Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия) (1040516), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Столь ыитенсивные воздействия на структуру биологич. объектов приводят к различнылг биологич. аффектам, фнзич, природа к-рых свяаана с действием сопутствующих распространению УЗ в среде факторов:механического, теплового, а также физико- химического. В зависимости от интенсивности УЗ и длительности облучеыия УЗ оказывает различное механич, воздействие ыа бнологич. объекты.
Так, при малых интенсивностях (до 2 — 3 Вт(смг ыа частотах порядка 105 †" Гц) колебания частиц быологич, среды производят своеобразный мякромассаж тканевых элементов, способствующий лучшему обмену веществ. Для оргаыиама человека и )кинотных такое воздействие улучупает снабя(ение тканей кровью и лимфой. Повышенно интенсивности УЗ может привести к вознккновеыию в биологич. средах ковитипии, а следовательно, и К иеханич. раарушению клеток и тканен; кавнтационнымя зародышами при этом слун(ат всегда имеющиеся в биологыч. объектах газовые пузырьки.
При распространении УЗ в биологпч. средах происходит его поглощение и преобразование акустич, энергии в тепловую. Характерно,что образование тепла происходит ие равномерно по всей толще тканей, а проявляется наиболее заметно на границах срод с развязными еолоааими саиротиаленил.ии. Локальный нагрев тканей ыа доли или единицы градусов, как правило, способствует я(ивнедеятельности биологич.
объектов, т. к. процессам обмена веществ свойстнеыпа сильная температурыая зависимость. Однако аначительное повышение интенсивности УЗ и увеличение длительности его воздействия могут привести к чрезморыому нагреву быологич. структур и к их разрушению. Поэтому тепло, наряду с кавитацией, используют в качестве основных деиствующих факторов в ряде УЗ-вых хирургич. операций (см. Хирургия ультраавуковая). Причиыой изменеыий, возникающих в биодогич.
объектах под действием УЗ, могут быть также вторичные эффекты фиаико-химич. характера (см. Химическое оейстаие ультригауке). ДЕЙСТВИЕ УЛЬТРАЗВУКА ИА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ (оз Так, благодаря образоваавю акустпч. потоков происходит энергичное перемешивание ваутриклеточиых микроскопич. структур. Навигация в среде приводит к раарыву молекулярных свяаей. Напр., молекулы воды распадаются аа свободные радикалы ОН и Н, что является первопричиной окигляющего действия УЗ. Подобыым >ко обрааом происходит расщепление под действием УЗ высокомолекулярных соединений в биологич. объектах, напр, крахмала, нуклеиновых кислот, белковых вшцеств.
Имеются данные, что УЗ вызывает памеаение рН в биологич. тканях а щелочную илы кислую сторону в зависимости от его интенсивности и продолжительаости воздействия. Излленение рН воспаленных тканой в щолочыую стороыу вызывает резкое уменьшение носпнл>лт> львах явлений и боли. УЗ может повышать проаицаемость клеточных оболочок и ускорять процессы обмена веществ путем диффузии, что играот болыпую роль при его терапевтич. првмеаеиии (см. Терапия ультразвуковая).
Возможности применения УЗ для воздействия па рааиообраэиые биологич. объекты — от простейших микроорганизмов и растительаых клеток до сло>каых организмов — велики и многосторонни. Эффекты, достигаемые в результате облучения УЗ биологич, объектов, обмчао обусловлены совместаым действием различных факторов и не всегда ясно, какой пэ ппх играет первостепеаыую роль. Известно, что применение малых иытепспваостей (до 2 Вт>с>лз) обычно вызывает положительные б>пологич. эффекты.
Так, в частности, при облучении УЗ семяы ускоряется их прорастапие и последующий рост растений. Применение сравнительно больших интенсивностей (3 — 10 Втлсм>) п длительаое облучение, как правило, вызывают необратимые повреждеаия клеток и тканей, т. е. приводят к отрицательамч биологич. аффектам: способность семян к прорастанию падает и умопьшается скорость роста растении. При превмпгеиии определеавой пороговой иытеисивиости УЗ, соответствующей вовникиовеыию в среде кавитации, происходит разрушение различных бактерий и вирусов; при этом имеет место прямая пропорциональность между иатеасивиостью УЗ п разрушающим эффектом.
Именно та- кпм обрааом с помощью УЗ разрулпают тифозные и туберкулбаиые палочки, возбудитель коклю>па, вирусы полиомиелита, эацефалита и бешенства, бактерии таких видов, как стафилококки, стрептококки и т. д. Ни>не указааиого порога ие только ае ааступает раарушение жызпеспособиых микраоргаыиэмов, ао при определенных условиях происходит увеличение их числа. УЗ может использоваться для разрушающего вовдействия аа яйца, личинка я куколки век-рых насекомых, в частаости комаров. При этом разрушающий эффект аависит ае только от интенсивности и длительности облучения, ио и от стадии развития аасекоиого: чем ыюке стадия развития, теы больше сказывается разрушающий эффект. Устаиовлспо, что облучение малых >киных организмов (рмб, вягушек) УЗ да>ко небольшой интенсивности (около 2 Вт)см>) приводит к парал>>чу и последующая гибели животных.
Причина этих явлений, по-видимому, состоит в том, что достаточно длительное УЗ-вое воздействие вызывае> необратимые морфологич. изменения в нервной системе животных. Возможность вызывать с помощью УЗ разыообраэпые полеааые биологич. эффекты в тканях организма человека широко используется в УЗ-вой терашш и хирургии, без к-рых немыслима совр. медицина. Даст>>гнуты успехи и прп попытках использования УЗ в эксперимеытальной онкологии.
В реэультато воадействпя УЗ определенной вытеисивыости и длительности аа опухоли (саркомы, карцваомы), искусствеаао привитме подопытным животным, рост опухолеп существенно тормовился. Воздействие УЗ иа иек-рые опухоли человека также приводит к гибели, по крайней мере, часты облучеаыых клеток, Однако облучение раковых опухолей человека пока еще не дало четко наблюдаемого положительного эффекта. УЗ широко применяется в биологич. и ыедициыской лабораторной практике, а также в фармакологии и фармации с целью диспергироваыия рааличыых биология. структур, для относительно тонких воздействий аа структуру клеток, для создания изменений в химиаме крови, при стерилизацаи лекарствеииых веществ, для иаготовлепия аэрозолей и т.
д. .Е-ЭФФЕКТ (бй ДЕЛЬТА Лишэ Байер В., Дбриер Э., Упьграаэук в биологии и исдзциие, пер. с иеи., Л., 1958; Б е р г и а и Л., Ультразвук и его применение э науке и технике, пер. с ием., 2 иэд., М., 1957; М а т а у ш е к И., Ультра»вука»ай техийиа, пер. с ием., М., 1962; Сперанский А. П., Р о и й т я и) с ии й В.
И., Ультра»»уз и его лечебное прииеиеине, М., 197Е; Э я ь и и и с р И. Е., Ультразвук. Физике-хииичесиое и бислегическее действие, М., 1969; е г о и< е, Биофизика ультраээуаа, М., 1976; Б е г д а- и е в и ч Л. И., Лечение кс>иных бепеэней ультразвукам, Минск, 19»9; Б а л и ци и й К, П. и яр., Уяьтраэеук в терапии злокачественных ойухслей, К., !977.
Л. Р. Гаври.ш«. ДЕЛЬТА В-ЭФФЕКТ (А Е - з фф е к т) — иаменение модуля упругости ферромагнитных веществ при изменении их магнитного состояния, в частности при помещении нх в магнитное поле. В общем случае величина, характеризующая Д, Е-э. в анизотропных кристаллич. веществах, является тензором 5-го ранга (поскольку модуль упругости является тензором 4-го ранга) н аависит от взаимной ориентации главных осей тензора деформации, кристаллографвч.
осей и вектора намагниченности. Наибольший практич. интерес представляет одна из компонент Д. Ецэ. в изотропиых поликристаллпч. материалах, соответствующая растяжению или сжатию относительно тонких образцов (стержней, колец), намагниченных вдоль оси деформации. Поэтому обычно под Д. Е-з. в узком смысле слова понимают иамснение модуля Юнга Е при намагничивании образцов вдоль оси растяжения — сжатия.
Аналогичное намененис модуля сдвига С наз. обычно АС-эффектом. Увеличение н последующее уменыпенне внешнего постоянного магнитного поля Н, вызывают Д. Е-э. различной величины, т. е. имеет место гистерезис Д. Е-э. Главная фнаич. причина возникновения Д. Е-э. в сильно магнитных веществах вдали от Кюри точки состоит в том, что под воздействием мехаиич. напряи<енин изменяется их доменная структура.
Это приводит к появлению добавочной деформации, связанной с магкитастрикцией, помимо основной — упругой, а следовательно, к отклонениям от закона Гука, к изменениям модуля упругости и к зависииости его от магнитного поля. С увеличением Н модуль упругости возрастает от аначения Еэ, соответствующего полностью раэмагнн- ченному состоянию, до значения Е„, соответствующего магнитному насыщению, В размагниченпом состоянии упругая деформация вызывает переорнентацию магнитных люментов доменов и, следовательно, добавочную деформацию магнитострикционкой природы, что снижает модуль упругости. В состоянии насыщения магнитные моменты доменов закреплены внешним сильным полем п не дают вклад в деформацию. Величину Д.
Е-э. различных маториалов часто оценивают как (Ел— — Е»)/Е,, Он велик в материалах с высокой магнитострнкцией, малой магнитокристаллографич. анизотропией и малыми внутренннмк напряя<евиями (у ото>кжеивого М1 и магнитострикциопных феррнтов он достигает 20»А»). Д. Е-э, проявляется и з изменениях динамнч. модуля )Онга Елин, определяющего связь между ампл«>удами напряжений н деформаций ирн механич.
колебаниях; з последнем случае он приводит к различию июк- В ду апаченнями Един (колебания происходят в рев<име постоянной индукции Š— — -сопзг, т. е. в режиме коротиого замыкания по переменному току в обмотке ферромагнитного сердечии- Н ка) и Един (колебания в режиме постоянного поля Н= совы, т. е. в режиме холостого хода по переменному току), При атом где К вЂ” коэфф. магнитомсхапич. связи (см. Хаэффизиеит элс>страмехакичт~ксй саяэи).
Другим реаультатом динамич. Д. Е-з. являетсн аависимость от Нэ скорости звука с и, следовательно, резонансных частот /р магии<апстрикзиакких преобразователей. Обычно /р возрастает с увеличением постоянного поля, что можно использовать для перестройки /р магннтныи полем, а также в нек-рых случаях для измерения Н» (по изменению /р). В области малых Нэ Д. Е-з. ма>кот давать уменьшение Един с ростом Н„. Этот «отрицательный» Д. Е-э. особенно сильно вырая<ев у материалов с большим К.
Сильное постоянное магнитное поле Н», подавляя малые периодич. изменении намагниченности, одновременно увеличивает механич. добротность деФектоскопия (в материалах с большим К— в 50 раз п более), Формально — это реаультат Д. Е-э., если рассматривать Елин как величиыу комплексную, т. е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
