超聲醫學

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超聲醫學(ultrasonic medicine),從醫學角度研究超聲對人體的效應及臨床應用。涉及超聲生理效應、儀器設備、臨床應用以及有關的理論、技術等。

目錄

超聲醫學的發展

雖然人類早已觀察到不少動物(如蝙蝠、鯨、海豚等)能發生及感受超聲,但壓電效應發現後人類才可能製造適於醫學應用的超聲波。超聲治療機和更為複雜的超聲診斷儀的發明均基於科學技術的發展。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,而「B型」超聲診斷則除了掃描技術外,更需灰階調製,實時成像聚焦、圖像的預處理及後處理等技術及裝備的發展以及電子計算機技術的介入。1927年出現關於超聲波生物學效應的文章後,次年就有人將超聲波試用於慢性耳聾的治療。以後超聲波治療不斷發展,20世紀50年代超聲治療工作已經成熟。但超聲診斷工作對儀器要求更高,故發展較慢。直至1950年隨著電子科學技術的發展,超聲脈衝反射技術和陰極射線示波器的採用,幅度調製型 (AmplitudeMode, A型)超聲診斷才得以用於臨床。在輝度調製型(Brightness Mode,B型)超聲診斷中,運動型或時間-運動型(M型或T-M型)出現較早,此即日後稱為超聲心動圖心臟診斷技術。二維聲像圖則需要更高級、更尖端的技術,故出現更晚。

視頻:超聲診斷學

超聲的生物、生理效應及醫學實驗研究

超聲波對人體可以產生熱的作用,這種熱作用在很長一段時間內被當作超聲治療的主要機理。此後又發現超聲振動會引起組織內微細的按摩作用(又稱細胞按摩),雖人體不能感覺,但它卻是治療作用的基礎,其他的理論效應以及熱作用均源於此。

超聲能改變神經系統(中樞和周圍神經系統)的興奮性傳導功能和動作電位等,甚至引起結構、形態的變化。神經系統對超聲遠較其他組織敏感,神經細胞的敏感性又高於膠質細胞,而神經細胞體高於神經纖維。超聲可引起肌張力變化、肌原纖維凝集,其中出現空泡,變性。可引起消化液增加,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、內分泌骨骼心血管等系統有促進功能的作用,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(壓電效應震波)對結石的粉碎作用遠大於對周圍組織的破壞。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症的安全方法。超聲節育也是基於一定條件的超聲波隻影響生精細胞的生長而不損害睾丸間質細胞

超聲治療時要控制劑量、超聲診斷時要求更為嚴格,尤其在產科應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,將聚焦產生強大能量的超聲波用於顱內手術和體外震波碎石。

超聲可用於細胞或亞細胞水平的研究。超聲照射血液後可發現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。超聲波還用於胚胎髮育研究。

超聲在分子水平的生物學效應包括對 DNA的解聚作用等。超聲可以分裂各種多糖和單糖、核酸,使澱粉轉變為糊精,使胺基酸脫氨(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。

超聲的臨床應用

超聲在臨床上的應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,故應用廣泛。

超聲檢測技術除用於疾病診斷及動態觀察病情變化外,還用於許多反映機體及其組織生理病理狀態的測量工作,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;測量骨質密度以診斷骨質稀疏與否及觀察骨質狀態等等。

超聲療法包括傳統超聲波療法、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),應用超聲波把藥物推入人體內的超聲藥物透入療法(聲透療法)。超聲波治療與其他治療的複合應用也極多。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,白內障的超聲乳化,根管治療,去除金屬牙冠等。超聲顱腦手術、超聲治療癌症也在研究中。

參看

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