Unda acustica este o oscilatie de presiune (este o unda presionala) care circula prin medii compresibile (gaz sau lichid) sub forma de unda, determinand compresiuni si rarefieri ale mediului

Unda acustica este o oscilatie de presiune (este o unda presionala) care circula prin medii compresibile (gaz sau lichid) sub forma de unda, determinand compresiuni si rarefieri ale mediului. In momentul compresiunii particulele se afla la presiune maxima fara sa sufere deplasare in timp ce in momentul decompresiunii (rarefierii) particulele se afla 0 presiune si sunt deplasate din locul lor. Undele acustice se propaga si prin solide dar modul de propagare difera (se propaga atat longitudinal cat si transversal determinand aparitia stresului de forfecare). Spre deosebire de unda luminoasa (electromagnetica) unda acustica nu se propaga prin vid. De ce? Deoarece se propaga prin intermediul oscilatiilor moleculele mediului. Fiecare molecula da energie moleculei vecine dar dupa ce unda a trecut fiecare molecula se gaseste in acelasi loc ca la inceput. Daca nu exista un mediu ale carui molecule sa vibreze, unda acustica nu se poate transmite.

Caracteristici fizice ale undelor acustice Undele acustice sunt definite din punct de vedere fizic de trei caracteristici: lungimea de unda, frecventa si amplitudinea.

Lungimea de unda reprezinta distanta de la varful undei pana la varful undei urmatoare. Este adesea notata cu litera greceasca lamda.

Frecventa reprezinta numarul de unde care trec printr-un punct dat int-o secunda. Lungimea de unda este invers proportionala cu frecventa. Astfel, cu cat frecventa e mai mare lungimea de unda este mai mica.

Amplitudinea reprezinta masura de energie a unei unde acustice.Marimi acustice

Impedanta acustica (Z) a unui material reprezinta produsul dintre densitatea acelui material (p) si velocitatea acustica (V).

Z = pV

In functie de impedanta acustica se realizeaza transmisia undelor acustice si reflexia acestora la granita dintre doua medii cu impedante acustice diferite. De asemeni absorbtia sunetului intr-un mediu se face in functie de impedanta acustica a acestuia.

Energia acustica. Energia portiunii din mediul in care se propaga unda este compusa din energia cinetica Ec si energia potentiala Ep. Energia cinetica ci cea potentiala variaza in aceasi faza, adica in acelasi timp ajung la valorile maxime si minime. In aceasta consta principala deosebire a energiei de oscilatie a unui punct material izolat valoarea energiei totale ramane constanta, in timp ce la progarea undelor in mediu, energia totala a portiunii mediului in care se propaga unda variaza odata cu transferul energiei dintr-o portiune a mediului in alta. Intensitatea undelor acustice. Intensitatea acustica reprezinta fluxul de energie acustica care strabate unitatea de suprafata perpendiculara pe directia de propagare a undelor. Din cauza frecarilor interne si a schimbului de caldura o parte din energia undei acustice se consuma. Cantitatea totala de enrgie purtata de unda depinde de distanta de sursa, cu cat distanta de sursa este mai mare cu atat energia este mai mica. Intrucat energia este proportionala cu patratul amplitudinii, cu cat energia este mai mica, cu atat amplitudinea undei este mai mica.Comportarea undelor acustice in mediu si la suprafata de separare intre medii

Propagarea undelor acustice este influentata de:

Relatia dintre densitatea mediului si presiunea undei. Aceasta relatie este influentata de temperatura si determina viteza undei in mediu

Miscarea proprie a mediului. Daca mediul se misca unda este transportata mai departe

Vascozitatea mediului determina gradul de atenuare al undei. Pentru medii cum sunt aerul si apa atenuarea undei acustice este neglijabila

In timpul propagarii undele pot fi refractate, reflectate sau atenuate de mediu.

Reflexia la trecerea undei dintr-un mediu cu o anumita impedanta acustica in altul cu impedanta acustica diferita o parte din unda se reflecta. Unghiul de reflexie este egal cu unghiul de incidenta.

Refractia reprezinta schimbarea directiei de deplasare a undei la trecerea dintr-un mediu in altul. Se realizeaza dupa legea lui Snell (produsul indicelui de refractie si sinusul unghiului de incidenta al unei raze intr-un mediu este egal cu produsul indicelui de refractie si sinusului unghiului de refractie intr-un mediu succesiv. De asemenea raza de incidenta, raza refractata si normala in punctul de incidenta sunt coplanare.) Atenuarea cand unda acustica strabate un mediu intensitatea acesteia scade cu distanta. Atenuarea este rezultatul combinat al imprastierii si absorbtiei. Imprastierea reprezinta reflexia undei in alte directii decat cea originala. Absorbtia reprezinta conversia energiei acustice in alta forma de energie.Presiunea sonor p reprezinta modificarea de presiune determinata de o unda acustica. Se masoara in pascali (Pa) sau N/m2. Undele de soc extracorporealeUndele de soc sunt unde acustice. Ele au fost initial utilizate in medicina in urma cu aproximativ 20 de ani in litiaza renala revolutionand tratamentul acesteia. In cursul tratamentului pentru dezintegrarea calculilor ureterali jos situati s-a observat ca au efecte si asupra osului. Studiile in vivo derulate ulterior au demonstrat ca acest tip de unde au efect de stimulare a osteoblastelor. La doze intre 10-20% din cele folosite in tratamentul litiazei renale aceasta forma de terapie este din 1994 utilizata si in tratamentul a numeroase afectiuni musculo-scheletale, in special in tendinite si entezopatii dar si in pseudartroze si necroze avasculare ale capului femural. Ulterior a aparut si unda de soc radiala (rESWT) care difera in parte de unda de soc clasica (ESWT). De asemeni terapia cu unde de soc este utilizata si in angina pectorala care nu raspunde la medicatie si care nu are indicatie chirurgicala (aparatul este in acest caz cuplat cu un EKG). In prezent se afla in derulare un studiu in Austria privitor la efectul benefic adjuvant al undelor de soc in interventiile chirurgicale de tip by-pass aorto-coronarian.

Tipuri de aparate

Exista mai multe moduri de generare a undei de soc.

1. electrohidraulic

2. piezoelectric

3. electromagnetic

4. pneumatic

Toate sistemele cunoscute care genereaza unde de soc sunt prevazute cu unitati care permit energiei sa fie focusata intr-o arie precis delimitata. Pentru ESWT focusarea se realizeaza la nivelul tesutului tinta, in timp ce pentru rESWT focusarea se realizeza la varful aplicatoruluiundele distribuindu-se radial in tesut..

Dispozitivele alectrohidraulice, electromagnetice si piezoelectric produc un puls care depaseste bariera sunetului si creeaza o unda de soc. Cel de-al patrulea genereaza mai degraba o unda de presiune care difera de unda de soc propriu-zisa.

Sistemele electrohidraulice aplica tensiune inalta intre doi electrozi situati in apa, apa se evapora si genereaza astfel unda de presiune care este focusata cu ajutorul unui reflector elipsoid.

Dispozitivele electromagnetice utilizeaza o bobina careia i se aplica curent electric, generand astfel un camp magnetic care ulterior genereaza unda de soc iar pentru focusare utilizeaza un reflector parabolic.

Dispozitivele piezoelectrice utilizeaza un puls electric care se aplica unui element ceramic piezoelectric pentru generarea undei de soc iar focusarea se realizeaza prin intermediul a mii de cristale mici plasate in capul aplicator.

Dispozitivul pneumatic genereaza unda de soc prin intermediul unui proiectil care loveste in interior capul aplicator.

Unda de soc extracorporeala este o unda de energie inalta caracterizata de o presiune pozitiva de pana la 100 Mpa atinsa rapid (