Mövzu 5. Ultrasəs bioakustikası.
Plan:
1. Ultrasəsin maddə ilə qarşılıqlı təsiri.
2. Ultrasəsin bioloji obyektlərə təsiri. Ultrasəsin terapiyası. Ultrasəs cərrahiyyəsi.
Ədəbiyyat və mənbə: [1Səh.21- 28; 4; 5] .
Tədris olunan fənnə aid əsas və tövsiyə olunan kitab və dərsliklər:
Əsas
1. Abdullayev X.D., Xəlilov R.İ., Musayev N.A., Əlizadə Q.İ., Zeynalova N.M., Köçərli N.K. Biofizika. Dərslik. Bakı: Bakı Universiteti Nəşriyyatı, 2017, 440 s
2. Ağayev Q.Ü. Biofizika. Mühazirə. Gəncə. 2010. 141 s.
3. Musayev N.A. Membran proseslərin biofizikası. Bakı-2013. 242 s.
Tövsiyə olunan
4.Köçərli N.K., Hümmətova S.T., Mahmudov Z.M.“Biofizika” fənnindən praktikum. Bakı, 2016, 149 s.
5.Биофизика под редакцией Артюхова, Деловая книга, 2009, 294 с
6.Коcтюк П.Г., Гродзинский Д.М., Зима В.Л., Магура И.С., Сидорин Е.П., Шуба 7.М.Ф., Биофизика, Киев, Высшая школа, 1988, 504 с.
8.Рубин А.Б. Лекции по биофизике, Изд. МГУ, 1994, 160 с.
9.Современные методы биофизических исследований. Практикум по биофизике. Под ред. А.Б. Рубина. М., Высшая школа, 1988, 360 с.
Ultrasəsin maddə ilə qarşılıqlı təsiri
Ultrasəsin maddə ilə yayılması halında rəqsi hərəkətin hansı parametrlərindən istifadə olunduğunu araşdıraq. Fərz edək ki, mənbə İ = 105𝑉𝑡/𝑚2 intensivlikli və 105 hs tezlikli dalğa yaradır. əvvəlki düsturlara əsasən İ = 0,5 p c A2 ω 2 = 2c A2p𝜋2v2 (ω=2πν olduğunu bilərək)
buradan:
yaza bilərik
.
Bu ifadəyə daxil olan kəmiyyətlərin qiymətini yerinə yazaraq amplitudunun A=0,6 mkm
olduğunu alarıq. Su hissəciklərinin təcilinin amplitud qiyməti am = Aω2 = 4A𝜋2v2=2∙4 ∙ 105m/s2 olur ki, bu da ağırlıq qüvvəsi təcilini 24000 dəfə üstələyir. Akustik təzyiqin amplitud qiyməti halında təzyiq üçün böyük qiymət alınır.
Ultrasəs dalğaları mayedə yayıldıqda seyrəkləşməyə uyğun olan yarımperiodda, mayenin həmin yerində üzülməsin səbəb olan dartıcı qüvvə yaranır. Həmin üzülmə yerində içərisi maye buxarı ilə dolu olan qabarcıq yaranır. Bu hadisə kavitasiya (latınca kavit- boşluq) adlanır. Mayedəki dartıcı gərginliyin müəyyən kritik qiymətindən böyük qiymətlərində kavitasiya qabarcıqları yaranır ki, bu kritik qiymət kavitasiyanın astanası adlanır. Təmiz su üçün kavitasiya astanasının nəzəri qiyməti pk = 1,5 ∙108Pa = 1500 atm kimidir.
Real mayelərin möhkəmliyi az olduğuna görə onlarda həmişə kavitasiya ruşeymləri vardir-
mikroskopik qaz qabarcıqları, qazla doymuş çatları olan bərk hissəciklər və.s. bir çox hallarda qabarcıqların səthində elektrik yükləri yaranır. Kavitasiya qabarcıqlarının qapanması, onların içərisindəki qazların güclü qızması, eləcədə tərkibində atomar və digər ionlaşma komponentləri olan buxarın qabarcıqlarının içərisinə ayrılması ilə müşaiyət olunur. Nəticədə kavitasiya oblastındakı maddə intensiv təsirə məruz qalır. Bu özünü kavitasiya eroziyasında, başqa sözlə bərk cismin səthinin dağılmasında göstərir. Hətta polad və kvars kimi möhkəm maddələr də, qabarcıqların qapanması zamanı yaranan hidrodinamik dalğaların mikrozərbələrinin təsiri altında dağılırlar. Bununla müqayisədə mayedə olan bioloji obyektlərin, məsələn mikroorqanizmlərin dağılacağına şübhə etməyə dəyməz. Metalların səthinin yanıqlardan ibarət olan təbəqədən, yağ təbəqələrindən, eləcədə bərk cisimlərin dispersiyalanması və qarışmayan mayelərin emulsiyasının alınması üçün istifadə olunur.
Ultrasəsin intensivliyinin 0,3·104Vt/m2 qiymətindən kiçik qiymətlərində toxumalarında kovitasiya baş vermir və ultrasəs bir sıra başqa effektlər yaradır. Belə ki, mayelərdə akustik axın, yaxud “səs küləyi” yaranır ki, onun sürəti saniyədə bir neçə on santimetrə çatır. Akustik axınlar şüalandırılan mayeni qarışdıraraq alınan suspenziyaların fiziki xassələrini dəyişir. Əgər mayedə müxtəlif kütləli və əks işarəli elektrik yüklərinə malik olan hissəciklər vardırsa, ultrasəs dalğasında bu zərrəciklər tarazlıq vəziyyətindən müxtəlif məsafələrə meyl edir və dalğa səthində dəyişən potensiallar fərqi (Debay effekti) yaranır. Bu hadisə məsələn, tərkibində H+ ionları və 35 dəfə daha ağır Cl- ionları olan xörək duzunun məhlulunda baş verir. Kütlələrin fərqinin böyük qiymətlərində Debay potensialı onlarla və hətta yüzlərlə mV qiymətlərə çata bilər.
Ultrasəsin maddə tərifindən udulması mexaniki enerjinin istilik enerjisinə keçməsi ilə müşaiyət olunur. Istilik müxtəlif akustik müqavimətə malik olan iki mühiti ayıran sərhəddin yerləşdiyi oblastda yaranır. Ultrasəs əks olunduqda sərhəddin yaxınlığında dalğanın intensivliyi artır. Nəm əli şüalandırıcıya sıxmaqla buna asanlıqla əmin olmaq mümkündür. Tezliklə əlin əks tərəfində, dəri hava sərhəddində, əks olunan ultrasəs tərəfindən ayranan, yanıq ağrısına oxşar ağrı hiss yaranır. Qeyd etməliyik ki, terapiyada tətbiq olunan intensivliklərin istilik təsiri nəzərə alınmayacaq qədərdir.
US sahələrində hətta adi şəraitdə alınmayan oksidləşmə eləcədə reduksiya reaksiyaları gedə bilir. Belə reaksiyalara xarakterik misal su molekulunun H+ və OH- reaksiyalarına parçalanmasını göstərmək olar. Bu reaksiyanın ardınca H2O2 hidrogen peroksidi və bəzi yağ terşuları alınır. Ultrasəs bəzi kimyəvi birləşmələrə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir. Belə ki, zülal molekullarından amin turşular ayrılır, proteinlərin denaturallaşması və.s kimi proseslər baş verir. Aydındır ki, bütün bu rüaksiyalar zərbə kavitasiya dalğalarında yaranan çox böyük təzyiqlə stimullaşdırılır. Lakin hazırda səs kimyəvi reaksiyaların tamamlanmış nəzəriyyəsi mövcud deyil.
Ultrasəs suyun və bəzi başqa mayelərin (US lüminestensiyası) işıqlanması yaradır. Bu işıqlanma çox zəif olduğuna görə o adətən fotogücləndirici vasitəsi ilə qeyd edilir. Işıqlanmanın səbəbi ondan ibarətdir ki, kavitasiya qabarcıqlarının qapanması zamanı onlarda olan buxarın güclü adiabatik qızması baş verir. Qabarcıqların daxilindəki temperatur 104K-ə çata bilir ki, bu da qaz atomlarının həyəcanlanmasına gətirir və onlar işıq kvantları şüalandırır. US lüminessensiyanın intensivliyi qabarcıqdakı qazın miqdarından, mauenin xassələrindən və ultrasəsin intensivliyindən asılıdır. Bu hadisə özündə, mayenin ultrasəs vasitəsi ilə şüalanması halında baş verən proseslərin təbiəti və kinetikası haqqında informasiya daşıyır.
2. Ultrasəsin bioloji obbyektlərə təsiri
Ultrasəsdə, digər fiziki faktorlar kimi canlı orqanizmlərə həyəcanlandırıcı təsir edir. Nəticədə orqanizmin uyğunlaşma reaksiyası alınır. Ultrasəsin həyəcanlandırıcı təsiri hələlik kifayət qədər öyrənilməmişdir, lakin təsdiq etmək olar ki, o, mexaniki, termiki və fiziki kimyəvi təsirlərin məcmusu ilə təyin edilir. Bu faktorların effektivliyi ultrasəsin tezliyindən və intensivliyindən asılıdır. Əvvəlki mövzularda akustik təzyiqin və mühitin hissəciklərinin təcilinin US dalğasındakı amplitud qiymətləri hesablanmışdır. Bu kəmiyyətlərin qiymətlərinin çox bpyük olması heç də bir hüceyrəyə düşən mexaniki təsir haqqında təsəvvür yaratmır. US sahəsində hüceyrəyə təsir edən qüvvənin hesablanması göstərir ki, əgər ölçüsü 5·10-5 m olan hüceyrə 1 mhs tezlikli və 1·104 Vt/m2 intensivlikli ultrasəs təsir göstərirsə, hüceyrənin qarşılıqlı əks uclarında təsir dartı və sıxma qüvvələrinin maksimal qiymətlərinin fərqi 10-13 N-dan böyük ola bilmir. Belə qüvvələr nəinki hüceyrələri dağıda bilmir ona heç lazımınca təsir də edə bilmir. Ona görə də US dalğasında hüceyrəyə təsir edən dartıcı və sıxıcı qüvvələr çətin ki, hissolunacaq bioloji nəticələrə gətirə bilsin.
Göründüyü kimi, maddənin köçürülməsi və mayenin qarışmasına gətirən akustik axın daha effektivlidir. Mikro axınlar mürəkkəb daxili quruluşuna malik olan hüceyrələrin daxili quruluşa malik olan hüceyrələrin daxili orqanlarının qarşılıqlı vəziyyətini, sitoplazmanı qarışdıraraq onun özlülüyünü tamamilə dəyişə bilər, hüceyrə mümbranlarından bioloji makromolekulları (fermentləri, hormonları, antigenləri) qopara bilər, membranın səth yükünü və onun nüfuzetmə qabiliyyətini dəyişə bilər və bununlada hüceyrənin həyat fəaliyyətinə təsir göstərir. Əgər membranlar hərəkətsizdirsə, onda bir müddətdən sonra toxumaətrafı mühitdə yaxud sitoplazmaya keçən makromolekullar geriyə, membranın səthinə qayıdır. Lakin məlum deyil ki, onlar öz qopmuş olduqları yerə düşürlərmi, əgər düşmürlərsə, bu hər hansı fizioloji pozulmaya gətirirmi?
Ultrasəsin kifayət qədər böyük intensivliklərində membranların dağılması baş verir. Lakin müxtəlif hüceyrələr, müxtəlif müqavimətə malik olurlar. Bəzi hüceyrələr intensivliyinin 0,1·104Vt/m2 qiymətində dağılırlar, elə hüceyrələr də vardır ki, intensivliyinin 25·104Vt/m2 və daha böyük qiymətlərinə qədər dözə bilirlər. Bir qayda olaraq heyvanların toxumaları bitkilərin toxumalarından daha həssasdırlar. Bitkilərin toxumalarının həssaslığının az olması onların möhkəm örtüklə mühafizə olunması ilə izah olunur. Eritrositlərin ultrasəs müqavimətlərinin müxtəlif olması haqda birinci fəsildə danışılmışdır. Intensivliyi 0,3·104Vt/m2 və daha çox olan ultrasəslə şüalandırmadan (başqa sözlə kavitasiya astanasından böyük) mayelərdəki bakteriyaları və virusları dağıtmaq üçün istifadə olunur. Belə ki, bu üsulla tif və vərəm çubuqlarını, streptokok və.s məhv etmək mümkündür. Qeyd etmək lazımdır ki, intensivliyi kavitasiya astanasından az olan ultrasəslə üalandırma, hüceyrələrin həyat fəaliyyətinin artırılmasına və bu mikroorqanizmlərin sayının artmasına səbəb ola bilər ki, bu da müsbət effekt əvəzinə əks effektin alınması deməkdir. Terapiyada və diaqnostikada tətbiq edilən ultrasəs toxumalarda kavitasiya yaratmır. Bunun səbəbi orqanların ekologiyasında ya kiçik intensivlikli(0,05-dən 0,1 Vt/sm2-dək) şüalandırmadan, yaxud da 1kvt/sm2-dək intensivliyədək lakin qısa impulslu (1-dən 10 mksan-dək) intensivlikdən istifadə olunmasıdır. Ultrasəsin intensivliyinin zamana görə orta qiyməti bu halda da 0,1·104 Vt/m2 qiymətindən böyük olmur, bu isə kavitasiyanın yaranması üçün kifayət etmir.
Terapevtik ultrasəs şüalanması halında toxumaların qızması çox əhəmiyyətsiz dərəcədədir. Belə ki, ultrasəsin ayrı-ayrı orqanlarının şüalanması zamanı, ultrasəsin təsir yerində temperaturu, intensivliyinin 1·104Vt/m2 qiymətində 1˚C-dən çox olmur. Ultrasəslə şüalanma zamanı istilik əsasən toxumanın həcmində deyil, müxtəlif akustik müqavimətli toxumaların ayrılma sərhəddində yaxud eyni toxumaların quruluşundakı qeyri bircinsliliklərində ayrılır.
Ola bilsin ki, mürəkkəb strukturlu (ağciyər) toxumaların ultrasəsə həssaslığının bircinsli toxumalarınkından (qara ciyər və.s) daha çox olması da bununla izah olunur. Yumşaq toxumalarla sümüklərin sərhəddində istilik nisbətən çox ayrılır.
Debay potensialı ilə əlaqəli effektlər də dediklərimizdən az əhəmiyyətli olmaya bilər. Diaqnostik ultrasəs impulsu toxumalarda yüzlərlə mV-a qədər Debay potensialı yaratmaq qabiliyyətinə malikdir. Bu potensial hüceyrə membranlarının potensialı ilə tərtibcə müqayisə ediləcək qiymətdir. Bu isə öz növbəsində membranların depolyarizasiyasını və onlar hüceyrə metobolizmində iştirak edən nüfuzetmə qabiliyyətinin ionlara nisbətini qaldıra bilər. Qeyd etmək lazımdır ki, membranlarının nüfuzetdirməsinin dəyişməsi, ultrasəs təsirinin universal reaksiyasıdır. Bu reaksiya ultrasəsin hüceyrəyə təsir edən hansı faktorunun bu və yaxud digər halda üstünlük təşkil etməsindən asılı deyil.
Beləliklə ultrasəsin bioloji təsiri öz aralarında əlaqəli olan bir çox proseslərə əsaslanır. Bu proseslərin bəziləri hazırki zamana qədər lazımınca tədqiq olunmamış və onların təsviri bu dərsliyin məsələsidir.
Ultrasəs bioloji obyektlərdə aşağdakı çevrilmə zənciri yaradır: ultrasəs təsiri→hüceyrədə mikroaxınlar→hüceyrə membranlarının nüfuzetməsinin artması→hüceyrədaxili mühitin tərkibinin dəyişməsi→fermentativ proseslər üçün optimal şərtlərinin pozulması→hüceyrədə fermentativ reaksiyaların söndürülməsi →hüceyrədə yeni fermentlərin sintezi və.s. ultrasəsin bioloji təsirinin astanası onun intensivliyinin elə qiymətidir ki, bu qiymətdə hüceyrə membranının nüfuzetdirməsinin pozulması baş vermir, başqa sözlə intensivlik 0,01·104 Vt/m2 qiymətdən çox deyil.
Güclü bioloji təsirə malik olan ultrasəs kənd təsərrüfatında tətbiq edilə bilər. Son illərin təcrübələri aşağı tezlikli ultrasəsin dənli bitkilərin toxumalarına, yem və dekorativ bitkilərə təsirinin perspektivliyini göstərdi.
3. Ultrasəs heyvanlar aləmində
Gecə həyatı keçirən bəzi quşlar ekolokasiya üçün eşitmə diapazonunda olan səslərdən (kodon, uzunqanad-salanqanlar) istifadə edirlər. Məsələn, çobalandadan, 7 kHs tezlikli kəskin qırıq- qırıq səslər buraxır. Hər dəfə qışqırdıqdan sonra quş maneələrdən əks olunan səsləri qəbul edərək, əks halda səda gələn istiqamətlərə görə maneələrin yerini təyin edir. Səsin yayılma sürətini və səs buraxıldıqdan qəbul edilənədək keçən müddəti bilərək, maneəyə qədər olan məsafəni hesablamaq olar. əlbətdə quş belə hesabatı etmir, lakin hansı yolla isə onun beyni, fəzada yaxşı istiqamətlənməyə imkan verir.
Yarasaların ultrasəs ekologiyasına orqanı çox yaxşı mükəmməlləşmişdir. Onların qidasını kiçik ölçülü cisimlər olan, həşəratlar təşkil etdiyinə görə uyğun obyektlərdə difraksiyanı azaltmaq üçün kiçik dalğa uzunluqlu rəqslərdən istifadə etmək vacibdir. əslində nəzərə alsaq ki, həşəratın ölçüsü 3 mm qədərdir, onda difraksiya həmin uzunluqlu dalğada əhəmiyyətli qiymətdə olur. Bunun
üçün isə rəqslərin ən azı, ν = c/λ= 340/3 ·10−3 ≈ 105Hs = 100kHs qədər olmalıdır. Bundan ekolokasiya üçün ultrasəsdən istifadənin vacibliyi alınır: həqiqətən tezliyi 100 kHs tərtibində olan siqnallar yarasaları qorxudur. əkolokasiya prosesi aşağıdakı kimi baş verir: kiçik heyvan 1-2 msan müddətli siqnal buraxır və bu müddətdə onun həssas qulaqları xüsusi əzələlərlə bağlanır. Sonra siqnal kəsilir, qulaqlar aşılır və yarasa əks olunmuş siqnalları eşidir. Ov zamanı siqnallar bir-birinin ardınca olmaqla hər saniyədə 250-yə qədər olmaqla davam edir.
Yarasanın ekolokasiya aparatlarının həssaslığı çox yüksəkdir. Belə ki, məsələn, Qriffin qaranlıq otaqda diametri 0,12 mm olan metal məftillərdən, aralarındakı məsafə 30 sm olmaqla tor çəkmişdir. Bu məsafə yarasanın qanadlarının ölçülərindən az fərqlənir, buna başmayaraq yarasalar məftillərə toxunmadan sərbəst uçmuşlar. Məftillərdən əks olunaraq yarasaların qəbul etdikləri siqnal arın gücü 10-17 Vt tərtibində olmuşdur. Mövcud olan səslər xaosunun arasından lazım olan siqnalı yarasaların ayırıb qavraya bilmə qabiliyyətləri təəcübləndirir. Ov zamanı hər bir yarasa yalnız özünün şüalandırdığı US siqnalını qəbul edir. Aydındir ki, bu heyvanların qəbuledici orqanları müəyyən tezlikli siqnallara ciddi rezonans köklənməyə malikdir və öz məxsusi tezliklərindən hersin hissələri qədər də olsa fərqlənən siqnallara reaksiya göstərmirlər. Insanların yaratdığı heç bir müasir lokasiya qurğusu belə seçmə qabiliyyətinə və həssaslığa malik deyildir. Delfinlər US lokasiyasından geniş istifadə edirlər. Onların lokatorunun həssaslığı o qədər böyükdür ki, onların 20-30 m məsafədə suya düşən qırmanı hiss edə bilir. Delfinlərin buraxdığı tezlik diapazonu bir neçə on hersdən 250 khs-dək dəyişir, lakin maksimum intensivlik 20-60 khs intervalına uyğun gəlir. Öz həmcinsləri ilə ünsiyyət üçün delfinlər insanın eşidə biləcəyi diapozonda olan, təqribən 400 khs-dək səslərdən istifadə edirlər.
Ultrasəsin terapiyası
Ultrasəsin terapiyada (daxili xəstəliklərin müalicəsi) təsiri mexaniki, istilik və fiziki-kimyəvi faktorlara əsaslanır. Onların birgə təsiri hüceyrə membranlarının nüfuzetdirilməsini artırır, maddələr mübadiləsini yaxşılaşdırır, qan damarlarını genişləndirir ki, bu da orqanizmin fizioloji vəziyyəti nöqteyi nəzərincə tarazlığın qərarlaşmasına yardım edir.
Baytarlıqda ultrasəsdən oynaq və vətər aparatının xəstəliklərinin əzələ atrofiyasında (fəaliyyətsizlik) iribuynuzlu heyvanların mədə önünün atoniyasında (tonusunun aşağı düşməsi) və.s geniş istifadə olunur. Baytarlıqda fonoforez də başaqa sözlə ultrasəs vasitəsi ilə bəzi dərman maddələrinin (hidrokortizon, tetrasiklin və.s) dərmanın məsamələrindən toxumalara yeridilməsində, tətbiq olunur. Bu üsul elektrofarez üsuluna analojidir. Lakin elektrik sahəsində yüklü zərrəciklər hərəkət etdiyi halda ultrasəs sahəsində yüksüz zərrəciklərdə hərəkət edir. Ultrasəsin təsiri ilə hüceyrə ranlarının nüfuzetdirmə qabiliyyəti artır, bu isə dərman maddələrinin hüceyrəyə daxil olmasına səbəb olur. Elektrofarezdə isə səs dərman maddələri membəsasən hüceyrələrin arasında yığılır. Bəzi hallarda elektroforez və fonoforez effektləri birgə tətbiq edilir.
Şüalanmanın iki üsulu mümkündür: birbaşa və immersiya. Birinci halda ultrasəs şüalandırıcısını səthi akustik kontaktı (təması) yaxşılaşdırmaq üçün sürtkü yağı ilə yağlanmış cismin səthində quraşdırılır. Ikinci halda isə şüalanma kontakt maddəsi rolunu su oynayan su havasında aparılır. Heyvanlarda akustik kontaktı həyata keçirmək üçün yunu qırxmaq lazım gəlir. ən məqsədə uyğun olan mübadilə şüalanmasıdır. Ultrasəs şüalanması fonofalezlə birlikdə inəklərdə, keçilərdə, qoyunlarda və digər heyvanlarda döşgəlmə (mastit) xətəliyinin müalicəsində geniş istifadə edilir.
Bəzi xəstəliklərin müalicəsində autoterapiya- heyvanın venasından götürülmüş qanını özünə əzələdaxili yaxud dərialtı olmaqla yeritmə, daha xeyirli olur. Bu əməliyyat maddələr mübadiləsinin yaxşılaşmasına və orqanizmin müdafiə qüvvəsini stimullaşdırılmasına səbəb olur. Əgər venadan alınan qan heyvanın özünə vurmazdan əvvəl aşağı intensivlikli ultrasəs vasitəsi ilə şüalandırılarsa, autohemoterapiya daha effektli olur. Son illərin təvrübələri göstərir ki, eyni effektli qanı heyvandan götürmədən də, onu damarların, bədənin səthinə yaxın olan yerlərində şülandırmaqla almaq mümkündür. Aydındır ki, ultrasəs autohemoterapiyanın mexanizmi ultrasəsin, qanın tərkib elementlərinə təsirinə əsaslanmışdır. Qanın hərəkət istiqamətində xassələri dəyişmiş hüceyrələrin mövcud olması orqanizmin müdafiə qüvvələrinin stimullaşmasını yaradır. Bu qüvvələr, Le Şatelye- Braun prinsipinə görə qana, onun normada olduğu halda malik olduğu xasələri verir. Bu proseslər orqanizmin digər sistemlərinin işini stimullaşdırır və onun ümumi vəziyyətini yaxşılaşdırır.
Terapevtik və cərrahi ultrasəs qurğuları artıq uzun müddətdir ki, tibbi və baytarlıq klinikalarının ləvazimatına çevrilmişdir. Lakin bir sıra xəstəliklərin
diaqnostikası üçün ultrasəsin istifadə olunmasının xüsusi əhəmiyyəti vardır (şək. 1). Bu üsul rentgen, optik və başqa diaqnostik üsul arla bir sırada tətbiq olunur, bəzi hallarda isə onları müvəffəqiyyətlə əvəz edə bilir.
Diaqnostik praktikaya ultrasəsin tətbiq edilməsi
orqanizmdəki pataloji proseslərin haqqında yüksək informatikliyə nail olmağa imkan yaratmışdır. Rentgenoqrafiya ilə müqayisədə sadəliyi və təhlükəsizliyi, ultrasəs diaqnostikanın klinik tədqiqatlarda aparıcı yerə çıxır. O, imkan verir ki, şişlərin lokallaşmasını, toxumalardakı kənar cisimləri, orqanizmin dərinliyində olan hissləri və.s vizuallaşdıraq.
Ultrasəs exo (əks səda)-üsulu. Diaqnosti exo (əks səda)-üsulu ultrasəsin müxtəlif akustik müqavimət malik olan toxumaların sərhəddində ultrasəsin əks olunmasına əsaslanmışdır. Bu üsul rentgenoqrafiya ilə oxşar olsa da, ondan daha həssasdır. Iki toxumanın rentgen şəkilləri yalnız o halda bir-birindən fərqlənir ki, onların sıxlıqları arasındakı fərq 10%-dən az olmasın.
Ultrasəs sıxlıqları cəmi 0,1% qədər fərqli olan yumşaq toxumaları fərqləndirməyə imkan verir. Kiçik intensivlikli ultrasəs praktiki olaraq zərərsizdir, ultrasəs qurğuları isə rentgen qurğularından həm kompakt, həm də ucuzdur. Ultrasəs generatoru (USG) pyezokristal daxil olan ultrasəs tezlikli elektrik impulsları yaradır. Bu pyezokristallardan isə toxumalarda US dalğası yayılır. Əgər dalğa öz yolunda akustik müqaviməti ətraf mühitin akustik müqavimətindən fərqli hissə ilə (məsələn piy qatı ilə əzələ toxumasının sərhəddi) qarşılaşırsa onda əks olunaraq ultrasəs qəbuledicisinə düşüb orada elektrik rəqsləri həyəcanlandırır. Bu rəqslər sonra gücləndiriciyə və qeydedici qurğuya yönəldilir (məsələn:elektron osilloqrafına göndərilirvə onun ekranında əksetdirici obyektin ölçüləri, forması və dərinliyi haqqında mühakimə yürütməyə imkan verən siqnal yaranır). Əgər ultrasəsin toxumadakı sürəti 1500 m/san, tezliyi isə 30 khs olarsa, onun dalğa
Uzunluğu üçün 𝜆 = = 0,05 m = 5 sm qiymətini hesablaya bilərik. Buna görə demək olar
ki, belə tezlikli ultrasəs difraksiya nəticəsində ölçüləri 5 sm-dən kiçik olan toxuma hissəsini dəqiq xəyalını verə bilmir ki, bu da adətən qənaətbəxş olmur. US diaqnostikasında ayırd etmə qabiliyyətini artırmaq üçün dalğa uzunluğunu azaltmaq, deməli tezliyi artırmaq vacibdir. Buna görə də US diaqnostikasında 1 Mhs-dən 10 Mhs-dək tezlik verə bilən generatorlardan istifadə edirlər. Lakin ultrasəsin tezliyinin artması ilə onun udulması da artır, bu isə onun intensivliyinin artırılması təlabatını yaradır ki, bu da həmişə arzu edən deyil. Adətən diaqnostikada 0,1·104 Vt/m2 intensivlikli ultrasəs tətbiq edilir. Daxili orqanların ultrasəslə tədqiq olunması tibbdə və baytarlıqda geniş tətbiq tapmışdır.
Ultrasəs cərrahiyyəsi
Ultrasəs cərrahiyyəsində toxumaları dağıtmaq üçün iki üsul mövcuddur. Onlardan birincisi
ultrasəsin öz təsirinə əsaslanmışdır, ikincisi isə cərrahiyyə alətinin ultrasəs rəqslərinə gətirilməsidir.
1954-cü ildən indiyə kimi, kəllə qəfəsini açmadan beyin toxumalarından şişlərin götürülməsi əməliyyatları aparılır. Xəstələrin başına birləşdirilmiş bir nüçə şülandırıcı, şüşə fokuslanmış ultrasəs buraxır. Hər dəstənin intensivliyi elə seçilir ki, o sağlam toxumaların zədələnməsinə gətirməsin, lakin bütün dəstələrin görüşdüyü yerdə intensivlik artır və şiş ayrılan istiliyin və kavitasiyanın təsiri ilə dağılır. Şüalanma mənbəyi olaraq intensivliyin 0,1·104 Vt/m2 qiyməti tərtibində, rezonans tezliyi 0,5-dən 4 Mhs –dək diapazonunda seçilmiş çökük pyezokeramik təbəqələr götürülür. Fokuslanmış ultrasəs baş beyinin ayrı-ayrı oblastlarının əhəmiyyətini öyrənmək üçün də tətbiq edilir. Üzərində təcrübə aparılan heyvanların beyninin bəzi oblastlarını dağıtmaqla onların heyvanların həyat fəaliyyətinə necə təsir etdiyini aydınlaşdırmaq olar.
Ultarasəs vasitəsi ilə toxumaları kəsmək də mümkündür, bunun üçün cərrahi alətlər (neştərlər, mişarlar, iynələr) manitostriksion çərçivəcilərlə birləşdirilir. 20 khs-dən 50 khs tezliyədək diapazonda kəsici alətin rəqs amplitudu adətən 10-50 mkm təşkil edir. Bu üsulun üstünlüyü: gücün azalmasıdır; əməliyyat zamanı ağrı hissinin zəifləməsidir. ultrasəsin üstünlüklərindən biridə qanaxmanın dayandırıcı və sterilizə effektlərinin olmasıdır. Istənilən yumşaq toxumanı kəsmək üçün ultrasəsi tətbiq etmək mümkündür. Müxtəlif formalı ultrasəs neştərləri döş qəfəsini açmadan tənəffüs orqanlarında, dida borusunda, qan damarlarında əməliyyatlar etməyə imkan yaradır. Uzun və nazik ultrasəs alətini vena qan damarlarına daxil etməklə bu damarlardakı xolesterin daralmalarını dağıtmaq mümkündür. Ultrasəs yalnız yumşaq toxumaları kəsmək deyil, həm də “qaynaq” edə bilir. Əgər iki kəsilmiş qan damarı bir-birinə sıxılıb ultrasəs çüalanmasına məruz qoyularsa, orada möhkəmliyinə görə sapla edilmiş tikişdən geri qalmayan qaynaq yeri (bəxyə) alınır.
Sümük cərrahiyyəsində ultrasəsdən sümüklərin qaynaq edilməsində istifadə edilir. Sümüyün qırılma aralığı maye plastmasla (məs:siakrinlə) qapışdırılmış sümük ovintusu ilə doldurulub, ultrasəsin təsiri ilə cəld polimerlə.dirilir. alınan möhkəm qaynaq yeri tədricən sorulur və sümük döyənəyinə çevrilir.
Ilk müvəffəqiyyətli ultrasəs əməliyyatları 1960-cı illərdə keçirilmişdir. Adi cərrahiyyə ilə müqayisədə daha az ağrı hissləri, böyük sterillik və rahatlıq ş\raitində demək olar ki, bütün canlı toxumaları ultrasəs vasitəsi ilə kəsmək və birləşdirmək mümkündür.
Dopler siqnallarını yalnız elektron qurğulıarı vasitəsi ilə deyil, həm də akustik vasitələrlə qeyd etmək mümkündür. Belə ki, hemodinamik tədqiqatlarda dopler tezlikləri bir qayda olaraq səsin eşidilmə oblastında olur və onları qulaqcıqlar vasitəsilə eşitmək mümkündür. Belə qeydiyyat fenondoskopiyaya yaxud auskultasiyaya bənzəyir,lakin əhəmiyyətli dərəcədə cox informativliyə malikdir.təcrübəli klinika işciləri dopler tezliyinin səsinə görə ürək fəaliyyətindəki və qanın dinamikasındakı nöqsanları müəyyənləşdirə bilir. Siqnalın teleekronda yazılması-daha obyektiv üsuldur.
Dopler üsulu ilə qan dövranının tədqiqi hazırda çox müxtəlif məqsədlərlə fizioloqlar, təbiblər və baytar həkimlər tətbiq edirlər. Belə ki, bəzi heyvanların aortasının və yuxu arteriyasının müxtəlif şöbələrin ultrasəs datçiklər implantasiya edilərsə, insan və heyvanların normal həyat fəaliyyətindən, hipokineziya, fiziki yüklənmə və başqa təsirlərdən, qan dövranı kəmiyyətlərinin dəyişməsini öyrənməyə imkan verir. Anoloji yolla beyin hemodinamikasını və insult xəstəliklərində qan dövranının dəyişməsini öyrənmək olar. Bu isə dəyərli diaqnostik nəticələr çıxarmağa şərait yaradır.
|
