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1、第32卷第2期陕西师范大学学报(自然科学版)Vol.32No.22004年6月JournalofShaanxiNormalUniversity(NaturalScienceEdition)Jun.2004#综合评述#文章编号:1672-4291(2004)02-0117-06医学超声治疗技术研究及其应用12林书玉,杨月花(1陕西师范大学应用声学研究所,陕西西安710062;2西安石油大学医院,陕西西安710065)摘要:对超声波技术在医学及生物领域中的应用及其机理研究进行了分析.阐述了超声治疗技术的应用现状,分析了超声波的生物效应及其在治疗
2、疾病中的作用.着重分析了目前国内外在超声治疗技术中的一些新方法和新设备,并对超声治疗技术的发展趋势进行了展望.关键词:医学超声;超声治疗;聚焦超声;生物效应中图分类号:TB559文献标识码:AMedicalultrasonictherapyanditsapplications12LINShu-yu,YANGYue-hua(1AppliedAcousticsInstitute,ShaanxiNormalUniversity,Xican710062,Shaanxi,China;2Hospital,XicanPetroleumUniversity
3、,Xican710065,Shaanxi,China)Abstract:Themechanismandapplicationsofultrasoundinmedicalandbiologicalfieldsareanalyzed.Sometraditionalultrasonictherapyapplicationsandtheirpresentresearchstateareelucidated.Thebiologicaleffectsofultrasoundandtheirroleinultrasonictherapyareanalyz
4、ed.Somenewmethodsandequipmentsofmedicalultrasonictherapyarestressed,andthefuturedevelopmentofmedicalultrasoundisalsoanalyzed.Keywords:medicalultrasound;ultrasonictherapy;focusedultrasound;biologicaleffect超声生物效应的重要应用是利用超声波能量改加上希望仅病变部位受局部照射,要求声束的聚焦变生物组织的结构、状态或功能,从而治疗某些疾尖锐、焦点
5、较小而焦区较短,因而常采用孔径较大的病,这一过程称为超声治疗.利用较低强度超声的温聚焦换能器.早期的聚焦换能器采用声透镜聚焦,后[1~6]和生物效应治疗某些疾病,称为超声理疗.反来,发展利用球面换能器聚焦,这样可避免声透镜造之,利用较强超声波的剧烈作用切断、破坏某些组成的声能损耗.近年来,用环状换能器进行电子聚焦织,则称为超声手术.一定剂量的超声波作用于人体的方法发展较快,这种聚焦方式便于用电子学方法组织,会产生一定的生物效应(热效应、机械效应以进行孔径加权,可根据需要较灵活地调整聚焦特性,及空化效应)等,利用这些效应达到某种医疗目的,包括
6、聚焦声束的横向分布和焦点位置等.由于换能便形成了超声治疗,因此超声治疗的物理机制就在器发射声功率较大,挑选换能器材料时除了如诊断于超声的各种效应.超声治疗开始于超声理疗,出现换能器那样要考虑阻抗匹配和灵敏度等外,还需要[7~9]在20世纪30年代.70年代以后,超声治疗技术取选择机械Q值较高而热损耗较小的材料.得了长足的发展,不仅传统的超声理疗有了新发展,1超声波的生物效应而且涌现出一系列新的超声治疗技术,如超声外科、超声治癌及超声碎石等,从而使超声治疗技术进入1.1热效应了一个新的历史发展时期.比起超声诊断来,治疗用由于生物组织的声吸收特
7、性,入射到人体组织的超声波通常频率较低,功率则要大若干个数量级,的部分超声能量变成热能,使其温度升高.组织的温收稿日期:2003-11-10基金项目:国家自然科学基金资助项目(10274046)作者简介:林书玉(1963)),男,山东莱州人,陕西师范大学教授,博士研究生导师.118陕西师范大学学报(自然科学版)第31卷度升高与声波的强度、频率及作用时间等有直接关现象发生.首先是辐射力作用,其次是伴随气泡脉动系.声强一定时,对某种组织,温度随声波照射时间而发生的微声冲流,它可使脉动气泡表面处出现很的上升而升高.开始阶段,温度升高与时间成正比.
8、高的速度梯度和粘滞应力,足以对该处的细胞和生当温度升到一定程度后(与声强度有关),就不再随物大分子产生生物效应.因此,即使在稳态空化情况时间直线上升,而是上升速率逐渐变慢,直至趋
