Громкость звука. Субъективное восприятие интенсивности звука связано не только с уровнем интенсивности, но и с частотой звука. При построении шкалы громкости учитывают восприимчивость уха «среднего» человека к различным частотам.

Поступают следующим образом. Для звука с частотой 1 кГц вводят единицу уровня громкости – фон, которая соответствует уровню интенсивности 1 дБ.

Рис. 7.

Для других частот уровень громкости также выражают в фонах по правилу: громкость исследуемого звука равна уровню интенсивности звука на частоте 1 кГц, который вызывает у «среднего» человека такое же ощущение громкости, что и исследуемый звук.

На рисунке 7 приведены кривые равной громкости. Их строят экспериментально. Каждая кривая соответствует одинаковой громкости, но разному уровню интенсивности для разных частот. В таблице 3 приведены уровни интенсивности для различных звуков.

Таблица 3. Характеристики различных звуков

Звуковые методы исследования

а) Аускультация – непосредственное выслушивание звуков, возникающих внутри организма. Приборы: стетоскоп, фонендоскоп.

б) Фонокардиография – графическая регистрация тонов и шумов сердца и их диагностическая интерпретация.

в) Перкуссия – исследование внутренних органов посредством постукивания по поверхности тела и анализ возникающих при этом звуков. По тону перкуторных звуков определяют состояние и топографию органов.

г) Аудиометрия – метод измерения остроты слуха.

Прибор – аудиометр, на нем определяется порог восприятия: ,

где  – пороговая интенсивность звука, которая приводит к возникновению слухового ощущения. Аудиограмма – это спектральная характеристика уха на пороге слышимости. Сравнивая аудиограмму больного пациента с нормальной кривой порога слухового ощущения, ставят диагноз (табл. 4).

Таблица 4. Тугоухость (Международная классификация)

Ультразвук

Получают ультразвук (УЗ) за счет использования пьезоэффекта. Особенность ультразвука – это направленность распространения, как луч света. Для УЗ применимы законы геометрической оптики. При прохождении через вещество УЗ поглощается. На глубине h интенсивность УЗ: ; H – глубина полупоглощения. На этой глубине интенсивность УЗ уменьшается вдвое. В медицинских целях используют УЗ волны различных интенсивностей: малая 1,5 Вт/м², средняя 1,5–3 Вт/м², большая 3–10 Вт/м². Волновое сопротивление биологических тканей в 3000 раз больше волнового сопротивления воздуха, поэтому 99,99 % УЗ отражается. Для исключения влияния воздушного слоя поверхность кожи покрывают смазкой, уменьшающей отражение и создающей акустический контакт.

а) Биофизическое действие УЗ.

–  УЗ механические колебания частиц вещества в тканях могут вызывать благоприятные структурные перестройки вследствие микровибраций на клеточном и субклеточном уровне, микромассаж тканевых структур.

–  УЗ оказывает действие на клеточные мембраны. Внутри клетки микропотоки могут менять взаимное расположение клеточных органелл, перемешивать цитоплазму, изменять ее вязкость. УЗ волны могут отрывать от клеточных мембран биологические макромолекулы, изменять поверхностный заряд, проницаемость. При достаточно большой интенсивности УЗ происходит разрушение мембран. Резистивность клеток различна от 0,1 10⁴ Вт/м² до 25 10⁴ Вт/м².

–  Облучение УЗ с интенсивностью, превышающей порог кавитации, используют для разрушения имеющихся в жидкости бактерий и вирусов.

–  УЗ вызывает расщепление молекул воды на H⁺ и ОН^– с последующим образованием перекиси водорода Н₂О₂.

–  При воздействии УЗ происходит нагрев тканей. Теплота выделяется на границах раздела тканей: мягкие ткани ‑ кость. При этом повышается интенсивность процессов обмена.

б) УЗ-терапия. Это УЗ массаж – при помощи дозированного пучка УЗ (массаж сердца, легких и др.).

в) Фонофорез – введение с помощью УЗ в ткани через поры кожи лекарственных веществ. При этом перемещаются и незаряженные частицы. Фонофорез эффективнее электрофореза.

г) Аутогемотерапия – внутримышечное введение человеку собственной крови, взятой из вены. Эта процедура более эффективна, если кровь перед вливанием облучить УЗ. Предварительное воздействие УЗ усиливает действие γ и СВЧ облучения на опухоли.

УЗ можно использовать для сваривания мягких тканей и костей и, наоборот, для резки тканей. При этом инструмент соединяют с источником УЗ. Снижаются усилия резания, уменьшается болевое ощущение, есть кровоостанавливающий и стерилизующий эффект.

Очень интенсивный УЗ смертелен. Инфразвук с характеристиками: 160 дБ и 7 Гц также смертелен.

Гемодинамика

Вязкость жидкости

Все реальные жидкости обладают вязкостью (внутренним трением). Силы трения между слоями подчиняются уравнению Ньютона:

,

где  ‑ градиент скорости, S – площадь слоев, dr – расстояние между слоями,  (этта) ‑ коэффициент внутреннего трения или динамическая вязкость. Определяют вязкость вискозиметрами (табл. 5).

Таблица 5. Вязкость некоторых веществ, Па·с

Температура t, оС	20	20	36	36
Вязкость	1,5∙10‑5	1∙10‑3	4∙10‑3	1,5∙10‑3
вещество	воздух	вода	кровь	плазма

Вязкость крови увеличивается при тяжелой физической работе, при некоторых заболеваниях: 23∙10^‑3 Па·с при сахарном диабете (кровь не проникает в капилляры, сопровождается гангреной нижних конечностей), или уменьшается 10^‑3 Па·с при туберкулезе. Вязкость сказывается на таком клиническом параметре, как скорость оседания эритроцитов (СОЭ).