Введение
6
Глава 1. Методы ультразвуковой диагностики
1.1 Свойства ультразвуковых волн
1.2 Биологическое действие на организм человека при проведении
ультразвуковой терапии 12
1.3 Источники ультразвукового излучения
1.4 Пьезоэлектрический эффект. Пьезоэлектрические материалы и элементы 20
Глава 2. Разработка и тестирование установки для исследования распространения ультразвуковых волн в жидкости 28
2.1 Виды биологических жидкостей
28
2.2 Способы исследования биологических жидкостей
31
2.3 Методы диагностики ультразвукового исследования
33
2.4 Методы измерения скорости ультразвука
36
Глава 3. Разработка и тестирование установки для исследования распространения ультразвуковых волн в жидкостях 41
3.1 Импульсный метод
41
3.2 Создание экспериментальной установки
42
3.3 Особенности и характеристики элементов установки
45
3.4 Методика эксперимента
48
Заключение
53
Список используемой литературы
54
Приложение
Актуальность работы. Уже достаточно длительное время ультразвуковое исследование является одним из распространенных методов диагностики, ультразвуковые волны используются для получения изображения внутренних органов человека. Данный вид исследований, показывает врачу достаточно подробную картину состояния внутренних органов пациента.
Ультразвуковое исследование является одним из самых распространенных методов диагностики благодаря своей безопасности. Ультразвук не вызывает никаких побочных явлений или повреждений. Ультразвуковое исследование чаще всего позволяет более точно диагностировать заболевание и является более безопасным, например, в отличие от рентгеновского.
Принцип работы ультразвукового оборудования очень прост. Любая звуковая волна имеет свойство отталкиваться от поверхностей и возвращаться туда, откуда её прислали. Кости, мягкие ткани и жидкости нашего тела отражают и пропускают ультразвуковые волны в различной степени, частично поглощая и рассеивая его. Аппарат возбуждает сигналы, которые проникают в организм пациента и следуют по телу к границе между двумя тканями. Часть волн отражается обратно и приходят на датчик, а остальные продолжают проникновение по телу. Информация с датчика проходит в центральный процессор, который обрабатывает полученную информацию и передаёт её на дисплей.
Целью данной работы является разработка и создание экспериментальной установки для исследования распространения ультразвуковых волн. Объектом исследования являются методы УЗ диагностики растворов, а предметом- расчёт параметров и тестирование экспериментальной установки для изучения поведения ультразвука в различных жидкостях.
Основными задачами исследования являются:
1. Исследование свойств и характеристик ультразвуковых волн.
2. Изучение биологического действия на организм человека при проведении ультразвуковой терапии.
3. Создание экспериментальной установки.
4. Тестирование установки для того, чтобы убедиться в правильности сборки и исправности установки.
5. Сравнение полученных результатов с табличным значением.
Методы исследования, используемые в работе:
- изучение и анализ литературных источников по теме исследования (статьи и учебники по медицине и медицинской физике);
- конструирование устройства и выбор оптимального режима работы экспериментальной установки для измерения скорости распространения ультразвуковой волны;
- измерение скорости распространения ультразвуковой волны, прошедшей через дистиллированную воду.
Практическая значимость работы заключается в том, что с помощью сконструированной установки можно проводить исследования влияния различных жидкостей на характер распространения ультразвука - скорость распространения, интенсивность и мощность излучения, дисперсию ультразвука и коэффициент затухания.
В ходе выполнения работы были проанализированы литературные источники, исследованы свойства и характеристики ультразвукового излучения, рассмотрено его биологическое действия как на отдельные органы, так и на организм в целом. Были выделены различные источники ультразвука, описан пьезоэлектрический эффект и материалы, которые могут им обладать, а также различные пьезоэлектрические элементы. Были рассмотрены виды биологических жидкостей и способы их исследования. Также приведена классификация методов медицинских исследований и измерения скорости ультразвукового излучения.
Была разработана и создана экспериментальная установка для измерения различных характеристик ультразвуковой волны, прошедшей через определённую среду.
Чтобы убедиться в правильности сборки и исправности установки было произведено её тестирование на дистиллированной воде, а полученные результаты сравнены с табличными. Значения скорости распространения ультразвука в воде получились допустимым в пределах погрешности прибора и измерений: и = (1428,571 м/с ± 71,429) м/с. Следовательно, установка готова для дальнейших экспериментов.
В дальнейшем предполагается усовершенствование установки: для изучения особенностей ультразвуковой диагностики устройство подключить к компьютеру и с помощью программных продуктов по характеру включений в жидкости диагностировать ее особенности (качественный и количественный состав).
