Công nghệ siêu âm ngày càng phát triển và đa dạng hóa ứng dụng nhờ khả năng tùy chỉnh tần số sóng để đáp ứng nhu cầu khác nhau. Trong đó, sóng siêu âm đa tầng (multi‑frequency ultrasound) được xem là một xu hướng mạnh mẽ vì khả năng kết hợp ưu điểm của nhiều dải tần. Vina Good Tech sẽ giải thích sóng siêu âm đa tầng là gì, cơ chế tác động, các yếu tố ảnh hưởng và các ứng dụng phổ biến qua nội dung dưới đây.
Sóng siêu âm đa tầng là gì?
Khái niệm “đa tầng” trong sóng siêu âm ám chỉ việc sử dụng nhiều tần số sóng siêu âm khác nhau để khai thác hiệu ứng cơ học, nhiệt và sinh học tốt hơn. Ví dụ trong vật lý trị liệu, siêu âm đa tần thường sử dụng tần số khoảng 1MHz và 3MHz để tác động khác nhau đến mô mềm.
Sử dụng đa tần giúp kiểm soát áp lực sóng lên tế bào hoặc mô, tăng tính thấm màng tế bào, cải thiện chuyển hóa và khả năng tái tạo mô. Đồng thời, các dải tần khác nhau cũng ảnh hưởng tới cả hiệu ứng cavitation (nếu trong chất lỏng) hoặc độ sâu xuyên âm nếu dùng trong y tế.
>> Xem thêm:
Cơ chế tác động của sóng siêu âm đa tầng
Sóng siêu âm đa tầng tạo ra tác động vật lý và sinh học nhờ các cơ chế đồng thời sau đây:
Tác dụng cơ học (cơ học dao động)
Khi sóng siêu âm ở tần số thấp (ví dụ ~1 MHz) lan truyền trong mô, nó tạo ra chu kỳ nén – giãn mạnh. Điều này gây ra sự thay đổi áp lực lên tế bào, có thể làm biến dạng tế bào, tăng tính thấm màng tế bào, hoặc kích thích tái tạo mô. Sự thay đổi áp lực này làm giãn cơ, kích thích tái tạo mô và tăng chuyển hóa.
Tác dụng nhiệt
Sóng siêu âm liên tục hoặc xung có thể làm tăng nhiệt độ mô. Trong chế độ đa tầng, việc lựa chọn tần số cao hoặc thấp kết hợp với điều kiện xung/liên tục giúp điều chỉnh mức nhiệt sinh ra. Ví dụ tần số 1MHz thường xuyên được sử dụng để làm ấm mô sâu (~5‑8 cm), trong khi 3 MHz phù hợp hơn cho mô nông (~2‑3 cm). Sự gia nhiệt này hỗ trợ tuần hoàn, tăng dinh dưỡng mô và thúc đẩy quá trình hồi phục.
Tác dụng sinh học
Ngoài cơ học và nhiệt, siêu âm đa tầng còn có tác dụng sinh học quan trọng: nó tăng tính thấm màng tế bào và làm tăng sự trao đổi chất trong tế bào. Sóng siêu âm đa tần có thể tác động lên thụ thể thần kinh, giúp giãn cơ và kích thích quá trình tái tạo mô.
Yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của sóng siêu âm đa tầng
Để đạt hiệu quả tốt nhất khi sử dụng sóng siêu âm đa tầng, cần cân nhắc nhiều biến số:
- Tần số sử dụng: Việc chọn đúng các tần số (ví dụ 1 MHz + 3 MHz) cho phép tận dụng cả tác dụng sâu (tần số thấp) và tác dụng nông/chi tiết (tần số cao).
- Công suất và cường độ sóng: Công suất cao hơn sẽ tạo ra dao động mạnh hơn nhưng cần kiểm soát để tránh gây tổn thương mô.
- Chế độ hoạt động: Có thể sử dụng sóng siêu âm liên tục hoặc xung (pulsed) để điều khiển tác dụng nhiệt và cơ học.
- Thời gian chiếu sóng: Thời gian tiếp xúc càng lâu thì ảnh hưởng càng rõ nhưng cũng cần cân nhắc để tránh quá nhiệt mô.
- Môi trường truyền sóng: Trong ứng dụng y tế, mô cơ thể có tính đàn hồi và hấp thu sóng; trong ứng dụng chất lỏng (nếu dùng trong bể siêu âm) thì cavitation cũng phụ thuộc vào mật độ chất lỏng, nhiệt độ và hóa chất.
>> Xem thêm:
Ứng dụng phổ biến của sóng siêu âm đa tầng
Sóng siêu âm đa tầng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực vì khả năng tùy chỉnh tần số để tối ưu hóa hiệu quả, điển hình như:
- Vật lý trị liệu: Trong điều trị cơ – khớp, sóng siêu âm đa tầng giúp giãn cơ, giảm đau và kích thích tái tạo mô.
- Ứng dụng vệ sinh/làm sạch siêu âm: Trong công nghiệp làm sạch, việc thay đổi tần số siêu âm giúp thích nghi với nhiều loại vật liệu và độ bám bẩn khác nhau.
- Siêu âm hình ảnh và xử lý sóng đa tần: Trong chẩn đoán y khoa, các hệ thống siêu âm đa tần (multi-frequency) giúp cải thiện chất lượng hình ảnh, tập trung hoặc sâu sắc hơn tùy mục tiêu mô cần quan sát.
- Công nghệ siêu âm cao tần (Megasonic): Khi tần số siêu âm rất cao (ví dụ > 500 kHz hoặc lên đến MHz), hiệu ứng cavitation yếu hơn nhưng sóng rất tinh vi, thích hợp cho việc làm sạch các bề mặt rất nhạy cảm (như linh kiện bán dẫn).
Sóng siêu âm đa tầng (multi‑frequency ultrasound) là công nghệ tiên tiến, cho phép kết hợp nhiều tần số sóng để tối ưu hóa hiệu ứng vật lý và sinh học. Với khả năng điều chỉnh tần số, công suất và chế độ hoạt động, nó mang lại giải pháp linh hoạt cho cả y tế (vật lý trị liệu) và công nghiệp (làm sạch, chiết xuất). Hãy liên hệ với Vina Good Tech để thiết kế hệ thống thông minh, khai thác hết tiềm năng của công nghệ hiện đại này, đáp ứng tốt nhu cầu của bạn.
