Коруна
А.В.
Национальный Технический
Университет Украины «Киевский политехнический институт», Украина
Изучение
теплового эффекта ультразвука в слизистой носа при эндоназальной ультразвуковой
терапии
Современные методы
борьбы с ринитом основаны, в основном, на применение фармакологических средств,
однако эффект от которых не всегда положителен. Поэтому, в последнее время
получили развитие методы аппаратного местного лечения воспалительных
заболеваний носа и его придаточных пазух.
Для большинства
биологических тканей допустимая с точки зрения безопасности температура нагрева
не должна превышать 43 °С, даже в случае малой продолжительности времени
исследования (экспозиция не более 1 мин). При более продолжительных экспозициях
– до 10 мин – допустимая температура нагрева тканей не должна быть 41°С. При
экспозициях в несколько десятков минут допустимая температура нагрева должна
быть по возможности не более 39°С.
Поэтому, чтобы не
привести к тепловому повреждению тканей, необходимо было оценить температурный
эффект эндоназальной ультразвуковой терапии (УЗТ). Для этой цели была
предпринята попытка рассчитать изменения температуры в мягких тканях носовой полости с точки зрения безопасности
проведения процедуры. Это позволит дать количественную оценку тепловому фактору
ультразвукового воздействия и выбрать оптимальные интенсивности ультразвукового
действия для проведения процедуры эндоназальной
УЗТ.
Изменение температуры
за 1 сек при озвучивании биологических тканей при прохождении через них
ультразвука можно оценить по следующей формуле:
, где
µ - коэффициент поглощения,
I – интенсивность ультразвукового
воздействия,
ρ – удельная плотность,
с – теплопроводность [1].
Физиологические
особенности и индивидуальность строения
тканей организма определяет вариативность коэффициента поглощения для мягких
тканей, который находится в интервале значений от 0.14 до 0.66 [
], плотность кожных покровов в
среднем имеет следующее значение ρ=1.02 [
], а теплопроводность этой среды - с=4.18[
] [31].
В МИТ-11, с помощью
которого проводили , доступен диапазон интенсивностей I=0.2..1 [
] с шагом 0.2[ 
], следовательно расчет нагрева
будет произведен на I=0.2;0.4;0.6;0.8;1[
]. Также расчет был произведен с
учетом предельных значений коэффициента поглощения µ= 0.14 и 0.66 [
].
Табл. № 1. Интервалы
изменения температуры в биологической ткани при облучении УЗ (44 кГц).
|
Интенсивность УЗ воздействия |
Значения коэффициента
поглощения ультразвука в мягких тканях носа |
|||
|
I, |
µ= 0.14..0.66 |
|||
|
30 c. |
60 c. |
120 c. |
180 c. |
|
|
0.2 |
0.195-0.927 |
0.39-1.854 |
0.78-3.708 |
1.17-5.562 |
|
0.4 |
0.393-1.857 |
0.786-3.714 |
1.572-7.428 |
2.358-11.142 |
|
0.6 |
0.591-2.784 |
1.182-5.568 |
2.364-11.136 |
3.546-16.704 |
|
0.8 |
0.786-3.714 |
1.572-7.428 |
3.144-14.856 |
4.716-22.284 |
|
1 |
0.984-4.641 |
1.968-9.282 |
3.936-18.564 |
5.904-27.846 |
Табл. № 2. Интервалы
изменения температуры в биологической ткани при облучении УЗ (44 кГц).
|
Интенсивность УЗ воздействия |
Значения коэффициента
поглощения ультразвука в мягких тканях носа |
|||
|
I, |
µ= 0.14..0.66 |
|||
|
8 мин. |
10 мин. |
15 мин. |
20 мин. |
|
|
0.2 |
3,12-14,832 |
3,9-18,54 |
5,85-27,8 |
7,8-37,08 |
|
0.4 |
6,288-29,712 |
7,86-37,14 |
11,79-55,71 |
15,72-74,28 |
|
0.6 |
9,456-44,544 |
11,82-55,68 |
17,73-83,52 |
23,64-111,36 |
|
0.8 |
12,576-59,424 |
15,72-74,28 |
23,58-111,42 |
31,44-148,56 |
|
1 |
15,744-74,256 |
19,68-92,82 |
29,52-139,23 |
39,36-185,64 |
Как
видим, при больших экспозициях температура возрастает значительно.
Соответственно для проведения, каких либо терапевтических процедур с
использованием ультразвука частоты 44 кГц при интенсивностях выше 0.6 
и экспозиции более
120с, саму процедуру стоит проводить лабильно, двигая излучатель вдоль
поверхности биологической ткани.
Литература:
1.
Применение ультразвука в медицине:Физические
основы: Пер. с англ./ Под ред. К.Хилла. - М.: Мир, 1989. - 568с.