超声波

超声波治疗将超声波作用于人体以达到治疗目的的方法称为超声波疗法。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（包括各种特殊超声疗法）及狭义的（指理疗科常用的无损伤剂量疗法）两种。1简介高于2000Hz的声波叫做超声波。将超声波作用于人体以达到治疗目的的方法称为超声波疗法。超声波是一种声波，超过人耳的听觉界限的声波。声源的机械振动能引起周围弹性介质的振动，振动沿着介质由近及远地传播，形成机械波—声波。频率500～2500千赫的超声波有一定的治疗作用。理疗中常用的频率一般为800～1000千赫。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（包括各种特殊超声疗法）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[1]。2物理特性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。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。这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）。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。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。声波的传播速度都随介质温度的上升而加快。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大，液体中被吸收较小，固体中吸收最小，在空气中的吸收系数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价层或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多，穿透愈浅，如90千周的超声能穿透软组织10厘米，1兆周的超声将穿透5厘米，而4兆周的超声只穿透1厘米深度。因此，常用于理疗的超声波选用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及入射角的角度。入射角越小，反射角就越小，超声能量反射越少，作用效率越高。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）。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。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。超声声场描写超声声场的主要物理量有声压和声强。1.声压：超声波在介质中传播时，介质质点在其平衡位置附近做往复运动，使介质内部发生有节律的疏密变化，这种疏密变化形成了压力变化，即声压。代表超声波的强度。声压与超声波的频率和振幅成正比，与声阻成反比。2.声强：为单位时间内声能的强度，即在每秒内垂直通过每平方厘米面积的声能。常用测量单位是瓦特/厘米2（W/cm2）。临床常用治疗剂量为3W/cm2以下。超声波的发生产生超声波有各种方法，主要用压电式超声发生器，它是根据压电效应的原理制成的。具有压电效应性质的晶体受到压缩或伸拉时在其受力面上就会产生数量相等而符号相反的电荷，这种物理现象称为压电效应[2]。3超声波的生物物理特征机械作用超声波在介质中传播时，介质质点在其平衡位置附近作往复运动，使介质内部发生有节律的疏密变化，这种疏密变化形成了压力变化，能对人体组织细胞产生微细按摩作用。微细按摩作用是超声波治疗疾病的最基本的机制。这种对细胞的微细按摩作用可以改变组织细胞的体积，减轻肿胀，改变膜的通透性，促进代谢物质的交换，改变细胞的功能，提高组织细胞的再生能力。所以治疗某些局部循环障碍性疾病，如营养不良性溃疡效果良好。有人观察在超声波的机械作用下，脊髓反射幅度降低，反射的传递受抑制，神经组织的生物电活性降低，因而超声波有明显镇痛作用。超声的机械作用还能使坚硬的结缔组织延长、变软，用于治疗疤痕、粘连及硬皮症等。可见，超声波的机械作用可软化组织、增强渗透、提高代谢、促进血液循环、刺激神经系统及细胞功能，因此有重要的治疗意义，在超声治疗机理上占重要地位。温热作用超声波作用于机体时可产生热，超声波在机体内热的形成，主要是组织吸收声能的结果。其产热有以下特点：1.由于人体各组织对声能的吸收量各有差异，因而产热也不同。一般超声波的热作用以骨和结缔组织为量显著，脂肪与血液为最少。如在超声波5W/cm2，1.5分钟作用时，温度上升在肌肉为1.1℃，在骨质则为5.9℃。2.超声波热作用的独特之处是除普便吸收之外，还可选择性加热，主要是在两种不同介质的交界面上生热较多，特别是在骨膜上可产生局部高热。这在关节、韧带等运动创伤的治疗上有很大意义。所以超声波的热作用（不均匀加热）与高频是及其他物理因子所具有的弥漫性热作用（均匀性加热）是不同的。3.超声波产生的热将有79－82%由血液循环带走，18－21%由邻近组织的热传导散布，因此当超声波作用于缺少血循环的组织时，如眼的角膜、晶体、玻璃体、睾丸等则应十分注意产生过热，以免发生损害[3]。空化作用超声波在液体介质中传播时产生声压。当产生的负声压超过液体的内聚力时，液体中出现细小的空腔，即空化现象。空腔分为两种，即稳定空腔和暂时空腔。稳定空腔在声压的作用下来回振动，空腔周围产生局部的单向的液体流动。这种非常小的液体流动叫做微流，在超声波治疗中起重要作用。微流可以改变细胞膜的通透性，改变膜两侧的钾、钙等离子的分布，因而加速组织修复的过程，改变神经的电活动，缓解疼痛。暂时的空腔在声压变化时破灭，产生高热、高压、发光、放电等现象，对机体有破坏作用。4治疗原理超声波作用于人体组织产生机械作用、热作用和空化作用，导致人体局部组织血流加速，血液循环改善，血管壁蠕动增加，细胞膜通透性加强，离子重新分布，新陈代谢旺盛，组织中氢离子浓度减低，PH值增加，酶活性增强，组织再生修复能力加强，肌肉放松，肌张力下降，疼痛减轻或缓解。超声波治疗中局部组织的变化可以通过神经体液途径影响身体某一阶段或全身，起到治疗作用。5治疗作用对神经系统的影响小剂量超声波能使神经兴奋性增高，传导速度加快，减轻神经的炎性反应，促进神经的损伤愈合，提高痛阈，减轻疼痛。因而对周围神经疾病，如神经炎、神经痛，具有明显的镇痛作用。大剂量超声波作用于末梢神经可引起血管麻痹、组织细胞缺氧、继而坏死。中枢神经对超波显示较高的敏感性，一定剂量之内，超声波对中枢神经的作用如下：作用于大脑可刺激细胞能量代谢，脑血管扩张，血流加快，加速侧枝循环的建立，加速脑细胞功能的恢复；作用于间脑可使心跳加快，血压升高；作用于脊髓可以改变感觉、运动神经传导。对循环系统的影响房室束对超声波的作用很敏感。超声波主要影响心脏活动能力及其节律。大剂量超声波可使心律减慢，诱发心绞痛，严重时发生心律紊乱，最后导致心跳停止；小剂量超声波使心脏毛细血管充血，对冠心病患者有扩张动脉管腔及解除血管痉挛的作用，对冠状动脉供血不足患者有一定疗效。治疗剂量超声对血管无损害作用，通常可见血管扩张，血循环加速。低强度超声作用下，血管器扩张；在较大剂量作用下，可引起血管收缩。更大剂量的超声可使血管运动神经麻痹，从而造成血液流动停止。用大剂量超声时可直接引起血管内皮肿胀，血循环障碍。对眼睛的影响由于眼的解剖结构特点是球体形态，层次多，液体成份和血循环特点等因素容易热积聚致损伤。大剂量超声可引起结膜充血、角膜水肿甚至眼底改变，对晶体可致热性白内障。还可以引起交感性眼炎。但用小剂量可以促进吸收，改善循环，对玻璃体浑浊、眼内出血、视网膜炎、外伤性白内障等有较好疗效。对生殖系统的影响生殖器官对超声波较敏感，适量的超声波可使精子数目增加，精子活动性增强，受孕率提高。大剂量超声波可使精子萎缩。适量超声波可促进卵泡滤泡形成，大剂量超声波使卵泡变性。超声波可使胚胎畸形、流产。对骨骼的影响小剂量超声波多次投射可以促进骨骼生长，骨痂形成；大剂量超声波作用于未骨化的骨骼，可致骨发育不全，因此对幼儿骨骺处禁用超声。对结缔组织的作用结缔组织对超声波的敏感性较差，对有组织损伤的伤口，有刺激结缔组织增长的作用；当结缔组织过度增长时，超声波又有软化消散的作用，特别对于浓缩的纤维组织作用更显著。因此超声波对疤痕化结缔组织有“分离纤维”作用，有使“凝胶变为溶胶”的作用。在临床上亦可见超声波对疤痕有较明显的软化散作用。对皮肤的作用超声波作用于皮肤可提高皮肤血管的通透性，使皮肤轻微充血，但无红斑。超声波可增强皮肤汗腺分泌，促进皮肤排泄功能，增强真皮再生能力。大剂量超声波可引起皮肤伤害性炎症反应。6治疗方法直接接触法将超声波头直接和治疗部位的皮肤接触进行治疗。此时在皮肤和声头之间应加接触剂。（1）移动法：该法最常用。治疗时声头轻压皮肤，在治疗部位作缓慢移动，移动速度以每秒1－2厘米为宜。（2）固定法：较少采用。将超声波声头以适当压力固定在治疗部位。此法易产生过热而发生“骨膜疼痛反应”。故治疗剂量宜小。间接接触法（1）水下法：治疗时将超声波声头和治疗肢体一起浸入36－38℃温开水中，声头与皮肤距离1－5厘米，剂量要比直接接触法稍大。此法常用于不规则的体表，局部痛觉敏感的部位或声头不便直接接触的部位如手指、足趾、踝、肘、溃疡等。（2）辅助器治疗法：常用有水漏斗法，水枕或水袋法。后者是用薄橡皮膜制成袋，灌满煮沸过的温水，然后再涂接触剂进行治疗，用于面部、颈部、关节、前列腺、牙齿、眼等不平之处。（3）聚集照射法：利用凹面镜和声透镜将超声波高度集中在某一部位而获得大能量超声波的作用，以做特殊治疗。如治疗肿瘤时用。治疗剂量1.治疗强度：以0.4－1.5W/cm2为宜，水下法、水枕法时强度可稍大临床多采用低、中等强度。2.治疗时间：总时间一般不超过15分钟，多选择5-10分钟。固定法要比移动法治疗时间要短。3.疗程：一般治疗次数5－10次，慢性病15－20次或更多。每日或隔日一次。疗程间隔1－2周。适应证1.外科疾病：软组织扭挫伤、乳腺炎、颈椎病、运动支撑器官创伤性疾病腰痛、肌痛、肩关节周围炎、增生性脊柱炎、颞颌关节炎、腱鞘炎、退行性骨关节病等。2.皮肤科疾病：荨麻疹、瘙痒症、硬皮病、神经性皮炎、牛皮癣、带状疱疹、湿疹等3.神经科疾病：脑血栓形成、脑梗死、脑出血、脑外伤、神经炎、神经痛、幻肢痛、坐骨神经痛等4.其他脑血管病偏瘫、冠状动脉供血不足、眼视网膜炎、玻璃体混浊、营养不良性、溃疡消化性溃疡、支气管哮喘，胃肠功能紊乱。禁忌证凡恶性肿瘤、急性全身性感染、高热、活动性肺结核、严重心脏病的心区和星状神经节、出血倾向、感觉