二、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。

（一）超声波的传播

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。

三、超声波的生物物理学效应及其作用机理

（一）机械作用

机械作用是超声波的一种基本的原发的作用。超声波在介质内传播过程中介质质点交替压缩与伸张形成交变声压，不仅可使介质质点受到交变压力（在治疗剂量下，每一细胞均受4－8mg压力变化影响）及获得巨大加速度而剧烈运动，相互磨擦，而且能使组织细胞产生容积和运动的变化，可引起较强的细胞浆运动（原浆微流或称环流），从而促进细胞内容物的移动，改变其中空间的相对位置（据观察，强度不大的超声波能使嗜伊红细胞的原浆颗粒旋转，剂量大时甚至颗粒被抛出细胞外），显示出超声波对组织内物质和微小的细胞结构的一种“微细按摩”的作用。

这种作用可引起细胞功能的改变，引起生物体的许多反应。可以改善血液和淋巴循环，增强细胞膜的弥散过程，从而改善新陈代谢，提高组织再生能力。所以治疗某些局部循环障碍性疾病，如营养不良性溃疡效果良好。有人观察在超声波的机械作用下，脊髓反射幅度降低，反射的传递受抑制，神经组织的生物电活性降低，因而超声波有明显镇痛作用。超声的机械作用还能使坚硬的结缔组织延长、变软，用于治疗疤痕、粘连及硬皮症等。

可见，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、刺激神经系统及细胞功能，因此有重要的治疗意义，在超声治疗机理上占重要地位。

（二）温热作用

超声波作用于机体时可产生热，有些人甚至称为“超声透热疗法”。超声波在机体内热的形成，主要是组织吸收声能的结果。其产热有以下特点：

1.由于人体各组织对声能的吸收量各有差异，因而产热也不同。一般超声波的热作用以骨和结缔组织为量显著，脂肪与血液为最少。如在超声波5W/cm²，1.5分钟作用时，温度上升在肌肉为1.1℃，在骨质则为5.9℃。

2.超声波热作用的独特之处是除普便吸收之外，还可选择性加热，主要是在两种不同介质的交界面上生热较多，特别是在骨膜上可产生局部高热。这在关节、韧带等运动创伤的治疗上有很大意义。所以超声波的热作用（不均匀加热）与高频是及其他物理因子所具有的弥漫性热作用（均匀性加热）是不同的。

3.超声波产生的热将有79－82％由血液循环带走，18－21％由邻近组织的热传导散布，因此当超声波作用于缺少血循环的组织时，如眼的角膜、晶体、玻璃体、睾丸等则应十分注意产生过热，以免发生损害。

　四种深部透热治疗时各层组织温热曲线

（三）理化作用

基于超声波的机械作用和温热作用，可继发许多物理的或化学的变化如：

1.氢离子浓度的改变　炎症组织中伴有酸中毒现象时，超声波可使pH值向碱性方面变化，从而使症状减轻，有利于炎症的修复。

2.对酶活性的影响　超声波能使复杂的蛋白质解聚为普通的有机分子，能影响到许多酶的活性。如超声作用能使关节内还原酶和水解酶活性增加，目前认为在超声治疗作用中水解酶活性的变化是起重要作用的。

3.近年来对超声作用机理的研究，已深入到细胞分子水平。在电镜下观察发现，细胞内超微结构中线粒体对超声波的作用最敏感。核酸也很敏感，实验发现低强度超声波作用可使细胞内胸腺核酸的含量增加，从而影响到蛋白质的合成，刺激细胞生长。

4.在高强度的超声作用下，组织内可形成许多高活性的自由基，如HO₁、OH、H₂O₂、O等，它们可加速组织内氧化还原过程，加速生长过程。

目前，关于超声波的生物学作用机理仍有多种争议。但多数学者认为，具有物理学特性的超声机械振动，以及在此基础上产生的分布特殊的“内生热”和必然引起的生物理化改变，是有机联系的。弧立的强调那一方面的作用都是片面的，并在上述三方面基本作用因素的基础上，通过复杂的神经－体液调节途径治疗疾病的。神经系统的反应和调节在超声波的治疗机理中起着主导作用，而超声作用过程中发生的体液方面的改变，又是作用的物质基础，二者有机结合构成统一的反应过程。

五、设备与治疗方法

（一）治疗设备

1.超声治疗机

（1）主要结构原理：由高频振荡器和输出声头两部分组成。

其主要结构原理如图

超声治疗机原理示意图

（2）输出形式

连续超声波：是在整个治疗过程中，声头连续不断地辐射出声能作用于机体。它作用均匀，产热效应较大，。

脉冲超声波：是在治疗过程中间断地辐射出声能作用于机体，它的热效应较小，。

2.辅助设备　是为特殊治疗需要或便于操作面准备的附件。如水枕、水袋、水槽、水漏斗等。

3. 接触剂　要选择其声阻接近于人体组织者，以减少其与皮肤界面间的反射消耗。常用有煮沸过的水，液体石腊，凡士林油等。

连续超声和脉冲超声

使用接触剂略图

（二）治疗方法

1.直接接触法　将超声波头直接和治疗部位的皮肤接触进行治疗。此时在皮肤和声头之间应加接触剂，如石腊油，凡士林等。

（1）移动法　该法最常用。治疗时声头轻压皮肤，在治疗部位作缓慢移动，移动速度以每秒1－2厘米为宜。常用强度0.5－1.5W/cm²。

（2）固定法　将超声波声头以适当压力固定在治疗部位。此法易产生过热而发生“骨膜疼痛反应”。故治疗剂量宜小，常用强度为0.2－0.5W/cm²，时间3－5分钟。

2.间接接触法

（1）水下法　治疗时将超声波声头和治疗肢体一起浸入36－38℃温开水中，声头与皮肤距离1－5厘米，剂量要比直接接触法稍大。

此法常用于不规则的体表，局部痛觉敏感的部位或声头不便直接接触的部位如手指、足趾、踝、肘、溃疡等。

（2）辅助器治疗法　常用有水漏斗法，水枕或水袋法。后者是用薄橡皮膜制成袋，灌满煮沸过的温水，然后再涂接触剂进行治疗，用于面部、颈部、关节、前列腺、牙齿、眼等不平之处。

（3）聚集照射法　利用凹面镜和声透镜将超声波高度集中在某一部位而获得大能量超声波的作用，以做特殊治疗。如治疗肿瘤时用。

（三）治疗剂量

1.治疗强度　以0.4－1.5W/cm²为宜，水下法、水枕法时强度可稍大，实际使用时可参阅表7.2，临床多采用低、中等强度。

超声强度等级表

2.治疗时间　一般固定法3－5分钟，移动法为5－10分钟，大面积移动可适当延长至10－20分钟。

3.疗程　一般治疗次数6－8次，慢性病10－15次或更多。每日或隔日一次。疗程间隔1－2周。

六、主要适应证

（一）适应证：

1.运动支撑器官创伤性疾病　腰痛、肌痛，挫伤，扭伤，肩关节周围炎，增生性脊柱炎，颞颌关节炎，腱鞘炎等。

2.疤痕，粘连，注射后硬结，硬皮症，血肿机化。

3.作用于局部及相应的神经节段时可治疗　神经炎，神经痛，幻肢痛，慢性荨麻疹，带状疱疹，湿疹，搔痒症，消化性溃疡，支气管哮喘，胃肠功能紊乱。

4.其他　脑血管病偏瘫，冠状动脉供血不足，眼视网膜炎，玻璃体混浊，营养不良性溃疡。

（二）禁忌症：

  1 恶性肿瘤（超声聚焦治疗设备除外）

  2 生长骨的骨骺

  3 急性传染病患者

  4 怀孕子宫

  5 眼球

  6 脑及脊椎球部区

  7 心脏

  8 睾丸

  9 急性炎症和出血48小时内

  10 出血倾向患者以及使用心脏起搏器的患者