Воздействие ультразвука на организм человека — вредны ли ультразвуковые отпугиватели?
Ультразвуковые волны отличаются широким практическим применением в разных сферах деятельности человека.
Приборы с ультразвуковыми генераторами используются для проведения медицинских диагностических процедур, для дефектоскопии, для выполнения ультразвуковой сварки, в различных производственных процессах и пр.
Кроме перечисленного выше УЗ-волны нашли широкое применение в быту и применяются с целью отпугивания различных вредителей: мышей, крыс, насекомых и пр.
Для этого созданы специальные приборы – ультразвуковые отпугиватели, которые устанавливают как на промышленных объектах, так и применяют в домашних условиях. В связи с этим «количество ультразвука» в жизни человека резко возросло.
Естественно, что возникает вопрос о том, опасно ли воздействие ультразвука на организм человека на производстве и в быту.
Чтобы дать утвердительный ответ на этот сложный вопрос следует разобраться, что собой представляют ультразвуковые волны и как функционирует УЗ-отпугиватель, которым человек пользуется в быту.
Что такое ультразвук?
Ультразвук представляет собой обычную звуковую волну, частота которой выше 20 кГц.
Иными словами, ультразвуковые волны – это упругие продольные колебания, которые способны распространяться в какой-либо упругой среде, в которой они могут создавать механические колебания.
В воздушной среде ультразвуковые волны распространяются благодаря колебаниям молекул воздуха.
Звуковой частотный диапазон
Частотный диапазон, который отводится для УЗ-волн в звуковом спектре, находится в пределах 20…70 кГц.
Также следует отметить, что кроме ультразвуковых волн существуют еще так называемые инфразвуковые волны. Это также звуковые волны, частота которых составляет менее 16 Гц.
Многие считают, что воздействие ультразвука и инфразвука на организм человека имеет негативные для него последствия. Попытаемся разобраться так ли это на самом деле.
Как ультразвук воздействует на организм человека
Слуховой аппарат человека устроен таким образом, что он может слышать только те звуки, которые находятся в интервале частот от 10 Гц до 16 кГц, за исключением некоторых случаев, когда человек по своей индивидуальности может слышать звуки из более широкого диапазона.
Учитывая, что ультразвуковые частоты находятся в диапазоне от 20 кГц до 70 кГц, услышать их человек не сможет.
Поэтому дискомфорта и раздражения от таких волн для человека не будет.
Бытует мнение о негативном воздействии ультразвука на мозг человека и барабанные перепонки его слухового аппарата.
Ультразвуковой отпугиватель грызунов Ястреб 200
Связывают это с тем, что УЗ-волна имеет сильное давление на органы человека, что может привести к физической боли.
Дело в том, что ультразвуковая, как и любая звуковая волна характеризуется определенным звуковым давлением. Современные УЗ-приборы формируют волну, величина давления которой находится в интервале 70…100 дБ.
Что касается человека, то он спокойно может переносить воздействие волн, звуковое давление которых составляет 100…120 дБ. Поэтому говорить о возникновении болезненных ощущений под воздействием УЗ-волны с максимальным давлением 100 дБ не приходится.
Вредны ли ультразвуковые отпугиватели?
Выше представлено воздействие ультразвука на человека, рассмотрим могут ли эти волны, генерируемые ультразвуковыми отпугивателями нанести вред человеку.
УЗ-отпугиватели распространяют УЗ-волны, которые имеют частоту около 20 кГц и более.
Она периодически меняется в автоматическом режиме, чтобы вредители не привыкли к работе прибора. Что касается давления этих волн, то оно составляет 70…100 дБ.
Грызуны и другие вредители, которые отличаются иным строением слухового аппарата нежели человек, способны воспринимать звуки, характерные для ультразвукового диапазона.
Вследствие этого распространение волн от УЗ-отпугивателя будет вызывать у них раздражение и дискомфорт.
Кроме этого, учитывая, что слуховая система грызунов очень чувствительна, волны со звуковым давлением более 70 дБ будут вызывать у них болезненные ощущения, порой очень сильные.
Воздействие ультразвука на грызунов
Учитывая эти два фактора, которые будут непрерывно воздействовать на грызунов, работа отпугивателя приведет к тому, что крысы и мыши будут стараться побыстрее покинуть занятые ими территории и больше никогда туда не возвращаться.
Что касается человека, как и большинства домашних животных, то ультразвук, излучаемый устройствами-отпугивателями на них подобного действия иметь не будет.
Исключение составляют лишь те домашние питомцы, которые чувствительны к УЗ-волнам – это морские свинки, декоративные мышки, хомяки, ручные крысы и пр. Поэтому, использовать отпугиватели на основе УЗ-генераторов следует с осторожностью в тех помещениях, где могут быть такого рода животные.
Также следует учитывать и тот факт, что некоторые приборы кроме УЗ-генеартора могут иметь еще и обычный звуковой генератор, который излучает звуковые волны в спектре слышимости человека и домашних животных.
Такого типа приборы применяться в домашних условиях не должны, их можно будет установить только на производственных объектах в тех помещениях, где люди отсутствуют.
Заключение
Если детально изучить воздействие ультразвука на организм человека, то можно сделать выводы, что современные УЗ-отпугиватели являются безвредными приборами и могут использоваться в местах пребывания человека.
При правильном использовании отпугивателя, от него будет только польза – отпугивание крыс, мышей и других вредителей, но никак не вред для человека.
Естественно, что возможно на кого-то, в виду особенностей строения организма, ультразвук и будет иметь какое-либо действие, но это исключение, а не закономерность.
Чтобы отпугиватель был действительно безопасным для человека и ультразвук не причинял ему дискомфорта, важно правильно подобрать прибор для соответствующих условий использования.
На сегодня существует много разных моделей, которые могут применяться на жилых объектах или на промышленных. Чтобы не ошибиться с выбором, лучше обратиться за помощью к квалифицированным специалистам, которые подберут действительно безопасный прибор.
И в завершение посмотрите видео обзор одного из отпугивателей — модель Торандо 400
13 комментариев в “ Воздействие ультразвука на организм человека — вредны ли ультразвуковые отпугиватели? ”
Всегда было интересно как ультразвук отпугивает вредителей и не развод ли это.
После прочтения статьи, захотелось купить и попробовать ультразвуковой отпугиватель в своем доме.
Источник
Ультразвуковая терапия
Весь контент iLive проверяется медицинскими экспертами, чтобы обеспечить максимально возможную точность и соответствие фактам.
У нас есть строгие правила по выбору источников информации и мы ссылаемся только на авторитетные сайты, академические исследовательские институты и, по возможности, доказанные медицинские исследования. Обратите внимание, что цифры в скобках ([1], [2] и т. д.) являются интерактивными ссылками на такие исследования.
Если вы считаете, что какой-либо из наших материалов является неточным, устаревшим или иным образом сомнительным, выберите его и нажмите Ctrl + Enter.
Ультразвуковая терапия (УЗТ) — это физиотерапевтический метод воздействия, использующий высокочастотные механические колебания частиц среды. Ультразвук представляет собой упругие механические колебания частиц среды с частотой выше 16 кГц, т. е. лежащие за пределом слышимости человеческого уха.
Слуховой аппарат человека воспринимает звук, механические колебания, которые не превышают 16 кГц. Животные, ведущие ночной образ жизни, обитающие в пещерах, воде, воспринимают звуки более высоких частот (32 кГц и выше) для обмена информацией и эхолокации.
В природных условиях ультразвук возникает при землетрясении, извержении вулканов, при технологических процессах — работа станков, ракетных двигателей и др. В технических целях ультразвук получают с помощью специальных излучателей. В зависимости от источника энергии их делят на механические и электрические. В механических излучателях источником ультразвука является энергия потока, газа, жидкости (свистки, сирены электрических преобразователях ультразвук получают при воздействии электрического тока на тела из железа, никеля и других материалов. Пьезоэлектрический эффект положен в основу излучателей, изготовленных из пластин кварца, титанита бария, турмалина и других материалов которые под воздействием переменного электрического тока меняют свои размеры и вызывают механические колебания среды ультразвуковой частоты.
Механизм действия ультразвука
В физиотерапии используются ультразвуковые колебания в диапазоне 800-3000 кГц (0,8-3 МГц). В косметологии частота ультразвуковых колебаний для любого аппарата является фиксированной. В основном, используется частота от 25-28 кГц до 3 МГц.
Функции ультразвука
- Механическая функция (специфическое действие ультразвуковой волны). Упругие колебания ультразвукового диапазона в силу высокого градиента звукового давления и значительных сдвиговых напряжений в биологических тканях изменяют проводимость ионных каналов мембран разных клеток и вызывают микропотоки метаболитов в цитозоле и органоидов (микромассаж тканей).
Механические эффекты ультразвука на тканевом уровне:
- ускорение местного кровообращения;
- ускорение лимфотока;
- нормализация процессов образования коллагена и эластина (образующиеся под действием ультразвуковых колебаний коллагеновые и эластиновые волокна обладают повышенной в 2 и более раз эластичностью и прочностью по сравнению с неозвученной тканью);
- стимуляция нервной системы (снижение компрессии ноцицептивных нервных проводников в зоне воздействия).
На клеточном уровне под действием ультразвуковых волн происходят следующие процессы:
- разрыв сильных и слабых межмолекулярных связей;
- уменьшение вязкости цитозоля (тиксотропия);
- переход ионов и биологически активных соединений в свободное состояние,
- повышение связывания биологически активных веществ,
- активизация механизмов неспецифической иммунорезистентности;
- активизация мембранных энзимов (в том числе активизация лизосомальных ферментов клеток);
- деполимеризация гиалуроновой кислоты (уменьшение и профилактика межтканевого застоя);
- генерация акустических микропотоков;
- изменение структурированности воды;
- стимуляция движения цитоплазмы, вращения митохондрии и вибрации ядра клетки,
- повышение проницаемости клеточной мембраны.
Ускоренное ультразвуком перемещение биологических молекул в клетках увеличивает вероятность их участия в метаболических процессах. Происходящее под действием ультразвуковых колебаний изменение функциональных свойств механочувствительных ионных каналов цитоскелета клеток повышает скорость транспорта метаболитов и энзиматическую активность лизосомальных ферментов, стимулирует репаративную регенерацию тканей.
- При увеличении интенсивности ультразвука на границе неоднородных биологических сред образуются затухающие сдвиговые (поперечные) волны и выделяется большое количество тепла — тепловая функция ультразвука.
Из-за значительного поглощения энергии ультразвуковых колебаний в тканях, содержащих молекулы с большими линейными размерами, происходит повышение температуры на 1 С.
Наибольшее количество тепла выделяется не в толще однородных тканей, а на границах раздела тканей с различным акустическим импедансом — в богатых коллагеном поверхностных слоях кожи, фасциях, рубцах, связках, синовиальных оболочках, суставных менисках и надкостницах, что повышает их эластичность и расширяет диапазон физиологических напряжений (вибротермолиз). Местное расширение сосудов микроциркуляторного русла приводит к увеличению объемного кровотока в слабо васкуляризованных тканях (в 2-3 раза), повышению обмена веществ, улучшению эластичности кожи и уменьшению отеков.
Приблизительно 80% тепла поглощается и уносится кровотоком, остальные 20% рассеиваются в близлежащих тканях. Пациенты чувствуют небольшой нагрев в течение процедуры.
Тепловые эффекты на тканевом и клеточном уровне:
- изменение диффузных процессов;
- изменение скорости биохимических реакций;
- возникновение температурных градиентов (до 1 С);
- ускорение микроциркуляции.
Соотношение теплового и нетеплового компонентов действия ультразвуковых колебаний определяется по интенсивности излучения или режиму (непрерывному или импульсному) воздействия.
- Физико-химическая функция. Биохимическая функции ультразвука главным образом исходит от реактивной способности анаболизма и катаболизма.
Анаболизм — процесс, который централизует одинаковые и подобные молекулы. Маленькие дозы ультразвука ускоряют синтез белка внутри клеток, восстанавливают травмированные, воспаленные ткани, в то время как терапевтические дозы способствуют синтезу волокон эластина и коллагена, усиливают кровообращение, разрыхляют соединительную ткань и увеличивают ее функцию, повышают противовоспалительный, рассасывающий, болеутоляющий и антиспастический эффект.
Катаболизм — процесс, который уменьшает вязкость и количество больших молекул (так что концентрация лекарственного вещества, косметического средства может быть сокращена) и ускоряет их утилизацию. Замечено также, что ультразвук имеет следующие эффекты:
- действует как катализатор;
- ускоряет процесс метаболизма;
- изменяет значение рН тканей к щелочи (облегчает воспалительные процессы в коже после воздействия кислоты);
- способствует образованию биологически активных веществ;
- способствует связыванию свободных радикалов;
- разлагает молекулы наркотиков;
- бактерицидное действие (за счет проникновения ультразвуковой волны и лекарственных средств в бактериальную среду).
Источник
Ультразвуковая терапия, методики, показания, ограничения к применению
Ультразвуковая терапия – это методика лечения при помощи ультразвука. УЗТ используют в физиотерапии для лечения и профилактики различных заболеваний. Методику применяют в разных областях медицины, таких как ортопедия, хирургия, гинекология, офтальмология, дерматология, отоларингология, стоматология, педиатрия. Ультразвуковая терапия позволяет снизить частоту обострений, а также сократить время восстановления после операции, острых патологий.
Ультразвуковые волны были открыты в 1899 году, их обнаружил К. Konig. Использовать на практике ультразвук пробовал русский инженер К. В. Шиловский и французский изобретатель Ланжевен в 1914-1918 годах. Исследования этих ученых привели к созданию излучателя ультразвука. Он работал на основе пьезоэлектрического эффекта в соответствии с разработкой братьев Кюри. После этого был сделан прибор на основе магнитострикции. Со временем лучи, исходящие из аппарата, стали более направленными на конкретный объект. Это позволило применять ультразвуковые волны в промышленности и медицине. В медицине начали применять ультразвук после 1927 года.
Толчком к использованию УЗТ стала работа ученых о биологическом воздействии ультразвука на организм. Есть мнение, что первым ультразвук начал применять Р. Польман. Он создал вибратор, излучающий ультразвуковые волны. Польман лечил УЗ-волнами ишиас, невралгию, миалгию. Результаты лечения были положительные. К 1945 году УЗТ стали использовать в Германии, Западной Европе, США, Японии. В нашей стране методику начали применять только 1953 году. Ученый В. А. Плотников впервые попробовал лечить контрактуру Дюпюитрена ультразвуком. В 1955 году УЗ-волны стали использовать в терапии неврологических, суставных патологий, кожных болезней. Начиная с 1961 года, начали производить отечественные ультразвуковые приборы. Производство их было серийным, что послужило толчком для развития ультразвуковой терапии. В 1986 году ученым из Белоруссии (Л. И. Богданович, В. С. Улащик, А. А. Чиркин) была присуждена премия в области науки и техники.
Методики ультразвуковой терапии в физиотерапии сегодня применяются очень широко для лечения различных заболеваний.
Характеристики ультразвуковых волн
Для физиотерапевтических процедур применяются УЗ-волны с частотой 800-3000 кГЦ. Для хирургических манипуляций частота колебаний составляет 20-100 кГЦ. Дозировка ультразвукового воздействия на организм зависит от интенсивности, продолжительности воздействия, а также типа генерации УЗ-волн (непрерывные, импульсные).
Интенсивность УЗ-волн:
- Низкая (не более 0,4 Вт/см2)
- Средняя (0,5-0,8 Вт/см2)
- Высокая (0,9-1 Вт/см2)
При непрерывном воздействии ультразвука УЗ-волны без остановки направляются на ткани. Импульсное воздействие на органы представляет собой прерывающийся поток волн продолжительностью 2,4 или 10 мс. Степень поглощения ультразвуковых волн зависит от акустики и частоты колебаний. Если ткани мягкие, то поглощение будет происходить на глубине 4-5 см при частоте 800-900 кГц, на глубине 1,5-2 см при частоте 3000 кГц.
Поглощение тканей по отношению к крови:
- жировая − в 4 раза эффективнее;
- мышечная − в 10 раз лучше;
- костная – в 75 раз интенсивнее.
На месте перехода различных видов тканей интенсивность поглощения УЗ-волн значительно выше. В воздухе они сразу поглощаются, поэтому для проведения ультразвуковых физиопроцедур применяют различные среды.
Механизм воздействия УЗ-излучения
Выделяют несколько механизмов воздействия ультразвука на организм. К ним относятся: механический, тепловой, физико-химический, нервно-рефлекторный. Они являются первичными механизмами ультразвуковой терапии. Механическое воздействие заключается в высокочастотных колебаниях, которые передаются тканям. При этом происходит очень мелкая, незаметная человеку вибрация. Вибрационное воздействие приводит к увеличению кровообращения, повышению метаболизма в клетках.
Под действием вибрации в клетке снижается вязкость цитоплазматической жидкости. В тканях начинает разрыхляться соединительная ткань. В клетках ускоряется диффузия микроэлементов, стимулируется работа лизосом. Из лизосом начинают выходить ферменты, которые повышают функцию белковых соединений. Эти процессы способствуют ускорению обмена веществ. При подаче волн высокой частоты увеличивается проницаемость гистогематических барьеров. Тепловой эффект подразумевает переход энергии УЗ-волн после поглощения тканями в тепло. Температура в них увеличивается на 1°С. При этом ускоряется ферментативная активность внутри тканей, стимулируются биохимические реакции. Тепло образуется только на границах разных по плотности тканей. Тепловую энергию больше поглощают органы с дефицитом кровотока, насыщенные коллагеновыми волокнами, а также нервная, костная ткань.
Физико-химическое воздействие вызвано механическим резонансом. Он увеличивает скорость движения молекулярных структур, повышается процесс распада молекул на ионы, появляются новые электрические поля. Ускоряется окисление липидов, улучшается работа митохондриальных структур клеток, стимулируются физические и химические процессы в тканях организма. Активируются биологически активные вещества, такие как гистамин, серотонин. Под действием УЗ-волн улучшается дыхание и окисление в органах. Все эти процессы ускоряют восстановление тканей.
Выделяют следующие фазы реакции организма:
