Главная \ ФИЗИОТЕРАПИЯ \ Механические колебания \ УВТ \ Биомеханические эффекты ударных волн
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»

Биомеханические эффекты ударных волн

Ударная волна-это очень мощный энергетический импульса (5-100 МПа) распространяющийся в течение очень короткого времени (около 10 миллисекунд).

Характеристики ударной волны:

  1. Короткое время нарастания (удар)
  2. Высокое пиковое давление 
  3. Экспоненциальная декомпрессия 
  4. Растяжение 

График действия волны

 

 

 

 

 

 

 

 

  • tR – время нарастания
  • P+ – положительное пиковое давление
  • ED+ – положительная плотность потока энергии

Энергия импульса в буквальном смысле преодолевает звуковой барьер, и это то, что создает ударную волну. Видимое формирования ударной волны связанно с преодолением объектом скорости звука.
На фотографии сверхзвуковой самолет и создание ударной волны.

Формирование ударной волны

Так выглядят кавитационные пузырьки в микромире. Они образуются и схлопываются, формируя один из эффектов ударной волны.

Кавитационные пузырьки

 

Ударная волна и кавитационные пузырьки формируют прямую и не прямую силы удврно-волновой терапии.

Сочетания прямых и непрямых воздействующих сил ударной волны

В настоящее время рассматривается два различных механизма воздействия ударно-волновой терапии. Ударная волна характеризуется высоким положительным давлением, которое нарастает менее чем за 10 наносекунд и формированием волны растяжения. Положительное давление и короткое время его нарастания формируют прямой эффект ударно-волновой терапии. Непрямое воздействие оказывает волна растяжения, которая формирует на поверхности кавитационные пузырьки. При схлопывании они повреждают поверхность неоднородной структуры.

Схема сочетанного воздействия

Отражение и преломление ведет к снижению интенсивности волны внутри. Быстрое изменение энергии волны приводит к повышению давления на поверхности сформированной структуры (камень, отложение солей кальция) и разрушению материала. Этот эффект зависит от пластичности материала, и объясняет причину, почему энергии ударной волны достаточно для разрушения камней без повреждения костных структур.

Волна растяжения формирует локальное понижение давления, что является причиной формирования кавитационных пузырьков. Эти пузырьки увеличиваются под воздействием волны растяжения и в какой-то момент схлопываются. Схлопывание ведет к дальнейшей генерации ударной волны (вторичной волне). Взаимодействие между ударной волной и кавитационными пузырьками приводит к созданию водяного напора на поверхности, давление которого направлено внутрь камня. Описанные процессы происходят по всей поверхности конкремента и, на фоне нарастающего давления изнутри, происходит разрушение структуры. Таким образом, разрушение происходит при взаимодействии прямого и непрямого эффектов, которые потенцируют друг друга. 

Варианты формирования ударной волны

Варианты формирование УВ