2) механические колебания (+)
3) токи высокой частоты
4) электромагнитные волны
Ультразвук представляет собой механические колебания частиц упругой среды, распространяющиеся в виде акустической волны с частотой выше 20 кГц. В тканях преимущественно формируются продольные волны: чередуются участки сжатия и разрежения, а частицы среды совершают колебания около положения равновесия, не перемещаясь вместе с волной. Распространение ультразвука невозможно в вакууме, что принципиально отличает его от электромагнитного излучения.
В медицинской физиотерапии применяют ультразвук обычно частотой около 0,8–3 МГц. Его получают с помощью пьезоэлектрического преобразователя: обратный пьезоэлектрический эффект превращает электрические колебания в механические, а в тканях возникают отражение, преломление, поглощение и ослабление акустической энергии. Лечебное действие связано с микромассажем, изменением проницаемости клеточных мембран, локальным тепловым эффектом и акустическими потоками; выраженность воздействия зависит от частоты, интенсивности, режима генерации и акустических свойств тканей.
| Физический фактор | Природа | Среда распространения | Основной механизм воздействия или регистрации |
|---|---|---|---|
| Ультразвук | Механические колебания высокой частоты | Требует упругой среды: жидкости, мягких тканей или твёрдого тела | Сжатие и разрежение среды, отражение на границах тканей, поглощение и преобразование энергии в тепло |
| Слышимый звук | Механические акустические колебания | Распространяется в материальной среде | Воздействует на слуховой анализатор; частота находится примерно в диапазоне 16–20 000 Гц |
| Электромагнитные волны | Колебания электрического и магнитного полей | Могут распространяться в вакууме | Перенос энергии электромагнитным полем; к ним относятся радиоволны, инфракрасное, видимое и рентгеновское излучение |
| Токи высокой частоты | Направленное движение электрических зарядов | Проводящая среда или электрическая цепь | Формируют электрическое поле и вызывают преимущественно тепловые или электростимулирующие эффекты |
| Поток квантов | Поток фотонов электромагнитного излучения | Может распространяться в вакууме | Передача энергии дискретными порциями; характерна для света, лазерного и ионизирующего излучения |
| Диагностический ультразвук | Импульсные механические колебания | Биологические ткани и акустический контактный гель | Формирование изображения по эхосигналам, отражённым от границ сред с различным акустическим сопротивлением |
Акустическое сопротивление ткани определяется её плотностью и скоростью распространения звука; различия этих параметров формируют отражённый эхосигнал. Воздушная прослойка резко ухудшает передачу ультразвука, поэтому при диагностике и физиотерапии используют контактный гель. При увеличении частоты улучшается разрешающая способность, но уменьшается глубина проникновения из-за более интенсивного поглощения. Следовательно, ультразвук относится к механическим, а не к электромагнитным физическим факторам.