Физические основы ультразвука

Ультразвук - колебания и волны в упругих средах с частотой, превышающей верхнюю границу слышимого звука.

По своей природе ультразвуковые волны не отличаются от звуковых, а также инфразвуковых волн, имеющих частоту ниже нижней границы слышимого звука.

Акустические свойства биологических тканей

Акустические свойства тканей характеризуются следующими параметрами: коэффициентом поглощения звука α, скоростью звука с, удельным акустическим (волновым) сопротивлением ρс. Знание этих параметров важно, поскольку величина α показывает, как убывает амплитуда плоской звуковой волны по мере ее распространения в среде, а отношение удельных акустических сопротивлений сред, через которые проходит ультразвук, определяет отношение интенсивностей в падающей и отраженной волнах. Знание величины α позволяет также оценить степень нагрева биологических тканей под действием ультразвука.

Измерения коэффициента поглощения звука в биологических тканях обычно осуществляются путем сравнения интенсивности звука, прошедшего через образец ткани определенной толщины, с начальной интенсивностью звука. Строго говоря, такое измерение позволяет определить не поглощение, а затухание звуковой энергии, которое складывается из поглощения и рассеяния звука. Поэтому, чтобы не получить завышенных результатов при измерениях α в тканях, экспериментатору необходимо учесть долю акустической энергии, рассеянной исследуемым образцом.

Значения α в тканях человеческого тела представлены в табл. 1. Там же представлены значения толщины ткани Н при уменьшении интенсивности ультразвука в два раза от начальной величины.

Таблица 1. Значения коэффициента поглощения α и толщины ткани человека Н, при которых интенсивность ультразвука уменьшается вдвое от начальной величины