不同的超声波剂量和类型作用于人体表面,产生不同的热能,局部组织吸收

不同的超声波剂量和类型作用于人体表面，产生不同的热能，局部组织吸收后产生的损害也不同, 本研究采用1.0～2.0 W/cm2的脉冲或连续超声波作用于新西兰白兔(NZW)头部，通过观察局部温度变化及组织损伤情况，探讨超声波的安全剂量及头皮组织的耐受性，为超声波治疗在脑血管疾病临床中的应用提供科学依据。

材料与方法
一、实验动物经过检疫的健康新西兰白兔30只，雄性16只，雌性14只,成龄，体重
1.50～1.95 kg，平均体重1.76 kg。

二、实验仪器上海822厂生产的CSL-1型超声波治疗机、电子温度测定仪、普通温度计。

三、实验分组将NZW随机分成 7组，每组动物的体重及性别大致相同,头部备皮去毛，涂接触剂，分别用1.25～2.00 W/cm2的脉冲及连续超声波,作用于头部,分组见表1。

表1 超声波治疗及分组情况
例数超声剂量(W/cm2) 方法
A 5 2.00 脉冲
B 5 2.00 连续
C 5 1.50 脉冲
D 5 1.50 连续
E 5 1.25 脉冲
F 5 1.25 连续
对照组 5
四、实验方法①测定室温;②超声波实验前、实验后5分钟、10分钟头皮温度测定及超声波探头温度测定;温度测定用电子温度计和普通温度计同时测定，取其平均值;③实验时间: 每日一次,每次10分钟;④观察项目:主要有动物一般表现、头皮外观变化、局部温度变化及脑组织表面病理改变;⑤温度测定的实验结果进行统计学t检验。

结果
一、一般表现观察主要指标有实验时即刻表现(动物反应、呼吸频率、进食情况、二便失禁)及动物死亡数。

在超声波作用前及作用后10天进行比较,详见表2。

表2 超声波作用10天后NZW的一般情况
超声剂量/方法反应精神呼吸频率进食二便失禁死亡数2.00 脉冲波烦燥差加快少偶有 2
连续波烦燥萎糜明显加快少有 3 1.50 脉冲波安静正常正常正常无0
连续波安静较差加快少无 1 1.25 脉冲波安静正常正常正常无0
连续波安静正常正常正常无0
对照组安静正常正常正常无0 注超声波剂量单位:W/cm2
二、头部局部表现超声波作用后2.0 W/cm2组头皮均有不同程度的烧伤及头皮破损，以连续超声波组最为明显; 局部在10天时形成结痂，有的合并感染。

1.5 W/cm2组头皮有损伤充血，
10天时基本好转或愈合。

1.25 W/cm2组局部充血基本无头皮损伤。

三、头皮温度测定详见表3、4。

四、脑组织病理大体观察在超声波作用于头部10或20天后，于10%的水合氯醛静脉麻醉下，开颅暴露脑组织，手术取出左半球脑组织,中性福尔马林固定，常规切脑，观察脑组织病理变化，2.0 W/cm2连续超声波组脑血管扩张，充血有出血灶，脑组织肿胀，切面可见出血坏死灶。

2.0 W/cm2脉冲超声波组脑膜血管扩张，脑组织轻度肿张，切面有出血灶。

1.5 w/cm2超声波组脑膜血管扩张，切面未见出血坏死灶。

1.25 W/cm2超声波组大体观未见异常(详细病理变化另文讨论)。

表3 超声波作用前后头皮温度变化(度)
超声剂量/方法实验前实验后5' 实验后10' P1 P2 2.00 脉冲波32.5±0.834.2±0.337.8±1.3* △
连续波32.4±0.643.6±1.552.9±0.9# # 1.50 脉冲波32.0±0.433.7±0.934.4±1.0* *
连续波32.1±0.334.5±1.335.6±1.3* * 1.25 脉冲波32.2±0.833.4±1.834.6±2.0* *
连续波32.6±0.834.4±1.734.9±2.0* *
注P1:超声波作用前与超声波作用后5分钟比较; p2: 超声波作用前与超声波作用后10分钟比较; *:表示P＞0.05; △:表示P＜0.05; #:表示P＜0.01。

表4 超声波作用前后探头温度变化(度)
超声剂量/方法实验前实验后5' 实验后10' P1P2 2.00 脉冲波26.4±0.041.8±0.645.3±0.4##
连续波26.5±0.059.1±1.663.7±2.0## 1.50 脉冲波26.1±0.040.0±0.641.7±0.5##
连续波26.2±0.041.2±1.342.6±0.6## 1.25 脉冲波26.0±0.028.8±0.529.1±0.8**
连续波26.1±0.034.1±1.240.9±1.0△#
注 P1:超声波作用前与超声波作用后5分钟比较; p2: 超声波作用前与超声波作用后10 分钟比较;*:表示P＞0.05; △:表示P＜0.05; #:表示P＜0.01。

讨论
超声波作用于组织表面，使一部分声能转变成热能，其大小与超声波的剂量及波型有关，超声波剂量越大，产热量则越多，组织吸收的亦越多〔2〕;连续波产生的热能大于脉冲波。

超声波产生的热能部分作用于体表及传入体内，部分散失在空气中，临床上超声波通过其热能及理化效应治疗疾病〔3〕;但产热过多可造成局部及深部组织的损害。

本实验结果提示，超声波产热除与其剂量及波型有关外，还与其作用的时间有关，2.0、1.5、1.25 W/cm2的连续超声波作用前与作用5分后钟的声头温度差分别为35℃、15℃、14℃; 实验前与实验10分钟后的温度差分别为47℃、16℃、14℃，其中以2.0 w/cm2组温度升高最明显，前后比较有显著性差异(P＜0.01);而且随时间的延长温度升高越明显。

1.5、1.25 W/cm2两组，实验5分钟与
10分钟相比，温度升高则不明显。

脉冲超声波产热低于连续超声波，其变化规律与连续超声波相同，详细如表4所示。

NZW的体温相对稳定，对外界温度有一定的耐受范围。

本实验结果表明，当超声波声头温度超过动物体温20℃以上时，动物则烦燥不安，呼吸加快，甚至出现二便失禁，长时间(一周以上)则出现精神萎糜，活动减少，食欲减退，甚至死亡;以2.0 w/cm2超声波组明显，连续超声波组表现重于脉冲超声波组; 1.25 W/cm2超声波组NZW则无上述表现。

2.0 w/cm2的连续超声波作用10分钟时皮肤温度上升为52.9±0.9℃，高出体温20.5℃造成皮肤烧伤,实验10～20天头皮形成严重烧伤，结痂，有的合并感染。

1.5 w/cm2超声波组10天时皮肤损伤较轻，烧伤不明显;1.25 W/cm2超声波组仅有皮肤充血,无损伤。

超声波可通过头皮、颅
骨，造成脑组织损伤，如使脑膜血管扩张，充血，脑组织出血坏死等，而1.25 w/cm2超声波组则无此损伤。

本实验结果表明，1.5～2.0 W/cm2及1.25 w/cm2的连续超声波由于剂量、方法原因对NZW的全身状况、局部头皮及脑组织均有不同程度的损伤和影响，动物不能耐受；而1.25 w/cm2的脉冲超声波产热较少，对头皮及脑组织损伤不明显相对较安全。

超声波还可以通过理化、束波在神经细胞形成气泡，聚集成腔隙引起脑组织损伤〔4〕,超声波的此空化作用只有很大的剂量和强度才可引起,一般情况下不会造成此结果。

因此临床上应用超声波时，应注意其波型,严格控制其剂量、作用时间，并注意其方法，采用移动法可防止其驻波形成〔5〕，作用时间以10分钟为限，以防止产热的累积效应。