Sonda dental
En todo el mundo, el ultrasonido se utiliza ampliamente en diagnóstico, terapia, ingeniería, biología y otros campos. La máquina de terapia ultrasónica de uso doméstico de Safuri pertenece a la categoría de aplicación de terapia ultrasónica.
(1) Aplicaciones de ingeniería: posicionamiento y comunicación submarina, exploración de recursos subterráneos, etc.
(2) Aplicaciones biológicas: corte de macromoléculas, bioingeniería y tratamiento de semillas, etc.
(3) Aplicaciones de diagnóstico: tipo A, tipo B, tipo M, tipo D, ultrasonido de doble función y color, etc.
(4) Aplicaciones de tratamientos: fisioterapia, tratamiento del cáncer, cirugía, litotricia extracorpórea, odontología, etc.
El papel de las ondas ultrasónicas
Piezas de vidrio. Descalcificar vidrio y cerámica puede resultar complicado. Si estos artículos se colocan en el líquido de limpieza y luego se aplican ondas ultrasónicas, la vibración violenta del líquido de limpieza afectará la suciedad de los artículos y se podrán limpiar rápidamente.
Aunque los humanos no podemos oír los ultrasonidos, muchos animales tienen esta capacidad. Pueden utilizar el ultrasonido para "navegar", perseguir comida o evitar cosas peligrosas. Es posible que haya visto muchos murciélagos volando de un lado a otro en su jardín en las noches de verano. ¿Por qué pueden volar sin luz sin perderse? La razón es que los murciélagos pueden emitir ondas ultrasónicas de 20 ~ 65438 millones de Hz, como una "estación de radar" móvil. Los murciélagos utilizan este "sonar" para determinar si hay insectos u obstáculos volando delante. La masa del radar es de decenas, cientos o miles de kilogramos, pero en algunos aspectos importantes, como la precisión y la capacidad antiinterferente, los murciélagos son muy superiores a los radiolocalizadores modernos. Se trata de una nueva disciplina desarrollada en las últimas décadas que realiza estudios en profundidad de las funciones y estructuras de diversos órganos en los animales y utiliza los conocimientos adquiridos para mejorar los equipos existentes.
Los humanos no aprendimos a utilizar los ultrasonidos hasta la Primera Guerra Mundial, es decir, a utilizar el principio del "sonar" para detectar objetivos submarinos y su estado, como por ejemplo la posición de los submarinos. En este momento, la gente lanza al agua una serie de ondas ultrasónicas de diferentes frecuencias y luego registra y procesa los ecos reflejados. A partir de las características del eco, podemos estimar la distancia, la forma y los cambios dinámicos del objeto detectado. La primera aplicación del ultrasonido en medicina fue en 1942. El médico austriaco Dusik utilizó por primera vez la tecnología de ultrasonido para escanear estructuras cerebrales. Posteriormente, en la década de 1960, los médicos comenzaron a aplicar la ecografía al examen de los órganos abdominales. Hoy en día, la tecnología de exploración por ultrasonido se ha convertido en una herramienta indispensable para el diagnóstico médico moderno.
La diferencia entre sonar y radar
Sonda de ultrasonido
El radar usa ondas de radio
El ultrasonido médico funciona de manera similar al sonar Nano, es decir , cuando se emiten ondas ultrasónicas en el cuerpo humano, se reflejarán y refractarán al encontrar interfaces en el cuerpo y pueden absorberse y atenuarse en los tejidos humanos. Debido a las diferentes formas y estructuras de los distintos tejidos del cuerpo humano, el grado de reflexión, refracción y absorción de las ondas ultrasónicas también es diferente. Los médicos distinguen por las características del patrón de onda, curva o imagen reflejada por el instrumento. Además, combinado con el conocimiento anatómico, los cambios normales y patológicos, es posible diagnosticar si el órgano que se examina está enfermo.
Los métodos de diagnóstico por ultrasonido utilizados actualmente por los médicos se presentan en diferentes formas, que se pueden dividir en cuatro categorías: A, B, M y d.
Tipo A: Es un método que utiliza formas de onda para mostrar las características del tejido. Se utiliza principalmente para medir el diámetro de un órgano para determinar su tamaño. Puede utilizarse para identificar algunas características físicas del tejido enfermo, como el parénquima, la presencia de líquido o gas, etc.
Tipo b: Muestra la situación específica de la organización que se está explorando en forma de gráficos planos. Durante la inspección, la señal reflejada desde la interfaz del cuerpo humano se convierte primero en puntos de luz de diferentes intensidades, que se pueden mostrar a través de una pantalla fluorescente. Este método es intuitivo, repetible y puede utilizarse para comparar el antes y el después, por lo que se utiliza ampliamente en el diagnóstico de ginecología, urología, digestión y enfermedades cardiovasculares.
Tipo M: Es un método utilizado para observar los cambios de hora de la interfaz activa. Es más adecuado para comprobar la actividad del corazón.
El cambio dinámico de su curva se llama ecocardiografía, que puede usarse para observar la posición, el estado de actividad y la condición estructural de cada capa del corazón, y a menudo se usa para ayudar en el diagnóstico de enfermedades del corazón y de los grandes vasos.
Tipo D: Es un método de diagnóstico ultrasónico especialmente utilizado para detectar el flujo sanguíneo y la actividad de los órganos, también conocido como método de diagnóstico ultrasónico Doppler. Puede determinar si el vaso sanguíneo no está obstruido, si la luz está estrechada u ocluida y la ubicación de la enfermedad. La nueva generación de ultrasonidos en modo D también puede medir cuantitativamente el flujo sanguíneo intraluminal. En los últimos años, los científicos han desarrollado un sistema Doppler codificado por colores que muestra la dirección del flujo sanguíneo en diferentes colores, como lo indican los puntos anatómicos en los ecocardiogramas, con tonos de color que representan la velocidad del flujo sanguíneo. En la actualidad, están surgiendo constantemente tecnologías de ultrasonido como la ecografía estereoscópica, la TC por ultrasonido y la endoscopia por ultrasonido. También se pueden combinar con otros instrumentos de inspección para mejorar en gran medida la precisión del diagnóstico de enfermedades. La tecnología de ultrasonido juega un papel muy importante en el campo médico. A medida que la ciencia avance, se volverá más perfecta y beneficiará más a la humanidad.
Se denomina ultrasonidos a la rama de la acústica que estudia la generación, propagación y recepción de ondas ultrasónicas, así como diversos efectos y aplicaciones de los ultrasonidos. Los dispositivos que generan ondas ultrasónicas incluyen generadores ultrasónicos mecánicos (como silbatos de aire, silbatos y silbatos de líquido), generadores ultrasónicos eléctricos basados en los principios de inducción electromagnética y acción electromagnética y electroestricción de cristales piezoeléctricos. Transductor fabricado en efecto magnetoestrictivo y material ferromagnético.
Efecto ultrasónico Cuando las ondas ultrasónicas se propagan en un medio, la interacción entre las ondas ultrasónicas y el medio provoca cambios físicos y químicos en el medio, dando como resultado.
Una serie de efectos mecánicos, térmicos, electromagnéticos y químicos ultrasónicos, incluyendo los siguientes cuatro efectos:
① Efecto mecánico. La acción mecánica de los ultrasonidos puede favorecer la emulsificación de líquidos, licuefacción de geles y dispersión de sólidos. Cuando se forma una onda estacionaria en un medio fluido ultrasónico, las pequeñas partículas suspendidas en el fluido se condensan en los nodos debido a la fuerza mecánica, formando acumulaciones periódicas en el espacio. Cuando las ondas ultrasónicas se propagan en materiales piezoeléctricos y materiales magnetoestrictivos, se genera polarización inducida y magnetización inducida debido a la acción mecánica de las ondas ultrasónicas (ver física dieléctrica y magnetoestricción).
②Cavitación. Cuando las ondas ultrasónicas actúan sobre un líquido, se producirá una gran cantidad de pequeñas burbujas. Una razón es que la tensión de tracción local en el líquido forma una presión negativa. La reducción de la presión hace que el gas originalmente disuelto en el líquido se sobresature y escape del líquido, convirtiéndose en pequeñas burbujas. Otra razón es que las fuertes tensiones de tracción "desgarran" el líquido en cavidades, lo que se denomina cavitación. La cavidad está llena de vapor líquido u otro gas disuelto en el líquido, o incluso puede ser vacío. Las pequeñas burbujas formadas por cavitación se moverán, crecerán o explotarán repentinamente a medida que el medio circundante vibre. Cuando estalla, el líquido circundante se precipita repentinamente hacia la burbuja, creando altas temperaturas, alta presión y ondas de choque. La fricción interna asociada con la cavitación puede formar cargas y las descargas en burbujas pueden producir luminiscencia. La tecnología de tratamiento por ultrasonidos en líquidos está relacionada principalmente con la cavitación.
③Efecto térmico. Debido a la alta frecuencia y alta energía de las ondas ultrasónicas, se pueden producir importantes efectos térmicos cuando el medio las absorbe.
④Acción química. La acción de los ultrasonidos puede favorecer o acelerar determinadas reacciones químicas. Por ejemplo, el agua destilada pura produce peróxido de hidrógeno después del tratamiento ultrasónico; el ácido nitroso se produce mediante el tratamiento ultrasónico de agua que contiene nitrógeno disuelto. Las soluciones acuosas de tinte cambiarán de color o se desvanecerán después del tratamiento ultrasónico. Estos fenómenos siempre van acompañados de cavitación. El ultrasonido también puede acelerar la hidrólisis, descomposición y polimerización de muchas sustancias químicas. El ultrasonido también tiene un impacto significativo en los procesos fotoquímicos y electroquímicos. Después del tratamiento ultrasónico, las bandas de absorción características de varios aminoácidos y otras soluciones acuosas de materia orgánica desaparecieron, mostrando una absorción general uniforme, lo que indica que la cavitación cambió la estructura molecular.
Aplicación ultrasónica El efecto ultrasónico se ha utilizado ampliamente en la práctica, principalmente en los siguientes aspectos:
① Inspección ultrasónica. La longitud de onda de las ondas ultrasónicas es más corta que la de las ondas sonoras ordinarias, tiene buena directividad y puede penetrar materiales opacos. Esta característica se ha utilizado ampliamente en la detección de defectos por ultrasonidos, medición de espesores, medición de distancias, control remoto y tecnología de imágenes por ultrasonidos. La imagen por ultrasonido es una tecnología que utiliza ondas de ultrasonido para generar imágenes del interior de objetos opacos.
Las ondas ultrasónicas emitidas por el transductor se enfocan en la muestra opaca a través de la lente acústica. Las ondas ultrasónicas emitidas por la muestra transportan información sobre la parte irradiada (como la capacidad de reflejar, absorber y dispersar ondas sonoras) y se enfocan en la parte irradiada. Receptor piezoeléctrico a través de la lente acústica. La señal eléctrica obtenida se ingresa al amplificador y la imagen de la muestra opaca se puede mostrar en la pantalla fluorescente utilizando el sistema de escaneo. El dispositivo anterior se llama microscopio de ultrasonido. La tecnología de imágenes por ultrasonido se ha utilizado ampliamente en los exámenes médicos. Se utiliza en la fabricación de dispositivos microelectrónicos para examinar circuitos integrados a gran escala y en ciencia de materiales para mostrar regiones y límites de grano de diferentes componentes en aleaciones. La holografía acústica es una tecnología de imágenes acústicas que utiliza el principio de interferencia de ondas ultrasónicas para registrar y reproducir imágenes tridimensionales de objetos opacos. Su principio es básicamente el mismo que el de la holografía de ondas de luz, pero el método de grabación es diferente (ver holografía). Dos transductores colocados en el líquido son excitados por la misma fuente de señal ultrasónica y emiten respectivamente dos ondas ultrasónicas coherentes: un haz atraviesa el objeto en estudio y se convierte en una onda del objeto, y el otro haz sirve como onda de referencia. Los hologramas acústicos se forman mediante la superposición coherente de ondas del objeto y ondas de referencia sobre la superficie del líquido. El holograma acústico se irradia con un rayo láser y se obtiene una imagen reconstruida del objeto mediante el efecto de difracción que se produce cuando el láser se refleja en el holograma acústico. Normalmente, la observación en tiempo real se logra con una cámara y un televisor.
②Tratamiento con ultrasonido. Utilizando los efectos mecánicos, los efectos de cavitación, los efectos térmicos y los efectos químicos de las ondas ultrasónicas, se pueden realizar soldaduras ultrasónicas, perforación, trituración de sólidos, emulsificación, desgasificación, eliminación de polvo, limpieza, esterilización, promoción de reacciones químicas e investigaciones biológicas en la industria y la minería. , agricultura, medicina y otros departamentos han sido ampliamente utilizados.
③Investigación básica. Después de que las ondas ultrasónicas actúan sobre el medio, se produce un proceso de relajación acústica en el medio. El proceso de relajación acústica va acompañado del proceso de transporte de energía entre diversos grados de moléculas, que se manifiesta como la absorción de ondas sonoras (ver ondas sonoras) a nivel macroscópico. Las características y estructura de los materiales se pueden explorar a través de las reglas de absorción material de ondas ultrasónicas. Esta investigación constituye la rama acústica de la acústica molecular. La longitud de onda de las ondas sonoras ordinarias es mayor que la distancia entre los átomos en un sólido. En esta condición, el sólido puede considerarse como un medio continuo. Pero para las ondas ultrasónicas con frecuencias superiores a 1012 Hz, sus longitudes de onda son comparables al espaciado atómico en los sólidos, por lo que el sólido debe considerarse como una estructura reticular con periodicidad espacial. La energía de las vibraciones de la red está cuantificada y se denomina fonones (ver Física del estado sólido). El efecto de las ondas ultrasónicas sobre los sólidos se puede atribuir a la interacción entre las ondas ultrasónicas y los fonones térmicos, electrones, fotones y diversas cuasipartículas. La generación, detección y propagación de ondas ultrasónicas en sólidos y el estudio de fenómenos sonoros en líquidos cuánticos - el helio líquido constituye un nuevo campo de la acústica moderna -
Las ondas sonoras pertenecen a una de las categorías del sonido y pertenecen a ondas mecánicas. La onda sonora se refiere a una onda longitudinal que el oído humano puede sentir, con un rango de frecuencia de 16 Hz a 20 KHz. Cuando la frecuencia de las ondas sonoras es inferior a 16 Hz, se denomina onda infrasónica, y cuando la frecuencia es superior a 20 KHz, se denomina onda ultrasónica.
Las ondas ultrasónicas tienen las siguientes características:
1) Las ondas ultrasónicas pueden propagarse eficazmente en gases, líquidos, sólidos, sólidos fundidos y otros medios.
2) Las ondas ultrasónicas pueden transmitir energía fuerte.
3) Las ondas ultrasónicas producirán reflexión, interferencia, superposición y * * * vibración.
4) Cuando las ondas ultrasónicas se propagan en medios líquidos, pueden producir fuertes impactos y cavitación en la interfaz.
El ultrasonido es un miembro de la familia de las ondas sonoras.
Las ondas sonoras son la forma de propagación del estado de vibración mecánica (o energía) de un objeto. La llamada vibración se refiere al movimiento alternativo de partículas de materia cerca de su posición de equilibrio. Por ejemplo, después de golpear el parche, éste vibra hacia arriba y hacia abajo. Este estado de vibración se propaga en todas direcciones a través del medio aéreo.
El ultrasonido se refiere a ondas sonoras con una frecuencia de vibración superior a 20 KHz, que los humanos no pueden escuchar ni sentir en el entorno natural.
El concepto de terapia con ultrasonido:
La terapia con ultrasonido es una parte importante de la medicina con ultrasonido. La terapia con ultrasonido aplica energía ultrasónica a partes enfermas del cuerpo humano para tratar enfermedades y promover la recuperación física.