第七章超声波疗法 、概述 超声波是指频率在2000Hz以上，不能引起正常人听觉反应的机械振动波（图7.1）将超声波作用于人体以达到治疗目的的方法称超声波疗法。频率500～2500千赫的超声波有一定的治疗作用。现在理疗中常用的频率一般为800～1000千赫。 近年来超声波疗法的使用范围日益广泛，已远远超过理疗科原来的一般疗法，如超声治癌、泌尿系碎石及口腔医学的应用等，因此超声波疗法的概念应有广义的（包括各特殊超声疗法）及狭义的（指理疗科常用的无损伤剂量疗法）两种。同时随着现代科学技术的进步，超声波不仅用于治疗，还已广泛用于诊断、基础及实验医学、因此已有“超声医学”之称。 图7.1亚声、听得见的声音和超声 二、超声波的物理特性及超声的发生 超声波与声波的本质相同，都是物体的机械振动在弹性介质中传播所形成的机械振动波。 （一）超声波的传播 1.因声波是物质传播能的一种形式，所以其传播必须依赖介质，而在真空中则不能传播，此与光波、电磁波不同。 2.超声波向周围介质传播时，产生一种疏密的波形。种连续的压缩层和稀疏层交替形成的弹性波和声源振荡的方向一致，是一种弹性纵波（图7.2）。由于超声波具有非常短的波长，可以聚集成狭小的发射线束而呈束状直线播散，故传播具有一定的方向性（图7.3）。
图7.2 超声波示意图
图7.3 不同频率声波的传播形式
3.传播速度 声波的传播速度与介质的特性有关，而与声波的频率无关。声波在空气中的传播速度为340米/秒，在液体中为1500米/秒，在固体中为5000米/秒，人类软组织与在液体中相似，平均约为1540米／秒，人类骨组织约为3380米/秒。声波的传播速度都随介质温度的上升而加快，气温增高1℃，声速增加0.6米/秒。
4.超声的吸收与穿透 超声在介质中传播时，强度随其传播距离而减弱，这说明超声能量被吸收，超声的吸收与介质的密度、粘滞性、导热性及超声的频率等有关。超声在气体中被吸收最
，液体中被吸收较小，固体中吸收最小，在空气中的吸收系
比在水中约大一
千倍。且介质的吸收系数又与超声波频率的平方成正比，因而高频超声在空气中衰减异常剧烈，所以在治疗中声头下虽是极小的空气光泡，也应避免。
在实际工作中常用半吸收层来表明一种介质对超声波的吸收能力。半吸收层是指超声波在某种介质中衰减至原来能量的一半时的厚度。半吸收层厚度大，表示吸收能力弱，不同组织对同一频率的超声波其半吸收层值不同，如频率300千赫的超声波，肌肉半吸收层值为3.6厘米，脂肪为6.8厘米，肌肉加脂肪为4.9厘米。同一组织对不同频率的超声波吸收也不同，超声频率愈高吸收愈
，穿透愈浅，如90千周的超声能穿透软组织10厘米，1兆
常用于理疗的超
周的超声将穿透5厘米，而4兆周的超声只穿透1厘米深度。因此，目声波选用8000千周/秒，穿透深度为5厘米左右。
5.折射、反射与聚焦 超声波由一种介质传播至另一种介质时，将在界面处一部分反射回第一种介质（反射），其余透过界面进入第二种介质，但会发生传播方向的偏转（折射）。声波在界面被反射的程度决定于两种介质的声阻差，声阻差越大，反射程度也越大，（介质的密度和声速的乘积叫介质的声阻）。表7.1可见脂肪、肌肉之间反射很少，但在骨的表面则反射很多。声头与空气间反射近于100％，所以超声治疗时需用石腊油等作接触剂，以减少反射。实验证明，由声头进入组织的超声能量只有35～40％，而60～65％被反射。由于空气与组织间的反射，使大量超声能丧失，所以超声波不能通过肺和充气的胃肠。 基于超声传播的反射、折射原理，采用透镜及弧面反射而将声束聚焦于焦点上以产生强大的能量，而治疗某些疾病，如用集束超声波破坏脑部肿瘤等（图7.4）
表7.1 几种物质的声速、密度和声阻
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名称
声速米/秒
密度克/厘米
3
声阻克10/厘米秒
52
空 气
水 钛 酸 钡 石 蜡 油
1500 5000 1420
340
1.000 5.4 0.835
0.00129
1.500 27.000 1.186
0.000439
铝 人体软组织 肌 肉 脂 肪 骨 骼
6400 1500 1400 1580 3380
2.7 1.06 1.07 0.95 1.80
17.28 1.59 1.498 1.501 6.184
图7.4 超声集束的方法 （二）超声波的声场
超声波在介质中传播的空间范围 即介质受到超声振动能作用的区域叫超声声场。超声因其频率高，具有类似光线的束射特性，在接近声头的一段为几乎平行的射束，称之为近场区。其后射束开始扩散，称之为远场区（图7.5）。由于超声场的这种特性，为克服能量分布的不均，在治疗时声头应在治疗部位缓慢地移动。
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