تعریف امواج اولتراسوند (فراصوت):
امواج فراصوت به شكلی از انرژی از امواج مكانیكی گفته می‌شود كه فركانس آنها بالاتر از حد شنوایی انسان باشد. گوش انسان قادر است امواج بین 20 هرتز تا 20000 هرتز را بشنود. هر موج (شنوایی یا فراصوت) یك آشفتگی مكانیكی در یك محیط گاز ، مایع و یا جامد است كه به بیرون از چشمه صوتی و با سرعتی یكنواخت و معین حركت می‌كند. در حركت یا گسیل موج مكانیكی ، ماده منتقل نمی‌شود. اگر ارتعاش ذرات در جهت عمود بر انتشار صوت باشد، موج عرضی است كه بیشتر در جامدات رخ می‌دهد و در صورتی كه ارتعاش در راستای انتشار امواج باشد، موج طولی است. انتشار در بافتهای بدن به صورت امواج طولی است. از این رو در پزشكی با اینگونه امواج سر و كار داریم.
روشهای تولید امواج فراصوت:
الف) روش پیزو الكتریسیته
تاثیر متقابل فشار مكانیكی و نیروی الكتریكی را در یك محیط اثر پیزو الكتریسیته می‌گویند. بطور مثال بلورهایی وجود دارند كه در اثر فشار مكانیكی ، نیروی الكتریكی تولید می‌كنند و برعكس ایجاد اختلاف پتانسیل در دو سوی همین بلور و در همین راستا باعث فشردگی و انبساط آنها می‌شود كه ادامه دادن به این فشردگی و انبساط باعث نوسان و تولید امواج می‌شود. مواد (بلورهای) دارای این ویژگی را مواد پیزو الكتریك می‌گویند. اثر پیزو الكتریسیته فقط در بلورهایی كه دارای تقارن مركزی نیستند، وجود دارد. بلور كوارتز از این دسته مواد است و اولین ماده‌ای بود كه برای ایجاد امواج فراصوت از آن استفاده می‌شد كه اكنون هم استفاده می‌شود.
اگر چه مواد متبلور طبیعی كه دارای خاصیت پیزو الكتریسیته باشند، فراوان هستند. ولی در كاربرد امواج فراصوت در پزشكی از كریستالهایی استفاده می‌شود كه سرامیكی بوده و بطور مصنوعی تهیه می‌شوند. از نمونه این نوع كریستالها ، مخلوطی از زیركونیت و تیتانیت سرب (Lead zirconat & Lead titanat) است كه به شدت دارای خاصیت پیزوالكتریسیته می‌باشند. به این مواد كه واسطه‌ای برای تبدیل انرژی الكتریكی به انرژی مكانیكی و بالعكس هستند، مبدل یا تراسدیوسر (transuscer) می‌گویند. یك ترانسدیوسر اولتراسونیك بكار می‌رود كه علامت الكتریكی را به انرژی فراصوت تبدیل كند كه به داخل بافت بدن نفوذ و انرژی فراصوت انعكاس یافته را به علامت الكتریكی تبدیل كند.
ب) روش مگنتو استریكسیون
این خاصیت در مواد فرومغناطیس (مواد دارای دو قطبی‌های مغناطیسی كوچك بطور خود به خود با دو قطبی‌های مجاور خود همخط شوند) تحت تاثیر میدان مغناطیسی بوجود می‌آید. مواد مزبور در این میدانها تغییر طول می‌دهند و بسته به فركانس (شمارش زنشهای كامل موج در یك ثانیه) جریان متناوب به نوسان در می‌آیند و می‌توانند امواج فراصوت تولید كنند. این مواد در پزشكی كاربرد ندارند و شدت امواج تولید شده به این روش كم است و بیشتر كاربرد آزمایشگاهی دارد.
کاربرد تشخیصی (سونوگرافی):
بیماریهای زنان و زایمان (Gynocology) مانند بررسی قلب جنین ، اندازه گیری قطر سر (سن جنین) ، بررسی جایگاه اتصال جفت و محل ناف ، تومورهای پستان.
بیماریهای مغز و اعصاب (Neurology) مانند بررسی تومور مغزی ، خونریزی مغزی به صورت اکوگرام مغزی یا اکوانسفالوگرافی.
بیماریهای چشم (ophthalmalogy) مانند تشخیص اجسام خارجی در درون چشم ، تومور عصبی ، خونریزی شبکیه ، اندازه گیری قطر چشم ، فاصله عدسی از شبکیه.
بیماریهای کبدی (Hepatic) مانند بررسی کیست و آبسه کبدی.
بیماریهای قلبی (cardology) مانند بررسی اکوکار دیوگرافی.
دندانپزشکی مانند اندازه‌گیری ضخامت بافت نرم در حفره‌های دهانی.
*این امواج به علت اینکه مانند تشعشعات یونیزان عمل نمی‌کنند. بنابراین برای زنان و کودکان بی‌خطر می‌باشند.
کاربرد درمانی (سونوتراپی) :
کاربرد گرمایی
با جذب امواج فراصوت بوسیله بدن بخشی از انرژی آن به گرما تبدیل می‌شود. گرمای موضعی حاصل از جذب امواج فراصوت بهبودی را تسریع می‌کند. قابلیت کشسانی کلاژن (پروتئینی ارتجاعی) را افزایش می‌دهد. کشش در scars (اسکار=جوشگاههای زخم) افزایش می‌دهد و باعث بهبود آنها می‌شود. اگر اسکار به بافتهای زیرین خود چسبیده باشد، باعث آزاد شدن آنها می‌شود. گرمای حاصل از امواج فراصوت با گرمای حاصل از گرمایش متفاوت است.
میکروماساژ مکانیکی
به هنگام فشردگی و انبساط محیط ، امواج طولی فراصوتی روی بافت اثر می‌گذارند و باعث جابجایی آب میان بافتی و در نتیجه باعث کاهش ورم (تجمع آب میان بافتی در اثر ضربه به یک محل) می‌شوند.
درمان آسیب تازه و ورم :آسیب تازه معمولا با ورم همراه است. فراصوت در بسیاری از موارد برای از بین بردن مواد دفعی در اثر ضربه و کاهش خطر چسبندگی بافتها بهم بکار می‌رود.
درمان ورم کهنه یا مزمن :فراصوت چسبندگیهایی که میان ساختمانهای مجاور ممکن است ایجاد شود را می‌شکند.
خطرات اولتراسوند:
1)سوختگی:
اگر امواج پیوسته و در یک مکان بدون چرخش بکار روند، در بافت باعث سوختگی می‌شود و باید امواج حرکت داده شوند.
2)پارگی کروموزومی
استفاده دراز مدت از امواج اولتراسوند با شدت خیلی بالا پارگی در رشته دی ان ای (DNA) را نشان می‌دهد.
3)ایجاد حفره یا کاویتاسیون
یکی از عوامل کاهش انرژی امواج اولتراسوند هنگام گذشتن از بافتهای بدن ایجاد حفره یا کاویتاسیون می‌باشد. همه محلولها شامل مقدار قابل ملاحظه‌ای حبابهای گاز غیر قابل دیدن هستند و دامنه بزرگ نوسانهای امواج اولتراسوند در داخل محلولها می‌تواند بر روی بافتها تغییرات بیولوژیکی ایجاد کند (پارگی در دیواره سلولها و از هم گسستن مولکولهای بزرگ)
