超声波医学工程中如何应用

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摘要：超声波在现代生活中的应用越来越广泛，不论是生活、科研甚至军事活动中，超声波技术都起到了不可或缺的作用。在做完超声波专题的实验之后， 我还了解到超声波在医疗方面也有突出贡献。

关键词：超声波；医学；应用

【中图分类号】R7736.1【文献标识码】A【文章编号】1674-7526（2012）08-0371-01

医学中的应用医学中各种先进的技术我们不不少见，其实超声波的技术在医学中应用也是相当之广泛的，超声波医学跟声纳有部分的类似性，超声波直接穿透我们的人体（超声波具有超强的穿透能力），当其进入我们人体的时候会发生一系列的变化，这个过程其实就像是一个传递的过程的道理是一个样的，当能量在介质中传递的时候会随着在介质中不断消耗而产生一定的能量损耗。在我们人体中有不同的内部结构以及构造，在不断的衰减或者损耗中也是不同。因此在反射以及折射的过程之中也会有不小的差别。超声波折射的过程我们可以用专门的医学精密仪器进行检测，结果进一步的处理我们把所有的数据反映在显示屏上，根据数据的显示我们可以判断各种组织是否有异样。超声波是频率高于20000赫兹的声波，它方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距，测速，清洗，焊接，碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率，它的单位是赫兹。我们人类耳朵能听到的声波频率为20～20000赫兹。当声波的振动频率大于20000赫兹或小于20赫兹时，我们便听不见了。因此，我们把频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。通常用于医学诊断的超声波频率为1～5兆赫兹。

超声和可闻声本质上是一致的，它们的共同点都是一种机械振动模式，通常以纵波的方式在弹性介质内会传播，是一种能量的传播形式，其不同点是超声波频率高，波长短，在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性，目前腹部超声成象所用的频率范围在 2～5兆Hz之间，常用为3～3.5兆Hz（每秒振动1次为1Hz，1兆Hz=10^6Hz，即每秒振动100万次，可闻波的频率在16-20，000HZ 之间）。

超声波在传播过程中一般要发生反射、折射以及多普勒效应等现象。超声波在介质中传播时，发生声能衰减。因此超声通过一些实质性器官，会发生形态及强度各异的反射。声束通过肿瘤组织，声能的吸收和衰减现象也比较明显。由于人体组织器官的生理、病理及解剖情况的不同，对超声波的反射、折射和吸收衰减也各不相同。超声诊断就是根据这些反射信号的多少、强弱、分布规律来判断各种疾病。超声在医药学的各个领域，诸如基础医学、临床医学的诊断和治疗、制药业、微生物学、卫生学及外科、口腔科等，都有应用，并取得飞速发展，从而产生了超声医学这一分支学科。

超声诊断与超声成像：

1942年超声技术应用于医学领域以来，超声检查已逐渐成为诊断学领域里非侵人性检查的主要方法之一。最初用于医学目的的一维超声，功用就像一把尺子，仅限于测量器官的大小，例如眼球直径、大脑直径等，对医生判断病情并没有实质性的帮助。20世纪70年展起来的二维B型超声成像技术，则极大地扩大了超声波的临床应用范围，提高了医学诊断水平。尤其是在1950年被应用于妇产科之后，B超凭借自身独特的优势在这一领域里大放异彩，成为现代化妇产科医院中不可或缺的一项技术，为医生的诊断提供了许多帮助。近几年来，医学超声成像系统向更高层次发展，其目标主要是：利用更多的声学参作为载体，以获取体-126. 2004年10月下半月版中国西部科杖内更多的生理、病理信息；提高图像质理，使图形清晰；显示更为细微的组织结构。从工程技术角度看，医学超声成像在彩色血流测量技术、数字化波束形成技术、谐波成像技术、三维超声等方面的发展特别引人注目。

超声治疗：

超声波是机械波，它的生物学作用有三种：

（1）机械作用：超声波在传播过程中，介质质点交替压缩与伸张，形成了压力变化，这就是机械作用。它对增强组织渗透、提高代谢、促进血液循环、刺激神经系统及细胞的功能，均有重要意义。

（2）温热作用：超声波的产热过程，实际上是机械能在介质中转变成热能的能量转换过程。超声波的热作用，可引起血管功能和代谢过程的变化，以及由于发生的一系列复杂的神经反射，在人体组织产生各种效应。

（3）化学作用：超声波的生物化学作用是不容忽视的，如影响酶的活性，加速细胞新陈代谢，刺激人体细胞合成等。

以上超声波的机械作用、温热作用和化学作用的结果，使局部组织细胞受到微细按摩，使局部组织分层处温度升高，细胞功能受到刺激，血循环增进，组织软化，化学反应加速，新陈代谢增加，蛋白分子和各种酶的功能受到影响，pH值变化，生物活性物质含量改变等，并通过神经、体液途径而产生治疗作用。

【小结】超声在医学上的应用还有很多，如超声药物透人疗法、超声雾化吸人疗法、超声外科、超声美容及超声减肥、超声碎石等。随着科研人员的不断深入的研究，超声波在医疗方面还会有所发展。

参考文献

[1]冯若，汪荫棠.超声治疗学.

[2]吴恩慧.影像诊断学.

[3]张三慧.大学物理学第四册.

[4]倪光炯.改变世界的物理学.