超声波在医学中的应用

谭智爱　孙利娟

【摘 要】目的：超声波做为机械波的一种，以其独特的特性在医学领域有着广泛的应用，本文介绍超声波在医学诊断及医学治疗中的一些应用。

【关键词】超声波；超声诊断仪；医学诊断

【中图分类号】R312 【文献标识码】B 【文章编号】1005-0019（2018）23--01

超声波是指频率大于2000赫兹的声波，它与声波的本质相同，只是不能引起人类的听觉，应用在医学中的超声波数量级一般为105～107赫兹。

超声波技术在医学领域的应用只有几十年的时间，但其独特的优越性，已广泛的应用在医学诊断、治疗及医学研究方面。

1 超声波的特点

方向性：超声波由于其频率高，具有波长短、衍射现象不明显的特点，沿直线传播时容易改变传播方向，可以进行汇聚和发散。

功率特性：超声波的频率高，而声强与频率的二次方成正比，振幅相同时超声波的强度远高于声波。这种较高的能量正是超声波应用于治疗及其他的方向基础。

穿透特性：在介质中传播时超声波的衰减较小，在固体和液体中可以传播很远的距离，贯穿能力很强，甚至可以穿透几十米的金属，因此超声波主要用于固体和液体的检测。

反射性：超声波在均匀介质中传播不容易发生反射，而在传播时遇到杂质或者穿过不同介质的界面时都会出现很强的反射现象，波长越短反射越明显。如超声波在人体内传播时，人体组织的病变界面会引起超声反射，超声诊断正是利用这一特性，将反射形式的回波分析处理得到超声影像。

2 超声波在医学诊断中的应用

超声诊断技术是继X射线诊断技术之后，发展最迅速，推广和普及应用最快的一门医学诊断技术。超声诊断的原理是利用超声探头发射的超声波探测人体内部情况。并且与X射线相比，超声波具有低损伤和高灵敏度两项优点。

超声诊断仪主要由四个部分组成：电源、处理及显示器、超声探头、高频信号发生器。超声波发生器（由探头和高频信号发生器组成）以断续形式向人体发射超声波，超声进入人体后在各组织界面上发生反射现象，反射回来的超声波信号由超声接收器（由处理及显示器及探头组成）接收并处理，转化成影像显示出来。

超声诊断仪有A超、B超、M超等多种类型，其基本原理类似，但工作方式各有不同。另外超声多普勒诊断仪也是医疗中一种重要的超声波仪器设备。

A型超声诊断仪：接收探測人体内部时的反射回波，并在荧光屏上显示出不同幅度和间距的波形。A超实际上是利用回波测距，获得的是一维信息，显示的也是一维图像即沿超声束行进方向上的人体信息。

B型超声诊断仪：利用辉度调制显示成像，其图像为人体内部组织或器官的二维纵向断面影像。与A超相比，B超有两点主要的不同：一是利用辉度调制，即将回波的强度转换为光点的强度并显示出来，不同组织因为物理特性不同而反射的回波强度不同，得以区分；二是图像为断层二维图像，扫描时，随着探头的移动，人体内信息不断的返回汇集，经过处理形成二维图像。这种成像方式相当于打人体内部的器官和组织逐层切开观察，故又称为超声断面成像技术。

M型超声诊断仪：与同属于辉度调制型的B超不同之处在于，M超的单探头固定在某一探测点并不移动。超声探头发射一束超声波并接收回波，人体内组织运动引起回波到达探头时间的延迟或提早，将这种变化按时间记录下来就形成了M超的图像。

超声多普勒诊断仪：临床上所称的“彩超”，利用的是彩色多多普勒血流显像，能实时显示任意解剖面上的血液流动状态及解剖结构。超声多普勒诊断仪在形成黑白的普通B超图像的同时，提取扫描线上个点的多普勒频移数据，并处理成血液流动信息，经过技术处理、伪色彩编码后叠加在普通B超图像上，形成伪色彩影像。

3 超声波在临床治疗上的应用

热作用：超声波作用于介质时，会引发介质中的分子剧烈振动，使超声波的机械能转换成介质的内能，导致介质温度升高，这种现象称为超声波的热效应。并且超声波做为纵波，当超声波穿过不同组织的界面时会转变成横波，从而使热效应加剧，出现选择性加热的现象，所以超声波具有准确控制加热部位和可作用于组织内部的特点。高能聚焦超声治疗机正是利用以上特点，通过体外发生大功率超声波，在人体内肿瘤部位聚焦加热杀死肿瘤细胞。

机械作用：在生物介质中传播时超声波会引起质点振动，质点的快速移动产生很大压强，在高压力的作用下出现细胞膜的渗透压、细胞内的亚显微机构等变化。

空化作用：高频率超声波作用于液体时，会导致液体分子随超声波频率发生疏密变化，局部产生高温、高压、放电的现象，可以促进化学反应、杀灭细菌等。

声流作用：超声波通过溶液时，会使溶液中的一些悬浮粒子发生转动和平动。如溶液中的细胞处于不均匀声场中，在力的作用下，可能改变细胞结构。

超声波热作用、机械作用、空化作用和声流作用的共同作用，使人体局部组织细胞受到细微的按压，治疗处组织温度升高，细胞亚显微结构发生改变、功能受到刺激，化学反应增快，新陈代谢增强；人体内酸碱度发生变化，蛋白分子的性质和各种生物酶的功能受到影响，活性物质含量改变等，而达到治疗效果。

目前超声波广泛出现在外科、妇产科、康复科、医疗美容等科室，应用在结石、节育、减肥、康复、保健等治疗环节中，超声波雾化、超声波碎石、超声波药物渗透、高能聚焦超声治疗、穴位超声治疗等超声波应用技术的出现和发展为医学临床治疗提供便利。

参考文献

朱世忠，刘东华.医用物理[M].人民卫生出版社.2014年8月第6版.

郭建.超声波在医学临床中的应用[J].临床合理用药.2009年1月第2卷第1期.