Применяемые в хирургии инструменты для УЗО инфицированных ран имеют небольшие размеры излучающей поверхности.
Например, излучающий торец волновода-инструмента аппарата УРСК 7Н-18 имеет диаметр 4 мм. Длина волны в воде hв, определяемая как отношение св/f, при частоте 26,5 кГц, равна 56 мм. Видно, что размер излучающей поверхности инструмента много меньше длины волны. Такие инструменты — источники ультразвука — принято называть точечными.

Из акустики известно, что волновое поле точечного источника имеет сложную форму, напоминающую неправильную сферу, и изменяется с удалением от источника. Объективной характеристикой этого поля в различных его точках может служить амплитуда звукового давления, т. е. максимальное давление, периодически возникающее в данной точке.

Рассмотрим пример, когда точечный цилиндрический волновод-инструмент расположен вблизи поверхности инфицированной ткани и излучает ультразвук в слой жидкости, расположенный на этой поверхности.

Экспериментальная проверка справедливости уравнения проводилась в кювете, заполненной изотоническим солевым раствором. Для сравнительных измерений использовался гидрофонный пробник из пьезокерамики диаметром 5 мм. Его малый размер позволял преобразовывать механическое воздействие в электрический сигнал с минимальным искажением. При помощи координатного устройства гидрофон перемещался относительно ультразвукового инструмента.

Видно, что величина механического воздействия на обрабатываемые биоткани снижается по мере удаления от источника ультразвука обратно пропорционально квадратному корню от расстояния.

Наличие границы раздела между жидкостью и биотканями влияет на условия излучения ультразвука. Расчеты позволили получить оптимальные условия расположения излучающей поверхности инструмента над обрабатываемыми биотканями: глубина погружения излучающей поверхности z>hв/4, расстояние между излучающей поверхностью и обрабатываемыми биотканями 1>hв/4. Минимальная толщина слоя жидкости, залитой в брюшную полость для ультразвуковой обработки биотканей, составила lmin = h/2, при качестве ультразвука 26,5 кГц lmin = 30 мм.

Для практических целей важно оценить размеры зоны активного действия ультразвукового инструмента на микрофлору и инфицированные ткани, которая определяется в основном разрушением мембран микроорганизмов под действием ультразвуковой кавитации. Следовательно, за размер зоны активного действия инструмента на микрофлору можно принять размер кавитационной области конкретного излучателя.

Во время УЗО брюшной полости не вся энергия, излученная источником ультразвука, попадает на биологические ткани. Часть ее поглощается в жидкости между источником ультразвука и объектом обработки. Поглощение звука — это явление необратимого перехода анергии звуковой волны в другие ее виды. В жидкой среде поглощение в основном определяется ее вязкостью. Для характеристики поглощающей способности жидкой среды используют расстояние, пройдя которое звуковая волна уменьшается по амплитуде в е раз. Величина, обратная этому расстоянию, называется коэффициентом поглощения а. Помимо свойств жидкости, величина коэффициента поглощения зависит от температуры и параметров режима озвучивания.

- Вернуться в оглавление раздела "хирургические болезни"