فیزیک پزشکی

نخستین دیدگاه علمی در رابطه با نور به وسیله نیوتن بیان شد
چشمه های نورانی ذره های بدون وزنی گسیل می کنند که به صورت خط راستی در راستای پرتوهای نورانی با سرعت 108×3 در خلا پخش می شود و به صورت الاستیک روی یک آینه بازتاب می شوند.

معایب تئوری نیوتن
1-هنگامی که یک پرتو نورانی در هنگام شکست تغییر راستا می دهد سرعت آن در محیط فشرده تر افزایش می یابد (در حالی که آزمایش برعکس آن را نشان داد).
2-نمی توان یک پرتو نورانی را جدا کرد و همه کوشش ها در این راه بدون نتیجه ماند.
3-پدیده تداخل قابل توضیح نبود.

تئوری موجی بودن نور
اتمهای یک چشمه نورانی چون نوساساز (اسیلاتور) کار می کنند. برپایه این دیدگاه انرژی چشمه نور پیوسته نبوده بلکه به گونه ناپیوسته گسیل می شودبه گونه ای که هرچه فرکانس نور بیشتر باشد اندازه انرژی آن بیشتر است. (این ذره های نوری همان فوتون هستند)
در پدیده فوتوالکتریک هنگامی که یک فوتون جذب رویه فلز می شود انرژی خود را به یک الکترون می دهد. هر فوتون یک تابش با فرکانسf دارد که دارای انرژی E متناسب با این فرکانس است.

سطح کاتد به وسیله فوتون های با انرژی hf بمباران می شود. این انرژی در انرژی جنبشی الکترون فلز دیده می شود و اگر بیش از انرژی لازم برای بیرون کردن الکترون باشد (E0) الکترون مربوطه را از فلز بیرون می کند. نتیجه این عمل این است که برای کندن الکترون از اتم فرکانس پرتو تابش باید بیش از f0 باشد.

دیدگاه ماکسول یا نور الکترو مغناطیسی دیدگاه موجی بودن نور را تایید می کند.

انتقال انرژی بوسیله ی امواج الکترومغناطیس
موج الکترومغناطیس ذره دارنده انرژی است. اگر این موج روی جسمی وارد شود می تواند به آن انرژی منتقل کند.

ویژگی های امواج الکترومغناطیس
⦁ سرعت آن ها در خلا ثابت و برابر 108×3 کیلومتر بر ثانیه است.
⦁ انرژی آنها از رابطه ی E = hf به دست می آید تفاوت اصلی آنها در اندازه انرژی است که با خود جابه جا می کنند یعنی اختلاف در فرکانس و طول موج آنهاست.

نور پلاریزه
موج طولی تنها در یک راستا نوسان می کند. اگر نور خورشید را از برخی از مواد بگذرانیم و یا بازتابش دهیم نوسان ها می تواند به گونه ای کامل در یک راستا و یا به شکل ناقص انجام شود که در این حالت می گویند نور پلاریزه شده است.

از پلاریزاسیون برای بررسی اندازه و شکل ویروس ها با به کارگیری نور پلاریزه فرابنفش که به وسیله این ویروس ها پراکنده می شود انجام می گیرد.

اندازه گیری نور و یکاهای آن
یکای شدت نور کاندلا نام دارد که برابر روشنایی یک شمع معمولی است.
اندازه گیری نوری که از سطح مقطع S در یک ثانیه می گذرد فلوی نورانی سطح یاد شده نام دارد.
اگر فلوی نورانی در زاویه فضایی یک استرادیان از چشمه نور به شدت 1 کاندلا باشد اندازه فلو نورانی را یک لومن گویند.
یکای دیگر کاربردی لوکس است که برابر یک لومن برمتر مربع است.

کاربرد نور در پزشکی
بررسی واکنش های شیمیایی ایجاد شده در از جذب پرتوهای نوری را بررسی فتو شیمیایی گویند.
جذب کوانتوم های نوری در موادی که می توانند آنها را جذب کنند در زمانی نزدیک به10–10 ثانیه انجام می شود انرژی کوانتوم نوری می تواند باعث تغییر انرژی جنبشی مولکول و تغییر انرژی چرخشی یا نوسانی آن شود.
اگر کوانتوم نوری تابش شده به وسیله مولکول طول موجی در گستره طول موج نور مرئی داشته باشد پدیده تابش را لومینسانس گویند.
اگر تابش در زمان کوتاهی و نزدیک به6– 10 ثانیه انجام شود تقریبا آنی باشد پدیده را فلوئورسانس گویند.
اگر تابش زمانی پس از جذب انجام شود که ممکن است چند دقیقه یا چند ساعت باشد پدیده را فسفرسانس گویند.
در تغییر های شیمیایی بدست آمده از جذب نور در طول موج های پایین اثرهای زیستی مثل میکروب کشی وجود دارد. این اثر میکروب کشی می تواند بر روی ویروس هایی که در درون سلول وجود دارند موثر باشند به کارگیری طول موج های پایین (uv)برای ضدعفونی محیط های درمانی می باشد.
جذب طول موج های پایین می تواند روی DNA اثر بگذارد که این خود سبب جهش سلولی می شود.

کاربردهای نور در پزشکی
⦁ تشخیصی
⦁ درمانی
⦁ کاربرد شکست نور در چشم

کاربردهای تشخیصی نور
لومینسانس : این پدیده به صورت تابش خود به خودی و یا تحریک شده در برخی از باکتری ها و قارچ ها دیده می شود. می توان گردش برخی از مواد را در درون بدن به وسیله تابشی که این مواد انجام میدهند ردیابی نمود. تتراسایکلین در بررسی گردش خون به کار می رود.
در برخی از تکنیک های پزشکی از روش فلوئورسانس برای اندازه گیری تراکم مولکول های DNA سود می برند. تراکم DNA در سلول های سرطانی بیشتر از سلول های سالم است.
در ایمن شناسی ( ایمونولوژی ) یک پادتن یا آنتی بادی را با ماده ویژه فلوئورسانس نشان دار می کند پس از آن ترکیب نشان دار را با یک آنتی ژن در تماس قرار می دهند.
حاصل واکنش که یک کمپلکس آنتی بادی است دارای ویژگی فلوئورسانس بوده و بدون ماده فلوئورسانس ویژگی ایمونولوژیکی آنتی بادی یا کمپلکس بدست آمده را تغییر نمی دهد. (در تشخیص بیماری تب مالت به کار می رود)
نور مرئی : برای دیدن حفره های درونی بدن از دستگاهی به نام آندوسکوپ استفاده می کنند.
معاینه مثانه و مجاری ادرار —-> سیستوسکوپ
روده بزرگ —-> گاستروسکوپ
راه های هوایی و درون ششها —–> برونکوسکوپ
معده —–> گاستروسکوپ
این دستگاه ها از لوله های انعطاف پذیر تشکیل شده اند که دارای چشمه نوری برای روشن کردن محل معاینه است ( برس). این دستگاه ها دارای ابزار اپتیکی برای بزرگ نمایی نیز هستند.
برای استفاده از آندوسکوپ ها و انتقال نور و تصاویر باید از فیبر نوری استفاده نمود.
فیبر های نوری دارای ضخامت یکنواخت 2×106m هستند. اگر نور از یک سر این رشته ها وارد شود همه یا بخشی از آن به علت بازتاب کلی از سر دیگر رشته بیرون می رود.
بیرون رفتن نور از سر دیگر رشته با وجود خمش رشته انجام می پذیرد و علت این است که همه پرتوهای نوری که نسبت به محور نوری دستگاه با زاویه تابش کوچک وارد یک سر رشته می شوند.

برای جلوگیری از انتقال گرمای بدست آمده از روشنایی شدید در یک نقطه از بافت از سیستم های جذب IR استفاده می شود. (نور سرد)
آندوسکوپ ها دارای بخشی در قسمت سر می باشند که پزشک می تواند با آن از بافت مورد نظر نمونه برداری کند (پنس بیوپسی).

گذرایی نوری
گذراندن نور از میان بافتهای بدن است. گذر نور وجود رنگ مشخص در یک بافت نازک را نشان می دهد. وجود رنگ قرمز خون به این علت است که بیشتر رنگ های دیگر نور به وسیله گلبول قرمز جذب می شوند بنابر این رنگ قرمز بخشی از نور است که از بافت می گذرد.
گذرایی نوری برای تشخیص بالینی هیدرو سفالی یا بزرگ شدن غیرطبیعی کاسه سر در نوزادان به کار می‌رود.
چون کاسه سر یک نوزاد کاملا استخوانی نشده است نور می تواند از درون آن گذر کند.
در این حالت اگر مایع مغزی نخاعی CSF بیش از اندازه طبیعی باشد نور در بخش های مختلف کاسه سر پراکنده شده و یک الگو که مربوط به این بیماری است را به وجود می آورد. (هیدروسفالی)
تفنگ چن برای تشخیص آن به کار می رود.

کاربردهای درمانی نور
⦁ نور درمانی: فوتوتراپی درمان به وسیله پرتوهای نورانی است و برای این کار ممکن است بدن در برابر تابش همه طول موج های پرتو نوری با طول موج های ویژه ای مثل فرابنفش و یا فروسرخ قرار گیرد ( این نورها ممکن است طبیعی و یا مصنوعی باشند).
⦁ خورشید درمانی: هلیوتراپی درمان به وسیله نور آفتاب است بیشتر برای درمان زخم های پوستی به کار می رود. درمان در چند نوبت انجام شده و سر باید دور از تابش خورشید باشد.
⦁ رنگ درمانی: این روش با استفاده از طیف های مختلف نور می باشد که هر کدام ویژگی خاص خود را دارند برای نمونه رنگ قرمز اعصاب را تحریک میکند رنگ سبز آرام بخش است. رنگ سرخ در روند تکاملی بیماری های پوستی مثل آبله سرخک و مخملک موثر است.

تابش فرابنفش
3 ناحیه (طیف) معروف برای UV وجود دارد:

⦁ ناحیه طول موج بلند ) 400 nm تا 315 nm ( :فرابنفش A از شیشه معمولی رد نمی شود و تنها ایجاد تغییر رنگ کرده همچنین توان باکتری کشی در این ناحیه بسیار کم است.

⦁ طول موج 315 nm تا 280 nm (B) که تنها از کوارتز یا شیشه های مخصوص می گذرد این طیف سبب ساخت ویتامین D می شود.

⦁ طول موج کوتاه کمتر از 280 nm: فرابنفش C دارای ویژگی میکروب کشی قوی است و اثر فوتوشیمیایی زیای دارد.

پرتو UV برخی از بیماری های پوستی را درمان میکند از سوی دیگر این پرتو روی ملانین پوست اثر کرده و باعث برنزه شدن پوست می شود.
جذب بیش از اندازه UV می تواند آب مروارید چشم را ایجاد کند.
UV برای از میان بردن زردی نوزادان به کار میرود.

پرتو فروسرخ IR
نزدیک به نیمی از انرژی خورشید که به ما میرسد در ناحیه IR قرار دارد.
انرژی تابش شده هر جسم:

اگر شخصی از پشت عینکهای آفتابی که بیشتر نور مرئی را جذب می کند به خورشید چشم بدوزد پرتو IR می تواند روی شبکیه چشم او سوختگی ایجاد کند.
طول موج IR از 760 nm شروع و تا نزدیکی های امواج رادیویی ادامه دارد.
لامپ های IR نیز می توانند با ایجاد پرتو IR بیش از نور مرئی در بافت های سطحی نفوذ کنند. از این رو بهتر می توانند بافت ها را گرم کنند. علت این است که پرتو IR در بافتهای سطحی جذب شده ولی چون بافتها گرم می شوند به نوبه خود IR تابش می کنند و به لایه های زیرین منتقل می کنند.
از اثرات این پرتو می توان به گشاد شدن رگ ها و در نتیجه زیاد شدن خون در بافت و افزایش تعریق و اثر آرام بخشی و ضد درد اشاره نمود.
این پرتو در درمان روماتیسم های کهنه –گرفتگی ماهیچه ای –کاهش چاقی کاربرد دارد.
تابش این پرتو در شدت های زیاد و زمان طولانی تاثیر منفی برروی دستگاه تنفس گذاشته و سبب جهش ژنتیکی می شود.

دیوپتر: مرز مشترک در محیط همگن شفاف است که ممکن است تخت و یا کروی شکل باشد.
منشور: از دو دیوپتر تخت که با هم زاویه A را تشکیل می دهند ساخته شده است.
اگر ضریب شکست منشور و محیطی که آن را دربر می گیرد و به ترتیب n و 1 باشد پرتو تابنده ای مثل PQ پس از برخورد با یکی از دو رویه منشور و نیز به هنگام بیرون رفتن از رویه دیگر شکسته می شود.

دراین شکستها راستای پرتو تابنده PQ با راستایی که پرتو از منشور بیرون می رود زاویه ها را می سازد. به بیان دیگر پرتو به اندازه δ از راستای اولیه خود کج شده است.

عدسی ها
عدسی ها محیط های شفاف همگنی هستند که به وسیله دو رویه کروی یا کروی و تخت محدود شده اند.
هنگامی که پرتوهای موازی نور به یک رویه دیوپتر کروی برخورد می کنند هر باریکه پرتو و یا هر پرتو با شدت متفاوتی خم می شود و سپس از آن پرتوها یا امتدادشان همگی در یک نقطه به نام کانون به هم میرسند.

F

در یک عدسی کروی همه نیم روزان ها دارای خمش یکسان هستند و پرتو هایی که از یک نقطه می آیند پس از برخورد به عدسی خود و یا امتدادشان در یک نقطه گرد می آیند (همگرا می شوند).
در یک عدسی استوانه ای اگر یکی از نیم روزان ها خمش داشته باشد درحالی که نیم روزان دیگرخمش نداشته باشد تصویر یک نقطه خطی راست در راستای محور استوانه است.
اگر دو نیم روزان نامبرده خمش های عمود بر هم داشته باشند این دستگاه را آستیگمات منظم می نامند.

دیوپترهای چشم :

چشم گیرنده بسیار حساسی است که پرتوهای نورانی پس از گذر از دیوپترهای آن به وجود آوردن تصویر روی پرده حساس شبکیه عصب های بینایی در آن را انگیخته می کند.
این انگیزش به مرکز بینایی مغز برده شده و سرانجام بینایی ایجاد میگردد.

در شکل بالا FA محور دید است که با شبکیه در نقطه A برخورد می کند. F کانون اول چشم و C قرنیه و B اتاق جلویی که پر از مایع زلالیه است و L عدسی پشمی و K مرکز چرخش چشم است. O عصب بینایی و M لکه زرد رنگ و Nمرکز نوری چشم است.
شکست مهم تنها در 2 رویه از این رویه ها انجام میشود:
⦁ رویه جلویی قرینه: نور در این محل به دو علت شکست شدید دارد یکی شعاع خمش کمتر از قرینه و دیگری تفاوت زیاد میان ضرایب شکست هوا و قرینه n/ = 1.37.

⦁ رویه جلویی عدسی: ضریب شکست ماده عدسی بسیار بیشتر از ضریب شکست زلالیه و زچاجیه است.
⦁ رویهه جلویی قرنیه نزدیک به 40-45 دیوپتر بوده که این توان دو برابر همگرایی عدسی چشم است.

ساختمان شبکیه

شبکیه یک پرده یا لایه عصبی با ساختمان ویژه است که در آن سلول های حساس بینایی وجود دارد.
در بررسی ته چشم نقطه ای که عصب بینایی از چشم بیرون می شود هیچ گونه سلول حساس به نور را در بر نمی‌گیرد لکه کور نام دارد.
بودن لکه کور در میدان بینایی حس نمی شود زیرا به وسیله کارایی بخش های کناری شبکیه جبران می شود.

کاستیهای فیزیولوژی چشم
⦁ پراش نور: تصویر یک دسته باریک نور پس از گذشت از یک دستگاه نوری گروهی حلقه هم مرکز با یک لکه روشن در مرکز آن است. این پدیده ی نوری هنگام گذر کور از روزنه های کوچک دیده می شود. هرچه مردمک کوچکتر باشد اثر پراش بیشتر است.

⦁ بیراهی رنگی: امواجی که طول موچ کوتاه تری دارند در گذر از محیط شفاف سرعت کمتری دارند و با زاویه ای کمتر از امواج با طول موج بلند خم شده و در کانونی جلوتر از آنها متمرکز می شوند. پس پرتوهای آبی و بنفش در جلوی پرتوهای قرمز جمع می شوند.

⦁ بیراهی کروی: بخش کناری یک عدسی توان شکست بیشتری نسبت به بخش های مرکزی دارد بنابراین پرتوهای محیطی سریعتر از پرتوهای مرکزی در کانون جمع می شوند. پی در اینجا نیر کانون یک نقطه نیست.

⦁ دوری از محور:

⦁ حفره ی مرکزی

آفتالموسکوپی:
بررسی ته چشم وتشخیص کدورتهای محیط های دیوپتری چشم با آفتالموسکوپ است.
از این روش ناهنجاری های اپتیکی نیز بدست می‌آید.

الف – آفتالموسکوپی غیر مستقیم:
ابتدا با گذاشتن یک عدسی همگرا ی نیرومند (15-10دیوپتری) چشم را به شدت نزدیک بین می‌کنند. این عدسی تصویری وارونه و حقیقی از انتهای چشم در هوا میان پزشک و عدسی تشکیل می‌دهد.
در این حالت تصویر ته چشم نزدیک به پنج بار بزرگ می‌شود.
در روش غیر مستقیم پزشک در فاصله یک متری چشم مورد بررسی نشسته نور را به درون چشم می‌اندازد و درحالی که چشمش را روی بازتاب سرخ رنگ نگه می دارد عدسی همگرا را در سر راه پرتو نورانی نزدیک به چشم بیمار قرار می‌دهد و به آرامی عدسی را از چشم به سوی خودش حرکت می‌دهند تا تصویر شبکیه تیز گردد.

ب– آفتالموسکوپی مستقیم:
در این روش تصویر بدست آمده از انتهای چشم از آفتالموسکوپی غیر مستقیم بسیار بزرگتر است. همچنین میدان دید محدود تر و پزشک و بیمار بسیار به هم نزدیکترند.
در این روش پرتو بیرون رونده از ته چشم بیمار به صورت مستقیم وارد چشم پزشک می شود.
اگر چشم بیمار سالم باشد پرتو های بیرون رونده از چشم موازی خواهند بود و در کانون شبکیه جمع می‌شود.
اگر چشم بیمار دوربین باشد پرتو بیرون رونده واگرا خواهد بود. اگر چشم بیمار نزدیک بین باشد پرتوها همگرا هستند.

رتینوسکوپی یا اسکیاسکوپی:
با به کار گیری آفتالموسکوپ می توان ویژگی های شکست یا اندازه ی ناهنجاری های چشم را به دست آورد که به این روش رتینوسکوپی یا سایه بینی گویند.
هنگامی که چشم را در روش آفتالموسکوپی روشن می کنیم و از سوراخ آن به چشم بیمار نگاه می کنیم مردمک به شکل دایره کوچکی به رنگ سرخ دیده می شود. این سرخی حاصل بازتاب از شبکیه است.
رتینوسکوپی بر پایه دیدن سایه ای که به وسیله مردمک چشم برروی روشنایی بیرون شونده از شبکیه ایجاد می شود استوار است.
به وسیله رتینوسکوپی آستیگماتیسم را تشخیص داده و اندازه ناهنجاری را بدست می آورید.

کراتومتر:
وسـیـلـه ای است که متخصصان چـشـم بـرای انـدازه گـیـری انـحنا و بازتاب سطح قدامی قرنیه از آن استفاده می کنند. کراتومتر‌، که گاهی افتالمومتر نیز نـامـیـده مـی‌شـود، در ابـتـدا بـرای تـشـخـیـص آسـتـیـگـمـاتـیـسـم و تـعـیین درجه و درمان آسـتـیـگـمـاتیسم استفاده می‌شد.
کــراتــومـتــرهـای امـروزی از سـنـسـورهـای نـوری و تـکـنـولـوژی کـامـپـیـوتـری بـرای انـدازه‌گیـری تطبیـق و کنتراست قرنیه در برابر مقادیر از قبل تعیین شده استفاده می‌کنند. مقدارهای تعیین شده توسط کراتومتر، مقدارهای “کراتومتریک” نامیده می شوند و متخصصان حفاظت از چشم را قادر می سازند که وجود و درجه آستیگماتیسم را تعیین کنند.

اسنلن چارت
متداول ترین و قدیمی ترین وسیله ها برای سنجش بینایی و تعیین میزان ضعیفی چشم به کار می رود. این چارت ها در انواع شکل ها و حالت های مختلف وجود دارند.

لنزومتر
دستگاهی است که به وسیله آن، توان، محور و مقدار منشور یک عدسی تعیین می شود و یکی از وسایل ضروری هر متخصص چشم است و در مدلهای گوناگون و یا با نام های تجاری از قبیل : لنزومتر، ورتومتر، اولی متر، رفراکسیونومتر، فوکومتر یافت می شود.

اسلیت لمپ
از این وسیله برای بررسی بیماری های  سطح قدامی چشم استفاده می شود. با این وسیله معاینه کننده می تواند  اجزای چشم شامل پلک ها – مجاری اشکی – ملتحمه- ‌قرنیه‌- عدسی– زلالیه – زجاجیه و حتی با امکانات جانبی شبکیه را نیز بررسی کند. با این وسیله طیف وسیعی از بیماری های اجزای نام برده چشم را می توان تشخیص داد. بیشتـریـن کـاربـرد ایـن وسیلـه تشخیـص کـدورت هـای قسمت های شفـاف چشم مانند اختلالات قرنیه و آب مروارید و حتی آب سیاه است و در مدل های مختلف وجود دارد.

پریزم بار:

لیزر و کاربرد آن
لیزرها چشمه های کوانتومی هستند که بر پایه تقویت نوسانهای امواج EM اتمها و مولکول های القا شده کار می کنند.

تئوری لیزر
گسیل خود به خودی
الکترون ها در اطراف اتم می چرخند و اگر به آنها انرژی داده شود برانگیخته شده و به ترازهای انرژی بالاتر می روند.
این الکترون های برانگیخته گرایش دارند که به مدارهای با انرژی کمتر بازگردند. این بازگشت با از دست دادن انرژی به صورت امواج EM همراه است.
ΔE = E2 – E1 = hf f =
این فرایند گسیل خود به خودی است نور لامپ روشنایی خورشید چراغهای نئون همگی تابش خود به خودی اند.
گسیل القایی
انیشتن در بررسی های خود با به کار گیری معادلات پلانک درباره تابش جسم سیاه فرض کرد که گسیل فوتون از اتم از راه فرآیند دیگر نیز امکان پذیر است.
در این حالت اگر الکترون در آغاز در تراز پر انرژی جا داشته باشد و فوتونی که انرژی آن برابر ΔE = hf با این الکترون در این تراز انرژی واکنش دهد این الکترون مجبور به فرو افتادن به تراز انرژی پایین تر می شود.
در این فرو افتادن اتم فوتونی تابش می کند و فوتون بدون آنکه در آن تغییری ایجاد شود به راهش ادامه می دهد و فوتون دوم ( فوتونی که در اثر رهاشدن انرژی الکترون به وجود آمده ) در همان جهت روان می شود.
در این حالت با دو فوتون هم فاز که همراه یکدیگر هستند گسیل القایی اتفاق می افتد.
دستگاه های لیزر را بر پایه محیط فعال یا چگونگی گسیل دسته بندی می کنند ( پالس تکراری – تک پالس ضربه – تک پالس پیوسته )

لیزر حالت جامد
لیزر یاقوتی
یک لیزر جامد است که در آن از یک بلور یاقوت برای محیط فعال سود برده می شود بیشتر لیزرهای یاقوتی به شکل گسسته کار می کنند و پرتو لیزر آنها نزدیک به 300µs پس از تحریک به وجود می آید.
مدت زمان تابش پرتو لیزر در هر تپ یا پالس نزدیک به چند میلی ثانیه است و انرژی آن ممکن است به صدها ژول برسد.
برای نمونه یک تپ پرتو لیزر که زمان آن 10-6ثانیه است و در بردارنده ی انرژی برابر یک ژول می باشد دارای توانی برا= =106 P = یا یک میلیون وات است. ( توان لحظه ای )

لیزر نئودیمیوم یاگ :
این لیزر دلخواه ترین لیزر حالت جامد در کاربردهای پزشکی است.
این لیزر می تواند به صورت پیوسته و یا تپ کار کند. توان برون دهی 200 وات برای تابش پیوسته و توان میانگین 500 وات برای تپ های 50 HZ است.
بازده کار دمش آن 3-1 درصد است.
کاربرد فراوان آن در پزشکی فوتوکواگولاسیون است.
لیزرهای گازی
در لیزرهای گازی بیشتر از دمش الکتریکی استفاده می شود. دمش الکتریکی با گذر جریان امواج الکترومغناطیس رادیویی پیوسته انجام می شود.
اگر جریان در راستای محورنوری لیزر و از مخلوط گازی گذر کند به آن تخلیه طولی و عمود بر آنرا تخلیه عرضی گویند.

لیزر هلیوم – نئون
لیزری که مخلوطی از گازهای He,Ne است.طول لوله این لیزرها نزدیک به 30 cm و قطر 2 mm دارد و فشار گاز درون آن 1 Torr است.
انگیزش گاز با دشارژ برق DC با ولتاژ 1000 V و جریان 5 MA انجام می گیرد.
حداکثر توان آن نزدیک به 100 MW و بازدهی آن 10-4 است.

لیزر گاز کربنیک:
در لیزر CO2 مخلوطی از H2,N2,CO2 به کار گرفته می شود.
این لیزر پیوسته و تپی با توان های بالا (8 KW ) به کار می رود.

بررسی ویژگی های پرتو لیزر:

⦁ همدوسی [coherence] : یکی از ویژگی های برجسته پرتو لیزر همدوسی این پرتو است.
که این ویژگی را می توان با آزمایش یانگ ثابت نمود. در این آزمایش خطها بسیار تیز هستند.

همدوس نا همدوس

⦁ تک رنگی
نور چشمه معمولی می تواند همه فرکانس ها را داشته باشد و با فیلتر کردن تنها طیف باریکی از چشمه نور معمولی گذر داده می شود ولی در همین طیف باریک نیز گستره بزرگی از رنگها دیده می شود.

⦁ جهتمندی
اگر نور در محیط جذب نشود می تواند فاصله بزرگی را طی کند بدون آنکه واگرایی آن تغییر کند. طول موج
واگرایی لیزر Ɵ =
دهانه باریک

⦁ درخشانی
نور لیزر با توان کم میلیون ها بار درخشان تر از چشمه های معمولی است. این به علت جهتمندی بالای نور لیزر می باشد.

کاربرد لیزر در پزشکی
ویژگی های جذب لیزرها و گرمای بدست آمده از آنها دید جراحان را به خود جذب کرده است. ثابت شده است که پرتو لیزر برای برخی از جراحی ها که بیشتر به وسیله چاقوی جراحی صورت می گیرد مناسب است.
در این گونه جراحی ها پرتو لیزر را از درون یک لوله انعطاف پذیر که از فیبر نوری ساخته شده گسیل داده می شود این لوله دارای یک هند پبس و درون آن عدسی است.
این عدسی لیزر را در نقطه بسیار کوچکی به اندازه 500-50 میکرون کانونی می کند. با لیزر نه تنها برش استریل بافت انجام می پذیرد بلکه به وسیله آن سلول ها تک تک پاره پاره و تشریح گردد. یکی از زمینه‌های کاربردی پرتو لیزر در چشم پزشکی است.
نور سبز در لیزر Ar+ می تواند در بیماری های ته چشم مانند جدا شدن شبکیه و یا خونریزی درون چشمی برای لیزر درمانی به کار می رود. در این مورد نور پس از اینکه از عدسی چشم و زجاجیه بدون جذب عبور می کند روی سلول های قرمز ( خونی ) کانونی می شود اثر گرمایی نور لیزر سبب چسبیدن دوباره شبکیه و یا سوزاندن رگهای خونریزی دهنده خواهد شد.
در بیماری آب سیاه ( glaucoma ) که می تواند باعث کوری شود لیزر Nd-YAG به کار می رود.
در این بیماری فشار درون چشم افزایش می یابد. در جراحی کافی است که سوراخی به قطر 50 در میان دو اتاقک پشتی و جلویی چشم برای بیرون رفتن ماده زجاجیه به وجود می آید.
امروزه لیزر های اگزیمر در برش قرینه برای درمان نزدیک بینی به کار گرفته می شود.
در بیماری های پوست می توان از پرتو لیزر برای سوزاندن در درمان سرطانها و یا آسیب های پوستی سود برد. پرتو لیزر می تواند به وسیله عقیم سازی میکروب ها درمان را صورت دهد. لیزر در بیماری های رنگ دانه ای ( از بین بردن لکه ماه گرفتگی – زگیل و خال کوبیها ) می تواند موثر باشد.
در درمان تومورهای بدخیم سطحی و برداشتن غده های سرطانی از بخشهای کبد و شش ها به کار می رود. پزشکان جراح عقیده دارند که اثر لیزر بر روی بافتهای بدخیم و سالم تفاوت دارد. به ویژه هنگامی که بافت سرطانی رنگ آمیزی شده باشد.
لیزر در جراحی مغز و اعصاب برای کواگواسیون بسیار دقیق برخی از هسته های مغزی جهت درمان لرزش ها و حرکت های غیر طبیعی به کار می رود.
از کاربردهای دیگر لیزر می توان برای آرام بخشیدن به دردهای موضعی –سوزاندن زخم های معده و روده جراحی های گوش و بینی و شکستن سنگ های کلیه برشمرد.

لیزر در دندان پزشکی برای درمان پوسیدگی های دندان و سرانجام جایگزین شدن برای مته های دندان پزشکی کاربرد دارد.
پرتو لیزر پوسیدگی ها را نکروزه می کند و می توان ماده سرامیک را برای پرکردن حفره های دندان به کار گرفت در این کار بسته شدن پوسیدگی ها با ذوب سطحی مبنای دندان انجام می گیرد.

خطرهای پرتو لیزر :

از تمرکز شدید انرژی پرتو لیزر در سطح بسیار کوچک گفتگو شد و دریافتیم که چگالی انرژی یا توان آن نزدیک به یک مگا ژول بر ثانیه می رسد.
این تمرکز بسیار انرژی در زمان کوتاهی انجام می پذیرد و کار آنچنان سریع است که یک ارگانیسم زنده فرصت دفاع ندارد.
گذشتن پرتو لیزر از محیط های گوناگون باعث پراکندگی پرتو می شود.
نگاه کردن به سطوح بازتاب دهنده ای که در راستای پرتو لیزر جا دارد ( عدسی ها ) بسیار خطرناک است.

امواج مکانیکی اولتراسوند و کاربردهای پزشکی آن :

در روش تشخیص امواج فراصوت از ویژگی بازتاب امواج مکانیکی فراصوت در برخورد با مرز مشترک بافتها به کار گرفته می شود.
اولتراسوند به امواج مکانیکی گفته می شود که فرکانس آنها بالاتر ازحدشنوایی انسان (20–20khz)
است.
امواج فراصوتی : هر موج مکانیکی در یک محیط گاز – مایع و یا جامد آشفتگی است که به سوی بیرون از چشمه موج و یا سرعتی یکنواخت و معین حرکت می کند. در حرکت یا گسیل موج مکانیکی ماده منتقل نمی شود.
اگر نوسان های ذره ها در راستا عمود بر گسیل موج باشد موج عرضی است که بیشتر در جامدها رخ می دهد و اگر نوسان امواج در راستای گسیل امواج باشد موج طولی است. انتشار امواج در بافتهای بدن طولی است.ʎ فشار
PO
فاصله m
PO

نوسان باعث ایجاد افزایش و کاهش موضعی فشار نسبت به فشار در محیط هوا می گردد. نقطه های با فشار بیشتر فشردگی و نقطه های کم فشار انبساط نامیده می شود.
هنگام عبور امواج از ماده ذره های موجود در ماده در اثر امواج در محلشان به پس و پیش به لرزه در می آیند به گونه ای که انرژی تابیده در دو سوی ماده با لرزه ذره ها از ماده گذر می کند.ذره ها در درون ماده تنها حرکات پس و پیش را به پیروی از انرژی موج انجام می دهند.
این ذره ها حرکت آزاد درون ماده را پیدا نخواهند کرد.
جا به جایی نسبت مستقیم با نیروی وارد شده به ذره دارد.

ویژگی های امواج فرا صوت :
طول موج : فاصله میان دو نقطه در موج که ویژگی فیزیکی یکسانی وا داشته باشند طول موج گویند.
فرکانس : شمار تکرار کامل در یک ثانیه را بسامد گویند (HZ)یکا
پریود ( دوره تناوب ) : طول زمانی است که موج یک تکرار کامل انجام می دهد.
f =
سرعت گسیل موج : فاصله ای که موج در یکای زمان می پیماید سرعت گسیل موج است.
C = ʎ. f =
سرعت امواج فراصوتی با چگالی محیط گسیل موج ( p ) و چگونگی فشردگی محیط است.
C ×
هر چه ماده متراکم تر باشد سرعت آهسته تر است یعنی هرچه مولکولها کوچکتر باشند جا به جا کردن آنها ساده تر است.
هرچه توانایی فشردگی ماده بیشتر باشد سرعت فراصوت کمتر است در حقیقت فشردگی کسری از تغییر حجم ایجاد شده به وسیله تغییر فشار است. سرعت ماده
سرعت گسیل موج صوتی در مواد گوناگون : 330 هوا
1450 چربی
1570 خون
1480 آب
4080 استخوان جمجمه
5850 فولاد

بازتابش :
امواج مکانیکی که فرا صوت نیز نمونه ای از آن است در برخورد با اجسام سر راه بازتاب می یابند. در بار تابش آینه ای راستای تابش و بازتاب یکی است. در بازتابش غیر آینه موج به رویه ی ناصاف برخورد می کند. و راستای تابش و بازتاب یکی نیست.

انرژی فرا صوت :
انرژی امواج به گونه انرژی پتانسیل و جنبشی جا به جا می شود. شدت انرژی موج صوتی ( I ) اندازه انرژی است که از یک متر مربع در یک ثانیه می گذرد ( w/m2 )
I = 1/2 ƤCA2 (2πf)2 = 1/2Ƥcw2A2 = 1/2

یکای امپدانس صوتی : kg/m2/sec>kg/m2/sec × 10-6 رایل
مقاومتی است که در برابر گذر امواج فراصوتی از سوی ذره های ماده به وجود می آید.

هنگامی که انرژی موج با شدت I با دامنه A1وارد بافت می شود در هنگام گذر از شدت و دامنه آن کاسته می شود. بنابر این در نقطه ی دیگر در سر راه امواج شدت برابر I2و دامنه A2 است تغییر های نسبی شدت یا اندازه کاهش انرژی را یکای بل می گویند.

شدت آستانه شنوایی انسان 10-12 w/m2 است و همه شدت ها را با آن می سنجند.
برخورد امواج فراصوتی به مرز میان دو محیط :
هنگامی که موج با زاویه عمود بر مرز مشترک دو بافت برخورد می کند بدون هیچ کج شدنی از محیط دوم و در راستای تابش گذر می کند.
البته بخشی در همان راستا بازتاب می شود. اگر تابش امواج به شکل مایل به مرز مشترک بافتها انجام می گیرد و سرعت صوت C در دو محیط یکسان نباشد موج در محیط دوم شکسته می شود.

هنگامی که موج فرا صوتی به مرز مشترک دو محیط برای نمونه هوا – بافت برخورد نماید بخشی از آن بازتاب پیدا کرده و بخشی به درون آن راه می یابد. اگر زاویه تابش iƟ و بازتابش rƟ و شکست tƟ است.
موارد قانون اسنل :
⦁ موج تابشی و بازتابشی و گذری در یک صفحه اند.
⦁ زاویه تابش با زاویه باز تابش برابر است rƟ = iƟ و از سوی دیگر سینوس ها با سرعت چنین نسبتی دارند.

اگر زاویه تابش به اندازه ای برسد که شکست 90 درجه شود زاویه تابش در این حالت زاویه انحرافی نامیده می شود.

در این حالت موجی وارد محیط دوم نخواهد شد و بازتاب کلی داریم.

مثال : سرعت فراصوت در بافت نرم 1540 m/s است و اگر در استخوان 4080 m/s باشد زاویه بحرانی برابر) = 22osin-1 ( خواهد بود.
یعنی اگر زاویه تابش بیش از 22oباشد هیچ گونه انرژی فرا صوت وارد استخوان نخواهد شد.
پایای بازتابش و گذر :

اگر امپدانس صوتی دو محیط برابر باشند امواج بدون اینکه تحت تاثیر دو محیط باشند از آن می گذرند ولی زمانی که امپدانس های صوتی دو محیط با هم برابر نباشند موج تابنده به پیروی از شرایط فیزیکی دو محیط در مرز مشترک به دو بخش بازتابشی و گذری تقسیم می شود.
ضریب بازتابش انرژی که نسبت انرژی بازتابش EV به انرژی تابشی E0 می باشد :

اگر rαدر 100 ضرب شود درصد بازتابش به دست خواهد آمد.

مثال : اگر پرتو فراصوت از هوا به درون بافت نرم رود z را بدست آورید :

از سوی دیگر پیداست tα هنگامی بیشینه است که z1=z2و 2 محیط هم امپدانس باشند.

هنگامی که امواج صوتی به دیواره سخت برخورد می کنند بازتاب یا اکو به وجود می آید.

هر اندازه دانسیته یا چگالی محیط دوم بیشتر باشد دامنه بازتابش بلندتر و در امواج شنیدنی آشکارتر خواهد بود.
جذب و کاهش شدت امواج فرا صوتی :
هنگام گذر موج فرا صوتی در محیط انرژی آن جذب محیط می شود علت جذب تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی گرمایی و دیگری پدیده رهایی از فشار است.

در این پدیده انرژی گرفته شده از موج تابشی اولیه پس از زمان ویژه ای به نام زمان تاخیر به موج تابشی اولیه می پیوندد. جذب شدید انرژی موج فرا صوتی تابشی هنگامی انجام می گیرد که در پدیده رهایی از فشار موجب که به موج تابشی اولیه می پیوندد در برابر آن باشد.

تضعیف (attenuation) :
کاهش جمع انرژی هایی است که به علت جذب و پراکندگی از موج تابشی برداشته می شود. این کاهش با جنس ماده دویسکوزیته و فرکانس تابش بستگی دارد.

اگر شدت و دامنه موج تابشی پیش از برخورد به بافت I0 و A0 و در عمق x سانتیمتر باشد :

α ضریب کاهش موج فرا صوتی در یک ماده یا بافت است.
هرچه محیط فشرده تر باشد کاهش بیشتر است.
به عنوان مثال در تصویر سونوگرافی نقاط روشن نشان دهنده ی بافت های نرم است زیرا در اینجا کاهش کوچکتری نسبت به نقطه های تاریک انجام گرفته است و موج فراصوت با انرژی بیشتری همراه است. در نقاط تیره بافتهای سخت وجود دارد و در این نقاط کاهش بیشتری داریم.

اثر داپلر :
هنگامی که امواج صوتی یا فرا صوتی به یک دیواره سخت برخورد می کند بازتاب می شود. اگر گیرنده به سوی چشمه موج حرکت کرده و فاصله آنها زیاد شود فرکانس موج بازتابی کاهش می یابد
اگر فرکانس چشمه f و فرکانس موج بازتابی نیز f’باشد :

اگر راستای حرکت موج بازتاب شود یا موج تابنده زاویه Ɵ تشکیل دهد :

تولید و آشکار سازی امواج فراصوتی :

الف – اثر پیزوالکتریسیته :
برهم کنش فشار مکانیکی و نیروی الکتریکی را در یک محیط اثر پیزوالکتریسیته می گویند.
فشردن برخی از بلورها در راستای ویژه ای از بلور نیروی الکتریکی ایجاد میکند و برعکس ایجاد اختلاف پتانسیل در دو سوی همین بلور و در همان راستا باعث فشردگی و انبساط آن می شود.

راستایی که در آن کشش و یا فشار پلاریزاسیونی به موازات نیرو ی وارده پدید می آورد محور پیزو الکتریک و مواد دارای این ویژگی را مواد پیزوالکتریک می گویند.

در شکل ( a ) مرکز تقارن یونهای مثبت و منفی روی هم است و اختلاف بار الکتریکی موثری در الکترودها وجود ندارد.
اگر بلور فشرده شود ( b ) مرکز تقارن یونها بر روی هم نخواهد ماند و بار الکتریکی در الکترود ها به وجود خواهد آمد. در اثر فشار وارده بر بلور اتمهای راس بالایی و راس پایینی به هم نزدیکتر می شود.
در حلت ( c ) حالت کریستال منبسط شده است. پس به کار گیری یک میدان الکتریکی باعث تغییر مرکز تقارن یونی شده و در نتیجه در کریستال تغییر شکل به وجود می آید.

ب- اثر مگنتواستریکسیون :
این ویژگی در اجسام فرومغناطیس تحت تاثیر میدان مغناطیسی به وجود می آید. این مواد در این میدان ها تغییر طول می دهند و بسته به فرکانس جریان متناوب به نوسان در می آیند و می توانند امواج فراصوتی تولید کنند.

ساختمان ترانسه یوسر ( مبدل ) :

در کارهای تشخیصی همیشه پرتوهای باریکی از امواج فراصوتی نیاز می باشند. چنین پرتوهایی به وسیله یک صفحه پیزوالکتریک که با دو الکترود صفحه ای موازی تحریک می شوند تولید می گردند.
یک بلور را می توان با به کار گیری ولتاژ فرکانس بالا تحریک نمود و مجبور به نوسان کرد. فرکانسی که بیشترین شدت را ایجاد کند فرکانس تشدید گویند. تشدید ویژگی موج است که در آن شدت موج به علت جمع شدن موجهای یکسان افزایش می یابد.
تشدید هنگامی رخ می دهد که ضخامت بلور برابر نیمی از طول موج و یا شمار فردی از طول موج باشد

بلور در ترانسدیوسرها می تواند هم فرستنده و هم گیرنده امواج باشد.
در حالت گیرنده تپ های ایجاد شده به وسیله بازتابش (pulse-echo) را دریافت می کند.
حالت دلخواه هنگامی است که وقتی یک تپ کوتاه مدت موج فرا صوت از بلور گسیل شده بلور در زمانی بسیار بزرگتر باید منتظر دریافت بار تابش باشد.

بخش نوسانی ترانسدیوسربلور است. بلور انرژی
فراصوتی را برای انتقال به محیط تولید می کند و هر
چه نازکتر باشد با فرکانس بیشتری نوسان می کند

بخش پشتی بلور یک ماده میراکننده است و برای جلوگیری از تابش انرژی بلور در رویه پشتی پرشده است. مواد میراکننده باعث بهتر شدن تصویر می شود.

این مواد دارای امپدانس آکوستیکی بسیار زیادی هستند.

رویه جلویی یک لا جفت کننده هستند امپدانس ویژه این لایه میان امپدانس کریستال امپدانس بافت نرم جا دارد تا انرژی موج به آسانی به بدن بیمار گذر کند و بازتاب کمی داشته باشند.

بهترین عامل تعیین کننده فرکانس ترانسدیوسر کلفتی بلور می باشد. هنگامی که یک بلور به وسیله یک تپ الکتریکی تحریک می شود تنها با یک فرکانس آغز به نوسان می کند ولی کامل نبودن بلور- تاثیر مواد میرا کننده و… باعث می شوند که بلور بیش از یک فرکانس تابش کند.
به گستره فرکانس های تولید شده از ترانسدیوسر پهنای باند گفته می شود.

قدرت تفکیک در سونوگرافی : spatial
توان جداسازی در دستگاه تصویر برداری فرا صوت جداسازی عمقی نامیده می شود. این جداسازی یا تفکیک کوچکترین فاصله میان دو نقطه یا دو مرز مشترک است که دستگاه می تواند به صورت جدا تشخیص دهد.

محوری : توانایی دستگاه سونوگرافی در جداسازی دو مرز مشترک که روی یک محور طولی و در راستای تابش موج جا دارد مشخص می کند.

کناری : توانایی دستگاه سونوگرافی در جداسازی دو شی که در یک سطح عمود بر محور تابش بوده را مشخص می کند.

جداسازی محوری به ویژگی های فیزیکی ترانسدیوسر و فرکانس بلور بستگی دارد که این 2 فاکتور طول زمان تپ را مشخص کند.
جداسازی کناری به پهنای باند فراصوتی بستگی دارد که این خود تابع بزرگی بلور و ویژگی های کانونی ترانسدیوسر وابسته است.
افزایش فرکانس باعث بهبود جداسازی محوری می شود. ماده میراکننده در پشت بلور انرژی امواج فراصوت را جذب کرده و از گسیل موج به بخش پشتی ترانسدیوسر جلوگیری می کند. بنابر این انرژی به سوی بدن بیمار روان می شود. این مواد علاوه بر جلوگیری از گذر انرژی فراصوتی به پشت باعث میرا شدن اکو نوسانهای فراصوت می گردند.

ترانسدیوسر خوب تنها تپ های کوتاه و به سوی جلو تابش می کند. ( تپ میکرو ثانیه و رزولیشن 1 تا 2 میلی متر )

فرکانس تکرار تپ ( PRF )برابر تعداد تپ های گسیل شده در ثانیه است ( 500 – 2500 HZ) زمان تکرار تپ (PRF) : فاصله زمانی از آغاز یک تپ تا آغاز تپ بعدی

طول زمان تپ (PD) : مدت زمانی است که در آن تپ رخ می دهد.

امواج ایجاد شده از چشمه های نقطه ای را می توان به گونه دایره های هم مرکز در نظر گرفت.
هنگامی که تعدادی از این چشمه های فراصوت موج های هم زمان تولید می کند موج های کنار هم با هم بر هم کنش ( تداخل ) انجام می دهد.

⦁ تداخل سازنده : برآمدگی های دو موج برهم سوار شده و در نتیجه آن فشار در برخی از نواحی افزایش می یابد.

⦁ تداخل نابود کننده : برآمدگی های یک موج روی فرورفتگی موج دیگر می افتد و همدیگر را نابود می کند.

امواج فرا صوت در آغاز گسیل به صورت موازی حرکت می کنند و سپس واگرا شده و از یکدیگر دور می شوند. 2 ناحیه به وجود می آید. میدان نزدیک و میدان دور.

میدان نزدیک ( frensel zone ) : امواج فرا صوتی به صورت پرتوهای یکنواخت و موازی هستند و عرض برش پرتو به اندازه رویه ترانسدیوسر است.

ناحیه گذری ( transition ) مرز میان میدان نزدیک و میدان دور است. زاویه واگرایی در ناحیه دور برابر …. .
میدان نزدیک بیشترین تعداد تداخل را دارد. در میدان دور تداخل کمتر و یکنواختی شدت انرژی فراصوتی بیشتر است.
در ناحیه میدان نزدیک بهترین جداسازی کناری بدست می آید. هرچه قطر ترانسدیوسر کوچکتر باشد توان جداسازی کناری بیشتر است.
مثال : در میدان نزدیک برای ترانسدیوسر با قطر 20 mm و موج با طول 0.8 mm دریافت نرم گسیل می کند طول میدان را محاسبه نمایید.

ترانسدیوسر های کانونی ( focused ) :
هرچه رویه بلور کوچکتر باشد واگرایی پرتوها بیشتر می شود. هرچه فرکانس افزایش یابد واگرایی پرتو فراصوت کمتر می شود. برای قسمت ها عمقی نمی توان از بلور کوچک و فرکانس بالا استفاده نمود.
کار همگرا کردن پرتو های فراصوتی در عمق بدن با به کار گیری ترانسدیوسرهای کانونی صورت می گیرد. ترانسدیوسرهای کانونی به وسیله عدسی های صوتی یا به وسیله شکل دادن بلور ساخته می شود.

کانونی کردن پرتو های فراصوتی سیب جا به جا شدن ناحیه گذری میان میدان دور و میدان نزدیک و به سوی رویه بلور است. این کار سبب باریک شدن پهنای دسته پرتو می شود.

نقطه کانونی : در باریکترین بخش دسته پرتو قرار دارد و به فاصله آن تا سطح کریستال فاصله کنونی است.
در ازای باریکترین ناحیه دو طرف نقطه کانونی را ناحیه کانونی می گویند.

برای کاربرد های تشخیص بهتر است عدسی های کانونی مختلف را که دسته پرتو فراصوتی را کم کم باریک می کنند به کار گرفت.

کانونی کردن الکترونیکی :

در این روش با استفاده از زمان تاخیر می توان امواج را همزمان از شماری از کریستالها گسیل داشت در این کار امواج گردهم آمده سپس بازتاب های دریافتی به وسیله تقویت کننده جمع با هم یکی شده و بازتاب های دریافتی را به وجود می آورند. مزیت این است که می توان جایگاه نقطه ای که امواج روی آن کانونی می شوند را تغییر داد و امواج را روی نقطه های دیگر کانونی کرد.
شکل 23-2

تغییرات شدت در برش دسته پرتو فراصوت :

هر ترانسدیوسر با فرکانس طبیعی و ویژگی های دسته پرتو فراصوتی که ایجاد می کند مشخص می شود ترانسدیوسر هایی که در تشخیص پزشکی به کار می روند دارای فاصله های کانونی کوتاه 2-4 cm – میانه 6-7 cm و بلند 8-12 cm می باشند.
از سدی دیگر سطح ترانسدیوسر را قطر بلور آن مشخص می کند. قطرهای 19-6-13 mm هستند از ویژگی های این ترانسدیوسرها برش یا نیم رخ دسته پرتو آنهاست.
این برش شدت فراصوت و پهنای دسته پرتو را در یک فاصله مخصوص از رویه تراسدیوسر نشان می دهد. شکل 24-2

آشکار سازی : اندازه گیری و برخی از ویژگی های فیزیکی امواج فراصوتی :
امواج فراصوتی را می‌توان به وسیله بلور کوارتزی که دارای فرکانس طبیعی برابر نوسانهای آن امواج باشد تشخیص داد.
با اندازه گیری طول موج امواج فراصوت می‌توان فرکانس آنها را بدست آورد.
امواج فراصوت به علت فرکانس بالایی که دارند ( 1-15 mhz ) دارای توان سطحی (توان در یکای سطح ) بالایی می‌باشند که باعث تفاوت این امواج از امواج کم فرکانس است.
یکی از تاثیرهای توان سطحی زیاد گرادیان فشار و کادیتاسیون می‌باشد.
نوسان های مکانیکی شدید در یک مایع باعث به وجود آمدن حبابهای گاز می‌شود.حباب های ایجاد شده مربوط به تفاوت فشار آکوستیکی است. حبابهای گازی را می‌توان با افزایش فشار مایع کاهش داد یا از میان برد.

اگر دسته ای از امواج فراصوتی از پایین به سوی سطح مایع روانه شوند به علت اینکه مرز مشترک مایع و هوا تا اندازه ای یک بازتاب کننده کامل است امواج در سطح مایع فشار ایجاد کرده و یک آبفشان ایجاد می‌شود. با افزایش فشار در سطح مایع و ذرات معلق به وجود می‌آید.

چگونگی ساخت عکس فراصوتی :

امواج فراصوتی با گذاشتن ترانسدیوسر در تماس با بدن و به کار گیری موادی که هوا را میان ترانسدیوسر و بدن از میان بر می‌دارد به بدن فرستاده می‌شوند ( ژل )
ترانسدیوسر که پالس ( تپ ) را تولید می‌کند آشکار ساز نیز هست.

در اثر برخورد بازتاب ها به ترانسدیوسر وبه علت نوسان آن ولتاژی تولید می‌شود که پس از تقویت این ولتاژ برای ساخت تصویر به کار می‌رود. این بازتاب هنگامی‌تولید می‌شود که اختلاف در امپدانس صوتی دو محیط وجود داشته باشد. اگر چه امواج اکو با دامنه بسیار کوچک می‌توانند به وسیله گیرنده های حساس مشخص شوند ولی اگر موجی نتواند بازتاب پیدا کند از مرز های دو محیط عبور کرده و در قسمت های عمیق تر بازتاب می‌کند. گذر نفوذ امواج فراصوت به علت کاهش چگالی بافت در بافتهای نرم محدود می‌شود.
وجود لایه هوا میان ترانسدیوسر و سطح پوست را که می‌تواند سد بزرگی برای گذر انرژی فراصوت باشد با واسطه هایی مثل پارافین – آب – گلیسیرین از میان می‌برند.
روش های به کار گیری بازتاب های فراصوت :

الف : روش های تک موج ( بازتاب تپ )
تک موجی که از ترانسدیوسر گسیل می‌شود پس از برخورد به مرز میان دو محیط 1و2 که دارای اختلاف امپدانس صوتی هستند بازتاب می‌کند زمانی که موج از ترانسدیوسر گسیل می‌شود و پس از بازتاب به ترانسدیوسر می‌رسد زمان تاخیر گویند. اندازه زمان تاخیر به سرعت صوت در محیط و طول مسیر پیموده شده بستگی دارد.
روش اندازه گیری برد به صورت گسترده ای در تشخیص پزشکی فراصوت به کار می‌رود.

ترانسدیوسر یک موج کوتاه مدت را به محیط 1 می‌فرستد و در همان زمان نقطه نورانی بر روی صفحه اسیلوسکوپ حرکت را با سرعت ثابت از چپ به راست آغاز می‌کند.
صفحه yy’اسیلوسکوپ به ترانسدیوسر وصل است. نقطه نورانی در همان لحظه ای که تک موج گسیل می‌شود انحرافی عمودی پیدا می‌کند این به علت ولتاژی است که برای تحریک بلور ارسال شده ولی به تقویت کننده نیز فرستاده می‌شود.
پس از آن موج به مرز میان دو محیط می‌رسد. اگر اختلاف امپدانس صوتی بین دو محیط وجود داشته باشد بخشی از انرژی فراصوت در سطح مرز میانی به سوی محیط اول بازتاب می‌شود. موج بازتاب شده ولتاژی را به وجود می‌آورد که پس از تقویت انحرافی عمودی بر روی صفحه اسیلوسکوپ ایجاد می‌کند.
فاصله میان دو انحراف عمودی با فاصله میان ترانسدیوسر و مرز میان دو محیط متناسب است.
اسکن دامنه ( A اسکن ) :
ساده ترین راه نمایش فراصوت بوده و با دامنه امواج بازگشتی کار می‌کند.
این اسکن تنها فاصله دو مرز بازتابنده و اندازه بازتابش را به ما نشان می‌دهد.
بخش های پایه ای یک دستگاه فراصوتی بازتاب تپ در کارهای تشخیصی که تپ های فراصوتی راگسیل می‌کند و سپس آنها را دریافت می‌کند.

⦁ تپ ساز : تپ های مورد نیاز را تولید می‌کند. در این بخش فرکانس تکرار تپ تولید می‌شود. PRF باعث ایجاد نظم تپ ها می‌شود و ولتاژ مورد نیاز 600-200V است.
⦁ گیرنده :
همان بلور فرستنده است. در فاصله زمانی فرستادن یک پالس تا فرستادن پالس پس از آن که زمانی طولانی است ( m..c30-15 ( موج بازتابشی به کریستال می‌رسد. این پالس مکانیکی با اثر بیزوالکتریک به یک تپ الکتریکی تبدیل می‌شود.
تپ های الکتریکی گسیلی دامنه بسیار بزرگی دارند و به بخش دیگری که محدود کننده دامنه می‌باشد فرستاده می‌شوند. زیرا تپ های شدید می‌توانند باعث از میان رفتن بخش های الکتریکی دستگاه شوند تپ های بازتابشی گستره دامنه از 1 دارند. دستگاه دارای یک گستره دینامیکی است. گستره دینامیکی در هر سامانه نسبت کوچکترین پالس قابل آشکار سازی دریافتی به بزرگترین تپ دریافتی است که در هم ریختن سیگنالها را به همراه نداشته باشد.
DR = 120db یعنی گستره ای دینامیکی است که تغییر دامنه 1 – 106 وجود دارد.
⦁ تقویت :
بازتابش هایی که از مرز مشترک های دور می‌آیند کوچکتر از آنهایی هستند که از فاصله های نزدیک بازتاب می‌شوند. بهترین حالت این است که تپ الکتریکی بدست آمده از این بازتابش های بسیار کوچک به شکلی نابرابر تقویت شوند که تپ های دور بیشتر تپ های نزدیک تقویت شوند.
تپ های بازتابشی از دید شدت بسیار متفاوت هستند. شدت های بازتاب صفر تا 90db تغییر می‌کند…. بل برابر اختلاف در شدتی نزدیک به است. برای این کار از تقویت کننده های لگاریتمی‌به کار گرفته می‌شود.

دامنه

عمق
با TGC دامنه سیگنالهای به دست آمده بدون TGC

این دستگاه الکترونیکی تفاوت تپ های بسیار کوچک و بسیار بزرگ را بسیار کم می‌کند ضریب بهره در اینجا ضریب جبران بهره زمانی است.

بهره نزدیک : نشان دهنده اندازه بهره برای نزدیکترین بازتابش است.
تاخیر : زمان یا عمقی را تنظیم می‌کند که در آن TGC آغاز به کار می‌کند.
ضریب TGC : درجه بهره تپ های به دست آمده از بازتابش را که از ژرفاهای بیشتر می‌آید تنظیم می‌کنند.
بهره دور : بهره ای است که تنها برای تپ هایی که از عمق زیاد می‌آیند به کار گرفته می‌شود.
……… : تپ ها را در یک بخش از منحنی TGC تقویت می‌کند.
پردازش سیگنالها :
⦁ آشکار سازی :

سیگنالهای بدست آمده از بازتابش ابتدا تقویت شده و سپس آشکار سازی می‌شوند. آشکار سازی یکسو سازی موج ولتاژ متناوب به یک موج یکسو است. این کار یا با برگرداندن بخش منفی موج به جهت مثبت و یا از…….. آن انجام می‌شود.

سپس یک پوش از سیگنال گرفته می‌شود. در این کار گروه موج ها به یک موج تبدیل می‌شوند. با این عمل دو فاکتور به دست می‌آید یکی شدت موج برگشتی و دیگری جایگاه جا گرفتن بازتابنده یا عمق آن است.

⦁ تبدیل اسکن :

این قسمت خروجی سیگنالهای آشکارساز را گرفته و ذخیره می‌کند.این سیگنال ها آنالوگ هستند و ذخیره سازی آنها پیش از فرستاده شدن به نمایشگر انجام می‌شود. تبدیل کننده اسکن سیگنال ها را به مقیاس خاکستری gray scale تبدیل می‌کند سپس آنها را ذخیره می‌کند.

⦁ پیش پردازش و پس پردازش :

کار پیش پردازش پیش از ذخیره دامنه بازتابها در تبدیل کننده انجام می‌شود.
پس پردازنده کار اختصاصی درجه های خاکستری برای شماره های ذخیره شده در حافظه تبدیل کننده اسکن است. چشم انسان تنها می‌تواند 16 درجه خاکستری را تشخیص دهد.
صفحه نمایش :

از مانیتور برای نمایش تصویر استفاده می‌شود. از این تصویر نیز می‌توان بروی کاغذ نیز چاپ گرفت. صفحات مونیتور دارای ویژگی کنتراست و روشنایی هستند.
( مانیتور ) اسیلوسکوپ یک لوله خلا است که اختلاف پتانسیل بزرگی ( 32k – 18kv ) میان کاتد و آند آن برقرار است. الکترونها از تفنگ الکترونی با پدید ترمویونیک به وجود می‌آیند.

یک کلاهک کانونی کننده این الکترونها را به گونه یک باریکه در می‌آورد. رویه درونی صفحه نمایش با یک ماده فلور سانت پوشیده شده است. هرچه شدت الکترونهای باریک بیشتر باشد شدت درخشانی صفحه بیشتر می‌شود. باریکه پرتو الکترونی به وسیله پیچ ( knob ) انحراف دهنده در همه سطح صفحه به وسیله یک حرکت جارویی پرسرعت چپ به راست جا به جا می‌شوند.
پرتو الکترونی با شدت متغییر حرکت را از گوشه بالایی چپ آغاز و به گوشه بالای سمت راست پایان می‌دهد و یک رد نورانی را با شدت متغیر برجا می‌گذارد. دسته الکترونی پس از آن بی رنگ یا خاموش می‌شود و دوباره به گوشه چپ و پایین تر برمیگردد و حرکت تکرار می‌شود. این کار تا رسیدن الکترون به پایان صفحه ادامه دارد. این کار مثل حرکت نوشتن خط ها به وسیله یک ماشین نویس است که یک خط نوشتاری دارای داده ها از راست به چپ را ماشین می‌کند.
تکرار جاروب شدن کامل صفحه نزدیک به
پنجاه بار در ثانیه است و چشم انسان آن را
پیوسته می‌پندارد.
برای نمایش بازتاب های موجود در حافظه برداشتن
داده ها از حافظه با حرکت جاروبی الکترونها روی
صفحه نمایش هم زمان ( synchronize ) می‌شود.
جایگاه هر ماتریس در تبدیل کننده اسکن همان جایگاه آن روی صفحه تلویزیونی است.
هر دامنه با سطح درخشانی متفاوت به نمایش در می‌آید و این کار با هماهنگی روش سپس پردازش انجام می‌شود.
اسکن دامنه بیشتر در تشخیص ساختار میانی مغز و در………. و برای هدایت سوزن های بیوپس ( نمونه برداری ) به جایگاه خاصی از بدن به کار گرفته می‌شود.
در چشم پزشکی پارامترهای فیزیکی – آناتومیکی چشم را مانند اندازه محور چشم یا فاصله های دیگر و توان عدسی به دست می‌آید.

B.scan ( اسکن درخشش ) :

در این روش به جای اینکه دامنه امواج نشان دهنده بازتابهای برگشتی باشد می‌توان یک سری نقطه در راستای محور دید به وجود می‌آورد که هر نقطه درخشندگی متناسب با دامنه امواج بازتابشی است.

مانند اسکن دامنه در این حالت نیز تنها در یک راستای خاص دیده می‌شود.
داده های موجود یکی فاصله و دیگری درباره دامنه بازتاب است. از ترکیب این داده ها تصویری روی سطح اسیلوسکوپ مثل اسکن دامنه بدست می‌آید. در اسکن دامنه و اسکن درخشانی داده های بدست آمده تنها در راستای یک خط هستند. اسکن درخشانی پایه ساخت اسکن دوبعدی و روش های تصویر برداری بعدی است. می‌توان……. فراصوت را روی یک اسکنر مکانیکی دارای حرکت دو بعدی است جا داد.
اسکن درخشانی دو بعدی نمایش بخشی از عضو یا بدن است که موازی راستای حرکت پرتوهای فراصوتی می‌باشد. اسکن دو بعدی از اعضای بدن به وسیله فراصوت را سونوگرافی گویند.

ساده ترین راه تصور یک تصویر دو بعدی اسکن B این است که مجموع نقطه های ایجاد شده در اسکن های درخشانی یک بعدی را در یک صفحه دید در نظر بگیریم.

برای به دست آوردن یک تصویر نیز در این روش نیاز است که دامنه بازتابهای گوناگون فاصله سطح بازتابی از سطح………. و مختصات خطوط دید اسکن های درخشش همگی ثبت شوند.
در دستگاه اسکن B مدارهایی که سیگنالها در آن فرایند سازی می‌شوند و ترتیب هایی که برای… شدن درخشندگی و همچنین آشکار سازی اسکن به کار گرفته می‌شود همه تنظیم شدنی و قابل کنترل هستند. در این روش تصویر به صورت نقطه ای از مرز های مشترک بافتها به دست می‌آید.

در این روش اگر تکرار پالس ها را افزایش دهیم زمان بیشتری را صرف اسکن بیمار کرده ایم و اگر در هنگام گرفتن اسکن بیمار حرکتی نکند تصویر بهتری به وجود می‌آید.

پس از تابش تپ به وسیله بلور فرستنده باید بلور زمان کافی برای دریافت بازتاب داشته باشد تا داده های به دست آمده از سطوح بازتاب تداخل نبیند. داده ها شامل محورهای y , x و دامنه بازتاب z است. برای اینکه دستگاه فراصوت چشمه ایجاد بازتاب را در بدن تشخیص دهد باید مختصات و راستای ترا……. را در همه جهات بداند. داده های مربوط به این مختصات پتانسیومتر الکتریکی نام دارد.

پتانسیومترهای الکتریکی داده های مربوط به موقعیت ( y , x ) را به ما داده و این مختصات روی یک منحنی جا دارد. کامپیوتر داده ها را درباره طول رفت و برگشت موج و همه عامل های لازم را با سرعت اندازه گیری کرده و تصویر را تشکیل می‌دهد.

اسکن حرکتی ( motion scan ):

با به کار گیری اسکن حرکت می‌توان نمایش حرکت و زمان را بدست آورد. در این روش تپ های بدست آمده به صورت درخشندگی در می‌آیند که در راستای عمودی حرکت می‌دهند.
در این روش خط هایی برحسب زمان بدست می‌آید.
بازتاب از سطوح ساکن c , a خطهای راستی را رسم
می‌کند درحالی که سطوح بازتاب دهنده حرکت دارد
خطهای مارپیچی را به وجود می‌آورند.
این گونه نمایش در عضوهای متحرک به کار گرفته می‌شود. سطوح گوناگون عضو متحرک ( قلب ) می‌تواند بررسی شود. در این روش علاوه بر بررسی حرکت اندازه گیری های کمی‌نیز وجود دارد. از کاربردهای این روش بررسی حرکت های……. سطوح دیواره آئورت رگ های بزرگ قلب است.
در این روش اسکن B راروی صفحه اسیلوسکوپ با سرعت ثابت به حرکت در می‌آورند.
تنها مشکل این کار کوتاهی زمانی است که در آن باید ضبط صورت گیرد ولی در این روش همزمان حرکات همه بافتها ضبط می‌شود.

ترا…….. زمان حقیقی ( به هنگام Realtime ) :

زمان انجام یک اسکن B طولانی و مشکل آفرین است در این روش ترا…. باید با دست روی پوست بیمار جا به جا شود. این جا به جایی ها زاویه دادن برای ساخت اسکن قطاع جا به جایی افقی تصویر برای یک عکس مستطیلی و یا ترکیب هردو می‌باشد که زمان فراوانی می‌گیرد.

Real time بهنگام :

اگر در تصویر برداری به کار رود نشانی از نمایش آنی تصویر است در تصویر بهنگام بیش از 24 فریم ( نگاره ) در ثانیه داریم که چشم توانایی تفکیک این فریم ها را ندارد و ما آنها را پیوسته می‌بینیم. برتری تصویر به هنگام نمایش لحظه ای و پیوسته ساختارهای ثابت و متحرک بدن می‌باشد.
ویژگی های تصویر بهنگام در مقایسه با اسکن درخشش :
الف – زمان تصویربرداری کوتاه تر است.
ب – برای کاربر بدست آوردن تصویر آسانتر است.
ج – با جا به جایی……….. تصویر همزمان تغییر می‌کند.
د – حرکت ساختارهای درونی تصویر برداری می‌شود که در کارهای تشخیصی بسیار با ارزش است.
تصویر بهنگام با………….. ویژه ای انجام می‌شود که خطوط تابش انرژی و دریافت بازتابش توانها با سامانه اسکن درخش تفاوت دارد.
تاثیر تراکم خطها در کیفیت
تصویر نشان داده شده است.
تراکم خط ها با تعداد…..
و چگونگی پشت سر هم جاگرفتن
تپ ها وابسته است.
هرچه تعداد………. بیشتر و فرستادن تعداد تپ ها بیشتر باشد تراکم خط ها بیشتر و تصویر با کیفیت بهتری بدست می‌آید.

……….. مکانیکی بهنگام :
پایه کار اینگونه است که پرتو فراصوتی پشت سرهم میدان دید را جاروب می‌کند.
این جارو کردن تصویر اسکن قطاع با زاویه 45 تا 90 درجه قوس بدست می‌دهد که با هر حرکت جاروئی………… تجدید می‌شود. در بیشتر طراحی های فرستنده یک………… است که در درون یک قاب نوسان می‌کند.
……….. با فاصله ای از پوست نوسان می‌کند و امواج باید از یک اتاقک پر از مایع گذر کنند.
ممکن است……….. ثابت باشد و یک بازتاب دهنده آن را به بیرون بفرستد.
آرایه های الکترونیکی………… بهنگام :
……….. زیادی از بلور در یک آرایه خطی ساخته می‌شوند و می‌توانند تصویر لحظه ای به وجود آورند……….. از تعداد 64 تا 256 بلور جدا از هم و کوچک به اندازه های 1-2mm…… و 5-10mm درازاکه در یک خط جا دارند تشکیل شده است.
روشن است که تراکم خط ها یا چگالی خط ها به تعداد بلورهای………. بستگی دارد.
در فعال کردن پشت سرهم بلورها هنگامی که یک بلور تابش می‌کند تا مدتی فعال باقی مانده تا بازتاب را دریافت کند و پس از آن است که بلور کناری شلیک نموده و این کار ادامه می‌یابد.
کیفیت این تصویر خوب نیست.
بنابراین آرایه با شلیک گروهی بلورها به کار گرفته می‌شود تا کیفیت تصویر بهتر شود.

در فرآیند شلیک گروهی آرایه های خطی بهینه سازی تصویر کار کانونی کرده و بهبود و جداسازی محوری به وسیله عدسی های صوتی صورت می‌گیرد.

آرایه فازی :

در یک………….. آرایه فازی یک تاخیر الکترونیکی در تحریک هر بلور وجود دارد.
این تاخیر اجازه می‌دهد که شلیک هر بلور برای زمان دقیقی انجام گرفته و کار کانونی کردن و جا به جایی کردن دسته پرتو فراصوت به گونه دلخواه انجام شود.
جا به جا کردن دسته پرتو از راه الکترونیکی در آرایه خطی امکان ندارد.
زمان بندی تپ ها برای هر بلور………. آرایه فازی شکل دقیق و راستای پرتو را مشخص می‌کند. با تغییر زمان انگیختگی بلورها از یک قاب تا قاب بعدی یعنی فاز یک بلور نسبت به بلور پهلویی نه تنها می‌توان اسکن قطاع را ساخت بلکه زاویه قطاع را نیز به وجود می‌آورد.
………….. آرایه خطی یک میدان مستطیل به وجود می‌آورد که کانونی می‌شود. آرایه فازی بلورهای کمتری دارد و پرتوی می‌سازد که می‌تواند کانونی شده و یا جا به جا شود.
………. فراصوتی ویژه :

این………. مه کمی از یک مداد بزرگتر است برای وارد شدن به درون….. و واژن و برای بررسی اعضای مجاور ساخته شده اند. برخی از این دستگاه ها تنها یک بلور دارند که به گونه ای مکانیکی چرخیده و قطاع 45-90 درجه را اسکن می‌کنند.

ب – روش داپلر :

روش داپلر در بررسی بافتهای متحرک در پزشکی بالینی کاربرد دارد. با به کار گیری فرکانس داپلر می‌توان داده هایی درباره سرعت حرکت سطح بازتاب کننده به دست آورد.
مهم اختلاف فرکانس های رفت و برگشت است. 2 روش برای بدست آوردن…… وجود دارد.

1 – موج پیوسته ( مثال سرعت خون ) :

در این روش موج سینوسی پیوسته را به درون بافت گسیل کرده و این موج پس از برخورد با گلبول های قرمز خون بازتابش می‌شود. فرستنده و گیرنده امواج از همدیگر جدا باشند و باید دو……… هم پوشانی داشته باشند.
در روش یاد شده تغییرهای بسامد داپلری که مربوط به دیوارهای رگ و قلب باشد با فیلتر کردن آن و به کارگیری آشکارساز بسامد داپلر امکانپذیر است.

2 – موج ناپیوسته :

در موج پیوسته زمانی برای دریافت بازتاب وجود نداشت. در روش موج ناپیوسته در طول زمان میان ارسال دو موج پشت سرهم که طولانی است تپ بازتاب دریافت می‌شود و… به دست می‌آید.
در این روش سرعت را می‌توان برای هر عمقی به دست آورد.

در سیستم موج پیوسته بازتابشی که به دست می‌آمد. میانگین فرکانس های گوناگونی بود که از ناحیه هم پوشانی باز می‌گشت.
یعنی اگر دو رگ رد سه راه موج تابشی وجود داشته باشد که دارای سرعت های خون متفاوتی باشند.
فرکانسی که در موج پیوست دریافت می‌شود میانگین بازتابش دو رگ است.

در هر عمق بازتاب ویژه همان عمق را داریم حال اگر به صورتی انتخابی در یک لحظه تنها به یک تپ بازگشتی اجازه گذر دهیم یعنی تنها بازتابش ها را از عمق z تقویت کرده و باقیمانده را حذف کنیم خواهیم دید که از همه بازتابشها با فرکانس های گوناگون تنها یکی انتخاب شده است و سیگنال انتخاب شده بازگشتی پشت سرهم خواهد بود. در این حالت گویند که تپ های……… ( A ) دریچه سازی gating ) ) شده اند.

موج به دست آمده به علت حرکت جریان خون در یک رگ خاص به فرکانس بازگشتی متفاوتی دارد اگر بار دیگر برای سیگنال بازگشتی ( B ) کار gating را انجام دهیم…… برای عمقی به دست می‌آید که سیگنالهای B از آن بازگشته اند و در عمق بیشتری نسبت به A جا دارد زیرا B از دید زمانی پس از A دریافت شده است.

….. به دست آمده از موجهای بازگشتی مربوط به یک نقطه هندسی…….. بلکه مربوط به یک حجم است و موج بازگشتی میانگین فرکانس امواج بازگشتی از این حجم را دارد.

دستگاه داپلر رنگی :
در این دستگاه برای دریافت امواج بازگشتی زمان تاخیر میان دو موج ارسالی را تغییر می‌دهند و از این طریق از عمق های گوناگون نمونه برداری کرده و به بررسی آنها می‌پردازند. با در نظر گرفتن عمق مورد مطالعه زمان تاخیر مناسب را برگزیده و امواج را ارسال می‌کنند و با بررسی امواج بازگشتی حرکت های موجود در عمق معین را می‌بینند.
با کوچکتر کردن دریچه نمونه های بیشتری را در یک حجم بررسی می‌کنند.
برای نمونه می‌توان یک رگ را به چند بخش از نظر عمق تقسیم نمود و سرعت های بخش های مختلف آن را اندازه گرفت. حال اگر برای هر سرعتی رنگی در نظر گرفته شود سرعت های گوناگون درون بافتها را می‌توان با رنگهای مختلف نشان داد.
رنگهای به کار گرفته شده از قرمز تا آبی تغییر می‌کند. برای………. از رنگ قرمز و برای………. رنگ آبی نسبت داده می‌شود.
برای نمونه در تپش سیستولیک که فرکانس افزایش می‌یابد رنگ قرمز و در تپش دیاستولیک که برگشتی و فرکانس کوچکتر است رنگ آبی را نسبت می‌دهند سرعت به رنگ تبدیل شده است.

دستگاه داپلکس :

در این دستگاه تصویر داپلر رنگی را روی تصویر اسکن B می‌اندازند بنابراین ترکیبی از آناتومی و حرکات یک عضو به صورت تغییر رنگ می‌تواند دیده و بررسی شود.
در این روش در ابتدا تصویر اسکن B ساکن از عضو مورد بررسی گرفته می‌شود سپس با بکار گیری دستگاه داپلر رنگی جریانهای مایع و حرکتها را بسته به جای………. تشخیص می‌دهد.
برای نمونه اگر بخواهیم رگی را بررسی کنیم درون رگ را سرخ پررنگ می‌بینیم و به نزدیک دیواره که کی رسیم سرخی کمرنگتر می‌شود.
برای به دست آوردن سرعت دقیق خون در رگ باید مکان نما با رگ موازی شود.

در دستگاه داپلکس 3 کار همزمان انجام می‌شود :
1 – دیدن تصویر عضو تحت بررسی
2 – دیدن چگونگی حرکت از راه تغییر رنگ
3 – بدست آوردن اندازه سرعت و دیدن شکل موج
این روش ( داپلکس ) بیشتر در تشخیص بیماری های قلبی رگی مثل نارسائی های تلمبه قلبی و گرفتگی رگها به کار می‌رود. در قسمتی که رگ گرفتگی داشته باشد طبق قانون برنولی سرعت خون افزایش می‌یابد پس رنگی که در جایگاه تنگی رگ می‌بینیم متفاوت از قسمت های دیگر رگ است.
در این دستگاه تعداد تصویر در یک ثانیه 400 عدد است و هرچه تعداد تصاویر بیشتر باشد توان جداسازی تصویر بیشتر می‌شود.

برخی از کاربردهای بالینی سونوگرافی :

1 – بیماری های زنان و زایمان :

در بررسی حرکت های قلب جنین اگر پرتو فراصوتی با فرکانس …. به قلب جنین برخورد کند 2 حالت پیش می‌آید.
اگر قلب حرکتش به سوی چشمه فراصوت باشد بازتابش دارای فرکانس بیشتر و چنانچه حرکت نسبت به چشمه فراصوت دورشونده باشد فرکانس بازتابش کوچکتر خواهد بود.

تشخیص تومورهای پستان با امواج فراصوت :

تشخیص تومور های پستان بیشتر به روش اسکن B انجام می‌گیرد. در این روش نه تنها به وجود تومور پی برده می‌شود بلکه امکان تشخیص نوع تومور نیز وجود دارد.
سونوگرافی در بیماری های زنان اطلاعات را درباره ناهنجاری های رحم به جایگاه و اندازه جنین و حالات پاتولوژیکی مثل خونریزی های غیر طبیعی و احتمال سقط را می‌دهد.
برآورد سن جنین با اندازه گیری قطر سر جنین و بررسی درست بودن خط وسط مغز با ارزش است.
بیماری های مغز و اعصاب :

هرچه چگالی یک بافت بیشتر باشد جذب انرژی فراصوتی بیشتر خواهد بود و اگر در اثر تغییرات پاتولوژیکی چگالی یک بافت نسبت به بافت سالم تفاوت پیدا کند سرعت امواج فراصوتی در آن بافت نسبت به بافت سالم تغییر خواهد کرد.
وجود تغییرات یاد شده باعث تفاوت امپدانس آکوستیکی میان بافت های سالم و بیمار خواهد شد و در نتیجه در مرز مشترک دو بافت بازتاب به وجود خواهد آمد.

تشخیص ساختمان و بیماری های مغز ( سونوگرافی کاسه سر و مغز ):

برای تشخیص تومور های مغز با روش اسکن دامنه و یا اسکن B ناحیه ی پیشانی و گیجگاه بیشتر مورد نظر است.
امواج فراصوتی وارد کاسه سر می‌شوند و در 3 جا به علت وجود اختلاف امپدانس آکوستیکی بازتاب ایجاد می‌شود. ( opp , v , tp )
Tp مرز مشترک……… و کاسه سر,v بازتابش میانی ( بازتاب امواج در…….. و یا جسم……..) و oppبازتابش روبرو از دیواره روبروی کاسه سر است.

تفاوت 2 سیگنال :
جا به جا شدن جایگاه بازتابشی….. سوم
پیدایش بازتابهای جدید میان اکو Tp و v که نمایشگر وجود تومور در درون مغز است.

تشخیص بیماری های چشم با سونوگرافی چشم :
برای تشخیص بیماری های چشم مثل وجود اجسام بیرونی درون کره چشم , تومورهای کروئیدی , تومورهای عصبی , خونریزی های شبکیه به کار می‌رود و از اسکن دامنه و گاهی B استفاده می‌شود.
از مینی………استفاده می‌شود , با به کارگیری امواج تک موج می‌توان قطر چشم , قطر عدسی , فاصله عدسی از شبکیه و همه پارامترهای فاصله ای را اندازه گرفت.

تشخیص بیماری های کبدی :

اسکن فراصوتی در تشخیص کیست ها و آبسه های کبدی ارزش بسیاری دارد ولی در تومورهای چندگانه ثانوی ارزش کمی دارد. اسکن کبد از راه فاصله میان دوره های طرف راست انجام می‌شود و از اسکن B دوبعدی استفاده می‌شود.

کاربرد زمانی فراصوت :

با جذب امواج فراصوت به وسیله بافت بخشی از انرژی به گره تبدیل می‌شود که بستگی به موارد ذیل دارد :

1 – ویژگی های جذب بافت : پروتئین ها انرژی us را به خوبی جذب می‌کند.
2 – شمار مرتبه هایی که ترانسدیوسر از روی موضع می‌گذرد.
3 – چگونگی گردش خون در عضو درمان شونده.
4 – نوع موج فراصوتی : موج پیوسته گرمای بیشتری نسبت به موج ناپیوسته تولید می‌کند.
5 – بازتاب : پرتوهای بازتابی گرمای چشمگیری در مرز مشترک تولید می‌کند.
میکرو ماساژ مکانیکی :
فشردگی و انبساط محیط به وسیله امواج طولی فراصوت روی سلولها اثر گذاشته و سبب جا به جایی مایع درون سلولی و فضای میان بافتی می‌گردد. این سبب کاهش ورم می‌شود.

تاثیرات بیولوژیک شدت های فراصوت درمانی :

1 – تورم شدید : فراصوت می‌تواند باعث افزایش شکست دیواره های لیز و……. و آزاد شدن آنزیمهای درون آنها شود. این آنزیم ها باعث پاک شدن محیط از مواد اضافی می‌شوند.
2 – افزایش و پخش : یون های ca+ به درون فیبروپلاستها و میوفیبروپلاستها رانده شده و باعث افزایش جنبش و فعال شدن آنها به سوی جایگاه بازسازی می‌گردد. فیبروپلاست ها فیبرهای کلاژنی تولید می‌کنند تا اسکار تولید شود و میو فیبروپلاستها کنارهای زخم را به هم پیوند می‌زنند.
3 – بازسازی : فراصوت می‌تواند استحکام و کشش اسکارها را افزایش دهد.

کاربردهای درمانی :
الف – آسیب های تازه و ورم :
فراصوت پس از آسیب به بافت نرم برای از بین بردن مواد دفعی……. و کاهش خطر چسبندگی به کار می‌رود.

ب – بافت اسکاری :
باعث بهبود اسکارها شده و اگر اسکار به ساختمانها یا بافتهای زیرین چسبیده باشد ممکن است باعث آزاد شدن آنها شود.

ج – ورم کهنه یا خرمن :
باعث شکستن چسبندگی هایی که میان ساختارهای پهلوی هم ایجاد شده است می‌گردد.

خطر و زیان فراصوت در شدتهای درمانی :
سوختگی : تابش در یک محل و یا تابش بدون حرکت ترانسدیوسر گرمای فراوان ایجاد کرده و سرانجام باعث سوختگی می‌شود.

موارد عدم استفاده درمانی از فراصوت :
1 – در بیماری های رگی : در……………. که لخته ممکن است جدا و منتقل شود به کار نرود.
2 – زخمهای عفونی شدید به علت امکان پخش میکروب در اثر امواج فراصوت.
3 –پرتودرمانی یا رادیوتراپی : فراصوت دست کم تا 6 ماه پس از پایان درمان نباید در جای تابش پرتو یون ساز تابش شود.
4 – تومورها : ممکن است سبب انگیزش و افزایش رشد آنها شود.
5 – آبستن
6 – بیماری های قلبی : به علت وجود……….. قلبی وجود فراصوت سبب تشدید آن می‌شود.
اثرهای زیستی فراصوت :

جذب :
کاهش امواج فراصوت در یک محیط بستگی به پدیده های زیر دارد :
1 – جذب حقیقی true absorbtion
2 – پراکندگی scattering
3 – ایجاد حفره cavitation

در جذب حقیقی انرژی مکانیکی در راستای محور طولی پرتو فراصوت جذب می‌گردد و فرآیند برگشت پذیر نخواهد بود و تقریبا همه این انرژی به گرما تبدیل می‌شود.

در محلول های بسیار ساده تک اتمی جذب فراصوت به علت…………. که در برابر حرکتهای مکانیکی محیط به وجود می‌آید انجام می‌گیرد.
در بافتهای دنده ممکن است جذب انرژی فراصوت در ماکرومولکولها انجام پذیرد بیشتر جذب در پروتئین ها به علت برگشت به نظم دوباره لایه آنی است که دور مولکول پروتئین را گرفته است.

پراکندگی :
پراکندگی بازتابها ممکن است به علت عدم یکنواختی محیط ( اختلاف امپدانس صوتی ) نسبت به طول موج امواج فراصوت باشد. زمانی که امواج فراصوت به چنین محیط غیر یکنواختی تابیده می‌شود بخش های مختلف تشکیل دهنده محیط با دامنه های گوناگون مجموعا حرکت نسبی هماهنگی را خواهند داشت. این حرکت نسبی هماهنگ باعث ایجاد پراکندگی در امواج می‌شوند.

ایجاد حفره ( کاویتاسیون ) :
همه محلولهای دارای تعداد زیادی حباب گاز میکروسکوپیک دارن. در اثر لرزش های مکانیکی این حبابها به قطر معین در طول موج معین امواج فراصوت می‌رسن و ویژگی تشدید یا رزونانس در آنها به وجود می‌آید به صورتی که دامنه نوسانهای آنها بزرگ می‌شود.
دامنه بزرگ نوسانها در درون محلول ها می‌تواند بر روی بافتها تغییرات زیستی ایجاد کند.
مثل : پارگی در دیواره ی سلول و از هم گسیختگی مولکولهای بزرگ.
از سوی دیگر به علت نوسانهای شدید و فشار زیاد و بسیار متغیر گاز در درون حبابها پدیده ای مثل یونیزاسیون در حجم گاز به وجود می‌آید که پیامد آن ایجاد رادیکالهای آزاد و بالا رفتن تراکم رادیکالها در مایع اطراف است.

جریان برق فرکانس بالا :

یک جریان الکتریسیته فرکانس بالا جریانی با فرکانس بالا ,جریانی با فرکانس بسیار بالا ( بیش از 500 khz ) است که باعث تحریک اعصاب حس و حرکتی نمی‌شود.

فرکانس نوسان :
در مدارات الکتریکی شامل سلف و خازن= f = است.

میرا شدن نوسانها :
هنگامی که دستگاهی نوسان می‌کند انرژی خود را با انتقال به محیط اطراف از دست می‌دهد و در هر نوسان انرژی از بار قبل کمتر است ( میرا شدن نوسانها ).
زمانی که خازن در حال تخلیه است مقاومت اهمی‌ندارد در برابر برقراری جریان سد ایجاد می‌کند و اگر مقاومت کم باشد انرژی کمی از دست می‌رود.
تشدید یا رزونانس :

گیرنده فرستنده
جریان در مدار فرستنده T با فرکانس که مرتبط با L1C1است نوسان می‌کند. این جریان نوسانی یا همان فرکانس به گیرنده R می‌رسند. نخستین موج که به R برخورد می‌کند جریان الکتریکی در آن تولید کرده و سبب پرشدن خازن در R می‌شود. خازن سپس تخلیه شده و جریانی نوسانی تولید می‌کند که فرکانس این جریان با C2L2رابطه مستقیم دارد.
اگر فرکانس های دو مدار یکی باشد امواج الکتریکی باعث تقویت نوسان های جریان می‌شود ولی اگر یکی نباشد کار یکدیگر را به هم زده و باعث ایستادن نوسانها می‌شوند.
نوسانها پیوسته و ناپیوسته هنگامی که نوسانهای یک جریان فرکانس بالا به دقت دنبال یکدیگر قرار می‌گیرند پیوسته اند.

ولی اگر هنگامی که میان هر گروه از نوسانها فاصله ای به وجود آید آن را ناپیوسته گویند.

نوسانهای میرا و نامیرا :
ناپیوسته پیوسته
هنگامی‌که دامنه هر نوسان جریان از نوسان قبل از خود کمتر باشد نوسان میرا است.
ولی اگر دامنه…… نوسانها یکسان باشد نامیرا هستند.

امپدانس ( Z ) :
زمانی که فرکانس یک جریان زیاد باشد راکتانس سلفی ( LW ) نیز قابل ملاحظه بوده و با افزایش فرکانس زیاد می‌شود ولی راکتانس خازنی کاهش می‌یابد.

هنگامی که با ژنراتورهای فرکانس بالا مثل دیاترمی موج کوتاه سرو کار داریم جریانی با فرکانس معین تولید می‌شود. برای اینکه جریان در مداری دیگر که به دستگاه وابسته است برقرار شود مدار باید به صورتی باشد که جریانهای با این فرکانس معین بتوانند در آن نوسان کند.

در دستگاه های دیاترمی‌طول کابل الکتریکی برابر با نصف طول موج امواج رادیویی تولید شده به وسیله جریان می‌باشد. بنابراین یک دستگاه نوسانی را تشکیل می‌دهد.

میان دو ترمینال کامل میدان الکترو استاتیک و در مرکز میدان مغناطیسی ایجاد می‌شود.
N

جریانهای فرکانس بالا کاربردی در پزشکی :

در پزشکی بیشتر از جریان دیاترمی موج کوتاه ( SWD ) و امواج مایکرویو سود برده می‌شود.
جریان دیاترمی دارای فرکانس بین 107-108HZ بوده و امواج رادیویی با طول موج 3-30m تولید می‌شود.

چگونگی تولید امواج فرکانس بالا :
امواج فرکانس بالا از راه شارژ و دشارژ یک خازن در سلف و مقاومت اهمی کم به دست می‌آید.
مدار نوسان ساز از یک خازن و یک سلف تشکیل شده که T = 2 و اگر جریانی با فرکانس بسیار بالا مورد نیاز باشد ظرفیت و….. خود القایی باید کوچک باشد. برای تولید جریان فرکانس پایین نیاز به خازن یا سلف…. بزرگ است.
برای تولید جریان فرکانس بالا باید خازن پشت سرهم به حالت شارژ و دشارژ در آید و برای رسیدن به این هدف باید مدار نوسان ساز دارای مدار لامپ فریود باشد.

نخستین بار برای تولید جریان فرکانس بالا از مدار روبرو
استفاده شد ( تسلا )
خازن این دستگاه به وسیله ی جریان قطعی یک ترانسفورماتور افزاینده پر می‌شود. پس از پرشدن خازن ها در یک ولتاژ مشخص که با فاصله جرقه زدن کنترل می‌شد خازن در مدت کوتاهی تخلیه شده و نوسانهای فراوانی را ایجاد می‌کند.

دیاترمی با لامپ سه قطبی :
سیم پیچ های اولیه دو ترانسفورماتوربه یک منبع AC متصل اند که یکی از آنها ترانسفورماتوری کاهنده است و سیم پیچ ثانویه آن جریان مورد نیاز برای گرم کردن لامپ سه قطبی را تامین می‌کند. و دیگری ترانسفورماتور افزاینده بوده و به مدار آند پیوند یافته است. این مدار از یک لامپ سه قطبی مداری نوسان ساز ( خازن و سلف ) ترکیب شده است. سیم پیچ دیگر ( AB ) نزدیک به سیم پیچ نوسان ساز قرار دارد که یک سر آن به شبکه لامپ سه قطبی و سر دیگرش از راه یک مقاومت که سر راه شبکیه است ( مقاوت……. شبکیه ) به……. لامپ چسبیده است.

تولید جریان نوسانی فرکانس بالا :
جریان AC از بین سیم پیچ های اولیه ترانسفورماتورها عبور کرده و نیروی محرکه ای در ثانویه آنها تولید می‌کند. نیروی محرکه نزدیک به 20-25V در ثانویه که جریان را در رشته لامپ ایجاد می‌کند به وجود می‌آید. رشته…….. گرم شده و گسیل ترمویونیک رخ می‌دهد و لامپ هدایت جریان می‌کند. نیروی محرکه ای نزدیک به 4000V در مدار آند برقرار می‌شود. جریان از ترانسفورماتور به لامپ و سلف نوسان ساز در جهت C به D عبور کرده و به ترانسفورماتور برمی‌گردد. همچنان که شدت جریان در سلف نوسان ساز افزایش می‌یابد نیروی محرکه در سیم پیچ AB الفا شده و الکترونها از B به A حرکت می‌کنند ولی جهت جریان از A به B است.

حرکت الکترونها سبب می‌شود که شبکیه لامپ بار منفی گرفته و در طولانی مدت خازن XY پر شود.(X مثبت و Yمنفی ) هنگامی که نیروی محرکه خود القا به تدریج از بین رود خازن به گونه ای وارونه در سلف نوسان ساز تخلیه شده جریان از C به D برقرار می‌شود. چون CD یک سلف است اولین موج یک تخلیه نوسانی است و نیروی محرکه خودالقا دوباره خازن را پر می‌کند. که این بار صفحه X منفی و صفحه Y مثبت است.
برقراری جریان از D به C نیروی محرکه را در AB القا می‌کند. الکترونها از A به حرکت درآمده و شبکیه لامپ بار منفی خود را از دست می‌دهد و جریان آند دوباره برقرار می‌شود. جریان از X به Y ایجاد شده و با برقراری دوباره جریان آند در CD تقویت می‌شود. همه این موارد دوباره انجام شده و هر زمان جریان از راه تهی شدن خازن از X به Y تولید و به وسیله جریان مدار آند تقویت می‌گردد. نوسانها نامیرا هستند.
برای ایجاد جریان باید به وسیله یکسو کننده نیم موج آن را یکسو نمود و قطب آن به شکلی شود که در همه مدت لامپ توانایی هدایت جریان داشته باشد و نوسانها پیوسته شود به علت استفاده از یکسوکننده نیم موج تنها نیمی از انرژی جریان متناوب به کار گرفته می‌شود.
برای به کار گیری همه انرژی جریان متناوب چشمه نیرو و ایجاد فرکانس های بالا برای طول موج های 30m,7m از مدار نوسان ساز قرینه…….. استفاده می‌شود.

کار دو لامپ تریود 1 و 2 متناوب است یعنی هنگامی که پتانسیل شبکیه یک لامپ در حال افزایش است پتانسیل شبکیه دیگر در کاهش می‌باشد و برعکس. بنابراین و لامپ تریود تنها در یک…….. با یک موج تقویت دامنه نوسان جریان را افزایش می‌دهد و این افزایش تا جایی که دامنه نوسان نزدیک به شدت جریان پلانک برسد ادامه خواهد داشت.

جریانی که از بدن بیمار می‌گذرد :

سیم پیچ بیمار EF در میدان مغناطیسی متغیری که به وسیله سیم پیچ نوسان ساز تولید می‌شود قرار می‌گیرد. اگر دو مدار با یکدیگر در رزونانس باشند یک جریان فرکانس بالا در آن القا می‌شود این جریان نوسانی می‌باشد.

خازن متغیر HK :

برای اینکه جریان در مدار نوسان ساز جریان فرکانس بالای همسانی در مدار کاربری تولید کند باید دو مدار باهم در رزونانس باشند و فرکانس طبیعی آنها یکی باشد L1C1 = L2C2. هنگامی که دیاترمی‌موج کوتاه با روش میدان خازنی به کار می‌رود الکترونها و بافتهای بیمار یک خازن را تشکیل می‌دهند که ظرفیت آن به اندازه الکترودها فاصله و مواد موجود میان آنها بستگی دارد.

به کار گیری کابل سلفی را تشکیل می‌دهد که مقدار آن بسته به الگوی آن تغییر می‌کند و در نتیجه ضریب خود القایی مدار بیمار در هر زمان تغییر می‌کند و خازنی متغیر برای جبران این حالت مورد نیاز است

زمانی که الکترودها در محل خود با بدن بیمار قرار می‌گیرند ظرفیت خازن متغبر به صورتی تنظیم می‌شود که حاصل ضرب ضریب خود القایی و ظرفیت خازنی مدار بیمار و مدار نوسان ساز یکی شود.

اختلال الکترومغناطیسی و تاثیر روی دستگاه های دیگر الکترونیکی :

مولدهای فرکانس بالا ممکن است در کار دستگاه های دیگر الکتریکی اثر بگذارند.

دستگاه های الکترونیک :
میدان الکتریکی تولید شده به وسیله جریان دیاترمی موج کوتاه می‌تواند با کار دستگاه های الکترونیک دیگر تداخل پیدا کند و باعث آشفتگی در کار آنها شود. این تداخل در سمعک و پیس میکر قلبی ممکن است رخ دهد.
گیرنده رادیو :
دستگاه دیاترمی موج کوتاه مولد امواج رادیویی است که می‌تواند در کار گیرنده های رادیو و تلویزیون و نیز مخابرات اختلال ایجاد کند. 3 فرکانس به کارهای پزشکی اختصاص یافته است که بهترین آنها 27.13MHZ و طول موج 11m است.

اختلال از دو طریق می‌تواند رخ دهد :

1 – تغییرهای اندک در فرکانس جریان به دست آمده از دستگاه : در هنگام به کار گیری فرکانس 27.130.000 هرتز تلورانس.. 27.000.000 و 27.240.000 هرتز پذیر…. است.

2 – تولید هارمونیک ها : مداری که برای تولید جریان فرکانس بالا ساخته شده است. جریانهای دیگری با فرکانس ها و طول موج کوتاه تر تولید می‌کند مثل 54.240.000 و 81.360.000 هرتز.

دستگاه های دیگر پزشکی :
دیاترمی موج کوتاه ممکن است در دیگر دستگاه های الکتریکی مثل ECG آشفتگی ایجاد کند ( براثر میدان الکترومغناطیسی )
برای حفاظت از این نوع اختلالات از اتاقک ویژه ای استفاده می‌کنند که کف و سقف و دیوارها از صفحات فلزی یا شبکه سیمی با سوراخ های بسیار کوچک ساخته شده و به زمین وصل هستند. فلز امواج رادیویی را جذب کرده و در مقابل اختلال از دیگر تجهیزات محافظت می‌کند.

جریان های فرکانس بالا از دو مسیر وارد بدن بیمار می‌شوند یکی میدان خازنی و دیگری کامل الکتریکی مارپیچ

1 – روش میدان خازنی : در این روش ایجاد گرما در بدن با چگونگی پخش خط های میدان الکتریکی مشخص می‌شود. بیشترین تراکم این میدان ها در بافتهای سطحی و
همچنین بافتهای با امپدانس کم است. با به کارگیری
ترکیبهای گوناگون می‌توان تراکم خط های میدان و در نتیجه گرمای به دست آمده ( در پوست ) را به کمترین مقدار رسانید زیرا احساس گرمای پوستی جریانی را که می‌تواند تحمل شود محدود می‌کند.
رسیدن به میدان یکنواخت در بافتهای سطحی و عمقی یکی از روش های محدود کردن گرمای پوست است.

گرم کردن بافتها :
میدان الکتریکی میان الکترود ها پخش می‌شود و بنابراین شدت آن در نزدیکی الکترودها بیشترین اندازه است. هرچه فاصله از الکترودها بیشتر شود شدت کوچکتر می‌شود.
بافتهای سطحی در مقایسه با بافتهای عمقی به الکترودها نزدیکتر بوده و بنابراین شدت میدان و در نتیجه گرما در آنها بیشتر است.
خطهای نیرو از موادی با ضریب دی الکتریک بزرگ بسیار آسانتر از موادی با ضریب دی الکتریک کوچک عبور می‌کنند. چون بافتهای بدن دارای ضریب دی الکتریک متوسطی نزدیک به 80 می‌باشند اثر چشمگیری برچگونگی پخش میدان الکتریکی دارند.
اگر یک الکترود روی کف با دیگری بالای زانوی خم شده جا به جا شود شدت میدان و گرما در مچ پا بیشتر خواهد بود.
چگونگی ترتیب نسبی بافتها در سر راه میدان الکتریکی بر چگونگی پخش خطهای نیرو و بر گرم شدن اثر می‌گذارد. اگر بافتهای گوناگون موازی با هم قرار گیرند شدت میدان در بافتهایی با امپدانس کوچک بیشترین اندازه خواهد بود. این حالت هنگامی که میدان به صورت طولی از عضو می‌گذرد و چون به دلیل داشتن کمترین امپدانس بیشتر از همه گرم می‌شود.