超声波医学

【摘要】超声波在现代生活中的应用越来越广泛，不论是生活、科研甚至军事活动中，超声波技术都起到了不可或缺的作用。在做完超声波专题的实验之后， 我还了解到超声波在医疗方面也有突出贡献。

【关键词】超声波；医学；应用

【中图分类号】R445.1【文献标识码】A【文章编号】2095-6851（2014）08医学中的应用医学中各种先进的技术我们不不少见，其实超声波的技术在医学中应用也是相当之广泛的，超声波医学跟声纳有部分的类似性，超声波直接穿透我们的人体（超声波具有超强的穿透能力），当其进入我们人体的时候会发生一系列的变化，这个过程其实就像是一个传递的过程的道理是一个样的，当能量在介质中传递的时候会随着在介质中不断消耗而产生一定的能量损耗。

1 超声波的特性

由于频率f升高，波长λ变短，超声波具有其特殊性，近似于光的某些特征，如束射性，由一种媒质进入另一种媒质发生折射、反射等；同时有很强的被吸收性与衰减性，带有很强的能量。以下简要介绍超声波的几个主要特性：

1.1 超声波的束射性

人耳可感受的声音是无指向性的球面波，即以声源为中心呈球面向四周扩散。而超声波频率很高，方向性（即束射性）较强。当超声波发生体――压电晶体的直径尺寸远大于超声波波长时，则晶体所产生的超声波就类似于光的特性。超声波的频率高、波长短，和光波一样可以集中向一个方向传播，并可用适当的方法使它会聚和发散，所以超声波射线可以与光线一样，进行折射、反射，同时也可以聚焦。而且，超声波的束射特性遵循几何光学上的定律。

1.2 超声波的透射、反射、折射与聚集

由于超声波频率较高，因此超声波在定向传播时，在两种不同媒质的分界面上，会出现类似于光线的透射、反射和折射现象。超声波的聚集现象和光线的聚集现象是一样的。利用超声波聚集装置可以将超声波束会聚到一点，从而将超声波的声强提高几倍甚至几千倍，利用这样巨大的声强可以做许多很有意义的工作，例如超声波切割、超声波钻孔、超声波打磨等。

1.3 超声波的吸收与衰减

当超声波在各种媒介物质中传播之时，由于媒质要吸收掉它的一部分能量，随着传播距离的增加，其强度也会渐渐的减弱。而对于同一物质来说，超声波的频率越高，其吸收也就越强。

1.4 超声波的巨大能量

超声波具有着更加强大的功率。超声波可以使得物质分子获得十分巨大的能量。根据声学工作者的实验测定，频率为100万Hz的超声波的能量，要比同幅度的频率为1000Hz的声波的能量大100万倍。

1.5 超声波的声压特性

所谓“声压”指的是由于声波的振动而使声场中的物体受到的附加压力的强度。超声波的频率很高，所以进入介质时，高密度分子间的伸拉很快，致使其间形成瞬时的真空与压缩高密度区，产生巨大的压力差。当振幅达到一定程度时，超声波拥有的能量十分巨大。

超声和可闻声本质上是一致的，它们的共同点都是一种机械振动模式，通常以纵波的方式在弹性介质内会传播，是一种能量的传播形式，其不同点是超声波频率高，波长短，在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性，目前腹部超声成象所用的频率范围在 2～5兆Hz之间，常用为3～3.5兆Hz（每秒振动1次为1Hz，1兆Hz=10^6Hz，即每秒振动100万次，可闻波的频率在16-20，000HZ 之间）。

2超声波在传播过程中一般要发生反射、折射以及多普勒效应等现象

超声波在介质中传播时，发生声能衰减。因此超声通过一些实质性器官，会发生形态及强度各异的反射。声束通过肿瘤组织，声能的吸收和衰减现象也比较明显。由于人体组织器官的生理、病理及解剖情况的不同，对超声波的反射、折射和吸收衰减也各不相同。超声诊断就是根据这些反射信号的多少、强弱、分布规律来判断各种疾病。超声在医药学的各个领域，诸如基础医学、临床医学的诊断和治疗、制药业、微生物学、卫生学及外科、口腔科等，都有应用，并取得飞速发展，从而产生了超声医学这一分支学科。

超声诊断与超声成像：1942年超声技术应用于医学领域以来，超声检查已逐渐成为诊断学领域里非侵人性检查的主要方法之一。最初用于医学目的的一维超声，功用就像一把尺子，仅限于测量器官的大小，例如眼球直径、大脑直径等，对医生判断病情并没有实质性的帮助。近几年来，医学超声成像系统向更高层次发展，其目标主要是：利用更多的声学参作为载体，以获取体-126. 2004年10月下半月版中国西部科杖内更多的生理、病理信息；提高图像质理，使图形清晰；显示更为细微的组织结构。从工程技术角度看，医学超声成像在彩色血流测量技术、数字化波束形成技术、谐波成像技术、三维超声等方面的发展特别引人注目。

3超声治疗

超声波是机械波，它的生物学作用有三种：

（1）机械作用：超声波在传播过程中，介质质点交替压缩与伸张，形成了压力变化，这就是机械作用。它对增强组织渗透、提高代谢、促进血液循环、刺激神经系统及细胞的功能，均有重要意义。

（2）温热作用：超声波的产热过程，实际上是机械能在介质中转变成热能的能量转换过程。超声波的热作用，可引起血管功能和代谢过程的变化，以及由于发生的一系列复杂的神经反射，在人体组织产生各种效应。

（3）化学作用：超声波的生物化学作用是不容忽视的，如影响酶的活性，加速细胞新陈代谢，刺激人体细胞合成等。

以上超声波的机械作用、温热作用和化学作用的结果，使局部组织细胞受到微细按摩，使局部组织分层处温度升高，细胞功能受到刺激，血循环增进，组织软化，化学反应加速，新陈代谢增加，蛋白分子和各种酶的功能受到影响，pH值变化，生物活性物质含量改变等，并通过神经、体液途径而产生治疗作用。

4结束语：

综上所述，超声在医学上的应用还有很多，如超声药物透人疗法、超声雾化吸人疗法、超声外科、超声美容及超声减肥、超声碎石等。随着科研人员的不断深入的研究，超声波在医疗方面还会有所发展。

参考文献

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[2]方舸，吴强，巫琦，等. 超声波在医学中的应用[J]. 医疗装备，2012 ，07：13-15