Аналіз побічних медико-біологічних ефектів акустичних хвиль

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту україни Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут»

Кафедра лікувально-діагностичних комплексів Розрахункова графічна робота З дисципліни

«Біофізика»

На тему:

«Аналіз побічних медико-біологічних ефектів акустичних хвиль»

Виконала студентка гр. ЛД-01

ММІФ Коновал Олександра Олегівна Перевірив Орел Валерій Еммануїлович Київ 2011

Зміст ВСТУП ПОНЯТТЯ ПРО ЗВУК МЕДИКО-БІОЛОГІЧНА ДІЯ ЗВУКУ Медико-біологічна дія інфразвуків Медико-біологічна дія ультразвуку Медико-біологічна дія шуму ВИСНОВКИ ЛІТЕРАТУРА

ВСТУП

Акустика — наука про звук, що вивчає фізичну природу звуку и проблеми, що пов’язані з його виникненням, поширенням, сприйняттям і дією. Акустика, будучи міждисциплінарною наукою, відіграє надзвичайно важливу роль у різних сферах людського життя., зокрема, це важливий засіб комунікації а також посередник в отриманні естетичного (музичного) задоволення.

ПОНЯТТЯ ПРО ЗВУК

Звуком у фізичному уявленні слова є пружні хвилі, що розповсюджуються в різноманітному рідкому чи твердому середовищі і створюють в ньому механічні коливання. Під звуком, як психофізичним явищем розуміють суб'єктивне сприйняття цих хвиль людиною. З фізіологічної точки зору звук є вплив послідовних коливань повітря — звукових хвиль, як одного з видів матерії на мембрану вуха людини — барабанну перетинку, що має певні відчуття, які і називаються звуком. Слуховий апарат людини — вухо людини, що перетворює ці хвилі в нервові імпульси. Людина може сприймати звуки в діапазоні від 16−20 Гц і до 20 000 Гц. Звуки з частотою до 16 Гц називаються інфразвуками, а звуки з частотою вище 20 000 Гц — ультразвуками і гіперзвуками.

МЕДИКО-БІОЛОГІЧНА ДІЯ ЗВУКУ

Медико-біологічна дія інфразвуків

Органи людини, як і будь-яке фізичне тіло мають свою резонансну частоту. Під взаємодією звуку з цією частотою вони можуть потерпати від внутрішньої зміни структури, аж до втрати власної працездатності. Сьогодні навіть вважають, що на цьому принципі може бути створена звукова зброя. Також при спів паданні діючого звуку із ритмами мозку, такими як альфа-ритм, бета-ритм, гама-ритм, дельта-ритм, тета-ритм, каппа-ритм, мю-ритм, сігма-ритм тощо, може виникнути порушення активності церебральних механізмів мозку.

1) Фізіологічна дія інфразвуку на відкритому просторі. Так, наприклад, розглянемо шкідливу для людського організму стоячу хвилю частотою в 7 Гц («голос моря»), що утворюється по принципу, подібному до утворення стоячої хвилі і трубі, в якій один кінець закритий, а інший — відкритий. Для такої труби, відкритої з одного кінця основна частота ?=v/4L, де vшвидкість світла в середовищі, а L — довжина труби. Таким чином, шкідливий для людини інфразвук може утворюватись в морі на глибині в (k=0,1,2,3…) і рівним донним рельєфом, що відповідає глибинам близько 50+200k метрів, в залежності від солоності і температури води.

2) Фізіологічна дія інфразвуку в приміщенні. В процесі трудової діяльності більшість контактів людини і інфразвуку відбувається саме в просторі, обмеженому жорсткими стінами. З фізичної точки зору все різноманіття приміщень може бути зведене до резонаторів двох типів: — резонатору типа Гельмгольца і резонатору типа труба. Експериментально показано, що навіть невелика, в порівнянні з довгою З хвилі, кімната, може служити чвертьхвильовим резонатором частотою 5,5 Гц. Таким чином, людина, що через звичку або службову необхідність знаходиться в тій або іншій частині приміщення, контактуватиме з різними фізичними компонентами розподіленої в просторі приміщення акустичної хвилі. Але, з точки зору біології, контакт з різними подразниками повинен викликати різну у відповідь реакцію органів і систем. Експериментально показано, що знаходження в різних частинах навіть невеликого приміщення здатне викликати різноспрямовану реакцію органів і систем людини і тварин. Виділена зона градієнта інфразвукової хвилі, в якій падає працездатність, зменшується частота відмінності звукових імпульсів і світлових мигтінь, різко активується активність симпатичної ланки регуляції судинної системи і розвивається реакція гіперкоагуляції крові. Це пов’язано з прямою дією інфразвуку на стінки кровоносних судин. У той самий час у людей і тварин, що знаходяться в протилежному кінці приміщення помірно, але статистично достовірно, зростає працездатність, зменшується активність згортаючих систем крові і покращуються показники реакції на частоту світлових мигтінь. Залежність у відповідь реакції організму на знаходження людини і тварин в різних частинах одного і того ж приміщення зберігалася в межах перевіреної інтенсивності інфразвуку від 80 до 120 дБ і частотах 8, 10 і 12 Гц. Жодних психічних реакцій на рівні, що найчастіше зустрічається в промисловості, інфразвуку виявлено не було. Дані дослідів вказують, що інфразвук, навіть невисокої інтенсивності, залежно від місця знаходження піддослідного об'єкту, може бути небезпечний для здоров’я і може, в той же самий час, володіти позитивним стимулюючим ефектом. Зональна біологічна активність інфразвуку може послужити основою порівняно простих способів захисту від інфразвуку, заснованих на виведенні робочого місця людини-оператора з біологічно шкідливої зони.

Медико-біологічна дія ультразвуку

Ультразвукові хвилі широко використовуються в медицині, однак, поки неможливо виділити один або навіть декілька фізичних параметрів, які служили б адекватними кількісними характеристиками, що дозволяють передбачити кінцевий біологічний ефект.

Медико-біологічна дія шуму

Реакція людини на шум різноманітна. Деякі люди терплячі по відношенню до шуму, у інших він викликає роздратування, бажання віддалитися від джерела шуму. Психологічна оцінка шуму в основному базується на понятті сприйняття, причому велике значення має внутрішнє налаштування до джерела шуму. Воно визначає, чи буде шум сприйматися як той, що заважає. Часто шум, відтворний самою людиною, не турбує її, тоді як невеликий шум, викликаний сусідами або яким-небудь іншим джерелом, надає сильний дратівливий ефект. Велику роль грає характер шуму і його періодичність.

На міру психологічної і фізіологічної сприйнятливості до шуму роблять вплив тип вищої нервової діяльності, характер сну, рівень фізичної активності, міра нервового і фізичного перенапруження, шкідливі звички (алкоголь і куріння).

Звукові подразники створюють передумову для виникнення в корі головного мозку вогнищ застійного збудження або гальмування. Це веде до зниження працездатності, в першу чергу розумової, оскільки зменшується концентрація уваги, збільшується число помилок, розвивається стомлення.

Такий стан несприятливо відбивається на серцево-судинній системі: змінюється частота сердечних скорочень, підвищується або знижується артеріальний тиск, підвищується тонус і знижується кровонаповнення судин головного мозку. Існує залежність між захворюваністю центральної нервової системи і серцево-судинною системою, рівнями шуму і тривалістю мешкання в галасливих міських умовах. Зростання загальної захворюваності населення відмічається після 10 років мешкання при постійній шумовій дії з інтенсивністю в 70 дБА і вище.

Отже, міський шум можна віднести до чинників риску виникнення гіпертонічної хвороби, ішемічної хвороби серця.

При дії шуму найуразливіша така важлива функція організму, як сон. Поріг впливу шуму на сплячих для різних людей лежить в області спектру від 30 до 60 дБА.

Постійна дія інтенсивного шуму (80 дБА і більш) може стати причиною гастриту і навіть виразкової хвороби, оскільки можуть порушуватися секреторна і моторна функції шлунку.

Гучна музика (по радіо, телевізору, відтворна спеціальною апаратурою) може досягати 100 дБА, а на концертах з використанням електроакустичної апаратури до 115дБА. Тривала дія звуку високої інтенсивності і високої частоти може викликати необоротну втрату слуху (туговухість).

Для запобігання несприятливої дії шуму на здоров'ї людини вирішальне значення мають заходи щодо розробки гігієнічних нормативів допустимих рівнів шуму і заходів по усуненню шуму.

акустика звук здоров’я людина

ВИСНОВКИ

Сьогодні добре відомий фізіологічний та медико-біологічний вплив акустичних хвиль різних частот на організм людини. З цього можна зробити висновок про необхідність встановлення і чіткого виконання санітарних норм допустимого шуму, а також про підвищені вимоги до знань медичного персоналу у разі використанні акустичних хвиль в медицині.

ЛІТЕРАТУРА

1. Сокол Г. И. «Особенности акустических процессов в инфразвуковом диапазоне частот». — Днепропетровск: Проминь, 2000. — 143 с. (обзор 803 источников литературы);

2. http://mega.km.ru/health/encyclop.asp;

3. Агранат Б. А. и др. Основы физики и техники ультразвука. — М., 1987;

4. Хорбенко И. Г. Звук, ультразвук, инфразвук. — М., 1986.