【正文】 體時(shí)，由于巨大的超聲波聲壓作用，可以在液體中出現(xiàn)“空化現(xiàn)象”。超聲波之所以能夠產(chǎn)生這樣強(qiáng)的聲壓，可以達(dá)到好幾個(gè)大氣壓，其根本原因仍然是由于超聲波的頻率很高，所以振動(dòng)時(shí)，使高密度分子間的伸拉很快以致使其間形成瞬時(shí)的真空與壓縮高密度區(qū)，產(chǎn)生巨大的壓力差。但是，超聲波的聲壓，一般是很大的?！境暡ǖ穆晧禾匦浴克^“聲壓”指的是由于聲波的振動(dòng)而使聲場(chǎng)中的物體受到附加壓力的強(qiáng)度，單位為公斤/平方厘米，一般可聽(tīng)聲的聲壓非常微小，~。由于超聲波的頻率很高，它使所進(jìn)入的物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)速度，也隨之變的很高。物質(zhì)分子振動(dòng)的頻率，決定了該物質(zhì)分子振動(dòng)的速度，頻率越高，速度越大。超聲波的許多應(yīng)用，也都是利用它的這一特點(diǎn)進(jìn)行工作的。根據(jù)有關(guān)聲學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，頻率為100萬(wàn)赫茲的超聲波的能量，要比同幅度的頻率為1000赫茲的可聽(tīng)聲能量大100萬(wàn)倍。假設(shè)我們想用普通說(shuō)話的能量來(lái)燒開(kāi)一壺水，那么，必須動(dòng)員700多萬(wàn)人，連續(xù)大聲喊叫12個(gè)小時(shí)才行。【超聲波的巨大能量】超聲波之所以在工業(yè)、國(guó)防和醫(yī)療等方面發(fā)揮著獨(dú)特而又巨大的作用，還有一個(gè)原因是由于超聲波比一般可聽(tīng)聲有著強(qiáng)大的功率。在超聲波治療的臨床應(yīng)用中，對(duì)于超聲波的吸收特性，必須予以足夠的重視。對(duì)于超聲波來(lái)講，由于它的頻率很高，所發(fā)，它在空氣中傳播時(shí)，被吸特別厲害。所以，聲波在空氣中傳播的最短，在水中則可傳播的遠(yuǎn)一些，而在金屬中則能傳播得很遠(yuǎn)。對(duì)于一個(gè)頻率固定的聲波，在氣體中傳播時(shí)，它被吸收的最厲害。上述樂(lè)隊(duì)中音調(diào)低沉的大鼓聲音傳得很遠(yuǎn)，正是由于它的頻率很低的緣故。因其頻率很高，空氣對(duì)它的吸收作用很強(qiáng)，所以傳不遠(yuǎn)。頻率越高的聲波，空氣對(duì)它的吸收越強(qiáng)，所以它傳播的距離較短。當(dāng)你最后走到樂(lè)隊(duì)周圍時(shí)，你才聽(tīng)到了那音調(diào)很高的清脆的鈴聲。在一個(gè)廣場(chǎng)上，一個(gè)民族弦樂(lè)正在為廣大群眾作街頭演出，許多人聞?dòng)嵡叭ビ^看和欣賞那動(dòng)聽(tīng)的音樂(lè)。例如:超聲波切割、超聲波鉆孔、超聲波打磨等。超聲波的聚集現(xiàn)象和光線的聚集現(xiàn)象是一樣的。如果我們手邊在一個(gè)放大鏡，在強(qiáng)烈的陽(yáng)光下，太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)放大鏡的聚集到一點(diǎn)，就會(huì)將這一點(diǎn)上的紙或者香煙等物點(diǎn)燃。見(jiàn)圖1一7。例如，我們?cè)谝粋€(gè)黑暗的環(huán)境里將一束光線投身到一個(gè)盛滿水的透明玻璃燒杯里，我們將十分清楚地看到光線在水面上產(chǎn)生的透射、反射與折射現(xiàn)象?！境暡ǖ耐干?、反射、折射與聚集】由于超聲波的頻率較高，所以超聲波在定向傳播時(shí)，在兩種不同媒質(zhì)的分界面上，會(huì)出現(xiàn)類似于光線一樣的透射、反射和折射現(xiàn)象。由于超聲波具有很強(qiáng)的束射性，在超聲波治療時(shí)，要注意使用聲頭輻面垂直，對(duì)準(zhǔn)治療部位。圖15所示的這張未聚焦的單片換能器的全景超聲波束照片，是我們超聲波治療機(jī)所發(fā)出的超聲波聲束的生動(dòng)、形象的顯示，是值得我們深入研究和理解的。圖13圖16的一組照片，就是從這個(gè)相屏上拍攝而成的。圖中的He——Ne激光器的波長(zhǎng)為6328A（埃），O為一組組合透鏡，它將光束鏡發(fā)出的擴(kuò)散光束變?yōu)槠叫泄馐?。就是這個(gè)研究成果的一組照片，它對(duì)我們深入而又形象地理解超聲波的束射性，超聲波的聚焦性，都有很大的幫助。若壓晶體圓片的直徑為D,超聲波在該介中的波長(zhǎng)為λ，則近區(qū)的長(zhǎng)度為：D2－λ2D2N= ————≈——（D》λ）4λ4λ由上式看出，壓電晶體片直徑愈大或頻率越高，即波長(zhǎng)λ愈短，則近場(chǎng)區(qū)的長(zhǎng)度愈長(zhǎng)，此超聲波場(chǎng)的束射性就愈好。當(dāng)超聲波發(fā)生體壓電晶體的直徑尺寸遠(yuǎn)大于超聲波波長(zhǎng)時(shí)，則晶體所產(chǎn)生的超聲波就類似于光的特性，如圖1一1一1所示?！境暡ǖ氖湫浴咳硕筛惺艿穆曇羰菬o(wú)指向性的球面波，即以聲源為中心呈球面向四周擴(kuò)散周圍均能聽(tīng)到聲音。同時(shí)有很強(qiáng)的被吸收性與衰減性，帶有很強(qiáng)的能量。超聲波的基本特性頻率在2kHz以上的聲波稱之為超聲波，由于頻率f升高，波長(zhǎng)λ變短使得超聲波比普通聲波具有特殊性，即近似于光的某些特征。超 聲 療 法大于20kHz、正常人不能感知的機(jī)械振動(dòng)波為超聲。國(guó)外近期文獻(xiàn)介紹心臟超聲進(jìn)展、新用途有：①超聲瓣膜成形術(shù)；②超聲血管成形和血栓溶解術(shù)；③超聲起搏和除顫；④超聲控釋藥物以及心臟旁路和聲學(xué)過(guò)濾等。近年來(lái)，超聲治療在某些方面取得了突破性進(jìn)展，其中除現(xiàn)已廣泛實(shí)踐中日益發(fā)揮重要作用，目前已成功地用于抑制癌瘤生長(zhǎng)和外科、婦科的各種手術(shù)治療；眼科治療青光眼已形成一套成熟技術(shù)和取得一系列成功經(jīng)驗(yàn)，使聚焦超聲均可起到有效破壞作用，被認(rèn)為是繼手術(shù)、化療、放療之后的第四種治癌方法。今秋即將召開(kāi)第四屆超聲治療學(xué)術(shù)會(huì)議，預(yù)期將會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)超聲治療在國(guó)內(nèi)更廣泛深入地開(kāi)展。40年來(lái)，已積累了一定數(shù)量的自己的第一手資料和比較豐富的具有中國(guó)特色的臨床經(jīng)驗(yàn)。隨后陸續(xù)召開(kāi)的幾次國(guó)際超聲醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議上，交流的論文達(dá)到一定的深度與廣度，初步奠定了超聲治療基礎(chǔ)，推動(dòng)了超聲治療學(xué)的發(fā)展。第一篇：概述超聲波概述超聲進(jìn)入醫(yī)學(xué)臨床的半個(gè)多世紀(jì)中，初始在治療研究中緩慢起步，隨后在診斷探索中迅猛發(fā)展。40年代以前，歐洲許多科學(xué)家埋首于實(shí)驗(yàn)室，一些論著的主題多局限于實(shí)驗(yàn)研究，直至1949年第一屆國(guó)際超聲醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議上，才有接觸實(shí)踐的臨床治療經(jīng)驗(yàn)交流。國(guó)內(nèi)在這一領(lǐng)域起步較晚，直至50年代初期，始有少數(shù)醫(yī)院開(kāi)展超聲治療，公開(kāi)報(bào)道的文獻(xiàn)初見(jiàn)于1957年。90年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)相繼召開(kāi)了三次全國(guó)超聲治療學(xué)術(shù)會(huì)議，論文內(nèi)容較為廣泛，學(xué)術(shù)水準(zhǔn)逐屆提高。目前應(yīng)用于臨床治療的除一般超聲療法外，已較為廣泛開(kāi)展的尚有超聲藥物透入療法、超聲霧化吸入療法、超聲穴位療法（聲針療法），以及與其他理療協(xié)同應(yīng)用的超聲電療法等等。超聲不僅能改善心肌收縮、消除心律率亂，且能減少缺氧征象，從而使恢復(fù)過(guò)程的障礙得以排解。上述若干重要新進(jìn)展在有關(guān)章節(jié)中將逐項(xiàng)予以扼要敘述。應(yīng)用從低至數(shù)10kHz至高達(dá)數(shù)MHz的超聲，通過(guò)各種方式作用于人體以治療疾病的方法，統(tǒng)稱為超聲療法。如束射性，由一種媒質(zhì)進(jìn)人另一種媒質(zhì)發(fā)生折射、反射等。本節(jié)簡(jiǎn)要介紹超聲波的幾個(gè)主要特征。由于超聲波頻率很高，所以方向性就相對(duì)要強(qiáng)，方向性即柬射性。緊靠晶體輻射板的一段叫近場(chǎng)區(qū)，接近于圓柱狀；離晶本輻射較遠(yuǎn)的部分，超聲波以一定的角度擴(kuò)散，叫遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)。聲學(xué)工作者用光衍射法，對(duì)醫(yī)用超聲波換能器的聲場(chǎng)顯示做了深入、生動(dòng)的研究。圖12是這種是這種光衍射法的實(shí)驗(yàn)光路圖。最后在相屏上得到的是一個(gè)超聲波聲束的倒立的實(shí)相。整個(gè)實(shí)驗(yàn)均在暗室中進(jìn)行。理解了超聲波的束射性，對(duì)超聲波治療有重要的意義。以由于超聲波聲頭輻射出的超聲波場(chǎng)中心處最強(qiáng)，愈向外側(cè)愈弱，所以，在超聲波治療操作時(shí)，一般都要以一定的速度，在治療部位做小圓周或其它形式的移動(dòng)，以使治療部位得到的超聲波劑量基本均勻，從而保證治療效果的良好。光線的透射、反射與折射現(xiàn)象是常見(jiàn)的。我們采用圖1一2所示的光衍射法，也可以清楚地看到超聲波聲束的反射、透射與折射現(xiàn)象。光的聚集現(xiàn)象是常見(jiàn)的。許多人都親身做過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)。利用超聲波聚集裝置可以將超聲波束會(huì)聚到一點(diǎn)，從而將超聲波的聲強(qiáng)提高幾倍甚至幾千倍，利用這樣巨大的聲強(qiáng)可以做許多很有意義的工作。【超聲波的吸收與衰減】聲波在各種媒質(zhì)中傳播時(shí)，由于媒質(zhì)要吸收掉它的一部分能量，所以，隨著傳播路程的增加，聲波的強(qiáng)度會(huì)逐漸減弱。當(dāng)你從遠(yuǎn)處走近這個(gè)樂(lè)隊(duì)時(shí)，首先聽(tīng)到的是那音調(diào)低沉的鼓聲，隨著你慢慢走近樂(lè)隊(duì)，你就逐漸聽(tīng)到了鎖吶聲、笛聲、二胡聲等。這個(gè)例子，很生動(dòng)地說(shuō)明了各種不同頻率的聲波，在空氣中傳播時(shí)被吸收的程度是不同的。例如上述樂(lè)隊(duì)中音調(diào)很高的鈴聲。反之，對(duì)頻率越低的聲波，空氣對(duì)它的吸收較少，因此，它傳播的距離較長(zhǎng)。聲波在媒質(zhì)中傳播時(shí)，被吸收而衰減的另一個(gè)特點(diǎn)是對(duì)于同一個(gè)聲波，當(dāng)它在圍體、液體或氣體，以及各種不同物質(zhì)中傳播時(shí)，它被吸收的程度也是不同的。在液體中傳播時(shí)，它吸收的較少；而在固體中傳播時(shí)，則被吸收的最少。以上關(guān)于聲波吸收的兩個(gè)特性，無(wú)論對(duì)可聽(tīng)聲，或是對(duì)超聲波，都是適用的。據(jù)科學(xué)家們的實(shí)驗(yàn)，頻率為100億Hz的超聲波，在它離開(kāi)聲源的一剎那間，馬上會(huì)被空氣全部吸收掉。這一點(diǎn)，在下面的有關(guān)章節(jié)中，將要詳細(xì)談到。根據(jù)聲學(xué)工作者的實(shí)驗(yàn)測(cè)定，一般的講話聲音的能量是很小的。超聲波具有的能量，要比一般可聽(tīng)聲大的多。所以說(shuō)，擁有巨大的能量，是超聲波的一個(gè)重要特點(diǎn)。為什么超聲波擁有這么強(qiáng)大的功率呢？這是由于聲波到達(dá)某一物質(zhì)中時(shí)，由于聲波的振動(dòng)作用，使物質(zhì)中的分子隨便之一起振動(dòng)，兩者振動(dòng)的頻率是一致的。我們知道，一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體所具有的動(dòng)能E與其質(zhì)量M和運(yùn)動(dòng)速度有下列關(guān)系:E=Mv2即，運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能與其質(zhì)量成正比，與其速度的平方也成正比。根據(jù)上式可知，這樣高的運(yùn)動(dòng)速度，使該物質(zhì)分子具有很大的動(dòng)能，這就是超聲波擁有巨大能量的緣故。這公微小的聲壓，一般是不引起人們的注意的。例如，在水中通過(guò)一般強(qiáng)度的超聲波時(shí)，因超聲波而產(chǎn)生的附加壓力，可以達(dá)到好幾個(gè)大氣壓。當(dāng)它的振幅達(dá)到一定程度時(shí)，超聲波擁有的能量十分巨大。這種現(xiàn)象所產(chǎn)生的瞬時(shí)壓力，可以高達(dá)幾千個(gè)，甚至上萬(wàn)個(gè)大氣壓!這么巨大的瞬時(shí)壓力，使超聲波的應(yīng)用，在許多方面顯示出它獨(dú)特的巨大作用。超聲波的空化現(xiàn)象是怎樣產(chǎn)生的呢?讓我們通過(guò)觀察一個(gè)聲學(xué)實(shí)驗(yàn)，來(lái)了解空化現(xiàn)象產(chǎn)生的奧妙。在超聲波機(jī)末工作之前，該容器中的液體分子受到的只是大氣壓的壓力，液體的分子都很穩(wěn)定，沒(méi)有什么變化。我們知道，當(dāng)聲波通往某種物質(zhì)時(shí)，由于聲振動(dòng)現(xiàn)象，這種壓縮和稀疏相互交替的作用，使該物質(zhì)分子受到的壓力產(chǎn)生了變化。當(dāng)這個(gè)巨大的聲壓使水分子團(tuán)壓縮時(shí)，好象水