О. Х.Қўлдашов, З. Мирзаева, З. Абдумаликова биофизика (дарслик) фарғона – техника – 2007

3.8. Ультратовуш ва унинг тиббиётда қўлланилиши.
Частоталари 20 кГц дан ортиқ бўлган тебранишлар ва тўлқинларга
ультратовуш (УТ) дейилади.
Ультратовуш частоталарнинг юқори чегарасини тахминан 10^–9–10¹⁰ деб ҳисоблаш мумкин. Бу чегара молекулалар орасидаги масофа
орқали белгилангани сабабли ультратовуш тарқалаётган модданинг агре–
гат ҳолатига боғлиқ бўлади.
Ультратовушни генерациялашда нурлантиргичлар деб аталадиган
қурилмалардан фойдаланилади. Тескари пъезоэлектрик эффектга асосла–
ниб асосланиб ишлайдиган электромеханик нурлантиргичлар жуда кенг
тарқалган.
Пъезоэффект асосида ультартовуш приёмнигини ясаш мумкин.
Бунда механик тўлқин (УТ) таъсирида кристалл дефорамцияси юз бе–
риб, у эса пъезоэффект туфайли ўзгарувчан электр майдонини генера–
циялайди; бунга мос бўлган ўзгарувчан кучланишни ўлчаш мумкин.
Ультратовушнинг медицинада қўлланилиши унинг тарқалишидаги
ва характерисдаги ўзига хос хоссалари билан боғлиқ.
Физик табиатига кўра УТ товуш каби механик (эластик) тўлқин–
дир. Бироқ ультратовуш тўлқин узунлиги товуш тўлқин узунлигидан ай–
тарли даражада кичикдир. Масалан, сувда тўлқин узунлиги 1,4 м га тенг
(1 кГц, товуш), 1,4 мм (1 Мгц, УТ) ва 1,4 мкм *1ГГц, УТ). Тўлқин ди–
фракцияси тўлқин узунликлари нисбатига ва тўлқин дифракцияланаёт–
ган жисмнинг ўлчамига боғлиқ. «Ношаффоф» 1 м ўлчамли жисм 1,4 м
узунликдаги товуш тўлқини учун тўсиқ бўла олмайди, лекин тўлқин
узунлиги 1,4 мм бўлган ультратовуш учун эса тўсиқ бўла олади, лекин
жисм орқасида «ультртовуш соя» ҳосил бўлади. Шунинг учун бу айрим
ҳолларда ультратовушнинг дифракция ходисасини хисобга олмасдан, бу
тўлқинларнинг тушиши ва қайтиш ходисасини тушунтиришдаги каби бу
тўқинларни нур деб қарашимизга имкон беради.
Ультратовушнинг икки муҳит чегарасидан қайтиши шу муҳитлар–
нинг тўлқин қаршиликлар нисбатига боғлиқ. Масалан, ультратовуш мус–
кул суяк усти пардасида суяк чегарасидан, ички органлар сиртларидан ва х.к. лардан жуда ҳам яхши қайтади. Шу сабабали бир жинсли бўлма–
ган жисмлар (безлар), бўлиқлар, ички органларнинг ва х.к. ларнингтур–
ган ўрни ва ўлчамларини аниқлаш мумкин (ультртовуш локация усули).
Ультратовуш локация усулида узлуксиз ва импульсли нурланишлар қўл–
ланилади. Биринчи ҳолда икки муҳит чегарасидан қайтган ва тушувчи
тўлқинларнинг интерференциясидан ҳосил бўлган турғун тўқинлар куза–
тилади. Иккинчи ҳолда қайтган импульс кузатилиб, ультратовушнинг
текширилаётган текширилаётган объектгача ва ундан қайтиб келиш вақ–
ти ўлчанади. Ультратовушнинг тарқалиш тезлигини билган ҳолда,
объектнинг қандай чуқурликда жойлашгани аниқланади.
Биологик муҳитларнинг тўлқин қаршиликлари хавоникига нисба–
тан 3000 марта катта. Шу сабабли УТ–нурлатгичлар одам танасига
қўйилса, ультратовуш тана ичкарисига ўтмасдан нурлангич ва одам та–
наси орасида ҳосил бўлган юпқа ҳаво устунидан қайтади. Ҳаво қатлами
ҳосил бўлмаслиги учун нурлангичнинг сирти юзасига юпқа мой қатлам
суртилади.
Ультратовуш тўлқинларининг тарқалиш тезлиги ва уларнинг юти–
лиши мухитнинг ҳолатига боғлиқ; шунга асосланиб моддаларнинг моле–
куляр хоссаларни ўрганишда ультратовушдан фойдаланилади. Бу турдаги
тадқиқотлар молекуляр акустика фонига таалуқлидир.
Тўлқинлар интенсивлиги доиравий частота квадратига тўғри про–
порционал, шунга асосланиб нисбатан кичик амплитудали тўлқинлардан
ҳам катта интенсивликларга эга бўлган тўлқинларни ҳосил қилиш мум–
кин. Ультратовуш тўлқинлари таъсиридаги заррачалар тезланиши жуда
катта бўлиши мумкин, бу эса катта таъсир кучлари пайдо бўлишини, био–
логик объектлар ультратовуш ёрдамида нурлантирилганда уларга ҳам
заррачаларга шундай кучлар таъсир қилишини кўрсатади.
Ультратовуш тарқалишида ҳосил бўладиган зичланиш ва сийрак–
лашишлар суюқликлар ичида узулишлар ҳосил қилади, бунга кавитация
дейилади.
Кавитация узоқ вақт ушланиб қолмай, тез ёпилади, бунда унча ка–
та бўлмаган ҳажмда кўп миқдорда энергия ажралиб чиқиб, моддаларнинг
исиши ва шу билан бирга молеклаларнинг ионизацияси ва диссоацияси
юз беради.
Биологик объектларда ультратовуш таъсири билан боғлиқ ҳолда юз
берадиган физик жараёнларнинг асосий эффектлари қуйидагилар:

• 
  ҳужайра ва субҳужайра даражасидаги микровибрациялар;
  
• 
  биомакромолекулаларни парчалаш;
  
• 
  биологик мембраналарини жараҳатлаш ва уларнинг жойланишларини
  ўзгартириш, мембраналар ўтуввчанлигини ўзгартириш;
  

иссиқлик таъсири;– ҳужайра ва микроорганизмларнинг бузилиши.
Ультратовушни тиббий–биологик қўлланишларини асосий икки
йўналишга ажратиш мумкин: кузатиш ва диагностика усуллари, иккин–
чиси таъсир этиш услублари.
Биринчи йўналишдаги усулларга асосан импульсли нурланишлар–
дан фойдаланувчи локацион усуллар киради. Бу эхоэнцефалография –бош мия ўсмалари ва шишларни аниқлаш; ультратовуш кардиографияси
– юрак ўлчовларини динамикада ўлчаш; офтальмологияда – кўз муҳит–
лари катталикларини ўлчаш учун ультратовуш локацияси.
УЛЬТРАТОВУШНИНГ Доплер эффектидан фойдаланиб юрак клапанла–
ри харакатининг характери ўрганилади ва қон оқим тезлиги ўлчанади.
Диагностика мақсадлари учун ультратовуш тезлигига асосан ўсиб чиққ–
ан ва жарохатланган суякларнинг зичлклари ҳисоблаб топилади. Иккин–
чи йўналишга, ультратовуш физиотерапияси таалуқлидир. Ультратовуш
терапаясининг бирламчи таъсири механизми унинг тўқимага кўрсатган
механик ва иссиқлик таъсиридир. Операцияларда ультратовуш ҳам юм–
шцо^ҳам суюқ тўқималарини кесишга қодир бўлган «ультратовуш ска–
льпели» сифатида фойдаланилади. Ультратовушни суюқликлар ичидаги
жисмларни парчалаб, эмулсия ҳосил қилиш қобилиятидан фармацептика
саноатида дори тайёрлашда фойдаланилади. У ультратовуш иштироқида
тайёрланган турли хил дориворлар эмулсиялар ўпка касали юқори нафас
йўллари қатори бронхиал астма каби касалликларни даволашда қўлла–
нилади.
Ҳозирги пайтда шикастланган ёки трансплантацияланувчи суяк
тўқималарини «пайвандлаш»нинг янги усули яратилган.
Ультратовушнинг микроорганизмларга халокатли таъсир кўрсати–
шидан моддаларнинг стерилизация қилишда фойдаланилади. Ультратовушнинг кўрлар учун қўлланилиши қизиқарлидир.
Ультратовушнинг тиббиёт ва биологияда қўлланилиши борасида
юқорида келтирилган мисоллар бу сохада қилинган барча тадқиқотларни
ўз ичига олмайди. Чунки ультратовушнинг қўлланиш яна ультратовуш
голографиясининг тиббиётга кириб келиши ва ундан фойдаланиш янада
янги диагностика усулларини пайдо бўлишига умид боғлайди.
3.7. Инфратовуш
Одам қулоғи қабул қилиши ва эшитиши мумкин бўлган частотадан
(20 Гц дан) кичик частотали механик (эластик) тўлқинларга инфратовуш
дейилади. Инфратовуш манбааларига табиий объектлар (денгиз, ер қи–
мирлаши, момақалдироқ пайтидги разрядлар ва бошқалар) билан бир
қаторда суний объектлар (портлашлар, автомашиналар, станоклар ва б.)
мисол бўлади.
Инфратовуш деярли кўпчилик ҳолларда эшитилувчи шовқинлар
билан биргаликда, масалан, автомагинада юз бериши кузатилади. Шу
сабабли инфратовуш тўлқинларининг хусуий тезлигини аниқлашда қий–
инчиликлар вужудга келади.
Инфратовушни характерли хусусиятларидан бири унинг турли му–
хитлар томонидан турлича ютилишидир, шу сабабли у анча узоқ масофаларга тарқала олади. Ер шари бўйлаб инфратовушнинг бундай тарқа–
лишлари туфайли кучли портлашларни манбаадан жуда узоқ масофалар–
да туриб ҳам билиш, ўлчанган инфрақизил тўлқинларига кўра синама
бўлишини олдиндан билиш мумкин ва х.к. Инфратовушнинг турли узунлиги эшитиладиган товушларникидан катта бўлгани сабабли улар ди–
фракцияланади ва тўсинларни айланиб ўтиб бинолар ичига кира олади.
Инфратовуш организмни бир қатор системалари функционал ҳо–
латларга ёмон таъсир кўрсатади: чарчаш, бош оғриғи, уйқучилик, жахл
чиқиши ва бошқалар пайдо бўлади. Инфратовушнинг организмга бир–
ламчи таъсир кўрсатувчи механизми резонансли характерга эга деб фа–
раз қилинади. Хусусий тебранишлар частотаси Билан тебранишга маж–
бур этувчи кучларни частотаси бир–бирига яқин бўлганда резонанс ходи–
саси юз беради. Одам гавдасининг хусусий тебранишлар частотаси, гав–
данинг ётган холида (3–4 Гц), турган ҳолда (5–12 Гц), кўкрак қафасининг
хусусий тебранишлар частотаси (5–8 Гц), қорни бўлғиники (3–4 Гц)
бўлиб, бу инфратовуш частоталарига мос келади. Инфратовуш интен–
сивлиги даражасини яшаша жойларида ишлаб чиқариш корхоналарида
ва транспорт воситалари турар жойларида камайтириш гигиенанинг ва–
зифаларидан биридир.