Найти в Дзене

Что такое ультразвук?

(ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ ПАЦИЕНТОВ) Для того, чтобы обсуждать такую область медицины, и в частности, диагностики, как ультразвуковая диагностика, вначале нужно определиться с базовыми понятиями - что вообще, такое, ультразвук? Значительная часть лучевых исследований (а ультразвуковой метод относится к лучевой диагностике) связана с использованием рентгеновского излучения - традиционная "классическая рентгенография и рентгеноскопия, флюорография, маммография, компьютерная томография и другие. Принципиальное отличие ультразвукового метода состоит в том, что мы не используем рентгеновское, ионизирующее излучение. В основе метода лежит использование звука высокой частоты. Итак - ультразвук это звуковые (то есть - механические) колебания, распространяющиеся в различных средах. Звук, до определенной степени громкости, как Вы понимаете, не несет вредной нагрузки на организм и психику человека (звуковые колебания, модулированные речевым аппаратом человека в виде упреков, придирок и ругани, мы, понятное

(ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ ПАЦИЕНТОВ)

Рис. 00 - заставка
Рис. 00 - заставка

Для того, чтобы обсуждать такую область медицины, и в частности, диагностики, как ультразвуковая диагностика, вначале нужно определиться с базовыми понятиями - что вообще, такое, ультразвук? Значительная часть лучевых исследований (а ультразвуковой метод относится к лучевой диагностике) связана с использованием рентгеновского излучения - традиционная "классическая рентгенография и рентгеноскопия, флюорография, маммография, компьютерная томография и другие.

Рис. 01. Рентгенологическое исследование.
Рис. 01. Рентгенологическое исследование.

Принципиальное отличие ультразвукового метода состоит в том, что мы не используем рентгеновское, ионизирующее излучение. В основе метода лежит использование звука высокой частоты. Итак - ультразвук это звуковые (то есть - механические) колебания, распространяющиеся в различных средах.

Рис. 02. Ультразвук, производимый камертоном
Рис. 02. Ультразвук, производимый камертоном

Звук, до определенной степени громкости, как Вы понимаете, не несет вредной нагрузки на организм и психику человека (звуковые колебания, модулированные речевым аппаратом человека в виде упреков, придирок и ругани, мы, понятное дело, брать в расчет не будем. :-) Когда речь идёт об ультразвуке, всегда подразумевается звук очень высокой частоты. Настолько высокой, что человеческий орган слуха его не воспринимает. Считается, что границей между слышимым диапазоном звука и ультразвуком является частота 20 килогерц - двадцать тысяч колебаний в секунду. Хотя, следует отметить, что реальная слышимая человеком граница, как правило, ещё ниже, и с возрастом чувствительность восприятия к высоким частотам снижается. 20 килогерц человек уже не слышит, но ультразвук способны слышать некоторые другие живые существа: собаки слышат до 60 килогерц, кошки и медведи слышат ультразвук до 85 килогерц, летучие мыши - до 120 килогерц.

Рис. 03. Летучая мышь
Рис. 03. Летучая мышь

Более высокие частоты ультразвука тоже существуют, но такой ультразвук не может распространяться в воздухе - только в более плотных средах. Погрузимся в воду. Киты слышат и могут производить ультразвуковые сигналы с частотой до 150 килогерц, дельфины до 200 килогерц.

Рис. 04. Дельфин
Рис. 04. Дельфин

Но зачем этим живым существам такой высокочастотный ультразвук? Собакам, кошкам, медведям и прочим бегающим - лазающим существам он нужен для более полного восприятия окружающего мира и поиска добычи, которая, непроизвольно, производит ультразвуковые "шумы" и выдаёт тем самым своё местоположение. А вот летучие мыши используют ультразвук совершенно иначе. Они приспособились к эхолокации. Испуская короткие звуковые импульсы, они своими большими ушками ловят отраженный сигнал, и по скорости возврата звука определяют направление расположения добычи, размеры и скорость ее передвижения. То же самое делают дельфины и прочие китообразные в водной среде. Так что "ультразвуковое исследование" возникло задолго до появления ультразвуковых медицинских аппаратов и даже задолго до появления человека на Земле. Изначально, ультразвуковая эхолокация применялась человеком в морском деле, для определения глубины дна водоёма и поиска косяков рыб.

Рис. 05. Эхолокация в морском деле
Рис. 05. Эхолокация в морском деле

Но мы отвлеклись. Итак, для диагностики используется ультразвук. Правда, применяемые частоты будут значительно выше, чем используемые летучими мышами и дельфинами. Но из-за этого звук не перестаёт быть звуком, а принцип ультразвукового исследования - эхолокацией.

Рис. 06. Эхо в горах
Рис. 06. Эхо в горах

Подобно тому, как человек, стоя высоко в горах на краю пропасти, кричит и слышит отраженное эхо; подобно тому, как корабельный эхолот "кричит" и слушает эхо, отраженное от морского дна; так и ультразвуковой датчик "кричит" в ткани человека ультразвуковыми импульсами и "слушает" возвращающиеся сигналы.

Рис. 07. Ультразвуковой датчик и эхо.
Рис. 07. Ультразвуковой датчик и эхо.

* Все изображения получены из свободного доступа