第六章 超声波疗法讲义[2]

第六章超声波疗法

第一节超声波治疗原理

一、超声波的定义

声源的机械振动能引起周围弹性介质的振动，振动沿着介质由近及远地传播，形成机械波——声波。超声波是一种声波，是超出人的听觉界限的声波。人能听到的声音频率为16~20000Hz，频率高于20000Hz的声波叫超声波。

二、超声波的发生

声波的产生可以通过机械振动，如吹哨时簧片的振动发出哨声。对于频率较高的超声波，可以通过强烈的气体或液体激起固体振动产生，但通常就用电声转换系统产生。

某些晶体如石英、钛酸钡、锆酸-钛酸铅等，在一定的外力作用下，晶体发生压缩或伸长变形，在物质表面出现电荷，这种由力转化为电的形象叫作压电效应。相反，如果上述这些晶体处于交变的电场中，它们的形态就会随着电场的变化频率而发生压缩或伸长的变形，形成了有规律的晶体的机械振动。这种由电产生变形的现象叫作逆压电效应。

交变电场中，晶体的机械振动引起周围介质的质点在其平衡位置附近有规律的往返运动，这种振动在人质中逐渐由近及远地陆续发生，向外传播，在介质中形成一连串疏密相间的波动，形成超声波。

超声波的发生主要是通过逆压电效应，外加的交变电场的变化频率决定了超声波的频率。为了达到最好的晶体振动效果，需将晶体切割成合适的尺寸，以使电场的变化频率与晶体固有的振动频率达到共振。超声波频

率的单位为赫兹（Hz）。频率是影响超声波治疗的一个重要因素，它对超声波的传播形式、穿透能力、吸收作用理化性能等都有重要的影响。

理治疗常用的超声波频率范围是800~1000kHz。

三、超声波的物理特性

（一）传播方式

超声波的传播必须依赖介质，是通过介质质点的运动传递波动。超声波不能在真空中传播。超声波在介质中传播主要以纵波形式，即波的传播的方向与振动的方向平行。

超声波的频率越高，波长越短，发散角越小。高频超声在同一弹性人质中可近乎直线传播。

超声波在介质中的传播速度是单位时间内超声波传播的距离，单位用米/秒（m/s）表示。超声波在介质中的传播速度与超声的频率无关，与介质的弹性、密度、温度和压力等因素有关。

在不同的介质中超声波的速度有很大的差异，一般说，固体中超声速度最快，液体次之，气体最慢。在人体组织中，骨骼中超声波传播速度最快（表6-1）。

超声波的传播速度与介质的温度有关，温度增高时超声波的传播速度加快。密度与声速的乘积叫作声阻。声阻是反应声波传播的重要参数（表6-2）。

当介质均匀时，声阻恒定，超声波的传播方向不变。

（二）声压与声强

声强是单位时间内通过单位面积的声能。声强是超声波治疗的剂量单

位，用瓦/平方厘米（W/cm2）表示。通常的超声治疗剂量在3W/cm2以下。

（三）声场（自学）

（四）穿透与吸收

超声波在介质中传播的过程中，增加了介质的分子振动与碰撞，并产生热量，使得声能转换为热能，声能逐渐衰减。

穿透是指超声波在介质中的，吸收是指超声波能量的衰减。穿透与吸收是超声波传播过程中的同一事物的两个方面，吸收能量越多，表明穿透能力越差，反之，吸收能量越少，表明穿透距离越大。介质吸收超声波能量的能力不仅与介质的密度、黏滞性、导热性、声速等特性相关，还与超声波的频率密切相关。

超声波的频率越高，介质对超声波的吸收能力越强，超声波在介质中的穿透能力越差，穿透的距离越小。对于固定频率的超声波，超声波在气体中吸收最多，固体中吸收最少，液体中吸收则介于固体与气体之间。

（五）反射与折射

超声波在介质中传播时，如果介质发生变化，则在不同介质的分界上发生声波的反射与折射，即一部分超声波被界面反射回到原来的介质中，称作反射，剩余部分超声波穿透界面进入另一种介质，但传播方向发生改变，称作折射（图6-7）。

（六）干涉与驻波（光疗已讲）

四、超声波的生物物理特性

1、超声波的机械作用

2、超声波的热作用

3、超声波的空化作用。

在超声波治疗中起重要作用。微流可以改变细胞膜的通透性，改变腹两侧的钾、钙等离子的分布，因而加速组织修复过程，改变神经的电活动，缓解疼痛。

五、超声波的治疗原理

超声波作用于人体组织产生机械作用、热作用和空化作用，导致人体局部组织血流加速，血液循环改善，血管壁蠕动增加，细胞膜通透性加强，离子重新分布，新陈代谢旺盛，组织中氢离子浓度减低，PH值增加，酶活性增强，组织再生修复能力加强，肌肉放松，肌张力下降，疼痛减轻或缓解。

超声波治疗中局部组织的变化可以通过神经体液途径影响身体某一节段或全身，起到治疗作用。

六、超声波的治疗作用

1、神经系统

2、皮肤

3、肌肉与结缔组织

骨骼肌对超声波非常敏感，治疗剂量超声波可使肌肉松驰、肌张力降低，大剂量超声波可改变肌肉形态，引起肌肉损伤。超声波刺激结缔组织可使其伸展性改善，并能刺激结缔组织增生。

4、骨骼小剂量超声波治疗可以促进骨痂生成，大剂量超声波可延缓骨愈合。

5、消化系统

6、心脏血管

心脏是重要器官，对超声波比较敏感，大剂量超声波造成心包膜下出血、心肌点状出血、心律失常，以致心跳停止。因此在心前区应用超声波应格外小心。合适剂量的超声波可以增强心肌收缩力，使痉挛的冠状动脉扩张，建立侧枝循环，促进心肌细胞修复，使心肌梗死和冠心病的患者症状缓解。超声波对血管的作用是使血管扩张，血流速度加快，血管壁通透性增加，血压下降。

7、血液

8、生殖系统

适量的超声波可使精子数目增加，精子活动性增强，受孕率提高。大剂量超声波可使精子萎缩。适量的超声波可促进卵巢滤泡形成，大剂量超声波使卵泡变性。超声波可使胚胎畸形、流产。

9、眼

第二节超声波治疗技术和方法

一、超声波治疗的设备

1、超声波治疗机临床上使用的超声波治疗机多采用逆压电效应的原理发射超声波。治疗机由主机和声头部分组成。主机包括电源电路、高频振荡电路、调制器和定时器

2、辅助设备

（1）水槽

（2）水袋