第六章 超声波疗法讲义[2] .pdfVIP

第六章超声波疗法

第一节超声波治疗原理

一、超声波的定义

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。超声波是一种声波，是超出人的听觉界限

的声波。人能听到的声音频率为16~20000Hz，频率高于20000Hz的声波叫

超声波。

二、超声波的发生

声波的产生可以通过机械振动，如吹哨时簧片的振动发出哨声。对于

频率较高的超声波，可以通过强烈的气体或液体激起固体振动产生，但通

常就用电声转换系统产生。

某些晶体如石英、钛酸钡、锆酸-钛酸铅等，在一定的外力作用下，晶

体发生压缩或伸长变形，在物质表面出现电荷，这种由力转化为电的形象

叫作压电效应。相反，如果上述这些晶体处于交变的电场中，它们的形态

就会随着电场的变化频率而发生压缩或伸长的变形，形成了有规律的晶体

的机械振动。这种由电产生变形的现象叫作逆压电效应。

交变电场中，晶体的机械振动引起周围介质的质点在其平衡位置附近

有规律的往返运动，这种振动在人质中逐渐由近及远地陆续发生，向外传

播，在介质中形成一连串疏密相间的波动，形成超声波。

超声波的发生主要是通过逆压电效应，外加的交变电场的变化频率决

定了超声波的频率。为了达到最好的晶体振动效果，需将晶体切割成合适

的尺寸，以使电场的变化频率与晶体固有的振动频率达到共振。超声波频

1

率的单位为赫兹（Hz）。频率是影响超声波治疗的一个重要因素，它对超声

波的传播形式、穿透能力、吸收作用理化性能等都有重要的影响。

理治疗常用的超声波频率范围是800~1000kHz。

三、超声波的物理特性

（一）传播方式

超声波的传播必须依赖介质，是通过介质质点的运动传递波动。超声

波不能在真空中传播。超声波在介质中传播主要以纵波形式，即波的传播

的方向与振动的方向平行。

超声波的频率越高，波长越短，发散角越小。高频超声在同一弹性人

质中可近乎直线传播。

超声波在介质中的传播速度是单位时间内超声波传播的距离，单位用

米/秒（m/s）表示。超声波在介质中的传播速度与超声的频率无关，与介质

的弹性、密度、温度和压力等因素有关。

在不同的介质中超声波的速度有很大的差异，一般说，固体中超声速

度最快，液体次之，气体最慢。在人体组织中，骨骼中超声波传播速度最

快（表6-1）。

超声波的传播速度与介质的温度有关，温度增高时超声波的传播速度

加快。密度与声速的乘积叫作声阻。声阻是反应声波传播的重要参数（表

6-2）。

当介质均匀时，声阻恒定，超声波的传播方向不变。

（二）声压与声强

声强是单位时间内通过单位面积的声能。声强是超声波治疗的剂量单

2

22

位，用瓦/平方厘米（W/cm）表示。通常的超声治疗剂量在3W/cm以下。

（三）声场（自学）

（四）穿透与吸收

超声波在介质中传播的过程中，增加了介质的分子振动与碰撞，并产

生热量，使得声能转换为热能，声能逐渐衰减。

穿透是指超声波在介质中的，吸收是指超声波能量的衰减。穿透与吸

收是超声波传播过程中的同一事物的两个方面，吸收能量越多，表明穿透

能力越差，反之，吸收能量越少，表明穿透距离越大。介质吸收超声波能

量的能力不仅与介质的密度、黏滞性、导热性、声速等特性相关，还与超

声波的频率密切相关。

超声波的频率越高，介质对超声波的吸收能力越强，超声波在介质中

的穿透能力越差，穿透的距离越小。对于固定频率的超声波，超声波在气

体中吸收最多，固体中吸收最少，液体中吸收则介于固体与气体之间。

（五）反射与折射

超声波在介质中传播时，如果介质发生变化，则在不同介质的分界上

发生声波的反射与折射，即一部分超声波被界面反射回到原来的介质中，