Конгресс Интеграция. Жизнь. Общество 2019
международная специализированная выставка реабилитационного оборудования и технологий

7-я международная выставка реабилитационного оборудования и технологий
с 19 по 21 июня
Россия, Москва, ЦВК «Экспоцентр»

Аппаратура для ультразвука

Известно много различных методов получения ультразвуковых колебаний. Устройства, обеспечивающие получение ультразвуковых колебаний, называются ультразвуковыми излучателями (генераторами), а приборы, служащие для регистрации ультразвука, - ультразвуковыми приемниками.
В зависимости от вида потребляемой энергии (механической либо электрической) излучатели подразделяют на две основные группы: механические и электромеханические. Механические излучатели получили применение в ультразвуковых свистках, жидкостных генераторах, гидродинамических излучателях, в газоструйных излучателях и сиренах. Используются они для создания ультразвуковых колебаний частотой от 20 до 500 кГц в жидкостях, воздухе и газообразных средах. Недостатком ультразвуковых механических излучателей является сложность их изготовления, требующая высокой точности обработки и большой прочности деталей. По этой причине такие излучатели не получили широкого применения ни в промышленности, ни в медицине. Электромеханические излучатели более устойчивы, чем механические. По принципу действия их делят на электродинамические, пьезоэлектрические и магнитострикционные. В медицине используются лишь два последних типа излучателей.
Магнитострикционные излучатели основаны на магнитострикционном эффекте, открытом в 1847 г. Джоулем. В ультразвуковых установках применяют прямой магнитострикционный эффект. Ультразвуковые генераторы, основанные на магнитострикционном эффекте, в медицине используются для получения мощного ультразвука сравнительно небольших частот. Раньше в ультразвуковых терапевтических аппаратах в качестве пьезоэлемента использовались кварцевые пластинки. В последнее время кварц все чаще заменяется пьезокерамикой из титаната бария, получаемой искусственно. Керамика из титаната бария имеет ряд преимуществ перед кварцевой пластинкой:

  • генерирует ультразвуковые колебания при более низком напряжении тока;
  • может быть любой формы;
  • стоимость ее в 100 раз меньше;
  • пьезоэффект в 150 раз выше.

К недостаткам титаната бария можно отнести большие диэлектрические и механические потери, приводящие к перегреву, и низкую точку Кюри (около 90 °С). В последние годы разработана пьезокерамика из цирконата-титаната свинца, обладающая вдвое большим пьезоэффектом, чем пьезокерамика из титаната бария.
Современные ультразвуковые аппараты, применяемые в физиотерапии, состоят из генератора электрических колебаний ультразвуковой (обычно фиксированной) частоты, ультразвукового излучателя (вибратора) с пьезоэлементом, соединенным высоковольтовым кабелем с колебательным контуром генератора, элементов управления и источника питания. Отечественные аппараты питаются от сети переменного напряжения в 127 или 220 В. В них предусмотрена возможность работы в непрерывном и импульсном режимах. Частота следования импульсов в отечественных аппаратах равна 50 Гц, а длительность периода составляет 1/50 с, или 20 мс. Длительность импульсов можно варьировать (10, 4 и 2 мс), а форма их приближается к прямоугольной.
Основными аппаратами в физиотерапевтических кабинетах сегодня являются унифицированные специализированные аппараты трех серий: УЗТ-1 (УЗТ-1.01, УЗТ-1.03 и др.) - аппараты этой серии генерируют ультразвук частотой 880 кГц; УЗТ-3 (УЗТ-3.01, УЗТ-3.02, УЗТ-3.03 и др.) - рабочая частота 2640 кГц; УЗТ-13, или «Гамма» (УЗТ-13.01, УЗТ-13.02, УЗТ-13.03 и др.), - генерируют ультразвук частотой 880 и 2640 кГц.
Для низкочастотной ультразвуковой терапии используют преимущественно аппараты двух серий: УЗН-22/44, или «Барвинок» (УЗТН-22/44. 01У, УЗТН-22/44. 02Г и др.), генерирующих ультразвук частотой 22 и 44 кГц; аппараты серии «Тон» («Генетон-1», «Проктон-1», «Стоматон-1» и др.), частота генерируемого ими ультразвука равна 26,5 кГц. В физиотерапевтической практике для ультразвуковой терапии используются в основном отечественные унифицированные ультразвуковые терапевтические аппараты трех серий: УЗТ-1 (УЗТ-1.01, УЗТ-1.02, УЗТ-1.03 и др.), работающие на частоте 880 кГц; УЗТ-3 (УЗТ-3.01, УЗТ-3.02, УЗТ-3.03, УЗТ-3.06 и др.), рабочая частота которых 2640 кГц; УЗТ-13, или «Гамма» (УЗТ-13.01, УЗТ-13.02 и др.), которые генерируют ультразвук на двух частотах - 880 и 2640 кГц. Аппараты работают в непрерывном и импульсном (2,4 и 10 мс) режимах и могут комплектоваться различным набором специализированных ультразвуковых излучателей (тип ИУТ), что отражается в его названии соответствующей буквой. Так, например, в аббревиатуре «УЗТ-1.01 Ф» буква «Ф» указывает на широкую область применения аппарата - физиотерапия, буква «С» - стоматология, буква «У» - урология, буква «Г» - гинекология, буква «Л» - оториноларингология и т.д.
Кроме них в лечебной практике используются импортные аппараты ультразвуковой терапии Sonostat, Sonopuls, Sonic, Sonotur, Biocell, BTL 5710 и др.
Интенсивность генерируемого аппаратами ультразвука периодически (1 раз в 1-2 месяца) должна проверяться. Для этой цели выпускаются различного типа измерители мощности ультразвука. В практической физиотерапии контроль фактически генерируемой мощности ультразвука осуществляется с помощью измерителей ИМУ-2, ИМУ-3, ИМД-2 и др.