Ультрадыбыстық диагностикасының физикалық негіздері – Толқындардың таралуы және тіндермен өзара әрекеттесуі

Әрбір науқастың ауру белгілерін анықтау мақсатында медицина саласында ультрадыбыстық диагностика жасалады. Ультрадыбыстық диагностиканың физикалық негіздері толқындардың таралуы мен тіндердің өзара әрекеттесуінің келесі аспектілерін қамтиды: Ультрадыбыстық ортада заттың ауыспалы қысу және кеңею аймақтары түрінде таралады. Ультрадыбыстың мінез-құлқын анықтайтын негізгі сипаттамалары-таралу жылдамдығы, толқын ұзындығы және қарқындылығы. Қанда және дене тіндерінің көпшілігінде ультрадыбыстық толқындар тікелей таралады. Олар тіндерге сіңеді немесе біртіндеп әлсірейді немесе дененің бетіне қарай шағылысады (шашырайды). Орташа жұмсақ дене тіндерінде көп мөлшерде су бар. Оларда ультрадыбыстық құрамында ақуыздар бар тұзды ерітіндіге тән жылдамдықпен таралады. Ультрадыбыстық толқындар сусыз тіндерге жеткенде, олардың энергиясының көп бөлігі шағылысады. Бұл сүйектер мен тістер сияқты жоғары минералданған тіндерде және ауаның едәуір мөлшері бар құрылымдарда болады. Тіндерде тараған кезде ультрадыбыстық сіңіру және дисперсия арқылы қарқындылығын жоғалтады. Бұл әсер жоғары жиіліктерде күштірек көрінеді және ену тереңдігін шектейді. Әр түрлі акустикалық кедергісі бар екі ортаның шекарасына жеткенде, ультрадыбыстық толқындардың сәулесі айтарлықтай өзгерістерге ұшырайды. Оның бір бөлігі жаңа ортада таралуын жалғастырады, оны белгілі бір дәрежеде сіңіреді, екіншісі шағылысады.

Жалпы ультрадыбыстық диагностика (УД) – бұл дыбыстың жоғары жиіліктерін (20 кГц жоғары) қолданатын медициналық зерттеу әдісі. Оның физикалық негіздері ультрадыбыстық толқындардың таралуы және тіндермен өзара әрекеттесуі принциптеріне негізделген.

1. Толқындардың таралуы:

Ультрадыбыстық толқындар акустикалық толқындар ретінде сипатталады, яғни олар медиада энергияның таралуын қамтамасыз етеді. Толқындардың таралуы тербелмелі механикалық процесстер арқылы жүзеге асады, мұнда толқындар молекулалар арасындағы қысымның өзгерісін тудырады. Ультрадыбыстық толқындар сұйықтар мен қатты заттар арқылы таралуы мүмкін, бірақ ең жақсы таралу оларды тығыздығы жоғары және жұтылуы төмен ортада болады.Толқындардың таралу жылдамдығы ортаға байланысты болады. Мысалы, сұйықтықтарда дыбыстың таралу жылдамдығы жоғары, ал газдарда төмен болады. Медианың тығыздығы мен серпімділігі ультрадыбыстық толқынның таралу жылдамдығын анықтайды.

2. Тіндермен өзара әрекеттесу:

Ультрадыбыстық толқындардың тіндермен өзара әрекеттесуі негізінен үш түрлі процеске бөлінеді:

- Сәуле шашылуы (Refraction): Толқындардың жылдамдығының өзгеруі салдарынан олардың бағыты өзгереді. Мысалы, бір тіннен екінші тінге өткенде, ультрадыбыстық толқынның таралу жылдамдығы өзгеріп, толқынның бағыты да өзгереді.

- Дифракция (Diffraction): Ультрадыбыстық толқындар кедергілерден өту кезінде бұрмаланады немесе таратылуы мүмкін. Бұл әсер негізінен тіндердің шекараларында байқалады.

- Жұтылу (Absorption): Тіндерде ультрадыбыстық толқындар энергиясын жұтып, жылу шығарады. Бұл процесс әсіресе жоғары жиіліктегі толқындарда айқын көрінеді. Тіндердің құрамындағы су мөлшері мен тығыздығы бұл процестің қарқындылығына әсер етеді.

 3. Ультрадыбыстық толқындардың түрлері:

- Ұзын толқындар: Төмен жиілікті (2-5 МГц) ультрадыбыстық толқындар жиі қолданылады, олар тереңірек тіндерге өтеді.

- Қысқа толқындар: Жоғары жиілікті (10-20 МГц) толқындар нақты беттер мен құрылымдарды зерттеуге пайдаланылады, бірақ олар тек тереңдігі аз тіндерде өтеді.

 4. Акустикалық импенданс:

Акустикалық импенданс (Z) – бұл ультрадыбыстық толқынның орта арқылы өтуге қарсы қарсылығы. Ол тығыздық пен серпімділікке байланысты. Акустикалық импенданстың үлкен айырмашылығы бар тіндер арасында толқындар жақсы таралмайды, бұл толқындардың шағылуына және кері қайтуына әкеледі.

5. Эхогенділік:

Эхогенділік – бұл ультрадыбыстық толқындардың тіндермен өзара әрекеттесу нәтижесінде пайда болатын бейненің қалыптасуы. Эхогенділігі жоғары тіндер (мысалы, сүйек) көп толқындарды қайтарады, ал эхогенділігі төмен тіндер (мысалы, сұйықтық) аз немесе ешқандай сигнал бермейді.

Осы негіздер ультрадыбыстық диагностика кезінде нақты бейнелер мен ақпараттарды алу үшін маңызды болып табылады. Толқындардың таралуы, тіндермен өзара әрекеттесу және әртүрлі физикалық қасиеттері нәтижесінде, УД әдісі ағза ішіндегі құрылымдар туралы толық мәлімет береді.

С.Д. Асфендияров атындығы ҚазҰМУ-нің Биофизика және қалыпты физиология кафедрасының магистрі Абдрасилова Венера Оналбаевна

С.Д. Асфендияров атындығы ҚазҰМУ-нің Педиатрия факультетінің 1-курс студенті Дамхан Данияр Шухратұлы

---

Әлеуметтік желілерде бөлісіңіз: