Конвексті датчиктер әйелдер мүшелерін, абдоминальды мүшелерді зерттеуде, шарананы зерттеуде қолданылады.

Алока-630 аппаратына көптеген арнайы датчиктер қосуға болады. Олар датчиктерді зерттейтін мүшеге жақынырақ оранласуға, ультрадыбыстың жоғары жиілігі арқылы үлкен айқындылықпен зерттеуге мұмкіндік береді.
1. Интраоперациялық датчиктер.
Бұл датчиктер сызықты және конвексті кескіндеу принципіне негізделген. Олар операция кезінде ішкі мүшелерді зерттеуге арналған. Сызықты датчиктерге қарағанда олардың көлемдері шағын, жиіліктері 5 немесе 7,5 МГц пішіні Т-тәрізді және L-тәрізді болып келеді ( 4 сурет).

4-сурет. Интраоперациялық датчиктер

2. Интравагиналді датчиктер.
Бұл датчиктер конвексті кескіндеуге негізделген. Олардың арнайы ұстағышы бар, дененің бір жақ жанын көруге қолданылады.
3. Сүт және ұйқы безін зерттейтін датчик. Бұл датчик 7,5 МГц-тегі секторлы механикалық датчикке негізделген. Жақын жатқан мүшелерді, сүт, ұйқы безін, ұйқы артериясын зертеуге арналған( 5-сурет).

5-сурет. Сүт және ұйқы безiн зерттеуге арналған датчиктер.

4. Интраректалді датчиктер.
Бұл датчиктерде 5 және 7,5 МГц жиілікпен сызықты кескіндеу принципі пайдаланылады. Олар тік ішек арқылы ішкі мүшелерді, жатарды зерттеуде қолданылады.

Кардиологиялық ульрадыбыстық зерттеу
Жүректі зерттеуде (кардиологиялық датчиктер) орташа фокустық, 3 немесе 3,5 МГц секторлық датчиктері қолданылады. 5 МГц датчиктерде ультрадыбыстың ену тереңдігі аз болғандықтан, кардиологияда шектелген масштабты түсіруде, әсіресе балаларды зерттеуде қолданады.
Қазіргі сканерлердің ультрадыбысты кескіннің бір кадрын ғана есте сақтауға мұмкіндігі бар. Жүректі көру және кескіндеу кезінде жүректің жиырылу сәтіндегі белгілі бір кезеңді ғана (диастола, систола) суретке түсіру қажетігі туындайды. Сондықтан кардиологиялық зерттеулерге арналған УДЗ құралында, ультрадыбыстық кескінді электрокардиограммалармен(ЭКГ) үйлестіретін синхронизациялаушы бөлік болады. УДЗ курсорының көмегімен ЭКГ-да жүрек жиырылуы кезіндегі қажетті кезеңді таңдауға және кардиограмманың таңдалған кезеңін ультрадыбысты кескінде тоқтатып түсіруге болады. Мұндай бөлік физиологиялық сигналды көрсету бөлігі деп аталады. Кардиограмма мониторында көрсету бөлігінен басқа синхронизация бөлігі бар. Бұл бөлік УДЗ экранында жүректің фонын, пульстік толқынды көрсетеді. Сондықтан блоктардан тұратын электродтардан бөлек жүрек фонының микрофонын, пульстік толқынның датчигін қоюға болады.
SSD-500, SSD-630, SSD-650 сканерлерінде абдоминальді конвексті кардиологиялық датчиктер қолданылады. Олар ультрадыбыспен қабырғааралық мөлдір кеңістіктен жұректі кескіндеуді жұргізуге мұмкіндік береді.
Арнайы кардиологиялық зерттеулер жүргізу ұшін "Алока" фирмасы 5 және 7,5 МГц эзофагиналді конвексті датчиктер жасап шығарды. Бұл датчиктер ас қорыту жүйесі арқылы ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.