❶ 超声波对人体组织的三种效应
1、机械作用:这是超声最基本的原发性效应。超声的机械振动作用施于细胞时,相当于对细胞内物质及微小的细胞结构进行“微细按摩”,可以改变细胞内部结构,引起细胞功能的 变化。在治疗剂量内,可增强半透膜的弥散作用,提高细胞的代谢功能,增强细胞的活力,改善血液和淋巴液的循环,对损伤组织有促进血管形成的作用,提高组织的再生能力。临床 证明,超声波能使坚硬的结缔组织变软。
2、温热效应:超声波在人体或其他媒质中均能显著产热,这是机械能转变成的热能,是由于超声在媒质中传播时,声能在媒质中被吸收而产生的一种内生热。超声温热效应可增强血 液循环,加强代谢,改善局部组织营养,增强酶的活力,增强细胞吞噬作用,促进炎症的消除,还能降低肌肉和结缔组织张力,缓解痉挛及减轻疼痛。
3、理化效应:超声理化效应继发于以上两种效应,其作用是多方面的,包括弥散作用、触变作用、空化作用、聚合与解聚作用等:治疗剂量的超声可增强生物膜弥散过程,促进物质 交换,继而加速代谢,改善组织营养,对病理改变的组织有促进恢复的作用。
❷ 超声的生物学效应有哪些
超声生物效应是一种适当剂量的超声波作用于生物体,使其状态功能或结构产生影响或发生变化的效应。
超声生物效应的研究对象遍及到生物体系的各个层次分子级、细胞级、组织器官及生物整体。并从定性研究进入到定量研究,为超声医疗奠定基础,同时为安全诊断的剂量标准的制定提供必要的依据。产生超声生物效应的物理机制有三种:热机制、机械机制、空化机制。
❸ 超声波是利用什么效应产生的
超声波是利用逆压电效应产生的。
❹ 什么东西会产生超声波
除了蝙蝠、海豚、鲸鱼,还有青蛙、老鼠等
或者你想知道,
声波是物体机械振动状态(或能量)的传播形式。所谓振动是指物质的质点在其平衡位置附近进行的往返运动形式。譬如,鼓面经敲击后,它就上下振动,这种振动状态通过空气媒质向四面八方传播,这便是声波。超声波是指振动频率大于20000Hz以上的
产生超声波的装置有机械型超声发生器(例如气哨、汽笛和液哨等)、利用电磁感应和电磁作用原理制成的电动超声发生器、以及利用压电晶体的电致伸缩效应和铁磁物质的磁致伸缩效应制成的电声换能器等。
❺ 医学上常用的超声波发生器产生的超声波的原理应用的是
【解析】: 超声波的发射,依据压电晶体的逆压电效应效应;超声波的接收,依据压电晶体的压电效应,A正确,BCD错误 故本题选A
❻ 超声波疗法的超声波的物理特性及超声的发生
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。 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。声波在空气中的传播速度为340米/秒,在液体中为1500米/秒,在固体中为5000米/秒,人类软组织与在液体中相似,平均约为1540米/秒,人类骨组织约为3380米/秒。声波的传播速度都随介质温度的上升而加快,气温增高1℃,声速增加0.6米/秒。
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,目前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,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
几种物质的声速、密度和声阻
名称
声速米/秒
密度克/厘米3
声阻克105/厘米2秒
空气
水
钛酸钡
石蜡油
铝
人体软组织
肌肉
脂肪
骨骼
340
1500
5000
1420
6400
1500
1400
1580
3380
0.00129
1.000
5.4
0.835
2.7
1.06
1.07
0.95
1.80
0.000439
1.500
27.000
1.186
17.28
1.59
1.498
1.501
6.184
超声集束的方法 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.声压即声能的压力,代表超声波的强度。超声传播时在稠密区产生正压,在稀疏区产生负压。
超声波由于其频率甚高,因而声压亦甚大。中等治疗剂量的超声波在组织中产生的附加声压约为±2.6个大气压。(图7.6)
超声治疗时在人体组织中的声压
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0.1~2~2.5W/cm2,而震耳欲聋的大炮声声强只相当于0.0.~0.0001W/cm2。可见超声波在介质中传播时,它的巨大能量会使介质质点产生很大的加速度,一般中等响度的声波通过水时,水分子获得的加速度只有重力加速度(约为9.8m/s)的百分之几,如在频率为800~1000KHz、声强为0.5~2W/cm2的超声波作用下,水分为得到的加速度可以超过重力加速度5~10万倍。 产生超声波有各种方法,目前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。
正压电效应略图
若在晶体两侧加以一定频率的高频电压,晶体薄片就能准确而迅速地随着交变电场频率而周期性地改变其厚度(压缩与伸展)。由此形成超声振动,向周围介质传播。
❼ 超声波原理是什么
超声在介质中前进时所产生的效应。(超声在介质中传播是由反射而产生的机械效应)它可引起机体若干反应。超声振动可引起组织细胞内物质运动,由于超声的细微按摩,使细胞浆流动、细胞振荡、旋转、摩擦、从而产生细胞按摩的作用,也称为“内按摩”,这是超声波治疗所独有的特性。
超声波可以改变细胞膜的通透性,刺激细胞半透膜的弥散过程,促进新陈代谢、加速血液和淋巴循环、改善细胞缺血缺氧状态,改善组织营养、改变蛋白合成率、提高再生机能等。使细胞内部结构发生变化,导致细胞的功能变化,使坚硬的结缔组织延伸,松软。
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,刺激神经系统和细胞功能,因此具有超声波独特的治疗意义。
(7)医学中常用什么效应产生超声波扩展阅读
国内在超声治疗领域起步稍晚,于20世纪50年代初才只有少数医院开展超声治疗工作,从1950年首先在北京开始用800KHz频率的超声治疗机治疗多种疾病,至50年代开始逐步推广,并有了国产仪器。公开的文献报道始见于1957年。到了70年代有了各型国产超声治疗仪,超声疗法普及到全国各大型医院。
40多年来,全国各大医院已积累了相当数量的资料和比较丰富的临床经验。特别是20世纪80年代初出现的超声体外机械波碎石术和超声外科,是结石症治疗史上的重大突破。如今已在国际范围内推广应用。高强度聚焦超声无创外科,已使超声治疗在当代医疗技术中占据重要位置。而在21世纪,超声聚焦外科(HIFU)已被誉为是21世纪治疗肿瘤的最新技术。
❽ 超声波是什么有什么益处及害处
超声波治疗就是将超声波作用于人体,通过神经体液途径影响身体某一阶段或全身,使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,从而达到治疗的作用。
❾ 超声波的原理是什么啊
1超声波简介
我们把频率高于20KHz的声波称为超声波,超声波具有良好的方向性和穿透能力,特别是在水中,传播距离更远。无论是在军事上、农业上还是在生活中都有广泛的应用,可以用来测速度、测距离、消毒杀菌、清洗、焊接等。
人耳能听到的超声波频率范围大概是20Hz-20KHz,超声波的频率大于人类听觉上限,因此叫做“超声波”。
超声波与普通声波一样,也具有反射、折射、衍射、散射等特点,但是超声波的波长较短,有的是几厘米,低至千分之几毫米。波长越短,声波的衍射特性就越差,可以在介质中稳定地进行直线传播,因此波长较短的超声波具有很强的直线传播能力。众所周知,声音在空气中传播时,会推动空气中的粒子振动做功,而声波功率的大小表示声波做功快慢,在相同环境下,声波的频率越高功率就越大。超声波的频率大于20KHz,因此超声波的功率较高。
超声波主要有两个参数:
频率:F≥20000Hz(通常把F≥15000Hz的声波也称为超声波);
功率密度:p=发射功率(W)/发射面积(cm2);通常p≥0.3w/cm。
超声波具有如下特性:
(1)超声波具有在气体、液体、固体等介质中进行效传播的能力。
(2)超声波具有很强的传递能量的能力。
(3)超声波具有反射特性,还会产生干涉、叠加和共振现象。
(4)超声波在液体介质中传播时,可在界面上产生空化现象和强烈的冲击。
超声波的特性及工作原理
2超声波用途
超声波在生活中的很多方面都有应用,主要有以下几个方面:
1)医学方面
在医学方面,超声波主要应用为医学诊断与临床治疗。医学诊断中,超声波的主要应用为B超。由于超声波具有反射、折射等特点,如果将超声波发射到人体内,它就会在人体内部发生反射,人体内部各个形状大小都不一样,因此反射回来的声波方向、强度等信息也不同,医生通过对反射回来的声波进行分析,再结合一些医学方面的专业知识,就可以知道人体内部的某些部位是否产生病变。
在临床治疗中,超声波主要被用来杀死肿瘤细胞和超声针灸,我们知道超声波的功率很大,利用医学影像技术,将多束超声波聚焦在病变的细胞上,控制好照射的强度和时间,短时间的温度将达到70~100℃,在保护周围组织的同时杀死了病变细胞。
超声针灸就是利用超声波技术来刺激穴位,这种疗法对组织没有损伤,而且具有无痛、无不适应等优点,在治疗小孩子或者一些害怕针灸的患者时有很好的效果。此外,超声波在体外碎石,理疗、牙科等方面也经常使用。
2)超声清洗
超声清洗主要基于空化作用,空化作用总体上就是在有压力和无压力作用时,每一秒都进行着几万次这样的变换,超声波在液体内部不断地进行透射作用,在没有压力作用时,液体内部就会出现真空核泡群,在有压力作用时,真空核泡群在压力的作用下产生强大的冲击力,因此可以带走物体表面的污垢,完成清洗工作。一些表面凹凸不平的器件,或者特别小难以清洗的部件,例如钟表、电子元器件、电路板等都可以达到很好的清洗效果。而且随着超声波频率的升高,空化作用的效果会减弱,因此超声波清理的效果很好却不会伤害到器件表面。
3)超声测距
由于超声波的波长相对较短,具有良好的方向性和穿透能力,能量消耗的比较慢,在介质中传播距离较远。而且超声测距的原理简单,比其他的测距方式都方便容易操作,计算也比较简便,测量精度也能满足要求,因此在一些移动式机器人或者导盲系统中有广泛的应用。