CC BY
6AKUSTiK, iSTiLiK V9 QRAViTASiYA SAH9L9RENiN BiOLOJi
OBYEKTL9R9 T9SiRl
R.M.R9HiMOV, S.i.M9MM9DOVA §.M.MEHDiYEVA, G.S.C9F9ROVA
Azarbaycan dövlat neft уэ sanaye universiteti, Azarbaycan texniki universiteti
Xülasa: Atmosfer tdzyiqi a§agi olduqda bu zaman qazlarin geniglanmasi ba§ verir. Bioloji obyektldrdd yüksaklik xdstdliyi olan zaman insanlarda dekohibirasiya yaranir. Insan orqanizminda an qorxulu hal atraf mühitin tdzyiqinin birddn bird a§agi dü§masidir. Buna partlayici dekompresiya deyilir.Ilk növbada ag ciyarlarda, e§itma orqanlarinda, mada-bagirsaq sistemlarinda va burunun tutulmasi ila özünü biruza verir. Akustik sahalarin bioloji obyektlara tasiri deformasiya ila xarakteriza olunur. Deformasiya naticasinda müayyan orqanlarin formasi va ölgülari dayi§mi§ olur. Elastiki deformasiya elastik qüvvanin yaranmasina sabab olur ki, o da xarici tasirlari balansla§dirmaqla orqanizmin vahid sathina mexaniki garginlik §aklinda tasir göstarir. Bioloji toxuma bir sira kimyavi komponentdan ibaratdir ki, bunlara misal olaraq sümük toxumalarini, onu ta§kil edan madda olan hidrosillapatidi götürmak olar. Digar orqanlar isa orqanik materiallardan, yani asasan kollogenlardan (lif§akilli zülallar) ibaratdir. Burada bioloji toxumalarda Yunq modulunun qiymati sümüklar ügün 10 geqapaskala barabardir va onun möhkamliyi 100 meqapaskala barabardir.
Agar sözlsr: Akustik saha, bioloji obyekt, bioloji toxuma, kompressiya effekti, akustik dalga, deformasiya mexanizmi, Parnik effekti
Akustik sahalarin bioloji obyektlara tasiri: akustik sahalar bioloji obyektlarda güclü sahalardan biri olub, fiziki cisma mexaniki tasirla xarakteriza olunan bir sahadir. Ümumiyyatla bütün orqanizmlar hava, su, istilik va torpaqla baglidir. Akustik sahalarin bioloji obyektlara tasiri deformasiya ila xarakteriza olunur. Deformasiya naticasinda müayyan orqanlarin formasi va ö^ülari dayi§mi§ olur. Elastiki deformasiya elastik qüvvanin yaranmasina sabab olur ki, o da xarici tasirlari balansla§dirmaqla orqanizmin vahid sathina mexaniki garginlik §aklinda tasir göstarir. Ümumi halda mexaniki garginlik qeyri xatti xarakterli olur. Bu deformasiya bioloji obyektlarda Huk qanunu ila özünü göstarir.
g =Ее
burada E-yunq modulu, е-nisbi deformasiyadir.
Bioloji obyektlar da sürü§kan deformasiya növüdür ki, o da daimi yükün tasirindan asilidir. Burada sürü§kan deformasiya mexanizmi biopolimerlarda makromolekullarin xarici tasirla düzülü§ünün yaranmasidir. Deformasiyanin qiymati canli obyektlarda bioloji toxumalarin növündan asili olaraq mexaniki tasirlar 2 cür olurlar:
1.Bioloji yerdayi§ma prosesi. Buraya azalalarin yigilmasi, qafaslarin bölünmasi va biokütlanin artimi daxildir. Göstarilan bu proses enerji taminatinin biokimyavi mexanizmi adlanir.
2.Passiv mexaniki tasir. Burada bioloji toxumalar akustik sahanin tasiri ila deformasiyaya ugrayirlar. Buna göra da bioloji toxumalara aid olan qanunlar asasan passiv mexanizma baglidir. Bioloji toxuma bir sira kimyavi komponentdan ibaratdir ki, bunlara misal olaraq sümük toxumalarini, onu ta§kil edan madda olan hidrosillapatid götürmak olar. Digar orqanlar isa orqanik materiallardan, yani asasan kollogenlardan (lif§akilli zülallar) ibaratdir. Burada bioloji toxumalarda yunq modulunun qiymati sümüklar ü9ün 10 geqapaskala barabardir va onun möhkamliyi 100 meqapaskala barabardir.
Darinin tarkibinda kollogenlarin miqdari 75% ta§kil edir. 9sas toxumalarda isa kollogenlarin miqdari 21%-dir. Bioloji toxumalarin tibbda passiv mexaniki xassasi a§agidaki xüsusiyyatlarla xarakteriza olunur.
I.Tabii toxumalari sünisi ila avaz etmak (protezla§dirma);
II.Travmatologiyada va ortapediyada sümüklarin avaz edilmasi.
insan orqanizmina a§agi va yuxari atmosfer tazyiqinin tasirina baxsaq, görarik ki, insan orqanizmina yüksak tazyiqin tasiri konpresyon va parnik effekti ila xarakteriza olunur.
Parnik effekti naticasinda oksigenin va digar qazlarin toksiki tasiri ila qanda dayi§ikliyin yaranmasidir ki, o da xarici tazyiqdan asilidir. Tazyiqin 4-8 atmosfer artmasi ila insanda narkotik reaksiya yaranir. Kompressiya effekti dedikda isa insan orqanizminda mexaniki tazyiq mütanasib hacmi sixilma zamani havanin miqdari dayi§mi§ olur (hava qabul edan sistemlarda). Bu da daxili orqanizmda tazyiq qradienti yaradir va naticada nafasalma funksiyasi, e§itma funksiyasi va qan dövrani pozulmu§ olur. Atmosfer tazyiqi a§agi olduqda bu zaman qazlarin geni§lanmasi ba§ verir. Bioloji obyektlarda yüksaklik xastaliyi olan zaman insanlarda dekohibirasiya yaranir. insan orqanizminda an qorxulu hal atraf mühitin tazyiqinin birdan bira a§agi dü§masidir. Buna partlayici dekompresiya deyilir. ilk növbada ag ciyarlarda, e§itma orqanlarinda madabagirsaq sistemlarinda va burunun tutulmasi ila özünü biruza verir.Burada 2 hal- barozadalanma va baroterapiya mövcuddur.
Birincisi tazyiqin a§agi dü§masi ila zadalanmasi, digari isa müalicanin yerina yetirilmasi halidir. Göstarilan hadisalar statik va kvazistatik akustik saha adlanir. Bu dinamik deformasiya ila ma§gul olan saha akustika adlanir. Akustikanin 2 bölmasi vardir:
1.Fiziki akustika-mühitda dalgalarin yayilmasi ila eyni zamanda bioloji mühitdada dalgalarin yayilmasini öyranir
2.Fizioloji akustika- saslari qabul etmakla onlarin yaranmasini insan va heyvanlar üzarinda öyranan bir sahadir.
Akustik dalga dedikda mexaniki deformasiyanin maddalarda paylanmasi ba§a dü§ülür va bu dalgalar 2 cür olur: enina va uzununa dalgalar. Dalganin asas parametri onun süratidir. Mayelarda enina dalgalarin sürati a§agidaki kimi tapilir.
c=(k/p)1/2 , k=k(E^) , c=(o/p)
p - mühitin sixligidir, E va д isa uygun olaraq Yunq modulu va Puasson amsalidir. g isa sürü§ma moduludur.
Dalgalarin bir mühitdan digarina nüfuz etmasi aksolma, sinma va düzke9ma ila xarakteriza olunur. Mühitlar arasi sarhadlar maxsusi akustik impedans dalga müqavimati yaradir. ögar dü§an dalganin intensivliyi I1, düzke9an dalganin intensivliyi I2 olarsa, onda akustik dalgalarin nüfuzetma amsali ß=I1/I2 olur. Reley göstarmi§dir ki, nüfuzetma amsalinin akustik impedansla göstarmak olar.
R _plcl/p2c2
ß = (£1£1+1)
p2C2 J
pc-dalga müqavimati, akustik impedansdir.
Havada olan akustik dalgalarin nüfuz amsali 400kq/m2san, yum§aq toxumalarda 1440 kq/m2 san olur.
Bu göstarilan hadisalar tibbda akustik dalgalarin ultrasas diapazonuna uygun olaraq tatbiq edilir. Akustik dalgalarin orta sürati bioloji toxumalarda 1530 m/san -dir. Enina dalgalar ü9ün 1100 megahers diapazonunda dalga uzunlugu 1,5-0,015 mm ta§kil edir.
9gar dalga raqslarinin tezliyi na qadar böyük olarsa onda atraf mühita enerjinin ayrilmasi da yüksak olur va bu da onunla izah olunur ki, ultrasas dalgalari bioloji mühitda energetik va mühit tasirina malik olur. Bundan ba§qa titrayi§lar biologiyada va tibbda mexaniki raqsi harakat yaratmaqla xarici akustik sahanin orqanizma va onun toxumalarina tasiri ila xarakteriza olunur va bu titrayi§lar geni§ tezlik spektrina va amplitudaya malik olurlar.
Vibrasiya hassasligi dedikda orqanizmin dinamiki akustik sahaya maruz qalmasi ba§a dü§ülür. Vibrasiya naticasinda insanlarda vibrasiya (titrayi§) xastaliyi ola bilar ki, buda damarlarda sixilma effekti yaradir va atraf orqanlarinda funksiyasini pozur.Müalica maqsadiyla a§agi tezlikli va amplitudali mexaniki raqslardan istifada olunur.Vibrasiya hassasligi dedikda orqanizm tarafindan dinamiki akustik sahanin tasirinin qabul edilmasi ba§a dü§ülür.Vibrasiya hassasligi darinin darin qatlarinda mexaniki reseptorlarin yaranmasini ta§kil edan hassasliq ba§a dü§ülür. Vibrasiyanin tasirindan insan orqanizminda spazmatik hadisalar ba§ vera bilar va atraf dayaq sisteminin harakati pozula bilar. Buna baxmayaraq vibrasiyanin tasiri ila a§agi tezlikli mexaniki raqslarla insana tasir göstarilir ki, bu da müalica effekti yaratmi§ olur.
Akustik saha yayilaraq digar sahalara enerji verir. 9gar tam bir mühitda sada harmonik harakat olarsa o qon§ü sahaya da otrülür va belaca davam edir. Belalikla, hayacanlanma dayi§kan süratla yayilmaga ba§layir. Naticada yayilma qa9an dalga xarakterli olur. Masafadan asili olaraq mühitin dalga müqavimati dayi§mi§ olur. Bu prosesi aks etdiran qrafik a§agidaki §akilda gostarilmi^dir.
Ом
io ooo i I I i i i i i ГТ-
3000
1000 377
300 100
30
10
0,05 0,2 0,4 0,6 0,8 1 2 n = rllnk
§akil l.Dalga müqavimatinin yayilma masafasindan asililigi
Sas dalgalarinin maye mühitinda yayilmasi daha uzaq masafani ahata edir. Bela ki 500-2000 Hs tezlik diapozununda orta intensivlikli sas dalgasi 15-20 km masafaya qadar yayilir. Ultrasas diapozununda isa bu masafa 3-5 km olur. Sas dalgalarinin maye mühitinda yayilmasi daha uzaq masafani ahata edir. Bela ki, 500-2000 Hs tezlik diapozununda orta intensivlikli sas dalgasi 15-20 km masafaya qadar yayilir. Ultrasas diapozununda isa bu masafa 3-5 km olur.
Kvadrat §akilli pyezoelektrik 9eviricinin yaydigi akustik dalgalarin akustik ox boyunca yayilmasini aks etdiran qrafik a§agida gostarilmi^dir.
§akil 2. Kvadrat $akilli pyezoelektrik ^evricinin yaydigi akustik dalgalarin akustik ox boyunca yayilmasini aks etdiran qrafik
§akilda 1-ayrisi fiksa olunmu§ dalganin ba§langic fazasinin sifir qiymatina uygun galir. 2-ayrisi pyezoelementin 75 mm fokus masafasinda §üalandirdigi dalgani, 3- ayrisi pyezoelementin 100 mm fokus masafasinda §üalandirdigi dalgani, 4- ayrisi isa pyezoelementin 150 mm fokus masafasinda §üalandirdigi dalgani aks etdirir.
Bundan alava akustik dalgalarin x oxu boyunca faza qafasina perpendikulyar olmaq §artila pyezoelementin 84 mm fokus masafasinda §ualandirdigi dalgani aks etdiran qrafik a§agida gostarilmi^dir
.v -
§akil 3.Akustik dalgalarin x oxu boyunca faza qafasina perpendikulyar olmaq partita
pyezoelementin 84 mm fokus masafasinda ^iialandirdigi dalgani aks etdiran qrafik
Natica: insan orqanizmina a§agi va yuxari atmosfer tazyiqinin tasirina baxsaq. insan orqanizmina yuksak tazyiqin tasiri konpresyon va parnik effektila xarakteriza olunur.
Parnik effekti naticasinda oksigenin va digar qazlarin toksiki tasiri ila qanda dayi§ikliyin yaranmasidir ki, o da xarici tazyiqdan asilidir. Tazyiqin 4-8 atmosfer artmasi ila insanda narkotik reaksiya yaranir. insan orqanizmina a§agi va yuxari atmosfer tazyiqinin tasiriyla konpresyon effekti yaranir (hava qabul edan sistemlarda). Bu da daxili orqanizmda tazyiq qradienti yaradir va naticada nafasalma funksiyasi, e§itma funksiyasi va qan dovrani pozulmu§ olur. Dalgalarin bir muhitdan digarina nufuz etmasi aksolma, sinma va duzke9ma ila xarakteriza olunur. Muhitlararasi sarhadlar maxsusi akustik impedans dalga muqavimati yaradir. 9gar du§an dalganin intensivliyi I1, duzke9an dalganin intensivliyi I2 olarsa, onda akustik dalgalarin nufuzetma amsali P=I1/I2 olur. Bu gostarilan hadisalar tibbda akustik dalgalarin ultrasas diapazonuna uygun olaraq tatbiq edilir. Akustik dalgalarin orta surati bioloji toxumalarda 1530 m/san -dir. Enina dalgalar u9un 1-100 megahers diapazonunda dalga uzunlugu 1,5-0,015 mm ta§kil edir.
9D9BIYYAT
1.Rahimov R.M., 3liyev Т.Э. Biofizika va fiziki sahalarla bioobyektlarin qar§iliqli tasiri. Baki, NPM, "Tahsil", 2019, 223 sah.
2.В.П. Олейник. Основы взаимодействия физических полей с биологическими объектами. Учеб. пособ. Харков «ХАИ» 2006, 162 стр.
3.Тиманюк В.А., Животова Е.Н. Биофизика: Учебник. - 2-е изд. - K .:ИД «Профессионал» 2004. 342c.
4.В.П. Олейник., С.Н.Кулиш. Аппаратные методы исследований в биологии и медицине: Учеб. пособие. - Х.:Нац аэрокосм. Ун-т «Харьк. Авиац. ин-т», 2004. 245c.
5..Xiue Gao, Jia Tang Human Bioelectrical impedance Measuring Method Based onPrinciple of Multi-frequency and Multi-segment. 2011 International Conference on Advances in Engineering, Procedia Engineering 24 (2011) 459 - 4631877
