醫(yī)用超聲診斷與治療儀器----醫(yī)用超聲治療儀器

         超聲能量通過人體組織媒質(zhì)的相互作用時，產(chǎn)生超聲生物效應(yīng)，引起生物體組織結(jié)構(gòu)與功能變化，從而實現(xiàn)治療的目的。超聲生物效應(yīng)主要包括機(jī)械效應(yīng)、熱效應(yīng)和空化效應(yīng)：
         1．機(jī)械效應(yīng)超聲是機(jī)械振動能量，在體內(nèi)傳播時，介質(zhì)質(zhì)點振動振幅雖小，但頻率很 高，加速度大，聲壓強，超聲波的這種力學(xué)效應(yīng)稱為機(jī)械生物效應(yīng)。 超聲波在介質(zhì)中傳播，介質(zhì)質(zhì)點交替壓縮與伸張形成交變聲壓，從而獲得巨大加速度， 介質(zhì)中的分子劇烈運動，相互摩擦，引起組織細(xì)胞容積變化及細(xì)胞原漿環(huán)流，從而對組織內(nèi) 物質(zhì)和微小細(xì)胞結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一種“微細(xì)按摩作用”，這種作用可引起細(xì)胞功能的改變，膜性結(jié)構(gòu) 的拉伸、扭曲及斷裂，使其功能及結(jié)構(gòu)發(fā)生損害的許多反應(yīng)。 超聲波的機(jī)械作用可以改善血液和淋巴循環(huán)，增強細(xì)胞膜的彌散過程，從而改善新陳代謝，提高組織再生能力，所以可治療某些局部m液循環(huán)障礙性疾病，如對治療營養(yǎng)不良性潰瘍效果良好。小劑量的超聲波能使神經(jīng)興奮性降低、神經(jīng)傳導(dǎo)速度減慢，因而對周圍神經(jīng)疾 病，如神經(jīng)炎、神經(jīng)痛，具有明顯的鎮(zhèn)痛作用。大劑量超聲波作用于末梢神經(jīng)可引起血管麻痹、組織細(xì)胞缺氧，繼而壞死。超聲波的機(jī)械作用能使豎硬的結(jié)締組織延K、變軟，還可擊碎人體內(nèi)各種結(jié)石。

         2．熱效應(yīng)超聲波在機(jī)體組織內(nèi)傳播時，介質(zhì)分子產(chǎn)生劇烈振動，將超聲能量轉(zhuǎn)換為
熱能，并被組織吸收，稱為熱效應(yīng)。這種熱能量的產(chǎn)生與超聲聲強、媒質(zhì)的聲壓吸收系數(shù)及 單位體積內(nèi)超聲作用的時間有關(guān)。在單位體積內(nèi)超聲作用時間越長，產(chǎn)生的熱能就越多。 溫度過熱發(fā)生損傷，超聲波的熱作用會引起生殖腺組織損傷，睪丸組織對超聲波很敏感，高強度作用可致實質(zhì)性損害和不育。 超聲波的熱效應(yīng)，可使組織溫度升高、m液循環(huán)加快、代謝旺盛，增強細(xì)胞吞噬作用，以提高機(jī)體防御能力和促進(jìn)炎癥吸收，還能降低肌肉和結(jié)締組織張力，有效地解除肌肉痙攣，使肌肉放松，達(dá)到減輕肌肉及軟組織疼痛的目的。常用的對疾?。ㄈ?a href="http://alemdaconsulta.com/product/keywords/1357.html" title="關(guān)節(jié)炎" target="_blank" class="hl-keyword">關(guān)節(jié)炎、關(guān)節(jié)扭傷、腰肌 痛等）消炎鎮(zhèn)痛、療效較好的透熱療法是應(yīng)用超聲波的熱作用使人體局部溫度升高，引起血管擴(kuò)張、m流加速和組織的新陳代謝加強，達(dá)到治療目的。

         3．空化效應(yīng)超聲波在生物體內(nèi)傳播使液體中產(chǎn)生微小氣核（空化核），當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時，發(fā)生空化氣泡的形成、增大和崩潰的動力學(xué)過程叫空化效應(yīng)，具有穩(wěn)態(tài)空化和瞬態(tài) 空化兩種形式。 由于液體在超聲波振動下產(chǎn)生數(shù)以萬計的微空化氣泡。氣泡在超聲波縱向傳擂形成負(fù)壓區(qū)生長，而在正壓區(qū)迅速閉合，在這交替正負(fù)壓強下受到壓縮和拉伸，氣泡被壓縮直至崩 潰的一瞬間，伴隨高溫會產(chǎn)生巨大的瞬時壓力?？栈嗽诒罎⒌乃查g產(chǎn)生高溫、高壓、發(fā)光 及沖擊波等極端的理化現(xiàn)象，導(dǎo)致生物體細(xì)胞發(fā)生化學(xué)和毒性反應(yīng)，如細(xì)胞變性、溶解、酶活 力改變、代謝障礙等，使生物體受到破壞。 利用超聲輻射壓、空化效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)形成靜超聲治療學(xué)，研究了各類超聲治療儀器，乳 晶狀體的晶核白內(nèi)障治療儀；利用瞬態(tài)空化效應(yīng)產(chǎn)生的沖擊波和高速射流生產(chǎn)了超聲波 外碎石治療機(jī)；聚焦高強度超聲能量直接殺佰癌變組織；乳化脂肪達(dá)到減肥；空化的霧化清洗作用廣泛應(yīng)用于超聲保健和美容；用必抑制胚胎的發(fā)育，達(dá)到人工流產(chǎn)；將藥物定向擴(kuò)散進(jìn)入病灶等。 
         一．超聲霧化器
         超聲霧化器由電能（交流電轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l電）轉(zhuǎn)變?yōu)橥l率的聲能（超聲波），液一氣分界面（藥液表面與空氣交界處）在受到垂直于它的超聲波作用時，因聲波的干涉而形成表面張力 波。當(dāng)表面張力波足夠強時，就會在其波峰處飛出霧粒。此霧粒的尺寸隨超聲頻率的上升 而變小，當(dāng)頻率為i. 45MHz時，就能高效地把藥液在常溫下分裂成直徑為1- 5µm的大量 微粒（與肺泡直徑相近）。這些微粒能充分吸附于患者的支氣管、肺泡等患處。 超聲霧化器一般由功率源、霧化缸、電源三部分組成，如圖4 19所示。

         功率源產(chǎn)生1.45MHz以上的高頻電能，經(jīng)置人霧化缸里的換能器變換為同頻率的超 聲波；通過霧化缸中的耦合作用，穿過霧化杯底部的透聲薄膜，直接作用于杯內(nèi)藥液，使之形成霧狀的藥物氣溶膠；利用功率源內(nèi)送風(fēng)機(jī)的氣流，把氣霧經(jīng)供霧軟管傳送給患者。 霧粒的大小直接影響到呼吸疾病的治療效果，微粒直徑與沉積部位的關(guān)系如表4-2所示。

         超聲霧化器是利用超聲波在藥物溶液中產(chǎn)生的空化作用，產(chǎn)生的霧粒大小均一，動量微小，易被氣流攜走，使藥物變成顆粒細(xì)微的氣溶液至患者病灶而被直接吸人治療的儀器。

         二、其他超聲治療儀
超聲波是指每秒振動頻率在20kHz以上的機(jī)械縱波，醫(yī)療上運用的多為800 -1000kHz范圍，近來有采用30-50kHz低頻超聲波及l(fā)-3MHz高頻超聲波進(jìn)行治療的報 道，有的治療設(shè)備可選擇輸出兩種至三種頻率。 一般超聲治療儀由高頻功率發(fā)生器及超聲換能器（也稱聲頭）麗大部分組成；高頻功率 發(fā)生器通常包括電源電路、高壓電路、振蕩電路、輸出電路及定時電路等；超聲換能器上常用的壓電晶體，有天然石英和人工合成的鋯鈦酸鋇等。

         1．工作原理由高頻功率發(fā)生器提供高頻電能，通過共振激發(fā)聲頭中的壓電晶片，使 其產(chǎn)生厚度方向的機(jī)械振動，并向外輻射超聲波。超聲波經(jīng)過超聲耦合劑有效地進(jìn)人人體， 對病變部位進(jìn)行輻照治療。

         2電路組成本機(jī)由振蕩電路、電源電路、輸出強度調(diào)節(jié)、超聲換能器及計時器所組 成，框圖如圖4 -20所示。

         電源電路為功率發(fā)生器提供必要的高壓與功率，一般采用全波整流或半波整流，再經(jīng)過穩(wěn)壓即可供振蕩電路使用。振蕩電路產(chǎn)生高頻振蕩，并通過輸出電路使之與壓電晶片匹配，以有效地激勵晶片產(chǎn)生機(jī)械振動，發(fā)射超聲波。定時電路提供定時脈沖，以根據(jù)臨床具體需要控制活療時間。

         (l)振蕩電路：振蕩電路是電感反饋振蕩電路，由放大管、反饋線圈I，與電容C回路組 成。振蕩頻率決定于電路的總LC數(shù)值，振蕩電路產(chǎn)生等幅高頻電振蕩。

         (2)超聲換能器：使用鋯鈦酸鉛高效壓電晶體片制成。從振蕩回路的電容分壓器上，輸 出高頻高壓電流，經(jīng)同軸電纜輸送到超聲頭上，南超聲頭轉(zhuǎn)換成超聲能而作用于人體。

         (3)定時部分：可南機(jī)械計時器控制或用晶體三極管組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路組成。改變 RC時間數(shù)以改變暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間。

         (4)電源部分：由電源變壓器及三組橋式全波整流及濾波電路所組成。 3超聲治療儀探頭的結(jié)構(gòu)根據(jù)防水、防震、大限度傳遞超聲能量等要求．超聲治療 儀的探頭大部分采用如圖4-21所示的結(jié)構(gòu)，這種固定晶片的方法，簡單而又便于超聲波傳輸?shù)街委煵课弧?超聲波發(fā)生頭的外形，有如圖4 21所示的直形，也有彎形的，但內(nèi)部固定晶片的方法大致相同。傳輸超聲波的金屬蓋面積有5cm2和l0cm2兩種，前者多被現(xiàn)階段生產(chǎn)的超聲治療儀采用。超聲波發(fā)生器品片所用的高頻電，南高頻同軸電纜和超聲波治療機(jī)的高頻振蕩 電路相接。

         4.“主要技術(shù)指標(biāo)

         (1)電源：175-220V，50Hz； 
         (2)功率消耗：不大于l00W；

         (3)輸出頻率：800kHz；

         (4)輸出強度：0 5-2. SW/cm2（每擋。．25W/Or12可調(diào)，誤差≤l0%）；
         (5)定時范圍：5min±20%，l0min±zo%，l5min±20%，20min±20%:
         (6)工作方式：連續(xù)、斷續(xù)（脈沖）。

         5治療作用
         (l)鎮(zhèn)痛解痙：超聲波作用下神經(jīng)及肌肉組織興奮性下降；
         (2)促進(jìn)結(jié)締組織分散：軟化瘢痕，松解粘連；

         (3)溶栓作用；

         (4)減輕或消除血腫：加速局部血液循環(huán)，增加細(xì)胞膜通透性，改善組織營養(yǎng)，促進(jìn)滲出 吸收；

         (5)促進(jìn)組織再生、骨癡生長、加速骨折修復(fù)；
         (6)通過作用于神經(jīng)、體液的反射途徑或穴位經(jīng)絡(luò)作用影響全身或調(diào)節(jié)相關(guān)的臟器 功能；

         (7)治療腫瘤作用：應(yīng)用多個聲頭高強度聚焦使腫瘤組織內(nèi)產(chǎn)生高溫以殺傷腫瘤細(xì)胞。 超聲治療儀適用于內(nèi)科、外科、兒科、神經(jīng)科、皮膚科、眼科、耳鼻喉科及婦科作治 療用。