超聲波的發(fā)展史
　　
　　一、方面：
　　
　　自19世紀(jì)末到20世紀(jì)初，在物理學(xué)上發(fā)現(xiàn)了壓電效應(yīng)與反壓電效應(yīng)之后，人們解決了利用電子學(xué)技術(shù)產(chǎn)生超聲波的辦法，從此迅速揭開(kāi)了發(fā)展與推廣超聲技術(shù)的歷史篇章。
　　
　　1922年，德國(guó)出現(xiàn)了*超聲波治療的發(fā)明。
　　
　　1939年發(fā)表了有關(guān)超聲波治療取得臨床效果的文獻(xiàn)報(bào)道。
　　
　　40年代末期超聲治療在歐美興起，直到1949年召開(kāi)的*次醫(yī)學(xué)超聲波學(xué)術(shù)會(huì)議上，才有了超聲治療方面的論文交流，為超聲治療學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。1956年第二屆超聲醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議上已有許多論文發(fā)表，超聲治療進(jìn)入了實(shí)用成熟階段。
　　
　　二、國(guó)內(nèi)方面：
　　
　　國(guó)內(nèi)在超聲治療領(lǐng)域起步稍晚，于20世紀(jì)50年代初才只有少數(shù)醫(yī)院開(kāi)展超聲治療工作，從1950年首先在北京開(kāi)始用800KHz頻率的超聲治療機(jī)治療多種疾病，至50年代開(kāi)始逐步推廣，并有了國(guó)產(chǎn)儀器。公開(kāi)的文獻(xiàn)報(bào)道始見(jiàn)于1957年。到了70年代有了各型國(guó)產(chǎn)超聲治療儀，超聲療法普及到全國(guó)各大型醫(yī)院。
　　
　　40多年來(lái)，全國(guó)各大醫(yī)院已積累了相當(dāng)數(shù)量的資料和比較豐富的臨床經(jīng)驗(yàn)。特別是20世紀(jì)80年代初出現(xiàn)的超聲體外機(jī)械波碎石術(shù)和超聲外科，是結(jié)石癥治療*的重大突破。如今已在范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。高強(qiáng)度聚焦超聲無(wú)創(chuàng)外科，已使超聲治療在當(dāng)代醫(yī)療技術(shù)中占據(jù)重要位置。而在21世紀(jì)（HIFU）超聲聚焦外科已被譽(yù)為是21世紀(jì)治療腫瘤的技術(shù)。
　　
　　超聲波治病機(jī)理：
　　
　　1.機(jī)械效應(yīng)：超聲在介質(zhì)中前進(jìn)時(shí)所產(chǎn)生的效應(yīng)。（超聲在介質(zhì)中傳播是由反射而產(chǎn)生的機(jī)械效應(yīng)）它可引起機(jī)體若干反應(yīng)。超聲振動(dòng)可引起組織細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，由于超聲的細(xì)微按摩，使細(xì)胞漿流動(dòng)、細(xì)胞震蕩、旋轉(zhuǎn)、摩擦、從而產(chǎn)生細(xì)胞按摩的作用，也稱為內(nèi)按摩這是超聲波治療所*的特性，可以改變細(xì)胞膜的通透性，刺激細(xì)胞半透膜的彌散過(guò)程，促進(jìn)新陳代謝、加速血液和淋巴循環(huán)、改善細(xì)胞缺血缺氧狀態(tài)，改善組織營(yíng)養(yǎng)、改變蛋白合成率、提高再生機(jī)能等。使細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致細(xì)胞的功能變化，使堅(jiān)硬的結(jié)締組織延伸，松軟。
　　
　　超聲波的機(jī)械作用可軟化組織，增強(qiáng)滲透，提高代謝，促進(jìn)血液循環(huán)，刺激神經(jīng)系統(tǒng)和細(xì)胞功能，因此具有超聲波*的治療意義。
　　
　　2.溫?zé)嵝?yīng)：人體組織對(duì)超聲能量有比較大的吸收本領(lǐng)，因此當(dāng)超聲波在人體組織中傳播過(guò)程中，其能量不斷地被組織吸收而變成熱量，其結(jié)果是組織的自身溫度升高。
　　
　　產(chǎn)熱過(guò)程既是機(jī)械能在介質(zhì)中轉(zhuǎn)變成熱能的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程。即內(nèi)生熱。超聲溫?zé)嵝?yīng)可增加血液循環(huán)，加速代謝，改善局部組織營(yíng)養(yǎng)，增強(qiáng)酶活力。一般情況下，超聲波的熱作用以骨和結(jié)締組織為顯著，脂肪與血液為zui少。
　　
　　3.理化效應(yīng)：超聲的機(jī)械效應(yīng)和溫?zé)嵝?yīng)均可促發(fā)若干物理化學(xué)變化。實(shí)踐證明一些理化效應(yīng)往往是上述效應(yīng)的繼發(fā)效應(yīng)。TS-C型治療機(jī)通過(guò)理化效應(yīng)繼發(fā)出下列五大作用：
　　
　　A.彌散作用：超聲波可以提高生物膜的通透性，超聲波作用后，細(xì)胞膜對(duì)鉀，鈣離子的通透性發(fā)生較強(qiáng)的改變。從而增強(qiáng)生物膜彌散過(guò)程，促進(jìn)物質(zhì)交換，加速代謝，改善組織營(yíng)養(yǎng)。
　　
　　B.觸變作用：超聲作用下，可使凝膠轉(zhuǎn)化為溶膠狀態(tài)。對(duì)肌肉，肌腱的軟化作用，以及對(duì)一些與組織缺水有關(guān)的病理改變。如類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎病變和關(guān)節(jié)、肌腱、韌帶的退行性病變的治療。
　　
　　C.空化作用：空化形成，或保持穩(wěn)定的單向振動(dòng)，或繼發(fā)膨脹以致崩潰，細(xì)胞功能改變，細(xì)胞內(nèi)鈣水平增高。成纖維細(xì)胞受激活，蛋白合成增加，血管通透性增加，血管形成加速，膠原張力增加。
　　
　　D.聚合作用與解聚作用：水分子聚合是將多個(gè)相同或相似的分子合成一個(gè)較大的分子過(guò)程。大分子解聚，是將大分子的化學(xué)物變成小分子的過(guò)程。可使關(guān)節(jié)內(nèi)增加水解酶和原酶活性增加。
　　
　　E.消炎，修復(fù)細(xì)胞和分子：超聲作用下，可使組織PH值向堿性方面發(fā)展。緩解炎癥所伴有的局部酸中毒。超聲可影響血流量，產(chǎn)生致炎癥作用，抑制并起到抗炎作用。使白細(xì)胞移動(dòng)，促進(jìn)血管生成。膠原合成及成熟。促進(jìn)或抑制損傷的修復(fù)和愈合過(guò)程。從而達(dá)到對(duì)受損細(xì)胞組織進(jìn)行清理、激活、修復(fù)的過(guò)程。
　　
　　量子聲學(xué)。
　　
　　超聲波還可以進(jìn)行雷達(dá)探測(cè)。清洗較為精細(xì)的物品，如鐘表，可以利用超聲波來(lái)?yè)羲椴∪梭w內(nèi)膽結(jié)石，還可以利用超聲波測(cè)距。
　　
　　超聲波檢測(cè)還用于電阻焊的焊點(diǎn)強(qiáng)度的檢測(cè)。
　　
　　人耳可以聽(tīng)見(jiàn)的波動(dòng)，其頻率約在16Hz到20KHz之間，如果波動(dòng)〃的頻率高於此范圍，則人類則無(wú)法聽(tīng)見(jiàn)，特稱之為超音波。所謂波動(dòng)〃即為物質(zhì)中的粒子受外力作用時(shí)所產(chǎn)生的機(jī)械性振湯。例如將懸掛於彈簧下方的物體向下拉使彈簧伸長(zhǎng)，然后將物體放開(kāi)，則該物體受彈簧力的作用，產(chǎn)生一上下往復(fù)性的振動(dòng)，其偏離靜止位置的移動(dòng)與時(shí)間的關(guān)系，即為正弦波。
　　
　　超聲波依其波傳送方向的波動(dòng)方式可分為縱波，橫波，表面波，藍(lán)姆波四種。其在料件中之傳送，根據(jù)能量不滅定律，音波在一種物質(zhì)中傳送，或由一種物質(zhì)傳入另一種物質(zhì)時(shí)，由于受到衰減，反射及折射的作用，其能量必然愈來(lái)愈弱；但是在材料密度較大的部分，音壓卻會(huì)增大<但因音阻抗亦變大，能量仍是減少>，反之在疏松的部分，其音量變大。
　　
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　　夜晚的實(shí)驗(yàn)
　　
　　意大利科學(xué)家斯帕拉捷習(xí)慣晚飯后到附近的街道上散步。他常?？吹?，很多蝙蝠靈活的在空中飛來(lái)飛去，卻從不會(huì)撞到墻壁上。這個(gè)現(xiàn)象引起了他的好奇：蝙蝠憑什么特殊本領(lǐng)在夜空中自由自在的飛行呢？
　　
　　1793年夏天，一個(gè)晴朗的夜晚，喧騰熱鬧的城市漸漸平靜下來(lái)。帕斯拉捷匆匆吃完飯，便走出街頭，把籠子里的蝙蝠放了出去。當(dāng)他看到放出去的幾只蝙蝠輕盈敏捷地來(lái)回飛翔時(shí)，不由得尖叫起來(lái)。因?yàn)槟菐字或?，眼睛全被他蒙上了，都是瞎子呀?br />　　
　　斯帕拉捷為什么要把蝙蝠的眼睛蒙起來(lái)呢？原來(lái)，每當(dāng)他看到蝙蝠在夜晚自由自在的飛翔時(shí)，總認(rèn)為這些小精靈一定長(zhǎng)著一雙特別敏銳的眼睛，就不可能在黑夜中靈巧的多過(guò)各種障礙物，并且敏捷的捕捉飛蛾了。然而事實(shí)*出乎他的意料。斯帕拉捷很奇怪：不用眼睛，蝙蝠憑什么來(lái)辨別前方的物體，捕捉靈活的飛蛾呢？
　　
　　于是，他把蝙蝠的鼻子堵住。結(jié)果，蝙蝠在空中還是飛的那么敏捷、輕松。難道他薄膜似的翅膀，不僅能夠飛翔，而且能在夜間洞察一切嗎？斯帕拉捷這樣猜想。他又捉來(lái)幾只蝙蝠，用油漆涂滿它們的全身，然而還是沒(méi)有影響到它們飛行。
　　
　　zui后，斯帕拉捷堵住蝙蝠的耳朵，把他們放到夜空中。這次，蝙蝠可沒(méi)有了先前的神氣。他們像無(wú)頭蒼蠅一樣在空中東碰西撞，很快就跌落在地。
　　
　　??！蝙蝠在夜間飛行，捕捉食物，原來(lái)是靠聽(tīng)覺(jué)來(lái)辨別方向、確認(rèn)目標(biāo)的！
　　
　　斯帕拉捷的實(shí)驗(yàn)，揭開(kāi)了蝙蝠飛行的秘密，促使很多人進(jìn)一步思考：蝙蝠的耳朵又怎么能穿透黑夜，聽(tīng)到?jīng)]有聲音的物體呢？
　　
　　后來(lái)人們繼續(xù)研究，終于弄清了其中的奧秘。原來(lái)，蝙蝠靠喉嚨發(fā)出人耳聽(tīng)不見(jiàn)的超聲波，這種聲音沿著直線傳播，一碰到物體就像光照到鏡子上那樣反射回來(lái)。蝙蝠用耳朵接受到這種超聲波，就能迅速做出判斷，靈巧的自由飛翔，捕捉食物。
　　
　　現(xiàn)在，人們利用超聲波來(lái)為飛機(jī)、輪船導(dǎo)航，尋找地下的寶藏。超聲波就像一位無(wú)聲的功臣，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療和軍事等領(lǐng)域。斯帕拉捷怎么也不會(huì)想到，自己的實(shí)驗(yàn)，會(huì)給人類帶來(lái)如此巨大的恩惠。