導(dǎo)語：如何才能寫好一篇超聲波的醫(yī)學(xué)應(yīng)用，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

1資料與方法

1.1臨床資料

選取我院于2008年7月到2013年3月收治的84例出現(xiàn)首發(fā)右下腹痛、疑似急性闌尾炎患者，對其臨床超聲聲像資料進(jìn)行回顧性分析。男49例，女35例，年齡為13-81歲，平均年齡為44.7±2.4歲。主要臨床體征表現(xiàn)為：合并中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)以及白細(xì)胞技術(shù)呈現(xiàn)上升趨勢，患者均出現(xiàn)不同程度的反跳痛以及右下腹部的壓痛。

1.2方法

分析超聲聲像臨床資料，并對其進(jìn)行回顧性分析。均采用超聲診斷儀對患者進(jìn)行臨床診斷?；颊呔捎醚雠P，如有必要可保證膀胱充盈。先用低頻探頭檢查患者全腹，而后采用高頻探頭檢查。將右下腹處麥?zhǔn)宵c(diǎn)作為中心點(diǎn)，向四周進(jìn)行掃查，重點(diǎn)掃查探頭壓痛最明顯的身體部位，如在腸管內(nèi)聚集過多氣體，可通過對局部適當(dāng)加壓將氣體排除，避免因氣體干擾而影響正常的對闌尾的超聲檢查，對闌尾壁厚度、回聲、形態(tài)、帶下以及位置進(jìn)行記錄，并記錄周圍的組織結(jié)構(gòu)超聲特點(diǎn)

1.3超聲波特性

1.3.1超聲波具有能量傳遞的特性

因超聲波強(qiáng)大的功率，目前各行各業(yè)廣泛應(yīng)用超聲波。在超聲波作用下，物質(zhì)分子可以獲得巨大能量，也就是說，超聲波自身提供足夠物質(zhì)分子所需功率。

1.3.2超聲波的吸收特性

超聲波在各種物質(zhì)中進(jìn)行傳播時(shí)，會因傳播距離的增加，傳播強(qiáng)度會有所下降。在通過同一物質(zhì)進(jìn)行傳播時(shí)，其頻率越高，吸收性越強(qiáng)。

1.3.3超聲波的束射特性

一般超聲波波長較短，所以超聲波射線具有一般光纖的特點(diǎn)，可進(jìn)行反射和折射，也可以聚焦，且超聲波的束射特性是符合幾何光學(xué)上的定律的。

1.3.4多普勒效應(yīng)

超聲波具有一般波的特性，可產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。多普勒效應(yīng)指：相對于介質(zhì)，聲源在發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí)，會出現(xiàn)介質(zhì)發(fā)出的頻率與接收到的頻率不一致情況。在臨床醫(yī)學(xué)中，多通過多普勒效應(yīng)對血流速度進(jìn)行檢測。

1.3.5超聲波的聲壓特性

聲波進(jìn)入到某種物質(zhì)后，因聲波的振動(dòng)，物質(zhì)分子會產(chǎn)生壓縮以及稀疏作用，在該種壓力作用下物質(zhì)分子會產(chǎn)生相應(yīng)的變化。超聲波本身的能量較大，在超聲作用下，物質(zhì)分子會產(chǎn)生強(qiáng)大的聲壓作用。

2結(jié)果

所選取的89例患者中，其中超聲診斷的準(zhǔn)確率為83.1%（74/89）。其中57例患者經(jīng)過病理檢查、臨床手術(shù)檢查以及超聲診斷，被確診為急性闌尾炎；5例患者經(jīng)超聲診斷后，疑似急性闌尾炎，臨床對患者采用抗炎方法實(shí)施對癥治療，患者病癥好轉(zhuǎn)且逐漸消失，患者病癥被確診。其中78例患者患者經(jīng)過病理檢查以及臨床手術(shù)檢查診斷結(jié)果如下：右側(cè)輸尿管下段結(jié)石以及右腎積水3例，右側(cè)卵巢囊腫蒂扭轉(zhuǎn)2例，右側(cè)卵巢黃體破裂2例，闌尾周圍膿腫1例，急性單純性闌尾炎17例，壞疽穿孔性闌尾炎9例，急性化膿性闌尾炎40例。

3超聲波在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用

超聲波在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用包括兩大方面：超聲診斷和超聲治療。超聲診斷研究如何利用各種組織聲學(xué)特性的差異來區(qū)分不同組織，特別是區(qū)分正常和病變組織。超聲診斷是借助超聲波在人體組織中的傳播、反射散射、吸收衰減和多普勒效應(yīng)等物理現(xiàn)象，提取病灶信息，并轉(zhuǎn)換為電信號，作為診斷的依據(jù)。

如今，超聲診斷儀已由一維發(fā)展到三維，由靜態(tài)發(fā)展到實(shí)時(shí)，回波信息量大大增加，生物體內(nèi)的病灶愈加清晰易辨。目前醫(yī)學(xué)應(yīng)用的超聲診斷方法有不同的形式，可分為A型、B型、M型及D型。醫(yī)生可根據(jù)切面圖像的形態(tài)、灰度、組織結(jié)構(gòu)、邊界回聲、回聲總體分布、臟器后方情況及周圍組織表現(xiàn)等做出綜合判斷。現(xiàn)在超聲診斷儀由于出現(xiàn)多探頭陣列聲成像技術(shù)，為采用各種信息處理帶來了方便。將電子計(jì)算機(jī)技術(shù)引入超聲診斷，它將獲取超聲通過臟器的傳播時(shí)間及幅度或衰減隨頻率的變化數(shù)據(jù)，經(jīng)過信號數(shù)字處理、綜合后再給出組織的切面圖像，從而產(chǎn)生了超聲CT技術(shù)，這種技術(shù)能得到活體組織內(nèi)部超聲參量的空間分布。對于1MHz的超聲，切面圖像的分辨力可到5mm，目前已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。計(jì)算機(jī)技術(shù)還可以抑制假信號，使聲像圖更為清晰，甚至還進(jìn)行了把兩套二維成像合成一個(gè)三維立體像的嘗試。

篇2

【關(guān)鍵詞】 超聲波 傳感器 應(yīng)用

超聲波是一種彈性波，它具有X射線以及光波和磁波等諸多波線所不具有的功能特點(diǎn)，正是基于超聲波的應(yīng)用靈活性與技術(shù)要求性高等特點(diǎn)，人們將其制成超聲波傳感器進(jìn)行工業(yè)實(shí)踐與應(yīng)用。

一、超聲波傳感器概況

1.1超聲波及其原理

物體機(jī)械振動(dòng)狀態(tài)的傳播形式就是聲波，而超聲波主要是指聲波頻率在20000Hz以上的聲波形式。由于這種聲波每秒鐘的振動(dòng)頻率較高，因此大大超出了人耳所能承受的聽覺范圍。超聲波按照其在機(jī)械振蕩過程中的不同表現(xiàn)形式，可將其分為縱向與橫向兩種振蕩波[1]。而在我國現(xiàn)階段的工業(yè)實(shí)踐中，主要應(yīng)用的是縱向振蕩波，與可聽聲波相比，超聲波具有獨(dú)特的傳播特征，其衍射能力較強(qiáng)，而且在均勻的傳播介質(zhì)中可以進(jìn)行直線傳播。一般情況下，在同等強(qiáng)度條件下，聲波的頻率與功率具有正相關(guān)性，聲波頻率越大，其傳波的功率就越大。因?yàn)槌暡ㄒ纫话懵暡l率更大，所以其在運(yùn)行傳播時(shí)的功率也較大。由于超聲波具有諸多優(yōu)點(diǎn)，因此在不同環(huán)境下得到了廣泛應(yīng)用與實(shí)踐。

1.2超聲波傳感器的特點(diǎn)

超聲波傳感器是利用超聲波的上述優(yōu)點(diǎn)研制而成的一種數(shù)字傳感器，以超聲技術(shù)為核心、超聲傳感裝置為載體，進(jìn)行超聲波傳輸與接收。通常情況下，超聲波傳感器又稱為超聲換能器及超聲探頭。超聲波探頭主要由壓電晶片構(gòu)成，其不但可以接收超聲波，而且可以發(fā)射超聲波。因此在超聲探頭中，核心運(yùn)作組件就是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。這種壓電晶片通過具有磁致伸縮作用的鎳鐵鋁合金材料與具有電致伸縮作用的壓電晶片材料制成。采用壓電晶體材料構(gòu)成的超聲波傳感器是具有可逆功能的一種數(shù)字化傳感器，在其運(yùn)行過程中可將機(jī)械設(shè)備的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而在不同能量轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生超聲波。與此同時(shí)，超聲波傳感器可接收超聲波，從而將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能[2]。因此，按照超聲波傳感器的實(shí)際工作運(yùn)行原理，可將其分為超聲波接收器與超聲波傳輸器。

二、超聲波傳感器的具體應(yīng)用分析

首先，超聲波傳感器可在遠(yuǎn)距離傳輸過程中得到運(yùn)用。通過上述分析可知，超聲波傳感器主要由處理單元模塊及超聲換能單元模塊、輸出單元模塊所組成。在具體應(yīng)用過程中，處理單元模塊可對超聲換能器進(jìn)行電壓激勵(lì)，從而使經(jīng)過激勵(lì)后的電壓以脈沖形式發(fā)出電磁波。隨之，超聲換能器轉(zhuǎn)入接收狀態(tài)，處理單元模塊對接收到的超聲波脈沖進(jìn)行科學(xué)分析，以此判斷其接收到的信號是否是超聲波的回聲[3]。如果經(jīng)過核實(shí)，其所接收到的信號是超聲波回聲，則對超聲波的聲波傳輸時(shí)間進(jìn)行測量分析，按照行程測算結(jié)果，對反超聲波的行程時(shí)間進(jìn)行測算分析。在具體應(yīng)用過程中，可將超聲波傳感裝置安裝于適當(dāng)位置，并對被測物體變化方向發(fā)射的超聲波進(jìn)行分析，就可測量物體表面與超聲波傳感器之間的實(shí)際距離。

其次，超聲波傳感器可在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行廣泛應(yīng)用。目前，超聲波在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的實(shí)踐應(yīng)用，主要體現(xiàn)在患者臨床疾病診斷方面。隨著這項(xiàng)技術(shù)不斷成熟，超聲波傳感器診斷已成為我國現(xiàn)階段醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的一種重要診斷方式。在實(shí)際運(yùn)用過程中，利用超聲波進(jìn)行疾病診斷的主要優(yōu)點(diǎn)是受檢者無明顯的疾病痛苦，而且實(shí)踐操作過程非常簡單、無損害、無創(chuàng)傷，診斷過程中有較為清晰的顯像，尤其是診斷精確率較高。

另外，超聲傳感器在測量液位中具有重要作用。在液位測量過程中，超聲波的使用原理是，通過超聲波探頭發(fā)出超聲脈沖信號，其在空氣中進(jìn)行廣泛傳播。當(dāng)傳播過程中遇到空氣與液面之后，就會被被測液體的液面反射回來，此時(shí)技術(shù)測量人員可根據(jù)反射回的信號測算時(shí)間與距離，從而得到液面實(shí)際高度。在液面測量中，超聲波傳感器測量技術(shù)屬于非接觸式測量，因此測量過程中電磁干擾小、不易受到刺激性液體腐蝕，且測量結(jié)果穩(wěn)定，設(shè)備使用壽命較長。

除此之外，超聲波傳感器可在測距系統(tǒng)中得到應(yīng)用實(shí)踐。采用超聲波傳感器進(jìn)行距離測算，不但可以科學(xué)測量設(shè)備輸出脈沖的寬度，而且可以測量脈沖波的具體運(yùn)行時(shí)間。因此，測量精度較高，并可對測量結(jié)果與測量過程進(jìn)行修正。

結(jié)束語：綜上所述，超聲波傳播方向性較好，因此能夠集中進(jìn)行傳播；同時(shí)，超聲波的傳播適應(yīng)能力較強(qiáng)，其能夠在不同傳播媒介中進(jìn)行科學(xué)傳播，而且能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離傳播；再者，超聲波與傳聲媒介的相互作用適中，而且在傳波過程中容易攜帶有關(guān)傳聲媒介狀態(tài)的信息。因此，基于上述應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)，其在我國諸多技術(shù)領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用與實(shí)踐。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]李戈，孟祥杰，王曉華，王重秋.國內(nèi)超聲波測距研究應(yīng)用現(xiàn)狀[J].測繪科學(xué)，2011，36（04）：60-62.

篇3

斯帕拉捷很奇怪：不用眼睛，蝙蝠憑什么來辨別前方的物體，捕捉靈活的飛蛾呢？于是，他把蝙蝠的鼻子堵住。結(jié)果，蝙蝠在空中還是飛得那么敏捷、輕松。

最后，斯帕拉捷堵住蝙蝠的耳朵，把它們放到夜空中。這次，蝙蝠可沒有了先前的神氣。它們像無頭蒼蠅一樣在空中東碰西撞，很快就跌落在地。

??！蝙蝠在夜間飛行，捕捉食物，原來是靠聽覺來辨別方向、確認(rèn)目標(biāo)的！斯帕拉捷的實(shí)驗(yàn)，揭開了蝙蝠飛行的秘密，促使很多人進(jìn)一步思考：蝙蝠的耳朵又怎么能“穿透”黑夜，“聽”到?jīng)]有聲音的物體呢？

后來人們繼續(xù)研究，終于弄清了其中的奧秘。原來，蝙蝠靠喉嚨發(fā)出人耳聽不見的“超聲波”，這種聲音沿著直線傳播，一碰到物體就像光照到鏡子上那樣反射回來。如圖所示，蝙蝠用耳朵接收到這種“超聲波”，就能迅速作出判斷，靈巧地自由飛翔，捕捉食物。

超聲波的特點(diǎn)與應(yīng)用

超聲波是頻率高于20000赫茲的聲波，它方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠(yuǎn)，可用于測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有很多的應(yīng)用。超聲波因其頻率下限大約等于人的聽覺上限而得名。

如圖所示，超聲波清洗機(jī)由超聲波發(fā)生器發(fā)出的超高頻率超聲波，通過換能器轉(zhuǎn)換成高頻率振動(dòng)而傳播到清洗溶劑中，超聲波在清洗液中疏密相間地向前傳播，使液體流動(dòng)而產(chǎn)生數(shù)以萬計(jì)的微小氣泡，存在于液體中的微小氣泡在超聲波的作用下振動(dòng)，使得待清洗物體上的固體粒子脫離，從而達(dá)到清洗加凈化的目的。

現(xiàn)在人們將超聲波運(yùn)用到臨床醫(yī)學(xué)上，獲得了巨大成功。例如治療癌癥的“超聲聚焦刀”，就是利用超聲波作為能源。很多束超聲波從體外發(fā)射到身體里去，在發(fā)射透射過程中間發(fā)生聚焦，聚焦在一個(gè)點(diǎn)即腫瘤上，通過聲波和熱能轉(zhuǎn)化，在0.5～1秒內(nèi)形成一個(gè)70℃～100℃高溫治療點(diǎn)，這個(gè)高溫點(diǎn)好比是一個(gè)手術(shù)刀在切割腫瘤，焦點(diǎn)區(qū)的腫瘤無一幸免。超聲聚焦刀使腫瘤組織產(chǎn)生凝固性壞死，失去增殖、浸潤和轉(zhuǎn)移能力。此機(jī)原理類似于太陽灶聚陽光于焦點(diǎn)處產(chǎn)生巨大能量。所以有人將超聲聚焦比做一把體外操作、體內(nèi)切割的“刀”。

在醫(yī)學(xué)中，可以把超聲波送入體內(nèi)，經(jīng)過技術(shù)處理，在熒光屏上顯示出人體內(nèi)臟清晰的圖像，這種技術(shù)就是所謂的B超檢查。超聲波檢測的原理用于工程上，可以用來檢測工件內(nèi)隱藏的裂紋、砂眼、氣泡等，成為工程師的“眼睛”。

超聲波能在水中傳播很遠(yuǎn)的距離。比如，30000 Hz的超聲波在空氣中傳播24 m時(shí)，強(qiáng)度會減弱過半，而在水里它要傳播44 km才會減弱過半，是空氣中傳播距離的2000倍。

第一次世界大戰(zhàn)的時(shí)候，德國潛水艇頻頻襲擊英國和法國的巡洋艦。法國科學(xué)家朗之萬心急如焚，發(fā)明了一種叫聲吶的儀器。聲吶由超聲波發(fā)生器和接收器兩部分組成。聲吶發(fā)出超聲波，接收和測量回聲，可以確定目標(biāo)的位置、形狀，甚至還能分析出敵方潛艇的性能。

聲吶技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用，它可以用于考查海底，畫出精確的“地貌聲圖”，誤差不超過20 cm。

篇4

關(guān)鍵詞：超聲波；多普勒效應(yīng)；血流儀；血液流速

一、工作原理

利用超聲多普勒血流儀測量血液流速時(shí)，使血流儀的探頭處于固定位置，且保持靜止?fàn)顟B(tài)，如下圖所示，超聲探頭向血液中發(fā)射超聲波束，血液中的紅細(xì)胞接收超聲波，并在紅細(xì)胞的表面產(chǎn)生一定量的反射，超聲探頭接收被血流反射回來的超聲波，通過測量反射波和發(fā)射波的頻率差就可以計(jì)算血管內(nèi)血液的流速。

利用超聲波多普勒血流儀測量血液速度的技術(shù)可以分解為超聲波的發(fā)射和反射波的接收兩個(gè)過程。

先把探頭和紅細(xì)胞分別作為波源和觀測者，接著求解紅細(xì)胞接收到的超聲波頻率，再把紅細(xì)胞作為反射波的 波源，把探頭作為觀測者，計(jì)算探頭 接收到的反射波的頻率，最后就可以 求出發(fā)射波和探頭接收到的反射波的頻率差。

二、血液流速的計(jì)算

假設(shè)探頭發(fā)射的超聲波的頻率為V，血液的流速為v，超聲波在血液中傳播的速度為u，血液流動(dòng)的方向與超聲波入射方向之間的夾角為θ。

1.計(jì)算紅細(xì)胞接收到的超聲波頻率V1

因探頭固定不動(dòng)，可以看作為靜止的波源，而紅細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的速度等于血液的流速v，故紅細(xì)胞為運(yùn)動(dòng)的觀察者，根據(jù)多普勒效應(yīng)公式得：

2.計(jì)算探頭接收到的反射波的頻率V2

此時(shí)探頭相當(dāng)于處于靜止?fàn)顟B(tài)的觀測者，而運(yùn)動(dòng)速度為v的紅細(xì)胞相當(dāng)于發(fā)射頻率為V1的超聲波的波源，根據(jù)多普勒效應(yīng)公式得：

只要測出超聲波的頻率V和在血液中傳播的波速u、頻差V以及血流方向和超聲波傳播方向的夾角θ，就可利用上式計(jì)算出血管內(nèi)血液的流速。

三、超聲多普勒血流儀的分類

超聲多普勒血流儀按照超聲波的發(fā)射規(guī)律可分為連續(xù)超聲多普勒血流儀和脈沖超聲多普勒血流儀。連續(xù)超聲多普勒血流儀是利用超聲探頭連續(xù)發(fā)射超聲波，并計(jì)算發(fā)射波和反射波的差頻，從而獲得血液流動(dòng)的信息。這種類型的儀器可以測量血液的流動(dòng)速度大小和流動(dòng)方向，尤其是對高速流動(dòng)的血液測量更為準(zhǔn)確。但其測量結(jié)果受超聲波發(fā)射方向與超聲探頭運(yùn)動(dòng)方向之間夾角的影響較大，無法測量超聲探頭和運(yùn)動(dòng)物體之間的距離，因此，其使用范圍存在較大的局限性。脈沖超聲波多普勒血流儀的超聲探頭發(fā)射的是間斷的脈沖超聲波，并在反射波的接收器中添加了延遲電路，這樣就可以測量出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的實(shí)際距離。如果在延遲電路中設(shè)計(jì)不同的延遲時(shí)間，就可以測得沿超聲波束方向不同深度處的血液流動(dòng)速度，從而在顯示器上形成血液流動(dòng)剖面圖像。

目前醫(yī)院所使用的多普勒血流儀大部分為2MHz（脈沖波）、4MHz（連續(xù)波）的超聲探頭，其靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)，可以對頸、顱腔和肢體外周血管的血液流動(dòng)情況進(jìn)行檢查。醫(yī)生可以利用先進(jìn)的數(shù)字存儲技術(shù)隨意調(diào)節(jié)增益、超聲強(qiáng)度、血流方向、取樣深度、標(biāo)尺和掃描速度等。聯(lián)機(jī)狀態(tài)時(shí)醫(yī)生可以獲得舒張末期流速、收縮期峰流速、平均流速、RI指數(shù)、PI指數(shù)等多個(gè)檢測參數(shù)。

參考文獻(xiàn)：

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有關(guān)生物物理學(xué)家指出，超聲波對固體和液體都具有很強(qiáng)的穿透能力。高強(qiáng)度脈沖超聲波在含有微米大小的小氣泡的液體中傳播時(shí)，會導(dǎo)致氣泡收縮、膨脹以及猛烈“爆炸”，這種現(xiàn)象被稱為“空化現(xiàn)象”。瞬間空化作用時(shí)，靠近爆炸泡附近的細(xì)胞會受到損害。為了診斷疾病，損傷少量細(xì)胞是不會對人體產(chǎn)生危害的。然而，對于正在發(fā)育的稚嫩胚胎和胎兒來講，是否做B超檢查就必須慎之又慎了。

美國學(xué)者發(fā)現(xiàn)，類似于診斷用的超聲波能殺死果蠅幼蟲。雖然目前尚不能將這種損害與人類超聲波診斷聯(lián)系起來，但超聲波對胚胎是否完全無害，已引起人們的廣泛關(guān)注。

最近的一項(xiàng)醫(yī)學(xué)研究證實(shí)，B超超量檢查對懷孕早期的絨毛微結(jié)構(gòu)及細(xì)胞膜有直接損害，將導(dǎo)致流產(chǎn)率、畸形發(fā)生率升高。研究者將17例懷孕7～8周并準(zhǔn)備做人工流產(chǎn)的孕婦分成三組（以便檢查時(shí)間分為1分鐘組、2分鐘組和3分鐘組）進(jìn)行對照，觀察應(yīng)用B超前、后胚胎微絨毛及細(xì)胞膜的變化情況。結(jié)果表明，未做B超時(shí)17例孕婦的胚胎微絨毛發(fā)育良好，滋養(yǎng)層細(xì)胞粗細(xì)一致、分布均勻；在做“B超”后，胚胎結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的改變，三組中除1分鐘組5例無變化外，其余兩組12例中有8例發(fā)生了微絨毛彎曲、排列紊亂、局部膨脹或變細(xì)等變形情況，一些細(xì)胞由泡狀結(jié)構(gòu)出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象等，這些改變導(dǎo)致胚胎發(fā)育異常及流產(chǎn)等情況發(fā)生。

國外專家還通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)，B超的聲波可損害女嬰的生理功能。對女嬰的卵巢有害，會影響卵巢的生育和調(diào)節(jié)月經(jīng)的功能。可見，孕婦做B超并非有益無害。

篇6

關(guān)鍵詞：超聲波 單片機(jī) 物距測量

中圖分類號：TN802.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）06-0159-02

1 超聲波測距簡介

當(dāng)音頻的頻率高于2KHZ超出人耳所能接受的聲音頻率范圍時(shí)，我們稱之為超聲波。超聲波在空氣中傳播向性好，穿透能力強(qiáng)，不受光波、電磁波等的干擾，因此它常用于空氣或水中進(jìn)行物距測量、速度探測或是某些特殊功能如清洗消毒等，其在工程學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)科等多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。在工程學(xué)中，利用超聲波進(jìn)行汽車防撞、液位測量、移動(dòng)機(jī)器人定位和避障等方面物距的探索及測量的需求都很普遍。

2 超聲波原理和測距方法

2.1 壓電式超聲波傳感器原理

超聲波發(fā)生器的工作原理通常被分為機(jī)械式和電氣式作用產(chǎn)生二種。本設(shè)計(jì)采用壓電式（電氣式）作用原理，具體步驟：首先發(fā)射器向外發(fā)射超聲波，接著超聲波在空氣或水等介質(zhì)中傳播，當(dāng)遇到障礙物后反射，形成回波，最后由接收器感測接收回波。

2.2 超聲波測距方法

3 超聲波測距方案的實(shí)現(xiàn)

3.1 硬件設(shè)計(jì)

本文使用渡越時(shí)間法進(jìn)行超聲波測距，測控芯片選用的是89c2051單片機(jī)。系統(tǒng)主要硬件設(shè)計(jì)包括穩(wěn)壓電路、超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、以及測距顯示電路。另外還有一個(gè)串口調(diào)試電路，主要用作超聲波測距的數(shù)據(jù)調(diào)試和顯示。工作過程描述：單片機(jī)的P3.3作為超聲波發(fā)射控制端口，用于發(fā)射相關(guān)信號使發(fā)射電路起振從而發(fā)出超聲波；超聲波發(fā)出的同時(shí)、啟動(dòng)定時(shí)器計(jì)數(shù)，開始測量渡越時(shí)間；P3.2作為超聲波接受控制端口，用于接收經(jīng)障礙物反射的回波；一旦接收到有效回波信號，單片機(jī)的定時(shí)器立即停止計(jì)數(shù)得計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)N并通過串口調(diào)試助手顯示在電腦屏幕上，代入公式（2）計(jì)算可得出預(yù)測距離s，換算后的距離經(jīng)由LCD1602實(shí)時(shí)顯示。

發(fā)射電路主要由74LS04反射器和超聲波發(fā)射輔助電路構(gòu)成。單片機(jī)P3.3口輸出40kHz 的方波信號分二路分別采用無反射器和一級反射器方式送入超聲波換能器的二個(gè)電極，以此提高發(fā)射強(qiáng)度。另外輸出端二路均并聯(lián)兩個(gè)74LS04反射器后經(jīng)上拉電阻接入，以期在提高輸出高電平的驅(qū)動(dòng)能力的同時(shí)、增加超聲波換能器的阻尼效果以減少振蕩影響[3]。

接收部分的電路主要由NE5532P運(yùn)放、LM339AJ比較器及超聲波接收輔助電路構(gòu)成。超聲波接收部分是為了將回波順利接收，因此要將聲波信號轉(zhuǎn)換成電信號，并對采集到的信號進(jìn)行放大、比較等必要處理后輸入到單片機(jī)P3.2口，以產(chǎn)生中斷并立即讓計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)結(jié)果轉(zhuǎn)化后顯示在LCD1602上。液晶部分原理及控制相對簡單，電路可參照其芯片資料的典型接法。

3.2 軟件設(shè)計(jì)

利用51單片機(jī)的兩個(gè)定時(shí)器，定時(shí)器1主要用于串口調(diào)試電路用于輔助計(jì)算串口波特率，定時(shí)器0用來計(jì)算時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù)，以計(jì)算超聲波所測距離。外部中斷0接收由高到低的負(fù)脈沖，以檢測回波信號并采取相應(yīng)動(dòng)作。系統(tǒng)主程序流程：系統(tǒng)初始化-發(fā)送超聲波子程序-開INT0中斷并啟動(dòng)定時(shí)器T0計(jì)數(shù)-檢測回波并分別在串口和LCD上回顯數(shù)據(jù)。

4 系統(tǒng)測試及結(jié)論

實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析表明，本超聲波測距系統(tǒng)，雖然測距范圍不是很大，但在精度上可以達(dá)到毫米以上級別。采用了串口調(diào)試助手以及示波器輔助測試，系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)更加可靠。當(dāng)然，影響超聲波測距的因素有很多。如溫度因素，可以采取在軟件中加入溫度補(bǔ)償程序或直接在硬件系統(tǒng)中加上測溫技術(shù)，使其更能精準(zhǔn)的測出更大范圍內(nèi)兩個(gè)物體之間的距離，因此該系統(tǒng)還可以繼續(xù)完善。

參考文獻(xiàn)

[1]時(shí)德鋼，劉曄，王峰等.超聲波測距儀的研究[J].計(jì)算機(jī)測量與控制，2002.10.

篇7

【關(guān)鍵詞】 OrbscanⅡ；超聲波角膜測厚儀；角膜厚度

OrbscanⅡ角膜地形圖系統(tǒng)是采用裂隙掃描技術(shù)與先進(jìn)的Placido Disc系統(tǒng)相結(jié)合，廣泛應(yīng)用于前后角膜形態(tài)、角膜厚度、前房深度等測量的設(shè)備。在角膜屈光手術(shù)的術(shù)前篩選、術(shù)后隨訪和手術(shù)安全性評價(jià)等方面具有十分重要意義。而超聲波測厚是傳統(tǒng)公認(rèn)的較為準(zhǔn)確的角膜厚度的測量方法，現(xiàn)將二者進(jìn)行對比測量觀察，以供臨床參考，結(jié)果報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2006年4～9月在我院屈光矯治中心就診的近視患者，共200例400只眼，男100例，女100例，年齡18～40歲，平均（22.98±5.80）歲，等效球鏡度數(shù)-0.75～ -15.00D。按屈光度不同，分為四組，即低度數(shù)組-0.50～-3.00D，100只眼，中度數(shù)組-3.25～-6.00D，100只眼，高度數(shù)組-6.25～-9.00D，100只眼，超高度數(shù)組-9.25～-15.00D，100只眼，所有被檢眼常規(guī)眼部檢查，確認(rèn)無器質(zhì)性病變，最佳矯正視力≥1.0，停戴軟性角膜接觸鏡2周以上。

1.2 檢查方法 首先采用美國BAUSCH＆LOMB公司生產(chǎn)的OrbscanⅡ眼前節(jié)分析系統(tǒng)，版本3.00E，其中A=0.93，分別連續(xù)測量2～3次，進(jìn)行分析。隨后應(yīng)用日本Tomey sp-3000超聲波角膜測厚儀，先為受檢眼點(diǎn)0.4的倍諾喜滴眼劑，待麻醉后，用超聲波測厚儀探頭垂直正對角膜中央，輕輕接觸角膜測量3次，取其平均值。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 使用SPSS11.5軟件包對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，相關(guān)分析。

2 結(jié)果

見表1。

表1 超聲波與OrbscanⅡ系統(tǒng)兩種設(shè)備在不同屈光度中角膜中央處測量的厚度比較可見OrbscanⅡ系統(tǒng)測量值比超聲波值偏大，相差30.69～32.71μm，兩者測量結(jié)果差異有顯著性。

3 討論

準(zhǔn)分子激光屈光性手術(shù)是通過對角膜進(jìn)行切削來改變屈光度的，同時(shí)角膜厚度會相應(yīng)變薄，因此角膜厚度的準(zhǔn)確測量在角膜屈光手術(shù)中具有極為重要的意義。根據(jù)病人的屈光度和角膜厚度的測量以及其他相關(guān)檢查結(jié)果，來制定手術(shù)方案，計(jì)算出術(shù)后殘留角膜厚度，評價(jià)手術(shù)安全性及減少并發(fā)癥的發(fā)生率。目前，臨床上有多種測量角膜厚度方法，如超聲波角膜厚度測量儀，共焦顯微鏡及Orbscan系統(tǒng)。其中超聲波測厚是公認(rèn)較為準(zhǔn)確的測量方法，它的原理是超聲波通過角膜所需的時(shí)間，角膜厚度=超聲波通過角膜所需時(shí)間×角膜聲速。它的精密度達(dá)0.001mm［1］。OrbscanⅡ系統(tǒng)是裂隙光掃描檢查方式和Placido盤角膜地形圖的結(jié)合，可用于測量角膜前后表面高度、曲率、角膜厚度、前房深度、Kappa角等，同時(shí)顯示出中央角膜厚度及周邊角膜厚度。因測量時(shí)不接觸角膜，而且能顯示全角膜厚度及角膜最薄處，較超聲波測厚更為安全、快捷，對于屈光手術(shù)的術(shù)前檢查，幫助制訂手術(shù)方案，篩查圓錐角膜等手術(shù)禁忌證具有不可替代的優(yōu)勢。但對角膜厚度測量的精確性有著不同報(bào)道。

在我們的研究結(jié)果中，超聲波測量角膜厚度的結(jié)果為（536.25±33.9）μm，與Yaylaili［2］、謝立信［3］ 及劉治容等［4］研究結(jié)果接近，說明超聲波測量角膜厚度的結(jié)果是可信的。從以往的文獻(xiàn)報(bào)道中，看到Iskander［5］等發(fā)現(xiàn)Lasik術(shù)前超聲測厚較OrbscanⅡ測厚約厚（18.4±17.4）μm與謝立信［3］的研究結(jié)果相近，超聲波測厚所得數(shù)據(jù)比OrbscanⅡ測厚數(shù)值大，兩者之間的差值在20～40μm之間。陳躍國等［6］也有相似報(bào)道。而倪海慶［7］等研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Orbscan系統(tǒng)聲速系數(shù)設(shè)置為0.96時(shí)，其與超聲測厚所得測量值之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，劉治容等［4］研究時(shí)發(fā)現(xiàn)將聲速系數(shù)設(shè)置為0.92時(shí)，使兩種測量方法差異明顯減小。在實(shí)踐中，我們改進(jìn)了OrbscanⅡ系統(tǒng)厚度測量公式，根據(jù)超聲波測量結(jié)果，將系統(tǒng)聲速系數(shù)設(shè)置為0.93，使兩者的結(jié)果相一致，但最后發(fā)現(xiàn)超聲波角膜厚度測量儀與Orbscan系統(tǒng)測量的Lasik術(shù)前角膜中央厚度存在顯著差異，OrbscanⅡ系統(tǒng)測量超聲波與值比超聲波值偏大，這與Yaylali等［2］、張立華等［8］、袁滿紅等［9］的研究結(jié)果相一致。由此看來，應(yīng)用OrbscanⅡ系統(tǒng)測量角膜厚度時(shí)，通過修正聲速系數(shù)，使其更加接近超聲波測厚儀的測量結(jié)果，有待今后進(jìn)一步研究。

OrbscanⅡ系統(tǒng)其測量的可重復(fù)性與精確性尚不如超聲波角膜測厚儀?？赡茉蚴墙悄さ耐该餍?，基質(zhì)的均勻性出現(xiàn)異常，患者角膜不能完全暴露，眼瞼對角膜的遮擋對系統(tǒng)的測量、分析都有一定影響。而且由于受測量時(shí)限制，尚不能在術(shù)中實(shí)時(shí)測量角膜的厚度，對于PRK、LASIK術(shù)后尤其是在角膜透明度下降的情況下，可使其光學(xué)測量精度降低。因此，在屈光手術(shù)中，還不能完全替代超聲波角膜測厚儀的作用。

【參考文獻(xiàn)】

1 Chai daroon W.The comparison of corneal thickness measurement:ultrasound versus optical methods.J Med Assoc Thai，2003，86(5):462-466.

2 Yaylali V， Kaufman SC， Thompson HW. Corneal thickness measurements with the Orbscan Topography System and ultrasonic pachymetry.J Cataract Refract Surg，1997，23:1345-1350.

3 謝立信，李趙霞，衣偉偉. OrbscanⅡ角膜地形圖儀與A超測量結(jié)果的對比觀察.眼科，2002，11（1）:7-9.

4 劉治容，張悅.OrbscanⅡ角膜地形圖儀與A超測量角膜厚度的比較.四川醫(yī)學(xué)，2004，5(5):515.

5 Iskander NG，Anderson PE，Peter NT，et al.Accuracy of orbscan pachymetry measurements and DGH ultrasound pachymetry in primary laser in situ keratomileusis and Lasik enhancement procedures.J Cataract Refract Surg，2001，27:681-685.

6 陳躍國，仲艷瑩，夏英杰. Orbscan角膜地形圖儀與超聲角膜測厚儀測量角膜中央厚度的比較.中國實(shí)用眼科雜志，2003，21（3）:234.

7 倪海慶，王勤美，許琛琛，等. Orbscan測量近視眼角膜厚度.眼視光學(xué)雜志，2001，3(3):137-139.

篇8

[關(guān)鍵詞]超聲波；肥胖；塑形；治療

[中圖分類號]R622[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]1008-6455（2007）11-1499-02

Clinical preliminary results of weight reduction by the ultrasonic waves

LI Xiao-ge,LI Shi-rong,CAO Chuan,DENG Xiang-dong,LIU Yi,LI Yi

(Department of Plastic Surgery,Southwest Hospital,the Third Military Medical University, Chongqing 400038,China)

Abstract:ObjectiveTo present preliminary results of lipoplasty by using the ultrasonic waves.Methods60 patients suffered part fatness of the body were cured by ultrasonic waves in our clinic.The therapeutic effect were compared by assessment of waisteline and the picture. Results All cases were defined into three clinical pattern, and 3 patients wereexcellence effect,39 patients were effect, 18 patients wereinefficency.Conclusion This study suggested that the ultrasonic waves can be used into the process of weight reduction and gain good effect it is an excellent new technique for part fatness of the body .It is operated in brief and safety, the results affirmative, sufferers have no pain and sufferings apt to be accepted. The treatment technique is presented in detail.

Key words:the ultrasonic waves;fatness;lipoplasty;therapy

隨著人們對肥胖的關(guān)注，減肥方法也層出不窮，我科自2005年11月以來，采用GP698超聲波皮膚治療儀（廣州產(chǎn)）對60例腰腹部肥胖的就醫(yī)者進(jìn)行治療，經(jīng)過臨床觀察，療效滿意，現(xiàn)對超聲波技術(shù)體外治療腰腹部肥胖的臨床效果報(bào)道如下。

1臨床資料

60例腰腹肥胖的就醫(yī)者均為女性，年齡18～51歲，均為單純性肥胖，腰腹部脂肪輕中度蓄積。診斷標(biāo)準(zhǔn)：WHO建議男性腰圍超過94cm，女性腰圍超過80cm為肥胖。中國肥胖問題工作組建議對中國成人來說，男性腰圍等于或超過85cm，女性腰圍等于或超過80cm為腹部脂肪蓄積的界限[1]。嚴(yán)重高血壓、心臟病以及系統(tǒng)性紅斑狼瘡、過敏性皮炎者禁忌使用；排除病理性肥胖（柯興綜合征、胰源性、低下、垂體性、甲狀腺功能低下、藥源性肥胖）。

2設(shè)備和治療方法

2.1設(shè)備：所用設(shè)備是由深圳市金威源科技有限公司研制的超聲波皮膚治療儀，其發(fā)射的聲波有效強(qiáng)度為0.1～0.7W/cm2，聲波工作頻率（MHz）為（0.85～1.15）±10%，可選擇超聲強(qiáng)度和工作頻率，分為低、中、高三個(gè)檔。

2.2 治療方法：首先在治療前后，由專人負(fù)責(zé)，并保持恒定測量條件，排空二便，統(tǒng)一測量時(shí)間，先在腹部取三點(diǎn)：臍中、臍上5cm、臍下5cm，依次量好尺寸并記錄在案。留取治療前后的照片。

按照儀器規(guī)定的程序進(jìn)行操作，操做前先做耐受測試，從低能量開始，逐漸調(diào)節(jié)到合理能量。①清潔治療區(qū)皮膚，在治療部位均勻涂上厚度約1～2mm的冷凝膠（金威源公司提供的GSD專用凝膠）；②開機(jī)預(yù)熱，選擇瘦身塑形專用Bobo探頭，調(diào)節(jié)操控儀表盤，調(diào)節(jié)所需超聲波的檔位，將探頭貼于治療區(qū)皮膚按照皮膚紋理，使用正確的操作手法進(jìn)行操作，半邊腰操作需30min；③治療完成后清潔皮膚，擦凈凝膠液，涂保濕護(hù)膚乳液以防皮膚干燥；④腰腹部的局部塑形每間隔1天治療一次，15次為一療程。

3結(jié)果

療效判定標(biāo)準(zhǔn)：顯效，治療前腰腹部周徑較治療前減少10%以上；有效，治療后腰腹部周徑較治療前減少5％～10%；無效，治療后腰腹部周徑較治療前減少小于5%。全部療程結(jié)束后1周進(jìn)行療效分析，將受試者與操作者的主觀評價(jià)及腰腹部周徑進(jìn)行治療前后對比，做出綜合評判。60例腰腹部局部肥胖就醫(yī)者治療后腰腹周徑均有不同程度減小，同時(shí)治療后皮膚的彈性也有所改善，治療前后腰腹部周徑的變化見表1，治療前后典型圖片資料見圖1。

4討論

肥胖已成為全球性的問題，不僅是許多疾病的誘發(fā)因素而且給人以臃腫的感覺，也影響到一個(gè)人的整體形象，容易引起心理問題，使人缺乏自信，為了改善體形，提升個(gè)人魅力，增加自信心，減肥的方法有很多，應(yīng)用超聲波能量，選擇性的破壞人體堆積的脂肪細(xì)胞[2]，而不損傷血管神經(jīng)，使人體輪廓塑形達(dá)到理想程度， 1992年意大利醫(yī)師Michele zocchi[3]首先做了臨床應(yīng)用報(bào)告。1998年Silberg 提出了“外超聲吸脂塑形術(shù)”，即將超聲探頭直接作用于皮膚，使超聲能量通過皮膚進(jìn)入脂肪組織，使脂肪乳化，再行抽吸，這樣既保證了超聲能量的作用，又減少了侵入性損傷。臨床觀察發(fā)現(xiàn)超聲乳化吸出來的脂肪較單純抽吸出的脂肪顆粒小，在脂肪顆粒上層有許多乳化的油狀物質(zhì)[4]。超聲波還可以增強(qiáng)細(xì)胞膜的通透性，使脂肪細(xì)胞內(nèi)容物甘油三脂、甘油酸，異化成H2O、CO2、ATP，最后隨循環(huán)系統(tǒng)排除體外，研究人員利用超聲作用于組織選擇性對脂肪細(xì)胞產(chǎn)生“空化效應(yīng)” “微機(jī)械效應(yīng)”和“熱效應(yīng)”的這些原理，不斷創(chuàng)新，開發(fā)出簡單易行的新儀器。

我科對單純應(yīng)用超聲技術(shù)治療身體局部肥胖的病例進(jìn)行臨床觀察發(fā)現(xiàn)：該技術(shù)對于單純性輕中度肥胖有一定效果，在治療過程中發(fā)現(xiàn)就醫(yī)者皮膚彈性也有所增加[5]。與外超聲輔助吸脂相比較：具有風(fēng)險(xiǎn)低、操作簡單，治療安全，對操作者要求不高，更適合在美容機(jī)構(gòu)應(yīng)用。對就醫(yī)者來講治療痛苦減小，可以合理安排時(shí)間，治療過程中無需休息，不影響日常生活。治療后不會出現(xiàn)皮膚凹凸不平的現(xiàn)象，相反在腰圍變小的同時(shí)還能改善皮膚的彈性。不足之處：見效慢，有效率低，腰圍減小有限，該技術(shù)有待于進(jìn)一步改進(jìn)，以便更好的服務(wù)于人類。

[參考文獻(xiàn)]

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[2]王曉媛，王 俠．超聲波技術(shù)在縮小術(shù)中的應(yīng)用[J]. 中國超聲波醫(yī)學(xué)，2004，20(8)：639-640.

[3]Zocchi M.Ultrasonic liposculpturing[J]. Aesthetic Plast Surg, 1992,16(4): 287-289.

[4]李望舟,李學(xué)擁,李躍軍,等.腰腹部體外超聲吸脂術(shù)的應(yīng)用及療效探討[J] .中國美容醫(yī)學(xué), 2004,13（3）：310-311.

篇9

[關(guān)鍵詞] 經(jīng)皮給藥；低頻超聲；研究進(jìn)展

[中圖分類號] R28 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673-7210（2014）02（b）-0161-05

Research progress of transdermal drug delivery using low-frequency sonophoresis

MA Yufeng1 GUO Shengjun1 WANG Qingfu1 ZHANG Yi1 DU Chunlin1 CHEN Liming1 SHI Zongting1 YANG Lili2

1.The Third Hospital Affiliated to Beijing University of Chinese Medicine， Beijing 100029， China； 2.Beijing University of Chinese Medicine， Beijing 100029， China

[Abstract] Transdermal delivery system has developed rapidly in recent years， with the improvement of new technologies， such as penetration enhancers， iontophoresis， laser， electroporation， and ultrasound et al， transdermal drug delivery using low-frequency sonophoresis is widely used in clinical practice， and caused theresearchers' interest. This paper introduces the mechanism of low-frequency ultrasound， the factors that influence efficiency， animal studies and safety assessment.

[Key words] Transdermal delivery； Low-frequency ultrasound； Research progress

經(jīng)皮給藥系統(tǒng)（transdermal drug delivery system，TTDS）或稱透皮給藥系統(tǒng)（transdermal therapeutic system，TTS）由于不經(jīng)過胃腸系統(tǒng)的吸收、不經(jīng)過“肝臟首過效應(yīng)”，十幾年來備受青睞，發(fā)展迅速。隨著促滲劑的改進(jìn)、以及離子導(dǎo)入、激光、電致孔、超聲導(dǎo)入等新技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)皮促透藥物廣泛應(yīng)用于臨床實(shí)踐，并引起了研究者的研究興趣。早在1927年，Wood等[1]撰文指出，超聲波法（sonophoresis或phonophoresis）被確認(rèn)為能在生物系統(tǒng)中產(chǎn)生持久變化，具有安全性的治療方法。近年來，低頻超聲經(jīng)皮促透藥物的研究逐漸深入，對其作用機(jī)制、影響作用效益的因素、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究以及安全性評估取得了較大的進(jìn)步，現(xiàn)綜述如下：

1 低頻超聲的物理特性

超聲波是壓電晶體在交流電作用下發(fā)生機(jī)械振動(dòng)后產(chǎn)生頻率高于20 kHz的聲波，這已經(jīng)超出了人耳的聽力上限。超聲波是縱波，即傳播方向與振動(dòng)方向相同。其向周圍介質(zhì)傳播時(shí)，產(chǎn)生一種疏密的波形，由于具有非常短的波長，可以聚集成狹小的發(fā)射線束而呈束狀直線播散，因而傳播具有一定的方向性。用來表示超聲波功效和能量的基本物理量有波長、頻率、傳播速度、超聲聲場、聲壓及聲強(qiáng)。

1.1頻率

聲波每秒鐘內(nèi)震動(dòng)的次數(shù)，通常用f表示，單位為赫茲（Hz）。聲波每振動(dòng)1次所需要的時(shí)間稱為周期，通常用T表示，單位為s。一般認(rèn)為，頻率在20～80 kHz之間的為低頻超聲，在1～16 MHz之間的為高頻超聲。

1.2波長

在一個(gè)聲波振動(dòng)周期的時(shí)間內(nèi)，聲波傳播的距離稱為波長，通常以λ表示。單位為cm或mm。

1.3傳播速度

在單位時(shí)間內(nèi)聲波傳播的距離稱為傳播速度，簡稱聲速。聲波的傳播速度與所接受介質(zhì)的特性有關(guān)，而與聲波的頻率無關(guān)，可用下式表示：C=λ×f。聲波在空氣、液體、固體中的聲速分別為340、1500、5000 m/s，在人類軟組織中與在液體中相似，平均為1540 m/s。

1.4超聲聲場

超聲波在介質(zhì)中傳播的空間距離，即介質(zhì)受到超聲振動(dòng)作用的區(qū)域叫超聲聲場。聲壓代表超聲波的強(qiáng)度，頻率越高，聲壓越大。聲強(qiáng)為每秒內(nèi)垂直通過每平方厘米面積的聲能，單位為W/cm2。臨床常用治療劑量為0.1～2.5 W/cm2。

2 低頻超聲經(jīng)皮促透藥物的作用機(jī)制

從1990年起，超聲導(dǎo)入法進(jìn)入了興盛時(shí)期，一些學(xué)者研究了低頻超聲（20～100 kHz）對藥物的促滲作用，它可促進(jìn)小分子物質(zhì)通過皮膚進(jìn)入體內(nèi)[2-4]。Tchibana[2]首次在無毛小鼠身上實(shí)驗(yàn)闡明用48 kHz的超聲波經(jīng)皮導(dǎo)入胰島素5 min后可導(dǎo)致血糖明顯下降了4/5。近來，通過在體、離體實(shí)驗(yàn)證實(shí)低頻超聲可以將胰島素、肝素、破傷風(fēng)抗毒素透入皮內(nèi)。1996年Mitragotri等[5]分別通過人尸透皮、無毛大鼠動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，定量比較了治療用超聲波（1 MHz）和低頻超聲波（20 kHz，125 mW/cm2，100 ms/s）對雌二醇、水楊酸、皮質(zhì)甾酮、蔗糖、醛固酮、丁醇、水透過人尸皮膚的增滲比，發(fā)現(xiàn)低頻超聲在人尸透皮實(shí)驗(yàn)中使增滲比增加了3～3000倍，而低頻超聲在無毛大屬皮膚促透水楊酸使增滲比增加了300倍。還發(fā)現(xiàn)，低頻超聲波的促透作用比治療用超聲波強(qiáng)1000倍。

在過去的十幾年中，有關(guān)低頻超聲經(jīng)皮促透藥物的作用機(jī)制，引起了眾多關(guān)注，但是其作用機(jī)制迄今不是很清楚。目前實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)可能與空化作用、熱效應(yīng)以及聲微流作用等有關(guān)[6]。

2.1 空化作用

空化作用被認(rèn)為超聲導(dǎo)入的主要作用機(jī)制，空化作用是超聲波在介質(zhì)傳播時(shí)，氣體空泡、形成和崩解的過程[7-10]。介質(zhì)中的液體有分子振動(dòng)，分子的平均距離隨分子的振動(dòng)而變化。當(dāng)其超過保持液體作用的臨界分子間距是，就會形成空泡（空化）。空泡崩解的同時(shí)釋放能量，從而導(dǎo)致周圍組織的結(jié)構(gòu)變化。超聲產(chǎn)生劇烈的聲微流，增強(qiáng)了藥物的生物利用度[11]?？栈饔玫漠a(chǎn)生必須有氣核存在，如果介質(zhì)脫氣，使其中氣體含量降低，則會大大地減低透皮的效率。

空化作用可以發(fā)生在皮膚內(nèi)尤其是角質(zhì)層，還可以發(fā)生在皮膚外，或者是兩者均可，空化作用可以發(fā)生在多種哺乳動(dòng)物組織，包括肌肉、腹部、腦、心、血管組織和肝，前提是滿足超聲促透的條件如超聲的治療頻率等[7，12]。在皮膚內(nèi)，由于細(xì)胞或細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)中存在著大量的氣核，所以可能產(chǎn)生空化作用。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證實(shí)，角質(zhì)細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞間質(zhì)含水量較大，水中氣泡多，空泡容易在角質(zhì)細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生。同樣在皮膚外液體介質(zhì)中亦能產(chǎn)生空化作用，一是超聲產(chǎn)生沖擊波作用于皮膚表面使皮膚溶蝕，導(dǎo)致皮膚通透性增加；二是空泡的振動(dòng)與破裂，在皮膚-溶液界面產(chǎn)生聲微流，增加皮膚的對流轉(zhuǎn)運(yùn)。

皮膚在超聲波的作用下，由于空泡的持續(xù)振動(dòng)直到破裂，角質(zhì)細(xì)胞內(nèi)的脂質(zhì)雙分子層結(jié)構(gòu)發(fā)生紊亂，從而發(fā)生結(jié)構(gòu)排列的無序化，這樣大量的水就進(jìn)入無序化的脂質(zhì)區(qū)域形成水性通道，藥物通過這些通道要比通過正常的脂質(zhì)雙分子層結(jié)構(gòu)速度快得多。因次，超聲促透藥物要比藥物被動(dòng)擴(kuò)散速度快、大分子物質(zhì)也能通過（圖1）。

空化作用的產(chǎn)生與超聲強(qiáng)度有關(guān)，在一定范圍內(nèi)，超聲波強(qiáng)度越大，空化作用越明顯，但如果功率太大可能對皮膚的溶蝕作用加強(qiáng)。產(chǎn)生空化作用的最小超聲強(qiáng)度稱之為空化閾值[7]，而且閾值隨著超聲頻率的增加而快速增加，如果頻率高于2.5 MHz時(shí)，即使再給予更高的強(qiáng)度也不會超聲空化作用[13]?？栈饔眠€與超聲的脈沖長度有關(guān)。比如，1 MHz超聲波在水溶液的空化閾值因脈沖方式不同而不同，在超聲波連續(xù)應(yīng)用和脈沖方式應(yīng)用時(shí)，空化閾值分別為0.3、33 W/cm2。

圖1 空化作用模式圖

2.2熱效應(yīng)

熱效應(yīng)即致熱作用，超聲波通過介質(zhì)傳播過程中，介質(zhì)會吸收能量轉(zhuǎn)換為熱能，從而使介質(zhì)溫度升高。與具有較低超聲系數(shù)的肌肉組織相比較，骨組織（超聲系數(shù)較高）具有強(qiáng)烈的熱效應(yīng)[14]。在一定的超聲頻率下，介質(zhì)的溫度會隨超聲波的強(qiáng)度和作用時(shí)間成比例的升高。采用脈沖超聲可以使熱效應(yīng)明顯降低。在超聲波導(dǎo)入時(shí)，超聲波導(dǎo)致的皮膚組織的溫度升高可使皮膚中藥物的擴(kuò)散系數(shù)增加；同時(shí)亦可使皮膚的角質(zhì)細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)雙分子層結(jié)構(gòu)發(fā)生紊亂。二者都導(dǎo)致低頻超聲透皮給藥速率的增加。據(jù)Mitragotri等[7]實(shí)驗(yàn)證實(shí)，皮膚溫度每升高10℃，雌二醇滲透性提高2倍，Knutson等[15]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與此相同，但用超聲導(dǎo)入雌二醇時(shí)，溫度僅升高7℃，滲透系數(shù)反而增加了13倍，由此說明熱效應(yīng)不是超聲經(jīng)皮促透藥物的主要作用機(jī)制。

2.3聲微流作用

由于空化氣泡的振動(dòng)和超聲的擴(kuò)散，多孔介質(zhì)暴露中聲場中所產(chǎn)生的液體流動(dòng)，稱作聲微流作用[16]。這種聲微流作用能夠引起藥物的對流轉(zhuǎn)運(yùn)透過皮膚，特別是以皮膚汗腺、毛囊為通道的對流運(yùn)輸更為明顯。

3 影響低頻超聲經(jīng)皮促透藥物的因素

3.1 超聲頻率與超聲強(qiáng)度

超聲導(dǎo)入法應(yīng)用超聲波的頻率一般為20～10 MHz。早在1995年Mitragotri等[3]實(shí)驗(yàn)證實(shí)低頻超聲（20～100 kHz）經(jīng)皮促透效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高頻超聲（1～3 MHz）。這是由于空化作用在高頻超聲下減弱的緣故[13]。應(yīng)用超聲波是在液體等介質(zhì)中產(chǎn)生振蕩，從而形成空泡產(chǎn)生了空化作用。在較高的頻率下，由于正負(fù)聲壓變化時(shí)間太短，減弱了溶解介質(zhì)內(nèi)的空化氣泡形成的能力，所以頻率越高越難以形成空化作用。低頻超聲波比高頻超聲波相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：①對于一些化合物，低頻超聲波比臨床應(yīng)用超聲更有效地促進(jìn)經(jīng)皮促透；②對于被動(dòng)擴(kuò)散不能透皮的一部分大分子化合物，如胰島素、γ-干擾素、促血紅蛋白生成素等，應(yīng)用高頻超聲不能達(dá)到促透的效果而低頻超聲可以促進(jìn)這些大分子化合物的透皮[13]。Tezel等[17]在2001年撰文報(bào)道了不同頻率、強(qiáng)度的低頻超聲波對經(jīng)皮促透依賴性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，他們應(yīng)用Yorkshire豬全皮為實(shí)驗(yàn)材料，采用不同頻率的超聲波（19.6、36.9、58.9、76.6、93.4 kHz）測定十二烷基硫酸鈉（SLS）的透皮傳輸，并應(yīng)用皮膚導(dǎo)電性測定通透程度。在每種頻率下，低于莫一個(gè)值就觀察不到促透作用的強(qiáng)度，這個(gè)強(qiáng)度稱為閾強(qiáng)度。一旦超過這個(gè)閾值，隨著強(qiáng)度的增強(qiáng)，促透效果快速地增大，直到另一個(gè)閾強(qiáng)度出現(xiàn)為止。

3.2能量密度

低頻超聲促透效應(yīng)對超聲強(qiáng)度、占/空比和應(yīng)用時(shí)間的依賴關(guān)系可以歸結(jié)于1個(gè)參數(shù)――探頭傳遞輸出的總能量密度E=It，其中，I是超聲強(qiáng)度（W/cm2），t是凈輻射時(shí)間（s）。Tezel等[17]觀察了不同頻率（19.6、36.9、58.9、76.6、93.4 kHz）下超聲能量密度對皮膚導(dǎo)電率增加比的影響，對應(yīng)的能量閾劑量分別為10、63、103、3.4、1305 J/cm2。當(dāng)頻率從19.6 kHz增加到93.4 kHz，能量閾劑量就增加大約130倍。達(dá)到閾值后，不同頻率的能量密度對促透效果的作用是不同的。高能量劑量下，所有的頻率對經(jīng)皮促透效果大致相似；低能量劑量下，不同的頻率之間促透效果顯著不同，而且選擇不同的頻率可能影響超聲導(dǎo)入得效力。

3.3影響低頻超聲經(jīng)皮促透藥物的其他因素

除超聲頻率、強(qiáng)度和能量密度外，促透效果還取決于應(yīng)用程序、探頭與皮膚的距離、耦合介質(zhì)和藥物性質(zhì)、劑型等。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，超聲波經(jīng)皮促透親水性藥物更有效[7]。對于親水性藥物，超聲波提高其穿透系數(shù)6.88～43倍不等，而對于脂質(zhì)性藥物，超聲波的作用小的多，這是因?yàn)槌暡ǖ目栈饔媚茉诮琴|(zhì)層內(nèi)的脂質(zhì)雙分子層處產(chǎn)生水性孔道，使親水性藥物更易通過。

4 超聲導(dǎo)入對皮膚完全性評估

超聲導(dǎo)入法因?qū)M織有致熱效應(yīng)，如果使用不當(dāng)會導(dǎo)致皮膚燙傷。因此，超聲導(dǎo)入法的安全性對它的推廣應(yīng)用非常重要。從以下三個(gè)方面闡述：

4.1 超聲停止使用后表皮屏障功能的恢復(fù)情況

Mitragotri等[5]應(yīng)用低頻超聲波（20 kHz，125 mW/cm2，100 ms/s）促透人尸離體皮膚1、5 h，測定皮膚電阻的變化同時(shí)測量促透停止后12 h透過皮膚到接受池中的水流量。實(shí)驗(yàn)顯示接受促透1 h的皮膚在2 h后對水的滲透率恢復(fù)到正常，而接受促透2 h的皮膚在2 h后對水的滲透率是正常的6倍。接受促透1 h的皮膚電阻下降到未促透前的60%，2 h后增高為72%；接受促透5 h的皮膚電阻降低為正常的5%，2 h升高10%。因此，應(yīng)用低頻超聲經(jīng)皮促透不會造成長時(shí)間的表皮功能障礙，需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究。

4.2 超聲對活性皮膚和皮下組織的影響

牙科醫(yī)生經(jīng)常用低頻超聲波（f：20～85 kHz）清洗牙齒[18]，人們關(guān)于低頻超聲波可能對機(jī)體產(chǎn)生的影響研究較多[12]，而對人體的安全性指標(biāo)缺乏研究。Mitragotri等[5]應(yīng)用組織學(xué)觀察經(jīng)低頻超聲波（20 kHz，125 mW/cm2，100 ms/s）促透的無毛大鼠動(dòng)物模型，發(fā)現(xiàn)無毛大鼠促透局部區(qū)域表面完整，未見異常反應(yīng)。Boucaud等[19]通過在體、離體實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用光鏡和電子顯微鏡觀察了人體皮膚和無毛大鼠在低頻超聲波（20 kHz，2.5～7 W/cm2，100 ms/s）下的微細(xì)結(jié)構(gòu)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在離體實(shí)驗(yàn)、超聲強(qiáng)度2.5 W/cm2條件下，大鼠皮膚出現(xiàn)輕微、短暫的紅斑，24 h后觀察到更深層的損傷，如皮膚和肌肉的壞死，而人皮膚未見明顯異常反應(yīng)。這說明在同樣超聲條件下大鼠皮膚比人皮敏感性較大。在離體實(shí)驗(yàn)、超聲強(qiáng)度5.2 W/cm2條件下，人皮膚出現(xiàn)表皮脫離、真皮水腫。同時(shí)測量表皮溫度，發(fā)現(xiàn)鼠皮延遲性深層損傷并非僅由超聲導(dǎo)致皮膚溫度升高引起。在一系列的臨床實(shí)驗(yàn)研究中，患者仍對低頻超聲經(jīng)皮治療方法有較強(qiáng)的耐受性[20-22]。

4.3 超聲促透下皮膚的免疫反應(yīng)

迄今為止未見低頻超聲促透下皮膚的免疫反應(yīng)，特別是一些能夠透皮的蛋白等大分子物質(zhì)，對于過敏體質(zhì)的患者來說，需要引起足夠的重視，需要繼續(xù)探索合適的頻率、強(qiáng)度以及藥物劑型等。

5 低頻超聲經(jīng)皮促透藥物的實(shí)驗(yàn)研究

5.1體外經(jīng)皮促透實(shí)驗(yàn)

低頻超聲導(dǎo)入下，在離體皮膚雙相藥池實(shí)驗(yàn)中已成功的將胰島素、干擾素、紅細(xì)胞生成素、雌二醇、水楊酸鹽、皮質(zhì)激素、蔗糖、醛固酮、水和丁烷等透過皮膚。國內(nèi)學(xué)者進(jìn)行了超聲促透對洋金花膜中東莨菪堿和丹參膜中丹參素透過量的影響研究，認(rèn)為超聲促透能明顯地增加透過量，其中100 A的超聲促透條件最佳[23-24]。Bouncand等[25]建立無毛小鼠和人離體表皮動(dòng)物模型，應(yīng)用（20 kHz，2.5 W/cm2）連續(xù)或脈沖式低頻超聲波促進(jìn)芬太尼和咖啡堿透過皮膚，實(shí)驗(yàn)結(jié)果效果顯著。脈沖式低頻超聲波對芬太尼、咖啡堿的增滲比分別為34、4倍；連續(xù)超聲則均為10，說明脈沖式低頻超聲波對芬太尼的促滲效果較好，而對于咖啡堿連續(xù)或脈沖式的效果相當(dāng)。

5.2超聲導(dǎo)入在體實(shí)驗(yàn)

有關(guān)低頻超聲波經(jīng)皮促透藥物的在體實(shí)驗(yàn)報(bào)道較多，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物主要集中在大、小鼠、豚鼠以及豬等動(dòng)物上。Tachibana等[26]觀察了低頻超聲（48 kHz）在無毛小鼠皮膚上促透胰島素的實(shí)驗(yàn)效果，將禁食過夜的無毛小鼠背部浸漬在含有胰島素（20 U/mL）的水溶液中，并給予48 kHz低頻超聲促透，120 min后小鼠血糖下降了平均（34±11.9）%，應(yīng)用高頻超聲促透的小鼠血糖平均下降了（22.4±3.9）%。這說明低頻超聲的經(jīng)皮促透效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于高頻超聲。而Mitragotri等[3]則觀察了低頻超聲（20 kHz）在無毛小鼠皮膚上促透胰島素的實(shí)驗(yàn)效果，將糖尿病小鼠背部給予涂上胰島素（100 U/mL）凝膠，并給予20 kHz低頻超聲促透，30 min后小鼠血糖平均下降了50%。

5.3 超聲導(dǎo)入法與其他促透方法的協(xié)同作用

有關(guān)低頻超聲經(jīng)皮促透方法和其他促透方法的協(xié)同作用的報(bào)道文獻(xiàn)較少，但研究證實(shí)低頻超聲經(jīng)皮促透藥物和其他促透方法合用并單獨(dú)使用低頻超聲經(jīng)皮促透藥物更有效。

5.3.1超聲導(dǎo)入法與化學(xué)促滲劑合用 Mitragotri等[27]采用豬皮體外實(shí)驗(yàn)闡釋了十二醇硫酸鈉和低頻超聲導(dǎo)入的促透協(xié)同作用。單獨(dú)使用十二醇硫酸鈉和低頻超聲時(shí)，甘露醇的穿透皮膚系數(shù)分別增大了3、9倍，但兩者合用卻增加了200倍。

5.3.2 超聲導(dǎo)入法與離子導(dǎo)入法 兩者合用，比單獨(dú)應(yīng)用低頻超聲經(jīng)皮促透藥物效果更佳，Le等[28]應(yīng)用肝素作為藥物模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，觀察超聲導(dǎo)入法與離子導(dǎo)入法的協(xié)同作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示單獨(dú)應(yīng)用十二醇硫酸鈉和低頻超聲導(dǎo)入法時(shí)，肝素的穿透皮膚系數(shù)分別增大了3、15倍；而兩者合用則增大了56倍。

6 低頻超聲經(jīng)皮促透藥物的臨床應(yīng)用與研究

隨著低頻超聲經(jīng)皮促透藥物實(shí)驗(yàn)研究的逐漸深入，并且取得了較好的實(shí)驗(yàn)效果，有些學(xué)者開始將其應(yīng)用于臨床，進(jìn)行臨床實(shí)驗(yàn)研究。國外學(xué)者嘗試臨床中應(yīng)用低頻超聲促透藥物治療疾病。Kost等[29]在42名健康志愿者的前臂內(nèi)側(cè)涂抹EMLA（局部）軟膏與安慰劑軟膏，進(jìn)行隨機(jī)雙盲交叉實(shí)驗(yàn)；先進(jìn)行低頻超聲（55 kHz）的照射，再根據(jù)志愿者的疼痛評分比較兩者的麻醉效果。結(jié)果顯示EMLA軟膏組受試者疼痛程度明顯小于安慰劑組，且經(jīng)低頻超聲波照射后麻藥起效快。受試者的皮膚未見紅斑、瘙癢等不適癥狀。

Serikov[30]臨床實(shí)驗(yàn)對比了布洛芬凝膠在傳統(tǒng)給藥方式和超聲介導(dǎo)透皮給藥兩種給藥方式情況下對骨性關(guān)節(jié)炎患者疼痛的緩解作用。實(shí)驗(yàn)組20例患者，關(guān)節(jié)局部給予超聲促透5%布洛芬凝膠，2次/d，每次5～6 h；對照組19例患者，關(guān)節(jié)疼痛部位給予外涂布洛芬凝膠，3次/d。試驗(yàn)期間，監(jiān)測血常規(guī)、尿常規(guī)、血生化等指標(biāo)，通過患者VAS評分，發(fā)現(xiàn)兩組患者疼痛評分均降低，但使用低頻超聲促透藥物組VAS評分減低更明顯。該作者認(rèn)為超聲促透5%布洛芬凝膠能明顯緩解骨性關(guān)節(jié)炎患者的疼痛，值得推廣應(yīng)用。

7 展望

雖然應(yīng)用低頻超聲促透藥物取得了很大的進(jìn)展，但是還有以下問題存在：

7.1 超聲促透儀生產(chǎn)、使用標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)尚未建立

查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)，超聲促透儀生產(chǎn)、使用標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)尚未建立。超聲探頭的直徑、波長以及電流的大小等相關(guān)實(shí)驗(yàn)參數(shù)等均可影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這方面還需要大家共同努力參與制定一系列標(biāo)準(zhǔn)，以促進(jìn)交流、學(xué)習(xí)。

7.2 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)成果能否直接應(yīng)用于臨床

由于皮膚結(jié)構(gòu)的種屬差異，大小鼠、豚鼠、兔等哺乳動(dòng)物的皮膚結(jié)構(gòu)與人類皮膚結(jié)構(gòu)不完全相同，各自的皮膚通透性亦不同。如經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，實(shí)驗(yàn)室常用動(dòng)物（家兔、大鼠、豚鼠）的皮膚通透性比人類的要大，豬和恒河猴的皮膚與人類的最接近[31]。大量的動(dòng)物在體、離體實(shí)驗(yàn)證實(shí)低頻超聲促透藥物的效果要比傳統(tǒng)給藥方式效果更好，但是能否直接應(yīng)用于臨床值得進(jìn)一步深入研究。目前沒有大規(guī)模的臨床實(shí)驗(yàn)證實(shí)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)一致的有效性、安全性。

7.3 低頻超聲促透中藥的研究亟待加強(qiáng)

中藥外治法歷史悠久，東漢時(shí)期，張仲景在《傷寒論》講述了“外敷、藥浴”等內(nèi)科疾病的外法方法。然而，隨著科技的迅速發(fā)展和生活節(jié)奏的加快，中藥外治法暴露出了一些劣勢：藥效保持時(shí)間短、操作不方便等。這就需要我們尋找經(jīng)皮給藥促透中藥透皮的新技術(shù)、新方法。目前在超聲電導(dǎo)促進(jìn)中藥經(jīng)皮給藥方面研究相對較少，這方面的實(shí)驗(yàn)研究亟待加強(qiáng)。

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篇10

關(guān)鍵詞:醫(yī)學(xué)影像;超聲;介入超聲

自倫琴1895年發(fā)現(xiàn)X線以后不久,在醫(yī)學(xué)上,X線就被用于對人體檢查、進(jìn)行疾病診斷,形成了放射診斷學(xué)的新學(xué)科,并奠定了醫(yī)學(xué)影像學(xué)的基礎(chǔ)。至今放射診斷學(xué)仍是醫(yī)學(xué)影像學(xué)中的主要內(nèi)容,應(yīng)用普遍。50年代到60年代開始應(yīng)用超聲與核素掃描進(jìn)行人體檢查,出現(xiàn)了超聲成像(USG)和Y閃爍成像。70年代和80年代又相繼出現(xiàn)了X線計(jì)算機(jī)體層成像(X-ray CT或CT)、磁共振成像(MRI)和發(fā)射體層成像(ECT),如單光子發(fā)射體層成像(SPECT)與正電子發(fā)射體層成像(PET)等新的成像技術(shù)。這樣,僅100年的時(shí)間就形成了包括X線診斷的影像診斷學(xué)(diagnostic imageology)。雖然各種成像技術(shù)的成像原理與方法不同,診斷價(jià)值與限度亦各異,但都是使人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和器官形成影像,從而了解人體解剖與生理功能狀況以及病理變化,以達(dá)到診斷的目的,都屬于活體器官的視診范疇,是特殊的診斷方法。70年代迅速興起的介入放射學(xué)(interventional radioloy),即在影像監(jiān)視下采集標(biāo)本或在影像診斷的基礎(chǔ)上,對某些疾病進(jìn)行治療,使影像診斷學(xué)發(fā)展為醫(yī)學(xué)影像學(xué)的嶄新局面。醫(yī)學(xué)影像學(xué)不僅擴(kuò)大了人體的檢查范圍,提高了診斷水平,而且可以對某些疾病進(jìn)行治療。這樣,就大大地?cái)U(kuò)展了本學(xué)科的工作內(nèi)容,并成為醫(yī)療工作中的重要支柱。近20年,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,與計(jì)算機(jī)技術(shù)密切相關(guān)的影像技術(shù)也是日新月異,影像診斷學(xué)也成為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)展最快的學(xué)科之一。常規(guī)X線正在從膠片轉(zhuǎn)向計(jì)算機(jī)放射攝影(CR)或更為先進(jìn)的直接數(shù)字化攝影(DR)的數(shù)字化時(shí)代。誕生時(shí)即與計(jì)算機(jī)緊密相關(guān)的CT、MR則發(fā)展速度更為驚人。CT已從早期的單純的頭顱CT發(fā)展為超高速多排螺旋CT、電子束CT。在速度提高的同時(shí),掃描最薄層厚也從早期的10mm到現(xiàn)在的0.5mm,最高圖像分辨率也達(dá)到了1024*1024。這些使CT的應(yīng)用不僅在于早期橫斷面呈像,同時(shí)可以作細(xì)膩的三維重建,模擬內(nèi)窺鏡,手術(shù)立體定向,CT血管呈像(CTA)。MR也從早期的永磁體、低場強(qiáng)發(fā)展到現(xiàn)在的超導(dǎo)、高場強(qiáng),分辨率在常規(guī)掃描時(shí)間下提高了數(shù)千倍,磁共振血管呈像(MRA)已成為常規(guī)檢查項(xiàng)目,同時(shí)灌注、彌散、功能呈像以及磁共振波譜(MRS)技術(shù)正在研究發(fā)展之中。超聲醫(yī)學(xué)近年來發(fā)展迅速,已與X線、CT、磁共振、核素并駕齊驅(qū),成為臨床五大醫(yī)學(xué)影像手段。

聲波是一種機(jī)械能的表現(xiàn)形式。聲源每秒振動(dòng)的次數(shù)叫頻率,一般用赫茲表示,簡寫為Hz。頻率在2000Hz以上的聲波即為超聲波。超聲波在傳播過程中要發(fā)生反射,折射以及多普勒效應(yīng)等。超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí),發(fā)生聲能衰減。因此超聲通過一些實(shí)質(zhì)性器官,會發(fā)生形態(tài)及強(qiáng)度各異的反射。由于人體組織器官的生理,病理,解剖情況的不同,對超聲波的反射,折射和吸收衰減各不相同。超聲診斷就是根據(jù)這些反射信號的多少,強(qiáng)弱,分布規(guī)律來判斷各種疾病。醫(yī)用診斷超聲波的發(fā)生與接收,均由特制的探頭來完成,它能把電能和聲能互相轉(zhuǎn)換。按照超聲回聲顯示方法來分類,超聲診斷儀可分為脈沖回聲式和頻移回聲式兩大類型。脈沖回聲式超聲診斷儀包括幅度調(diào)制型超聲診斷儀(A型超聲儀,簡稱A超)、輝度調(diào)制型超聲診斷儀(B型超聲儀,簡稱B超)以及回聲輝度調(diào)制型超聲診斷儀(M型超聲儀,簡稱M超)。頻移回聲式超聲診斷儀(D型超聲儀)包括頻移示波型超聲診斷儀(脈沖波式和連續(xù)波式多普勒)彩色編碼頻移回聲式超聲診斷儀(彩色多普勒血流顯像,簡稱彩超)等。

超聲診斷學(xué)是一門邊緣學(xué)科,以解剖學(xué)、病理學(xué)等形態(tài)學(xué)為基礎(chǔ),緊密結(jié)合臨床醫(yī)學(xué),近年來發(fā)展迅速,已與X線、CT、磁共振、核素并駕齊驅(qū),成為臨床五大醫(yī)學(xué)影像手段。超聲診斷學(xué)的主要內(nèi)容包括:一、臟器病變的形態(tài)學(xué)診斷以及器官的超聲解剖學(xué)的研究。超聲診斷是以形態(tài)學(xué)為依據(jù)的,因此它的基礎(chǔ)是病理解剖學(xué)形態(tài)改變及由此而產(chǎn)生的組織的聲學(xué)變化。超聲檢查可獲得各臟器斷面圖像,此即為診斷的形態(tài)學(xué)基礎(chǔ),能夠?qū)Σ∽冞M(jìn)行定位定性診斷。二、功能性檢測。超生圖像可顯示由于臟器、組織的生理變化而出現(xiàn)的相應(yīng)規(guī)律性變化,如膽囊收縮、胃排空、胃腸道蠕動(dòng)、膈肌運(yùn)動(dòng)、卵巢功能性變化及心臟的舒縮。多普勒超聲可顯示心臟及其他臟器血管的血流變化,以判斷其功能狀況。三、介入性超聲。包括內(nèi)窺鏡超聲和術(shù)中超聲,介入性超聲在臨床的廣泛開展使得超聲診斷與臨床、病理學(xué)、組織學(xué)緊密結(jié)合,不僅提高了診斷水平,還進(jìn)一步開展了一些臨床治療,開辟了超聲診斷、治療在臨床醫(yī)學(xué)的新領(lǐng)地。

介入超聲技術(shù)作為現(xiàn)代超聲醫(yī)學(xué)的一個(gè)分支,是1983年在哥本哈根召開的世界介入性超聲學(xué)術(shù)會議上被正式確定的。它是在超聲顯像基礎(chǔ)上為進(jìn)一步滿足臨床診斷和治療的需要而發(fā)展起來的一門新技術(shù)。其主要特點(diǎn)是在實(shí)施時(shí)超聲的監(jiān)視或引導(dǎo)下,完成各種穿刺活檢、X線造影以及抽吸、插管、注藥治療等操作,可以避免某些外科手術(shù),達(dá)到與外科手術(shù)相媲美的效果。與其他影像學(xué)介入手段相比,由于介入性超聲具有實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、便捷、無輻射、費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于臨床。而不斷出現(xiàn)的各種新型介入性超聲內(nèi)鏡,在進(jìn)行穿刺過程中,內(nèi)鏡視野和超聲視野同步,超聲影像上可以顯示穿刺進(jìn)針的全過程,精確控制針尖在病變內(nèi)的位置,使穿刺準(zhǔn)確安全,大大提高了可以穿刺的范圍。同時(shí)彩色多普勒在介入性超聲內(nèi)鏡中的應(yīng)用,有效地區(qū)分血管和非血管結(jié)構(gòu),保證了穿刺的安全性。目前國內(nèi)外學(xué)者更多將研究重點(diǎn)放在了介入性超聲內(nèi)鏡的腫瘤治療,如光動(dòng)力治療、射頻治療、免疫治療、基因治療、組織間放療等。

介入性超聲有著廣闊的發(fā)展前景,有些疾病的治療已成為臨床不可取代的治療方法。同時(shí),醫(yī)學(xué)影像學(xué)的整體水平的發(fā)展為患者診療提供了更寬廣的選擇空間,患者可權(quán)衡各種手段的利弊作出更為合適的選擇。

作者單位:徐州醫(yī)學(xué)院

參考文獻(xiàn):