一、概述
超聲波是指頻率在2000Hz以上,，不能引起正常人聽覺反應(yīng)的機械振動波,。將超聲波作用于人體以達到治療目的的方法稱為超聲波療法,。頻率500～2500千赫的超聲波有一定的治療作用?，F(xiàn)在理療中常用的頻率一般為800～1000千赫。
近年來超聲波療法的使用范圍日益廣泛,，已遠遠超過理療科原來的一般療法,，如超聲治癌、泌尿系碎石及口腔醫(yī)學的應(yīng)用等,，因此超聲波療法的概念應(yīng)有廣義的（包括各種特殊超聲療法）及狹義的（指理療科常用的無損傷劑量療法）兩種,。同時隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的進步，超聲波不僅用于治療,，還已廣泛用于診斷,、基礎(chǔ)及實驗醫(yī)學、因此已有“超聲醫(yī)學”之稱。
二,、超聲波的物理特性及超聲的發(fā)生
超聲波與聲波的本質(zhì)相同,，都是物體的機械振動在彈性介質(zhì)中傳播所形成的機械振動波。
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1.因聲波是物質(zhì)傳播能的一種形式,，所以其傳播必須依賴介質(zhì)，而在真空中則不能傳播,，此與光波,、電磁波不同,。
2.超聲波向周圍介質(zhì)傳播時,，產(chǎn)生一種疏密的波形。這種連續(xù)的壓縮層和稀疏層交替形成的彈性波和聲源振蕩的方向一致,，是一種彈性縱波）,。由于超聲波具有非常短的波長，可以聚集成狹小的發(fā)射線束而呈束狀直線播散,，故傳播具有一定的方向性,。
3.傳播速度 聲波的傳播速度與介質(zhì)的特性有關(guān)，而與聲波的頻率無關(guān),。聲波在空氣中的傳播速度為340米/秒,，在液體中為1500米/秒，在固體中為5000米/秒,，人類軟組織與在液體中相似,，平均約為1540米／秒，人類骨組織約為3380米/秒,。聲波的傳播速度都隨介質(zhì)溫度的上升而加快,，氣溫增高1℃，聲速增加0.6米/秒,。
4.超聲的吸收與穿透 超聲在介質(zhì)中傳播時,，強度隨其傳播距離而減弱，這說明超聲能量被吸收,，超聲的吸收與介質(zhì)的密度,、粘滯性、導熱性及超聲的頻率等有關(guān),。超聲在氣體中被吸收最大,，液體中被吸收較小，固體中吸收最小,，在空氣中的吸收系數(shù)比在水中約大一千倍,。且介質(zhì)的吸收系數(shù)又與超聲波頻率的平方成正比，因而高頻超聲在空氣中衰減異常劇烈，所以在治療中聲頭下雖是極小的空氣光泡,，也應(yīng)避免,。
在實際工作中常用半吸收層來表明一種介質(zhì)對超聲波的吸收能力。半吸收層是指超聲波在某種介質(zhì)中衰減至原來能量的一半時的厚度,。半吸收層厚度大,，表示吸收能力弱，不同組織對同一頻率的超聲波其半吸收層值不同,，如頻率300千赫的超聲波,，肌肉半吸收層值為3.6厘米，脂肪為6.8厘米,，肌肉加脂肪為4.9厘米,。同一組織對不同頻率的超聲波吸收也不同，超聲頻率愈高吸收愈多,，穿透愈淺,，如90千周的超聲能穿透軟組織10厘米，1兆周的超聲將穿透5厘米,，而4兆周的超聲只穿透1厘米深度,。因此，目前常用于理療的超聲波選用8000千周/秒,，穿透深度為5厘米左右,。
5.折射、反射與聚焦 超聲波由一種介質(zhì)傳播至另一種介質(zhì)時,，將在界面處一部分反射回第一種介質(zhì)（反射）,，其余透過界面進入第二種介質(zhì)，但會發(fā)生傳播方向的偏轉(zhuǎn)（折射）,。聲波在界面被反射的程度決定于兩種介質(zhì)的聲阻差,，聲阻差越大，反射程度也越大,，（介質(zhì)的密度和聲速的乘積叫介質(zhì)的聲阻）,。聲頭與空氣間反射近于100％，所以超聲治療時需用石臘油等作接觸劑,，以減少反射,。實驗證明，由聲頭進入組織的超聲能量只有35～40％,，而60～65％被反射,。由于空氣與組織間的反射，使大量超聲能喪失,，所以超聲波不能通過肺和充氣的胃腸,。
基于超聲傳播的反射,、折射原理，采用透鏡及弧面反射而將聲束聚焦于焦點上以產(chǎn)生強大的能量,，而治療某些疾病,，如用集束超聲波破壞腦部腫瘤等
幾種物質(zhì)的聲速、密度和聲阻
名稱： 空氣,、水,、鈦酸鋇、石蠟油,、鋁,、人體軟組織、肌肉,、脂肪,、骨骼
聲速米/秒： 340、1500,、5000,、1420,、6400,、1500、1400,、1580,、3380
密度克/厘米3： 0.00129、1.000,、5.4,、0.835、2.7,、1.06,、1.07、0.95,、1.80
聲阻克105/厘米2秒： 0.000439,、1.500、27.000,、1.186,、17.28、1.59,、1.498、1.501,、6.184
超聲集束的方法
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超聲波在介質(zhì)中傳播的空間范圍 即介質(zhì)受到超聲振動能作用的區(qū)域叫超聲聲場,。超聲因其頻率高，具有類似光線的束射特性,，在接近聲頭的一段為幾乎平行的射束,，稱之為近場區(qū)。其后射束開始擴散,，稱之為遠場區(qū),。由于超聲場的這種特性，為克服能量分布的不均,，在治療時聲頭應(yīng)在治療部位緩慢地移動,。
超聲聲場
描寫超聲聲場的主要物理量有聲壓和聲強。
1.聲壓 即聲能的壓力,，代表超聲波的強度,。超聲傳播時在稠密區(qū)產(chǎn)生正壓，在稀疏區(qū)產(chǎn)生負壓,。
超聲波由于其頻率甚高,，因而聲壓亦甚大。中等治療劑量的超聲波在組織中產(chǎn)生的附加聲壓約為±2.6個大氣壓,。
超聲治療時在人體組織中的聲壓
2. 聲強 為單位時間內(nèi)聲能的強度,，即在每秒內(nèi)垂直通過每平方厘米面積的聲能。常用測量單位是瓦特/厘米2（W/cm2）,。臨床常用治療劑量為0.1～2～2.5W/cm2,，而震耳欲聾的大炮聲聲強只相當于0.0.～0.0001W/cm2?？梢姵暡ㄔ诮橘|(zhì)中傳播時,，它的巨大能量會使介質(zhì)質(zhì)點產(chǎn)生很大的加速度，一般中等響度的聲波通過水時,，水分子獲得的加速度只有重力加速度（約為9.8m/s）的百分之幾,，如在頻率為800～1000KHz、聲強為0.5～2W/cm2的超聲波作用下,，水分為得到的加速度可以超過重力加速度5～10萬倍,。
（三）超聲波的發(fā)生
產(chǎn)生超聲波有各種方法,，目前主要用壓電式超聲發(fā)生器,，它是根據(jù)壓電效應(yīng)的原理制成的。具有壓電效應(yīng)性質(zhì)的晶體受到壓縮或伸拉時在其受力面上就會產(chǎn)生數(shù)量相等而符號相反的電荷,，這種物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng),。
若在晶體兩側(cè)加以一定頻率的高頻電壓，晶體薄片就能準確而迅速地隨著交變電場頻率而周期性地改變其厚度（壓縮與伸展）,。由此形成超聲振動,，向周圍介質(zhì)傳播,。
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