超聲醫(yī)學(xué)
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超聲醫(yī)學(xué)(ultrasonic medicine),從醫(yī)學(xué)角度研究超聲對人體的效應(yīng)及臨床應(yīng)用。涉及超聲生理效應(yīng)、儀器設(shè)備、臨床應(yīng)用以及有關(guān)的理論、技術(shù)等。
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超聲醫(yī)學(xué)的發(fā)展
雖然人類早已觀察到不少動物(如蝙蝠、鯨、海豚等)能發(fā)生及感受超聲,但壓電效應(yīng)發(fā)現(xiàn)后人類才可能制造適于醫(yī)學(xué)應(yīng)用的超聲波。超聲治療機和更為復(fù)雜的超聲診斷儀的發(fā)明均基于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。如“ A型”超聲診斷是以曲線的幅度來反映反射回聲的強弱,這必須用陰極射線示波器來實現(xiàn),而“B型”超聲診斷則除了掃描技術(shù)外,更需灰階調(diào)制,實時成像、聚焦、圖像的預(yù)處理及后處理等技術(shù)及裝備的發(fā)展以及電子計算機技術(shù)的介入。1927年出現(xiàn)關(guān)于超聲波生物學(xué)效應(yīng)的文章后,次年就有人將超聲波試用于慢性耳聾的治療。以后超聲波治療不斷發(fā)展,20世紀50年代超聲治療工作已經(jīng)成熟。但超聲診斷工作對儀器要求更高,故發(fā)展較慢。直至1950年隨著電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,超聲脈沖反射技術(shù)和陰極射線示波器的采用,幅度調(diào)制型 (AmplitudeMode, A型)超聲診斷才得以用于臨床。在輝度調(diào)制型(Brightness Mode,B型)超聲診斷中,運動型或時間-運動型(M型或T-M型)出現(xiàn)較早,此即日后稱為超聲心動圖的心臟診斷技術(shù)。二維聲像圖則需要更高級、更尖端的技術(shù),故出現(xiàn)更晚。
視頻:超聲診斷學(xué)
超聲的生物、生理效應(yīng)及醫(yī)學(xué)實驗研究
超聲波對人體可以產(chǎn)生熱的作用,這種熱作用在很長一段時間內(nèi)被當作超聲治療的主要機理。此后又發(fā)現(xiàn)超聲振動會引起組織內(nèi)微細的按摩作用(又稱細胞按摩),雖人體不能感覺,但它卻是治療作用的基礎(chǔ),其他的理論效應(yīng)以及熱作用均源于此。
超聲能改變神經(jīng)系統(tǒng)(中樞和周圍神經(jīng)系統(tǒng))的興奮性、傳導(dǎo)功能和動作電位等,甚至引起結(jié)構(gòu)、形態(tài)的變化。神經(jīng)系統(tǒng)對超聲遠較其他組織敏感,神經(jīng)細胞的敏感性又高于膠質(zhì)細胞,而神經(jīng)細胞體高于神經(jīng)纖維。超聲可引起肌張力變化、肌原纖維凝集,其中出現(xiàn)空泡,變性??梢鹣涸黾?,胃腸蠕動增強、水腫,滲出,瘀血,甚至出血。小劑量(安全量)超聲波對生殖、泌尿、內(nèi)分泌、骨骼、心血管等系統(tǒng)有促進功能的作用,但大劑量(損害量)則造成組織不可逆的損傷。超聲對人體組織有選擇作用,如超聲只去除堅硬的牙垢而不損傷柔軟的牙齦,故超聲潔齒有不出血操作的美稱。體外震波(壓電效應(yīng)震波)對結(jié)石的粉碎作用遠大于對周圍組織的破壞。超聲對某種細胞有特殊的“親和力”,或某些細胞對超聲特別敏感,在一定條件的超聲波作用下,一些細胞破壞、死亡,而夾雜其間的其他細胞卻安然無恙。如腦垂體直射治療能選擇性地破壞腫瘤細胞而不波及其他細胞,是一種治療肢端肥大癥的安全方法。超聲節(jié)育也是基于一定條件的超聲波只影響生精細胞的生長而不損害睪丸的間質(zhì)細胞。
超聲治療時要控制劑量、超聲診斷時要求更為嚴格,尤其在產(chǎn)科應(yīng)用時必需考慮到超聲對胚胎的影響。另一方面,為了有意地破壞組織,將聚焦產(chǎn)生強大能量的超聲波用于顱內(nèi)手術(shù)和體外震波碎石。
超聲可用于細胞或亞細胞水平的研究。超聲照射血液后可發(fā)現(xiàn)紅細胞聚集成緡錢狀排列的假血栓、異型及大小不等的紅細胞增加,而淋巴細胞及嗜酸性粒細胞減少。在各種血細胞中淋巴細胞及單核細胞對超聲抵抗能力最大,嗜酸性粒細胞則敏感,各種細胞對超聲的抵抗能力又受飲食、睡眠、內(nèi)分泌、勞動、疾病、年齡等的影響。超聲作用下血紅蛋白、氫離子濃度、血糖、膽固醇、乳酸、出血時間、凝血時間也有變化。超聲波還用于胚胎發(fā)育研究。
超聲在分子水平的生物學(xué)效應(yīng)包括對 DNA的解聚作用等。超聲可以分裂各種多糖和單糖、核酸,使淀粉轉(zhuǎn)變?yōu)?a href="/w/%E7%B3%8A%E7%B2%BE" title="糊精">糊精,使氨基酸脫氨(NH2)和分裂NH鍵等。超聲能改變維生素、酶、激素的活力及功能等。
超聲的臨床應(yīng)用
超聲在臨床上的應(yīng)用可分為超聲診斷和超聲療法。超聲診斷無損傷性、檢查方便,圖像直觀,診斷快速,故應(yīng)用廣泛。
超聲檢測技術(shù)除用于疾病診斷及動態(tài)觀察病情變化外,還用于許多反映機體及其組織生理、病理狀態(tài)的測量工作,如測量眼軸和晶狀體曲度以診斷及矯正屈光不正;測量脂肪厚度以了解肥胖與否及脂肪分布;測量骨質(zhì)密度以診斷骨質(zhì)稀疏與否及觀察骨質(zhì)狀態(tài)等等。
超聲療法包括傳統(tǒng)超聲波療法、小聲頭局部治療、超聲針灸,還有用大直徑聲頭的大面積治療(透聲療法),應(yīng)用超聲波把藥物推入人體內(nèi)的超聲藥物透入療法(聲透療法)。超聲波治療與其他治療的復(fù)合應(yīng)用也極多。超聲波的特殊治療目前已有超聲波接觸性碎石與非接觸性(聚焦)碎石,白內(nèi)障的超聲乳化,根管治療,去除金屬牙冠等。超聲顱腦手術(shù)、超聲治療癌癥也在研究中。
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