超聲波的發(fā)展歷程
超聲波是聲波大家族中的一員。
聲波是物體機械振動狀態(tài)(或能量)的傳播形式。所謂振動是指物質(zhì)的質(zhì)點在其平衡位置附近進行的往返運動。譬如,鼓面經(jīng)敲擊后,它就上下振動,這種振動狀態(tài)通過空氣媒質(zhì)向四面八方傳播,這便是聲波。
超聲波是指振動頻率大于20KHz以上的,人在自然環(huán)境下無法聽到和感受到的聲波。
超聲波治療的概念:
超聲治療學是超聲醫(yī)學的重要組成部分。超聲治療時將超聲波能量作用于人體病變部位,以達到治療疾患和促進機體康復的目的。
在全球,超聲波廣泛運用于診斷學、治療學、工程學、生物學等領(lǐng)域。賽福瑞家用超聲治療機屬于超聲波治療學的運用范疇。
(一)工程學方面的應(yīng)用:水下定位與通訊、地下資源勘查等
(二)生物學方面的應(yīng)用:剪切大分子、生物工程及處理種子等
(三)診斷學方面的應(yīng)用:A型、B型、M型、D型、雙功及彩超等
(四)治療學方面的應(yīng)用:理療、治癌、外科、體外碎石、牙科等
超聲波的特點:
1、超聲波在傳播時,方向性強,能量易于集中。
2、超聲波能在各種不同媒質(zhì)中傳播,且可傳播足夠遠的距離。
3、超聲與傳聲媒質(zhì)的相互作用適中,易于攜帶有關(guān)傳聲媒質(zhì)狀態(tài)的信息(診斷或?qū)髀暶劫|(zhì)產(chǎn)生效應(yīng)。(治療)
超聲波是一種波動形式,它可以作為探測與負載信息的載體或媒介(如B超等用作診斷);超聲波同時又是一種能量形式,當其強度超過一定值時,它就可以通過與傳播超聲波的媒質(zhì)的相互作用,去影響,改變以致破壞后者的狀態(tài),性質(zhì)及結(jié)構(gòu)(用作治療)。
超聲波的發(fā)展史:
一、國際方面:
自19世紀末到20世紀初,在物理學上發(fā)現(xiàn)了壓電效應(yīng)與反壓電效應(yīng)之后,人們解決了利用電子學技術(shù)產(chǎn)生超聲波的辦法,從此迅速揭開了發(fā)展與推廣超聲技術(shù)的歷史篇章。
1922年,德國出現(xiàn)了首例超聲波治療的發(fā)明專利。
1939年發(fā)表了有關(guān)超聲波治療取得臨床效果的文獻報道。
40年代末期超聲治療在歐美興起,直到1949年召開的第一次國際醫(yī)學超聲波學術(shù)會議上,才有了超聲治療方面的論文交流,為超聲治療學的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。1956年第二屆國際超聲醫(yī)學學術(shù)會議上已有許多論文發(fā)表,超聲治療進入了實用成熟階段。
二、國內(nèi)方面:
國內(nèi)在超聲治療領(lǐng)域起步稍晚,于20世紀50年代初才只有少數(shù)醫(yī)院開展超聲治療工作,從1950年首先在北京開始用800KHz頻率的超聲治療機治療多種疾病,至50年代開始逐步推廣,并有了國產(chǎn)儀器。公開的文獻報道始見于1957年。到了70年代有了各型國產(chǎn)超聲治療儀,超聲療法普及到全國各大型醫(yī)院。
40多年來,全國各大醫(yī)院已積累了相當數(shù)量的資料和比較豐富的臨床經(jīng)驗。特別是20世紀80年代初出現(xiàn)的超聲體外機械波碎石術(shù)和超聲外科,是結(jié)石癥治療史上的重大突破。如今已在國際范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。高強度聚焦超聲無創(chuàng)外科,已使超聲治療在當代醫(yī)療技術(shù)中占據(jù)重要位置。而在21世紀(HIFU)超聲聚焦外科已被譽為是21世紀治療腫瘤的最新技術(shù)。
超聲波治病機理:
1.機械效應(yīng):超聲在介質(zhì)中前進時所產(chǎn)生的效應(yīng)。(超聲在介質(zhì)中傳播是由反射而產(chǎn)生的機械效應(yīng))它可引起機體若干反應(yīng)。超聲振動可引起組織細胞內(nèi)物質(zhì)運動,由于超聲的細微按摩,使細胞漿流動、細胞震蕩、旋轉(zhuǎn)、摩擦、從而產(chǎn)生細胞按摩的作用,也稱為“內(nèi)按摩”這是超聲波治療所獨有的特性,可以改變細胞膜的通透性,刺激細胞半透膜的彌散過程,促進新陳代謝、加速血液和淋巴循環(huán)、改善細胞缺血缺氧狀態(tài),改善組織營養(yǎng)、改變蛋白合成率、提高再生機能等。使細胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,導致細胞的功能變化,使堅硬的結(jié)締組織延伸,松軟。
超聲波的機械作用可軟化組織,增強滲透,提高代謝,促進血液循環(huán),刺激神經(jīng)系統(tǒng)和細胞功能,因此具有超聲波獨特的治療意義。
2.溫熱效應(yīng):人體組織對超聲能量有比較大的吸收本領(lǐng),因此當超聲波在人體組織中傳播過程中,其能量不斷地被組織吸收而變成熱量,其結(jié)果是組織的自身溫度升高。
產(chǎn)熱過程既是機械能在介質(zhì)中轉(zhuǎn)變成熱能的能量轉(zhuǎn)換過程。即內(nèi)生熱。超聲溫熱效應(yīng)可增加血液循環(huán),加速代謝,改善局部組織營養(yǎng),增強酶活力。一般情況下,超聲波的熱作用以骨和結(jié)締組織為顯著,脂肪與血液為最少。
3.理化效應(yīng):超聲的機械效應(yīng)和溫熱效應(yīng)均可促發(fā)若干物理化學變化。實踐證明一些理化效應(yīng)往往是上述效應(yīng)的繼發(fā)效應(yīng)。TS-C型治療機通過理化效應(yīng)繼發(fā)出下列五大作用:
A.彌散作用:超聲波可以提高生物膜的通透性,超聲波作用后,細胞膜對鉀,鈣離子的通透性發(fā)生較強的改變。從而增強生物膜彌散過程,促進物質(zhì)交換,加速代謝,改善組織營養(yǎng)。
B.觸變作用:超聲作用下,可使凝膠轉(zhuǎn)化為溶膠狀態(tài)。對肌肉,肌腱的軟化作用,以及對一些與組織缺水有關(guān)的病理改變。如類風濕性關(guān)節(jié)炎病變和關(guān)節(jié)、肌腱、韌帶的退行性病變的治療。
C.空化作用:空化形成,或保持穩(wěn)定的單向振動,或繼發(fā)膨脹以致崩潰,細胞功能改變,細胞內(nèi)鈣水平增高。成纖維細胞受激活,蛋白合成增加,血管通透性增加,血管形成加速,膠原張力增加。
D.聚合作用與解聚作用:水分子聚合是將多個相同或相似的分子合成一個較大的分子過程。大分子解聚,是將大分子的化學物變成小分子的過程。可使關(guān)節(jié)內(nèi)增加水解酶和原酶活性增加。
E.消炎,修復細胞和分子:超聲作用下,可使組織PH值向堿性方面發(fā)展。緩解炎癥所伴有的局部酸中毒。超聲可影響血流量,產(chǎn)生致炎癥作用,抑制并起到抗炎作用。使白細胞移動,促進血管生成。膠原合成及成熟。促進或抑制損傷的修復和愈合過程。從而達到對受損細胞組織進行清理、激活、修復的過程。