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(jī)械振動(dòng)波,。將超聲波作用于人體以達(dá)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(xué)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(shí)隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,，超聲波不僅用于治療，還已廣泛用于診斷,、基礎(chǔ)及實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué),、因此已有“超聲醫(yī)學(xué)”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(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中傳播所形成的機(jī)械振動(dòng)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(shí),，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(zhǎng),，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(shí)，強(qiáng)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(dǎo)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(shí)際工作中常用半吸收層來表明一種介質(zhì)對(duì)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(shí)的厚度。半吸收層厚度大,，表示吸收能力弱,，不同組織對(duì)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(duì)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(shí)，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(jìn)入第二種介質(zhì),，但會(huì)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(shí)需用石臘油等作接觸劑，以減少反射,。實(shí)驗(yàn)證明,，由聲頭進(jìn)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(diǎn)上以產(chǎn)生強(qiáng)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(dòng)能作用的區(qū)域叫超聲聲場(chǎng)。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(chǎng)區(qū),。其后射束開始擴(kuò)散,，稱之為遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)。由于超聲場(chǎng)的這種特性,，為克服能量分布的不均,，在治療時(shí)聲頭應(yīng)在治療部位緩慢地移動(dòng)。
超聲聲場(chǎng)
描寫超聲聲場(chǎng)的主要物理量有聲壓和聲強(qiáng),。
1.聲壓 即聲能的壓力,，代表超聲波的強(qiáng)度。超聲傳播時(shí)在稠密區(qū)產(chǎn)生正壓,，在稀疏區(qū)產(chǎn)生負(fù)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(gè)大氣壓,。
超聲治療時(shí)在人體組織中的聲壓
2. 聲強(qiáng) 為單位時(shí)間內(nèi)聲能的強(qiáng)度，即在每秒內(nèi)垂直通過每平方厘米面積的聲能,。常用測(cè)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(qiáng)只相當(dāng)于0.0.～0.0001W/cm2,?？梢姵暡ㄔ诮橘|(zhì)中傳播時(shí)，它的巨大能量會(huì)使介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生很大的加速度,，一般中等響度的聲波通過水時(shí),，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(qiáng)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。
?。ㄈ┏暡ǖ陌l(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(shí)在其受力面上就會(huì)產(chǎn)生數(shù)量相等而符號(hào)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(zhǔn)確而迅速地隨著交變電場(chǎng)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(dòng)，向周圍介質(zhì)傳播,。
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