Якою може бути дія ультразвуку на організм людини?

Ультразвукові коливання, що генеруються низькочастотним ультразвуком, промисловим обладнанням, чинять несприятливу дію на організм людини. Ультразвук має переважно локальну дію на організм, оскільки передається при безпосередньому контакті з ультразвуковим інструментом, деталями, що обробляться, або середовищами, де збуджуються ультразвукові коливання.

Тривала систематична дія ультразвуку, що поширюється повітряним шляхом, викликає зміни у нервовій, серцево-судинній і ендокринній системі, слуховому, больовому і вестибулярному аналізаторах, а також у процесах терморегуляції.

Більш небезпечним є контактний вплив ультразвуку, при роботі з ручним інструментами під час пайки, луження і т. ін. У місцях контакту можуть настати вегетативні поліневрити, м’язова слабкість пальців, кісток і передпліччя.

Ступінь вираження змін залежить від інтенсивності і тривалості дії ультразвуку і посилюється при наявності у спектрі високочастотного шуму, що призводить до вираженого зниження слуху. Зі стажем роботи ці зміни набувають більш стійкого характеру.

Окрім загальноцеребральних порушень дія локального ультразвуку може викликати явище вегетативного поліневриту, при якому страждають руки і трохи рідше ноги, характер змін яких залежить від дози впливу.

Малі дози - рівень звуку 80-90 дБ дають стимулюючий ефект - мікромасаж, прискорення обмінних процесів. Великі дози - рівень звуку —120 дБ і більше—дають уражаючий ефект.

Ультразвук впливає на різні органи і системи людини не лише через слуховий аналізатор, що було підтверджено його несприятливою дією на глухонімих людей від народження.

Які існують методи оздоровлення умов праці при обслуговуванні ультразвукового устаткування?

Основу профілактики несприятливої дії ультразвуку на людей, що обслуговують ультразвукове устаткування, становить гігієнічне нормування. Ультразвук, що передається на руки контактним шляхом, нормується ДСН 3.3.6.037-99. Граничнодопустиме значення ультразвуку при контактній передачі за інтенсивністю відповідно до ДСН допускається в 0,1 Вт/см2.

Нормованим параметром ультразвуку, що поширюється контактним шляхом, є пікове значення віброшвидкості. Максимальна величина ультразвуку в зоні контакту рук оператора протягом 8-годинного робочого дня за віброшвидкістю має не перевищувати 1,6*10’2 м/с або 110 дБ.

Контактний захист від дії підвищених рівнів ультразвуку полягає у:

зменшенні його шкідливої дії у джерелі виникнення;

локалізації дії ультразвуку за допомогою конструктивних і організаційних заходів (використання звукоізолюючих екранів, кожухів, окремих приміщень, відповідний інструктаж, встановлення раціонального режиму праці і відпочинку).

До конструктивно-планувальних рішень належить: застосування дистанційного управління і систем блокування, що вимикають генератори при перевищенні допустимих нормованих рівнів, використання по можливості малопотужного обладнання; влаштування екранів зі сталевих або дюралюмінієвих листів, покритих гумою, протишумовою мастикою чи іншими матеріалами, кожухів і т. ін.

При проектуванні ультразвукового устаткування доцільно використовувати робочі частоти, найбільш віддалені від слухового діапазону - не нижче 22 кГц.

Для захисту рук від контактної дії ультразвуку застосовують спеціальний робочий інструмент з віброізолюючою рукояткою.

До роботи з ультразвуковим обладнанням допускаються особи не молодше 18 років. Забороняються понадурочні роботи. При контакті з ультразвуком більше 50 % робочого часу рекомендуються перерви тривалістю 15 хвилин кожні 1,5 години роботи.

Значний ефект дає комплекс фізіотерапевтичних процедур - масаж, УФ-опромінення, водні процедури і т. ін. Працюючі при експлуатації ультразвукового обладнання мають проходити попередні і періодичні медичні огляди.

Ультразвукова діагностика

   Зварювання кісток (ультразвуковий остеосинтез). Область перелому заповнюють подрібненою кістковою тканиною, змішаної з рідким полімером (Циакрін), який під дією УЗ швидко полімеризується. Після опромінення утворюється міцний зварний шов, який поступово розсмоктується і замінюється кістковою тканиною.

  Накладення УЗ-коливань на хірургічні інструменти (скальпелі, пилки, голки) істотно знижує зусилля різання, зменшує больові відчуття, надає кровоспинну і стерилізують дії. Амплітуда коливань ріжучого інструменту при частоті 20-50 кГц становить 10-50 мкм. УЗ-скальпелі дозволяють проводити операції в дихальних органах без розтину грудної клітини,операції в стравоході і на кровоносних судинах. Вводячи довгий і тонкий УЗ-скальпель у вену, можна зруйнувати холестеринові потовщення в посудині.

  Стерилізація. Згубна дія УЗ на мікроорганізми використовується для стерилізації хірургічних інструментів.

  У ряді випадків ультразвук використовують у поєднанні з іншими фізичними впливами, наприклад з криогенним, при хірургічному лікуванні гемангіом і рубців.

УЗ-діагностика

  Ультразвукова діагностика – сукупність методів дослідження здорового і хворого організму людини, заснованих на використанні ультразвуку. Фізичною основою УЗ-діагностики є залежність параметрів поширення звуку в біологічних тканинах (швидкість звуку, коефіцієнт загасання, хвильовий опір) від виду тканини і її стану. УЗ-методи дозволяють здійснити візуалізацію внутрішніх структур організму, а також дослідити рух біологічних об’єктів всередині організму. Основна особливість УЗ-діагностики – можливість отримати інформацію про м’яких тканинах, незначно розрізняються по щільності або пружності. УЗ-метод дослідження має високу чутливість, може використовуватися для виявлення утворень, що не виявляються за допомогою рентгена, не вимагає застосування контрастних речовин, безболісний і не має протипоказань.

Фонофорез

   Фонофорез — поєднаний метод, при якому на тканини діють ультразвуком і вводять з його допомогою лікувальні речовини (як медикаменти, так і природного походження). Проведення речовин під дією ультразвуку зумовлено підвищенням проникності епідермісу та шкірних залоз, клітинних мембран і стінок судин для речовин невеликої молекулярної маси, особливо — йонів мінералів бішофіту^[2]. Зручність ультрафонофорезу медикаментів та природних речовин:

• лікувальна речовина при введенні ультразвуком не руйнується;
• синергізм дії ультразвуку та лікувальної речовини.

   Показання до ультрафонофорез бішофіту: остеоартроз, остеохондроз, артрити, бурсити, епіконділіти, п'яткова шпора, стану після травм опорно-рухового апарату; неврити, нейропатії, радикуліти, невралгії, травми нервів.

   Наносять бішофіт-гель і робочою поверхнею випромінювача проводять мікро-масаж зони впливу. Методика лабільна, звичайна для ультрафонофореза (при ОФФ суглобів, хребта інтенсивність в області шийного відділу — 0,2-0,4 Вт/см²., В області грудного та поперекового відділу — 0,4-0,6 Вт/см²).Різка металу за допомогою ультразвуку.

    На звичайних металорізальних верстатах не можна просвердлити в металевій деталі вузький отвір складної форми, наприклад у вигляді п'ятикутної зірки. Тут без слюсаря не обійдешся, а за допомогою ультразвуку це можна зробити. Магнітострикційний вібратор може просвердлити отвір будь-якої форми. Ультразвукове долото цілком замінює фрезерний верстат. При цьому таке долото набагато простіше фрезерного верстата і обробляти ним металеві деталі дешевше і швидше, ніж фрезерним верстатом. Ультразвуком можна навіть робити гвинтову нарізку в металевих деталях, у склі, у рубіні, в алмазі. Зазвичай різьба спочатку робиться в м'якому металі, а потім вже деталь піддають гартуванню. На ультразвуковому верстаті різьблення можна робити у вже загартованому металі і в найтвердіших сплавах. Те ж і з штампами. Зазвичай штамп загартовують вже після його ретельної обробки. На ультразвуковому верстаті складну обробку виробляє абразив (наждак, корундові порошок) у полі ультразвукової хвилі. Безперервно коливаючись у полі ультразвуку, частинки твердого порошку "вгризаються в оброблюваний сплав і вирізують отвір такої ж форми, як і у долота. Більшість ультразвукових верстатів працює безшумно. У недалекому майбутньому в цехах металообробних заводів не буде ні брязкоту, ні гуркоту. Шлях до тиші йде через звук. Приготування сумішей за допомогою ультразвукуШироко застосовується ультразвук для приготування однорідних сумішей (гомогенізації). Ще в 1927 році американські вчені Лімус і Вуд виявили, що якщо дві незмішувані рідини (наприклад, олію і воду) злити в одну мензурку і піддати опромінення ультразвуком, то в мензурці утворюється емульсія, тобто дрібна завись олії у воді. Подібні емульсії грають велику роль в промисловості: це лаки, фарби, фармацевтичні вироби, косметика. Застосування ультразвуку в біологіїЗдатність ультразвуку розривати оболонки клітин знайшла застосування в біологічних дослідженнях, наприклад, при необхідності відокремити клітину від ферментів. Ультразвук використовується також для руйнування таких внутрішньоклітинних структур, як мітохондрії і хлоропласти з метою вивчення взаємозв'язку між їх структурою та функціями. Інше застосування ультразвуку в біології пов'язана з його здатністю викликати мутації. Дослідження, проведені в Оксфорді, показали, що ультразвук навіть малої інтенсивності може пошкодити молекулу ДНК. Штучне цілеспрямоване створення мутацій відіграє велику роль у селекції рослин. Головна перевага ультразвуку перед іншими мутагенами (рентгенівські промені, ультрафіолетові промені) полягає в тому, що з ним надзвичайно легко працювати. Застосування ультразвуку для очищення у лабораторіях та на виробництві застосовуються ультразвукові ванни для очищення лабораторного посуду і деталей від дрібних частинок. 

Техніка ультразвукового дослідження

   Вітчизняні апарати «Ультразвук Т5», УЗТ-101 працюють як у безперервному, та і в імпульсному режимах. Процедури проводять за допомогою ультразвукового вібратора (датчик). Дозується ультразвук у ватах на площу (у см²) ультразвукової голівки. Апарати обладнані двома вібраторами, один з яких має площу 4 см², другий — 1 см². Шкала інтенсивності від 0,05-0,1-0,2 і т. д. до 1-2 Вт/см², що зручно для лікування невеликими дозами (слабкі — 0,05-0,4 Вт/см²; середні — 0,5-0,8 Вт/см²; сильні — 0,9-1,2 Вт/см²). Користуються лабільною методикою впливу, при якій вібратором здійснюють повільні поздовжні та колові рухи по певній ділянці. Шкіру та поверхню вібратора необхідно змастити вазеліном (можна гліцерином, рафінованою соняшниковою олією), тому що повітря віддзеркалює ультразвук.

   При підводній методиці (зручній при озвучуванні дрібних суглобів кистей та стоп) кінцівку та вібратор занурюють у підігріту воду (30-32 °C), у фаянсовій або пластмасовій ванночці, та вібратор повільно переміщують навколо суглобів на відстані 1-2 см). Частота надвисокочастотних ультразвукових хвиль, що використовуються в промисловості і біології, лежить в діапазоні порядку декількох МГц. Фокусування таких пучків звичайно здійснюється за допомогою спеціальних звукових лінз і дзеркал. Ультразвуковий пучок з необхідними параметрами можна одержати за допомогою відповідного перетворювача. Найпоширеніші керамічні перетворювачі з титанату барію. У тих випадках, коли основне значення має потужність ультразвукового пучка, звичайно використовуються механічні джерела ультразвуку. Спочатку всі ультразвукові хвилі одержували механічним шляхом (камертон, свистки, сирени).

   У природі зустрічається УЗ як компонент багатьох природних шумів (в шумі вітру, водоспаду, дощу, в шумі гальки, перекочується морським прибоєм, у звуках, які супроводжують грозові розряди, і т. д.) і звуків тваринного світу. Деякі тварини користуються ультразвуковими хвилями для виявлення перешкод, орієнтування в просторі.