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時(shí)間:2023-12-01 10:12:45
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關(guān)鍵詞:超聲波;特性;醫(yī)學(xué)診斷;應(yīng)用價(jià)值
1950年,超聲技術(shù)被應(yīng)用于醫(yī)療診斷中。隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展,我國(guó)的醫(yī)療技術(shù)水平以及醫(yī)療器械水平不斷提升,超聲波技術(shù)獲得迅速發(fā)展,在臨床診斷治療中,將該診斷方法應(yīng)用到、靜脈、動(dòng)脈、甲狀腺等器官科室檢查。根據(jù)超聲波的特性將其應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷中,具有廣泛的臨床應(yīng)用價(jià)值。筆者選取我院于2008年7月到2013年3月收治的84例出現(xiàn)首發(fā)右下腹痛、疑似急性闌尾炎患者,對(duì)其臨床超聲聲像資料進(jìn)行回顧性分析,現(xiàn)將其總結(jié)如下。
1資料與方法
1.1臨床資料
選取我院于2008年7月到2013年3月收治的84例出現(xiàn)首發(fā)右下腹痛、疑似急性闌尾炎患者,對(duì)其臨床超聲聲像資料進(jìn)行回顧性分析。男49例,女35例,年齡為13-81歲,平均年齡為44.7±2.4歲?;颊咧饕R床癥狀表現(xiàn)為:患者均出現(xiàn)不同程度的右下部腹痛,其中1例患者合并腹瀉病癥,5例患者合并發(fā)熱病癥(體溫約38.1°C左右),9例患者合并嘔吐以及惡心病癥。主要臨床體征表現(xiàn)為:合并中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)以及白細(xì)胞技術(shù)呈現(xiàn)上升趨勢(shì),患者均出現(xiàn)不同程度的反跳痛以及右下腹部的壓痛。
1.2方法
分析超聲聲像臨床資料,并對(duì)其進(jìn)行回顧性分析。均采用超聲診斷儀對(duì)患者進(jìn)行臨床診斷。患者均采用仰臥,如有必要可保證膀胱充盈。先用低頻探頭檢查患者全腹,而后采用高頻探頭檢查。將右下腹處麥?zhǔn)宵c(diǎn)作為中心點(diǎn),向四周進(jìn)行掃查,重點(diǎn)掃查探頭壓痛最明顯的身體部位,如在腸管內(nèi)聚集過(guò)多氣體,可通過(guò)對(duì)局部適當(dāng)加壓將氣體排除,避免因氣體干擾而影響正常的對(duì)闌尾的超聲檢查,對(duì)闌尾壁厚度、回聲、形態(tài)、帶下以及位置進(jìn)行記錄,并記錄周?chē)慕M織結(jié)構(gòu)超聲特點(diǎn)
1.3超聲波特性
1.3.1超聲波具有能量傳遞的特性
因超聲波強(qiáng)大的功率,目前各行各業(yè)廣泛應(yīng)用超聲波。在超聲波作用下,物質(zhì)分子可以獲得巨大能量,也就是說(shuō),超聲波自身提供足夠物質(zhì)分子所需功率。
1.3.2超聲波的吸收特性
超聲波在各種物質(zhì)中進(jìn)行傳播時(shí),會(huì)因傳播距離的增加,傳播強(qiáng)度會(huì)有所下降。在通過(guò)同一物質(zhì)進(jìn)行傳播時(shí),其頻率越高,吸收性越強(qiáng)。
1.3.3超聲波的束射特性
一般超聲波波長(zhǎng)較短,所以超聲波射線具有一般光纖的特點(diǎn),可進(jìn)行反射和折射,也可以聚焦,且超聲波的束射特性是符合幾何光學(xué)上的定律的。
1.3.4多普勒效應(yīng)
超聲波具有一般波的特性,可產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。多普勒效應(yīng)指:相對(duì)于介質(zhì),聲源在發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)出現(xiàn)介質(zhì)發(fā)出的頻率與接收到的頻率不一致情況。在臨床醫(yī)學(xué)中,多通過(guò)多普勒效應(yīng)對(duì)血流速度進(jìn)行檢測(cè)。
1.3.5超聲波的聲壓特性
聲波進(jìn)入到某種物質(zhì)后,因聲波的振動(dòng),物質(zhì)分子會(huì)產(chǎn)生壓縮以及稀疏作用,在該種壓力作用下物質(zhì)分子會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化。超聲波本身的能量較大,在超聲作用下,物質(zhì)分子會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的聲壓作用。
2結(jié)果
所選取的89例患者中,其中超聲診斷的準(zhǔn)確率為83.1%(74/89)。其中57例患者經(jīng)過(guò)病理檢查、臨床手術(shù)檢查以及超聲診斷,被確診為急性闌尾炎;5例患者經(jīng)超聲診斷后,疑似急性闌尾炎,臨床對(duì)患者采用抗炎方法實(shí)施對(duì)癥治療,患者病癥好轉(zhuǎn)且逐漸消失,患者病癥被確診。其中78例患者患者經(jīng)過(guò)病理檢查以及臨床手術(shù)檢查診斷結(jié)果如下:右側(cè)輸尿管下段結(jié)石以及右腎積水3例,右側(cè)卵巢囊腫蒂扭轉(zhuǎn)2例,右側(cè)卵巢黃體破裂2例,闌尾周?chē)撃[1例,急性單純性闌尾炎17例,壞疽穿孔性闌尾炎9例,急性化膿性闌尾炎40例。
3討論
隨著經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)水平不斷發(fā)展,超聲技術(shù)也隨之不斷發(fā)展,且該項(xiàng)技術(shù)不斷廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、國(guó)防以及醫(yī)學(xué)等不同領(lǐng)域[1]。在臨床醫(yī)學(xué)中,超聲技術(shù)已經(jīng)在臨床醫(yī)學(xué)中應(yīng)用半個(gè)多世紀(jì)之久,技術(shù)日臻成熟,且在臨床診斷中該技術(shù)是一項(xiàng)較為有效的診斷方法[2]。在醫(yī)學(xué)診斷中所使用的超聲儀器,是經(jīng)壓電晶體類(lèi)的材料,制作而成的超聲探頭[3]。超聲的頻率高于正常人們的聽(tīng)覺(jué)上限(約20000Hz)的聲波,人們根據(jù)超聲特性,制成了超聲波,并將其很快的應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷中,利用超聲波對(duì)人體內(nèi)的各種組織檢查所形成的不同影像,根據(jù)影像中所呈現(xiàn)的病理、生理情況進(jìn)行分析并做出準(zhǔn)確診斷,在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)診斷中分出超聲顯像技術(shù)[4]。1980年之后,超聲顯像技術(shù)快速發(fā)展,同磁共振和放射性核素成像、電子計(jì)算機(jī)斷層成像以及X射線共同構(gòu)成醫(yī)學(xué)界公認(rèn)的四大影像診斷技術(shù)。其中超聲診斷儀探頭成像技術(shù),方便處理所收集到的信息,便于對(duì)病癥進(jìn)行清晰診斷[5]。其中超聲成像中,可見(jiàn)清晰、逼真以及直觀,層次清晰的圖像,對(duì)盆腔、、子宮、眼球、顱腦、腎、膽、肝以及人體心等進(jìn)行準(zhǔn)確診斷,具有相當(dāng)重要的意義[6]。從超聲波的成像中,可清晰見(jiàn)到臟器的外形,而且可直觀看到內(nèi)部結(jié)構(gòu)[7]。在使用超聲波對(duì)患者進(jìn)行診斷時(shí),所射入人體的超聲能量一般為10mW/cm2左右,不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生較嚴(yán)重?fù)p害。同時(shí)結(jié)合使用電子計(jì)算機(jī)技術(shù),通過(guò)超聲檢查的數(shù)據(jù),對(duì)其進(jìn)行分析研究,在經(jīng)過(guò)電子計(jì)算機(jī)的處理計(jì)算后,可對(duì)患者病癥進(jìn)行更為精確的了解掌握[8]。
從本次研究中可以看出,所選取的89例患者中,其中超聲診斷的準(zhǔn)確率為83.1%(74/89)。其中57例患者經(jīng)過(guò)病理檢查、臨床手術(shù)檢查以及超聲診斷,被確診為急性闌尾炎;5例患者經(jīng)超聲診斷后,疑似急性闌尾炎,臨床對(duì)患者采用抗炎方法實(shí)施對(duì)癥治療,患者病癥好轉(zhuǎn)且逐漸消失,患者病癥被確診。其中78例患者患者經(jīng)過(guò)病理檢查以及臨床手術(shù)檢查診斷結(jié)果如下:右側(cè)輸尿管下段結(jié)石以及右腎積水3例,右側(cè)卵巢囊腫蒂扭轉(zhuǎn)2例,右側(cè)卵巢黃體破裂2例,闌尾周?chē)撃[1例,急性單純性闌尾炎17例,壞疽穿孔性闌尾炎9例,急性化膿性闌尾炎40例。由此可見(jiàn),在對(duì)右下部腹痛首發(fā)癥狀,疑似急性闌尾炎患者診斷中,超聲檢查其準(zhǔn)確率較高,可準(zhǔn)確診斷患者病癥,便于臨床對(duì)癥治療,可有效改善患者臨床病癥,提高患者生命質(zhì)量,值得在臨床診斷中廣泛應(yīng)用。
參考文獻(xiàn):
[1]劉晶彬.超聲波的特性及在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用價(jià)值[J].醫(yī)學(xué)信息,2011,24(6):4005-4006.
[2]吐?tīng)栠d納依·納孜爾,翁萍.經(jīng)陰道彩色多普勒超聲診斷異位妊娠的臨床價(jià)值[J].醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志,2010,20(8):1226-1227.
[3]Telman,G,Kouperberg,E.,Hlebtovsky,A.Embolic potential and ultrasonic characteristics of plaques in patients with severe unilateral carotid restenosis more than one year after surgery. [J].Journal of the Neurological Sciences ,2009,285(1-2):85-87.
[4]王錦榮,馬海龍.彩色多普勒超聲診斷閉合性腹腔臟器損傷的臨床應(yīng)用[J].中國(guó)社區(qū)醫(yī)師(醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)),2010,15(26):138-139.
[5]牛紅梅,申潔,鄭莉.先天性雙孔二尖瓣畸形及合并主動(dòng)脈系畸形的超聲檢查[J].浙江臨床醫(yī)學(xué),2010,12(9):1016-1017.
[6]程建中,劉紅梅.二維及彩色多普勒超聲診斷急性下肢深靜脈血栓的臨床價(jià)值[J].齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2010,82(15):2383-2384.
關(guān)鍵詞: 超聲波傳感器 原理 應(yīng)用
1.引言
隨著自動(dòng)化等新技術(shù)的發(fā)展,傳感器的使用數(shù)量越來(lái)越大,一切現(xiàn)代化儀器、設(shè)備都離不開(kāi)傳感器。在工業(yè)生產(chǎn)中,尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中,用各種傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)參數(shù),如溫度、壓力、流量,等等,以便使設(shè)備工作在最佳狀態(tài),產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量。
20世紀(jì)中葉,人們發(fā)現(xiàn)某些介質(zhì)的晶體(如石英晶體、酒石酸鉀鈉晶體、PZT晶體等)在高電壓窄脈沖作用下,能產(chǎn)生較大功率的超聲波。它與可聞聲波不同,可以被聚焦,能用于集成電路的焊接、顯像管內(nèi)部的清洗;在檢測(cè)方面,利用超聲波有類(lèi)似于光波的折射、反射的特性,制作超聲波納探測(cè)器,可以用于探測(cè)海底沉船、敵方潛艇,等等。
現(xiàn)在超聲波已經(jīng)滲透到我們生活中的許多領(lǐng)域,例如B超、遙控、防盜、無(wú)損探傷,等等。
2.超聲波的概念
人們能聽(tīng)到聲音是由于物體振動(dòng)產(chǎn)生的,它的頻率在20Hz―20kHz范圍內(nèi),稱(chēng)為可聞聲波。低于20Hz的機(jī)械振動(dòng)人耳不可聞,稱(chēng)為次聲波;高于20kHz的機(jī)械振動(dòng)稱(chēng)為超聲波,常用的超聲波頻率為幾十kHz至幾十MHz。
超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機(jī)械振蕩,有兩種形式:橫向振蕩(橫波)和縱向振蕩(縱波)。工業(yè)中的應(yīng)用常采用縱向振蕩。超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播,但傳播速度不同。另外,它也有折射和反射現(xiàn)象,且在傳播過(guò)程中有衰減。在空氣中傳播超聲波頻率較低,一般為幾十kHz,但衰減較快;在固體、液體中傳播頻率較高,但衰減較小,傳播較遠(yuǎn)。
3.超聲波的特點(diǎn)
超聲波的指向性好,不易發(fā)散,能量集中,因此穿透本領(lǐng)大,在穿透幾米厚的鋼板后,能量損失不大。超聲波在遇到兩種介質(zhì)的分界面時(shí),能產(chǎn)生明顯的反射和折射現(xiàn)象,這一現(xiàn)象類(lèi)似于光波。超聲波的頻率越高,其聲場(chǎng)指向性就越好,與光波的反射、折射特性就越接近。利用超聲波的特性,可做成各種超聲波傳感器,配上不同的電路,制成各種超聲波測(cè)量?jī)x器及裝置,并在通信、醫(yī)療、家電等各方面得到廣泛應(yīng)用。
4.超聲波傳感器的原理
超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器,由發(fā)送傳感器、接收傳感器、控制部分與電源部分組成。發(fā)送器傳感器由發(fā)送器與使用直徑為15mm左右的陶瓷振子換能器組成,換能器的作用是將陶瓷振子的電振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換成超能量并向空中輻射;接收傳感器由陶瓷振子換能器與放大電路組成,換能器接收波產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),將其變換成電能量,作為傳感器接收器的輸出,從而對(duì)發(fā)送的超聲波進(jìn)行檢測(cè)。實(shí)際使用中,用作發(fā)送傳感器的陶瓷振子也可用作接收器傳感器上的陶瓷振子。控制部分主要對(duì)發(fā)送器發(fā)出的脈沖鏈頻率、占空比、稀疏調(diào)制和計(jì)數(shù)及探測(cè)距離等進(jìn)行控制。超聲波傳感器電源可用DC12V±10%或24V±10%。
5.超聲波探頭
超聲波換能器又稱(chēng)超聲波探頭。超聲波換能器有壓電式、磁致伸縮式、電磁式等數(shù)種,在檢測(cè)技術(shù)中主要采用壓電式。由于其結(jié)構(gòu)不同,換能器又分為直探頭、斜探頭、雙探頭、表面波探頭、聚焦探頭、沖水探頭,等等。本文以固體傳導(dǎo)介質(zhì)為例,簡(jiǎn)要介紹以下三種探頭。
(1)單晶直探頭。俗稱(chēng)直探頭,其壓電晶片采用PZT壓電陶瓷制作。發(fā)射超聲波時(shí),將500V以上的高壓電脈沖加到壓電晶片上,利用逆壓電效應(yīng),使晶片發(fā)射出一束頻率落在超聲波范圍內(nèi)、持續(xù)時(shí)間很短的超聲振動(dòng)波,垂直投射到試件內(nèi)。假設(shè)該試件為鋼板,而其底面與空氣交界,到達(dá)鋼板底部的超聲波絕大部分能量被底部界面所反射。反射波經(jīng)過(guò)一短暫的傳播時(shí)間回到壓電晶片。再利用壓電效應(yīng),晶片將機(jī)械振動(dòng)波轉(zhuǎn)換成同頻率的交變電荷和電壓。
(2)雙晶直探頭。由兩個(gè)單晶探頭組合而成,裝配在同一個(gè)殼體內(nèi),其中一片晶片發(fā)射超聲波,另一片晶片接收超聲波。雙晶探頭的結(jié)構(gòu)雖然復(fù)雜一些,但檢測(cè)精度比單晶直探頭高,且超聲信號(hào)的反射和接收的控制電路較單晶直探頭簡(jiǎn)單。
(3)斜探頭。有時(shí)為使超聲波能傾斜入射到被測(cè)介質(zhì)中,可選用斜探頭。壓電晶片粘貼在與底面成一定角度的有機(jī)玻璃斜楔塊上。當(dāng)斜楔塊與不同材料被測(cè)介質(zhì)接觸時(shí),超聲波產(chǎn)生一定角度的折射,傾斜入射到試件中去,折射角可通過(guò)計(jì)算求得。
6.超聲波傳感器的應(yīng)用
超聲波傳感器應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)踐的不同方面,而醫(yī)學(xué)應(yīng)用是其最主要的應(yīng)用之一。超聲波在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用主要是診斷疾病,它已經(jīng)成為臨床醫(yī)學(xué)中不可缺少的診斷方法。超聲波診斷的優(yōu)點(diǎn)是:對(duì)受檢者無(wú)痛苦、無(wú)損害,方法簡(jiǎn)便,顯像清晰,診斷的準(zhǔn)確率高,等等,因而受到醫(yī)務(wù)工作者和患者的歡迎。超聲波診斷是利用超聲波的反射原理,當(dāng)超聲波在人體組織中傳播遇到兩層聲阻抗不同的介質(zhì)界面時(shí),在該界面就產(chǎn)生反射回聲。每遇到一個(gè)反射面時(shí),回聲在示波器的屏幕上顯示出來(lái),而兩個(gè)界面的阻抗差值也決定了回聲振幅的高低。
在工業(yè)方面,超聲波的典型應(yīng)用是對(duì)金屬的無(wú)損探傷、超聲波測(cè)厚和測(cè)量液位等。過(guò)去,許多技術(shù)因?yàn)闊o(wú)法探測(cè)到物體組織內(nèi)部而受到阻礙,超聲波傳感器的出現(xiàn)改變了這種狀況。超聲波探測(cè)既可檢測(cè)材料表面的缺陷,又可檢測(cè)材料內(nèi)部幾米深的缺陷。當(dāng)然更多的超聲波傳感器是固定地安裝在不同的裝置上,“悄無(wú)聲息”地探測(cè)人們所需要的信號(hào)。
超聲波測(cè)量液位的基本原理是:由超聲探頭發(fā)出的超聲脈沖信號(hào)在氣體中傳播,遇到空氣與液體的界面后被反射,接收到回波信號(hào)后計(jì)算其超聲波往返的傳播時(shí)間即可換算出距離或液位高度。超聲波測(cè)量方法有許多其他方法不可比擬的優(yōu)點(diǎn):(1)無(wú)任何機(jī)械傳動(dòng)部件,也不接觸被測(cè)液體,屬于非接觸式測(cè)量,不怕電磁干擾、酸堿等強(qiáng)腐蝕性液體等,因此性能穩(wěn)定、可靠性高、壽命長(zhǎng);(2)響應(yīng)時(shí)間短,可以方便地實(shí)現(xiàn)無(wú)滯后的實(shí)時(shí)測(cè)量。
7.結(jié)語(yǔ)
超聲波傳感器應(yīng)用起來(lái)原理簡(jiǎn)單,也很方便,成本也很低。但是目前的超聲波傳感器都有一些缺點(diǎn),比如反射問(wèn)題、噪音問(wèn)題、交叉問(wèn)題,等等。本文簡(jiǎn)要介紹了超聲波的概念、特點(diǎn),分析了超聲波傳感器的原理,并給出了超聲波傳感器的幾種典型應(yīng)用,對(duì)今后對(duì)超聲波傳感器的進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究有一定的參考價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。
參考文獻(xiàn):
[1]梁森,黃杭美.自動(dòng)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社,2007.
[2]吳旗.傳感器及應(yīng)用.高等教育出版社,2002,(3).
[3]俞志根,李天真,童炳金.自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)實(shí)訓(xùn)教程.清華大學(xué)出版社.
關(guān)鍵詞:超聲波理療 軟組織損傷 治療作用 綜述
中圖分類(lèi)號(hào):G804 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1004-5643(2013)04-0070-03
1、前言
隨著群眾體育的不斷普及和競(jìng)技體育的逐漸深入,越來(lái)越多的人通過(guò)不同的鍛煉方式參與到體育中來(lái),但由于缺乏體育運(yùn)動(dòng)的知識(shí),在體育鍛煉中難免會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)損傷。對(duì)于從事競(jìng)技體育的專(zhuān)業(yè)運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō),運(yùn)動(dòng)損傷更是司空見(jiàn)慣,嚴(yán)重的甚至還可能縮短他們的運(yùn)動(dòng)壽命或造成終生殘疾。為此,了解和掌握運(yùn)動(dòng)損傷的發(fā)病機(jī)制和治療方法,才能有效指導(dǎo)傷后的功能恢復(fù),將損傷對(duì)機(jī)體的不良影響降到最低。
在諸多的運(yùn)動(dòng)損傷中,最常見(jiàn)且范圍最廣的就是軟組織損傷。因?yàn)槌巳梭w骨骼、內(nèi)臟和感覺(jué)器官外的所有其他組織均為軟組織。軟組織傷病是指皮膚、肌肉、肌腱、腱鞘、韌帶、滑膜、骨膜、軟骨、骨骺、脊髓、周?chē)窠?jīng)、周?chē)艿扔捎趽p傷而發(fā)生的疾病。
軟組織損傷的治療分可分為藥物療法和物理療法。藥物治療包括內(nèi)服藥、外敷藥等;物理治療簡(jiǎn)稱(chēng)理療是利用自然界或人工的物理因子作為治療疾病的措施,物理療法對(duì)軟組織損傷有較好的作用。超聲波物理療法是其中較為明顯的一種,超聲波機(jī)械作用能夠加快組織細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)動(dòng),對(duì)機(jī)體產(chǎn)生微細(xì)的按摩作用;其致熱作用能夠升高組織分界面溫度,不僅可以增強(qiáng)血液循環(huán),改善局部組織的營(yíng)養(yǎng),加強(qiáng)機(jī)體新陳代謝速率,又可以增強(qiáng)體內(nèi)酶的活性,降低肌肉和結(jié)締組織的張力,緩解肌肉痙攣,降低感覺(jué)神經(jīng)的興奮性從而減輕疼痛。超聲波還能改變組織PH、降低感覺(jué)神經(jīng)的興奮性、提高痛閾,從而達(dá)到治療效果。有研究表明,低強(qiáng)度超聲波在治療運(yùn)動(dòng)中常見(jiàn)關(guān)節(jié)軟骨損傷、韌帶肌腱損傷以及疲勞『生骨折具有顯著的療效。
2、超聲波理療概述
超聲波是指不能引起正常人聽(tīng)覺(jué)反應(yīng)的聲頻率在2KHz以上的機(jī)械振動(dòng)波,已廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。超聲醫(yī)學(xué)是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的重要組成部分,主要由超聲診斷、超聲治療和醫(yī)學(xué)超聲工程等幾個(gè)部分組成。其中超聲治療學(xué)是超聲醫(yī)學(xué)的重要組成部分。將超聲波作用于人體以達(dá)到治療目的的方法稱(chēng)為超聲波療法。超聲頻率為500-2500KHz的超聲波有一定的治療作用,但目前物理療法中常用的超聲頻率一般為800-1000KHz。當(dāng)超聲波作用于人體時(shí),機(jī)體組織吸收其聲能并轉(zhuǎn)化為熱能,同時(shí)還能起到細(xì)微按摩作用,具有消腫、止痛、消炎、解痙、軟化消除疤痕等療效。
2.1 超聲波的物理作用
2.1.1 機(jī)械作用
機(jī)械作用是超聲波的一種基本的原發(fā)的作用,主要由超聲波在遞質(zhì)中行波場(chǎng)效應(yīng)和駐波場(chǎng)效應(yīng)產(chǎn)生,不受超聲強(qiáng)度大小的影響。超聲波振動(dòng)對(duì)組織有一種細(xì)微的按摩作用,能夠引起細(xì)胞功能的改變和生物體的許多反應(yīng)??梢愿纳蒲汉土馨脱h(huán),增強(qiáng)細(xì)胞膜的彌散過(guò)程,從而改善新陳代謝,提高組織再生能力。所以治療某些局部循環(huán)障礙性疾病,如營(yíng)養(yǎng)不良性潰瘍效果良好。有人觀察在超聲波的機(jī)械作用下,脊髓反射幅度降低,反射的傳遞受抑制,神經(jīng)組織的生物電活性降低,表明超聲波有明顯鎮(zhèn)痛作用。超聲的機(jī)械作用還能使堅(jiān)硬的結(jié)締組織延長(zhǎng)、變軟,用于治療疤痕、粘連及硬皮癥等。
2.1.2 致熱作用
超聲波作用于機(jī)體時(shí)可產(chǎn)生熱,其產(chǎn)熱主要是組織吸收聲能的結(jié)果。由于人體各組織對(duì)聲能的吸收量各有差異,因而產(chǎn)熱也不同。超聲波的熱作用不僅可以增強(qiáng)血液循環(huán),改善局部組織的營(yíng)養(yǎng),加強(qiáng)其新陳代謝速率,又可以增強(qiáng)體內(nèi)酶的活性,降低肌肉和結(jié)締組織的張力,緩解肌肉痙攣,降低感覺(jué)神經(jīng)的興奮性從而減輕疼痛。一般情況下,超聲波的熱作用以骨和結(jié)締組織為最顯著,脂肪與血液為最少。超聲波熱作用的獨(dú)特之處是除普便吸收之外,還可選擇性加熱,主要是在兩種不同介質(zhì)的交界面上生熱較多,特別是在骨膜上可產(chǎn)生局部高熱。這在關(guān)節(jié)、韌帶等運(yùn)動(dòng)損傷的治療上有很大意義。此外,有報(bào)道稱(chēng),超聲波探頭的移動(dòng)與否和耦合劑的不同形式對(duì)超聲波產(chǎn)熱程度具有一定的影響。
2.1.3 理化作用
超聲波的機(jī)械作用和致熱作用,可繼發(fā)許多物理的或化學(xué)的變化,從而對(duì)機(jī)體產(chǎn)生一定的治療作用。超聲波的理化作用主要包括彌散作用、觸變作用、空化作用以及消炎作用等。其中彌散作用主要可以增強(qiáng)生物膜的彌散過(guò)程,促進(jìn)細(xì)胞膜兩側(cè)物質(zhì)的交換,加快組織代謝,改善組織營(yíng)養(yǎng),該作用在病理組織中尤為突出;觸變作用主要可以使凝膠在超聲作用下轉(zhuǎn)變成溶膠狀態(tài),軟化肌肉、肌腱及結(jié)締組織,可用于治療一些與組織缺水有關(guān)的病癥,例如:類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、肌腱韌帶的退行性病變;空化作用可引起介質(zhì)和細(xì)胞內(nèi)氣體分子形成氣泡或空囊,氣泡的振動(dòng)或破裂使細(xì)胞功能發(fā)生改變,細(xì)胞內(nèi)鈣含量增加,成纖維細(xì)胞被激活,可增加蛋白質(zhì)的合成和血管的通透性,加速血管的形成;超聲波還可以修復(fù)細(xì)胞和分子,使組織PH值向堿性方向發(fā)展,緩解炎癥局部酸中毒現(xiàn)象,使白細(xì)胞移動(dòng),促進(jìn)血管的生成和膠原蛋白的合成,影響血流量,加快損傷的愈合和修復(fù)的過(guò)程。
2.2 超聲理療的方法和劑量
2.2.1 治療方法(見(jiàn)表1)
2.2.2 治療劑量
在超聲理療中,適當(dāng)?shù)某晞┝繎?yīng)在不損害人體健康的前提下起到一定的治療效果,超聲劑量是決定治療效果的關(guān)鍵。超聲治療的劑量包括超聲強(qiáng)度、時(shí)間和治療次數(shù)即療程。超聲強(qiáng)度是超聲波治療劑量中的主要因素,超聲治療強(qiáng)度見(jiàn)表2-2;治療時(shí)間因治療方法,治療部位,超聲強(qiáng)度的不同而不同,通常固定療法治療時(shí)間為1-5min,移動(dòng)法為5-10min;此外,治療療程也是超聲劑量的一部分,通常情況下治療次數(shù)為6-8次/每療程,慢性病可延長(zhǎng)至10-15次/療程,一般為每日或隔日一次,有時(shí)也可每周治療兩次。
2.3 超聲藥物透入療法
近年來(lái),超聲治療除采用直接法、間接法(水下超聲法)外,又出現(xiàn)了超聲藥物透入療法。這種利用超聲波作為物理促進(jìn)劑的新型經(jīng)皮給藥療法在20世紀(jì)60年代最先被應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué),隨著技術(shù)的不斷成熟和臨床應(yīng)用的日益廣泛,目前,該種在原有經(jīng)皮給藥基礎(chǔ)上結(jié)合了超聲物理作用與藥物療效于一體的超聲藥物透入療法已成為傳統(tǒng)經(jīng)皮給藥的一種極具潛力的替代方式。
超聲藥物透人療法又稱(chēng)為聲透療法或超聲波經(jīng)皮給藥,是將藥物制成可用于超聲導(dǎo)入的劑型,利用超聲波對(duì)媒質(zhì)的彌散作用和改變細(xì)胞膜的通透性把包含在載藥基質(zhì)中的藥物經(jīng)過(guò)皮膚或黏膜滲透進(jìn)入機(jī)體的治療方法。它是經(jīng)皮給藥系統(tǒng)中的一個(gè)分支,具有可以避免藥物在肝臟的首過(guò)效應(yīng);可持續(xù)控制給藥速度;可避免峰谷現(xiàn)象,減少藥物的毒副作用;避免注射疼痛;藥物的靶向性較好;可隨時(shí)中斷給藥等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),而且,超聲波藥物透入療法還使超聲波治療和經(jīng)皮給藥有機(jī)結(jié)合在一起,能夠達(dá)到物理和藥物雙重或多重治療效果。
在利用超聲藥物透入法治療軟組織損傷時(shí),可將具有消腫止痛、活血化瘀等功效的中草藥制成經(jīng)皮給藥制劑,利用超聲波的促滲作用將其導(dǎo)人體內(nèi),在物理因素治療軟組織損傷的同時(shí),起到藥物治療的效果,縮短治療療程。
2.3.1 超聲波促滲機(jī)制
超聲波的促滲機(jī)制離不開(kāi)其原發(fā)的物理作用。超聲波機(jī)械作用能使細(xì)胞高速振蕩,改變細(xì)胞膜的靜息電位,破壞細(xì)胞膜,使細(xì)胞間隙增寬,因而對(duì)增加藥物的滲透性具有一定作用;一般認(rèn)為皮膚溫度升高5℃,才能改變細(xì)胞膜的滲透性,而且只有超聲頻率較高、導(dǎo)入時(shí)間較長(zhǎng)、超聲強(qiáng)度較大的情況下,才能使皮膚溫度升高。因此,認(rèn)為致熱作用是高頻率超聲增加皮膚滲透性的主要影響因素;在超聲藥物透入過(guò)程中,細(xì)胞因空化作用被破壞而形成的通道,可大大增加了藥物的經(jīng)皮透入。也有人認(rèn)為,空化作用能改變皮膚角質(zhì)層類(lèi)脂質(zhì)的有序排列,使藥物穿透進(jìn)入無(wú)序化的脂質(zhì)區(qū)域形成通道,從而增加了藥物的透入,使超聲波藥物透入法高于藥物被動(dòng)擴(kuò)散滲透效率。綜上所述,超聲波促滲主要由超聲波的空化作用引起,空化作用的大小由超聲強(qiáng)度決定,在超聲強(qiáng)度一定的條件下,空化作用的大小與超聲頻率成反比。
2.3.2 超聲波藥物透入的影響因素
超聲波藥物透入療法的影響因素集經(jīng)皮給藥和超聲波雙重因素主要有藥物的理化性質(zhì)、皮膚的生理病理?xiàng)l件、載藥劑型等;影響超聲波作用強(qiáng)弱的因素主要包括超聲強(qiáng)度、超聲頻率及超聲導(dǎo)入時(shí)間三個(gè)因素。
超聲頻率方面,低頻超聲促滲的研究較多,1995年動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí),低頻超聲能夠促進(jìn)具有生物活性的大分子藥物的滲透,明確了超聲頻率是超聲促滲的影響因素之一;在1996年,Mitragotri等人對(duì)比了超聲頻率為1MHz和20KHz對(duì)4種不同藥物經(jīng)皮滲透系數(shù)的提高率,發(fā)現(xiàn)20KHz的提高率是1MHz的1000倍。其機(jī)理是低頻超聲有效破壞角質(zhì)層脂質(zhì)雙分子層的結(jié)構(gòu),增大皮膚的通透性從而促進(jìn)藥物的經(jīng)皮吸收??栈饔檬浅暣贊B的主要機(jī)制,在相同超聲強(qiáng)度下,頻率越低,促滲效果越好,但是低頻率超聲波剛超出人耳聽(tīng)覺(jué)范圍,僅作為一種促進(jìn)藥物滲透的手段,超聲波原發(fā)的物理作用基本沒(méi)有,因此應(yīng)用范圍受到限制。近年來(lái),中高頻超聲藥物透入也得到廣泛的關(guān)注,李新平用超聲強(qiáng)度為0.75W/cm2,超聲頻率為800KHz和1MHz的超聲波對(duì)鹽酸青藤堿和氫溴酸高烏甲素體外經(jīng)皮滲透量進(jìn)行研究,結(jié)果表明,800KHz作用10min比被動(dòng)擴(kuò)散分別提高了2.15倍和10倍;1MHz作用10min比被動(dòng)擴(kuò)散分別提高了8.9倍和20倍。
超聲強(qiáng)度方面,每個(gè)超聲頻率都存在一個(gè)超聲強(qiáng)度閾值,只有在超聲強(qiáng)度高于這個(gè)閾值時(shí),才能明顯觀察到藥物的增透效應(yīng)。在相鄰兩個(gè)超聲閾值之間,超聲增透效應(yīng)隨超聲強(qiáng)度的增加而增大。超聲強(qiáng)度通過(guò)空化作用影響藥物的經(jīng)皮滲透。低強(qiáng)度超聲波有助于骨折早期的愈合。有研究表明,低強(qiáng)度超聲波有助于骨折早期的愈合。超聲藥物透入的最佳超聲頻率為500-1500KHz,時(shí)間為10min,臨床最佳強(qiáng)度為1.5-2W/cm2,過(guò)高的強(qiáng)度可能會(huì)引起疼痛,甚至是燙傷。另外,超聲導(dǎo)入時(shí)間亦與藥物經(jīng)皮吸收有一定的比例關(guān)系。在一定的時(shí)間范圍內(nèi),藥物的經(jīng)皮滲透量隨著超聲作用時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。李新平等對(duì)超聲導(dǎo)入時(shí)間對(duì)藥物經(jīng)皮滲透量的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在超聲強(qiáng)度不變的情況下,800KHz超聲頻率導(dǎo)入10rain時(shí)透皮吸收參數(shù)是超聲導(dǎo)入5min時(shí)的3倍左右。
目前,市場(chǎng)上銷(xiāo)售的超聲理療儀頻率范圍在800-1000KHz,通過(guò)查閱整理超聲藥物透入療法應(yīng)用及實(shí)驗(yàn)研究的相關(guān)文獻(xiàn),發(fā)現(xiàn)對(duì)藥物滲透作用好的,超聲頻率主要集中在300KHz、400KHz、800KHz、1000KHz、1100KHz等幾個(gè)頻段,超聲強(qiáng)度通常分弱中強(qiáng)三檔,作用時(shí)間均在20rain之內(nèi)。超聲參數(shù)隨超聲治療方式的不同而變化。
關(guān)鍵詞:B型超聲波;檢查;健康管理;應(yīng)用
B型超聲波是利用超聲傳導(dǎo)技術(shù)和超聲圖像診斷技術(shù)的一種儀器,由于B型超聲波檢查對(duì)機(jī)體的無(wú)損傷性,而且可重復(fù)應(yīng)用,檢查費(fèi)用低、操作簡(jiǎn)單并無(wú)不良反應(yīng),并能看清被查臟器的外形、輪廓、大小、位置、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等是否正常、有無(wú)腫物及其他異常情況[1],因此在臨床上得以廣泛使用。
近年,我市應(yīng)用B型超聲波檢查收集個(gè)體健康信息資料,為個(gè)體健康管理提供科學(xué)、可靠的數(shù)據(jù),在人群健康體檢及健康管理工作中起到十分重要的作用。
1 資料與方法
1.1一般資料 B型超聲波檢查數(shù)據(jù)由咸寧市健康管理中心B超室對(duì)2014年健康人群的體格檢查檔案提供。
1.2方法 采用隨機(jī)抽樣方式,抽取當(dāng)年雙月全部檢查檔案資料進(jìn)行逐個(gè)核對(duì)無(wú)誤后納入分析。
1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 在SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行。
2 結(jié)果
2.1 B型超聲波總檢率 2014年,咸寧市健康管理中心共體檢各類(lèi)人群 7816例,其中,進(jìn)行B型超聲波檢查的5612例,占總檢人數(shù)的71.80 %。其中實(shí)施套餐體檢5612例,B超檢查率為100%。隨機(jī)抽取在雙月進(jìn)行B超檢查的2718例進(jìn)行分析,總異常率為50.22%。
2.2臟器檢出異常情況 至少發(fā)現(xiàn)1個(gè)臟器有異常者 1051 例,單臟器異常率為37.34 %,二個(gè)臟器異常率為11.0%,見(jiàn)表1。
2.3臟器異常者以肝、膽及腎臟最為常見(jiàn),分別占異常者的77.14%、23.88%和13.41%,見(jiàn)表2。經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理,各臟器異常率有非常顯著性意義(df=5,χ2=3261.06,P=0.000
3 討論
超聲波在碰到障礙物的時(shí)候,會(huì)有回聲產(chǎn)生,回聲會(huì)因障礙物的不同而各自不同,并可以通過(guò)特定的儀器進(jìn)行收集,以圖像的方式顯示在屏幕上,從而利用其特性對(duì)物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)加以分析。超聲波在固體、液體和氣體中傳播時(shí),具有的束射性、反射和折射、散射與衍射等性質(zhì),醫(yī)學(xué)上使用的超聲診斷儀利用超聲波的上述物理特性,采用計(jì)算機(jī)分析超聲波的回波,從而得到人體內(nèi)部組織的影像。超聲波在人體內(nèi)通過(guò)各組織進(jìn)行傳播時(shí),由于人體各種組織有聲學(xué)的特性差異,可在兩種不同組織界面處產(chǎn)生反射、折射、散射、繞射、衰減以及聲源與接收器相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生多普勒頻移等物理特性[2]。應(yīng)用不同類(lèi)型的超聲診斷儀,采用各種掃查方法,接收這些反射、散射信號(hào),顯示各種組織及其病變的形態(tài),結(jié)合病理學(xué)、臨床醫(yī)學(xué),觀察、分析、總結(jié)不同的反射規(guī)律,而對(duì)病變部位、性質(zhì)和功能障礙程度做出診斷[3]。因此發(fā)現(xiàn)病變部位準(zhǔn)確,診斷的可信度高。
本研究結(jié)果表明,在咸寧市外表健康人群的體格檢查中,B超檢查總異常發(fā)現(xiàn)率為50.22%。說(shuō)明當(dāng)人體發(fā)生臟器異常、尤其是病變較小范圍較小時(shí),機(jī)體不會(huì)出現(xiàn)任何臨床癥狀[4],而通過(guò)B超檢查能及時(shí)發(fā)現(xiàn)相關(guān)臟器的異常,為個(gè)體及早采取防治措施提供可靠的科學(xué)依據(jù),因此在健康檢查和健康管理工作中具有十分重要且不可替代的作用。從表2的結(jié)果看,咸寧市外表健康人群B型超聲波檢查臟器異常常見(jiàn)的為肝臟,異常率為38.74%(P=0.000),占各臟器異??倲?shù)的77.14%。而肝臟是人體重要臟器之一,肝臟的結(jié)構(gòu)功能正常是保證機(jī)體健康的重要基石。分析結(jié)果提示,在健康檢查和健康管理工作中,要特別重視對(duì)肝臟監(jiān)護(hù),以及時(shí)發(fā)現(xiàn)其病變,及時(shí)采取相關(guān)措施預(yù)防和治療肝臟疾病。
健康管理工作中收集個(gè)人健康信息是一項(xiàng)非常重要的工作,也是整個(gè)健康管理工作的重要前提。只有全面系統(tǒng)收集個(gè)人健康信息資料,才能做到有的放矢。而收集個(gè)人健康信息的項(xiàng)目很多,方法各有不同,但對(duì)內(nèi)臟形態(tài)方面的檢查,B型超聲波是其它方法無(wú)法取代的,而且B超對(duì)人體內(nèi)臟檢查操作經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、對(duì)檢查者無(wú)痛苦,加上所得結(jié)果準(zhǔn)確可靠。因此在健康管理工作中是一項(xiàng)不可缺少的資料收集方。我市2014年健康管理中心進(jìn)行因此在健康管理工作中得到廣泛的應(yīng)用。其不足之處就是購(gòu)買(mǎi)B超儀的成本較高,需要增加健康管理工作成本。為了進(jìn)一步提高B型超聲波檢查的準(zhǔn)確性,在實(shí)施檢查過(guò)程中,應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題:①膽囊和胰腺檢查:檢查前3 d禁食牛奶、豆制品、糖類(lèi)等易于發(fā)酵產(chǎn)氣食物。作超聲檢查時(shí),前1 d要少食油膩食物,檢查前8 h(即檢查前1 d晚餐后)不應(yīng)再進(jìn)食油膩食物。檢查當(dāng)日早晨,應(yīng)禁早餐和水,以保證上午在空腹情況下檢查。這主要是為減輕胃腸內(nèi)容物對(duì)超聲波聲束的干擾,保證膽囊及膽道內(nèi)有足夠的膽汁充盈。如膽囊不顯示須禁食脂肪食物24~48 h再?gòu)?fù)查。②肝臟和腎臟檢查:檢查前一般無(wú)須特別準(zhǔn)備,但最好是空腹進(jìn)行。③脾臟:?jiǎn)渭儥z查脾臟無(wú)須特殊準(zhǔn)備,但飽餐后脾向后上方移位,影響顯像,故以空腹為好。④泌尿系統(tǒng)檢查:施行輸尿管和前列腺、膀胱檢查時(shí),應(yīng)在檢查前1~2 h,飲溫水400~600 ml,待膀胱充盈后再檢查。如患者須一次接收消化、泌尿檢查,最好檢查當(dāng)日不排晨尿,這樣不必喝水即可達(dá)到膀胱充盈的目的。⑤婦科檢查:檢查前2~3 h應(yīng)停止排尿,必要時(shí)飲水500~800 ml,務(wù)必使膀胱有發(fā)脹的感覺(jué)。只有膀胱充盈到一定程度,才能將子宮從盆腔深處擠到下腹部,才能觀察到子宮及卵巢。⑥甲狀腺、頸動(dòng)脈檢查:一般不須作特殊準(zhǔn)備。
參考文獻(xiàn):
[1]范毅明,范世忠,李祥杰.醫(yī)用B超儀與超聲多普勒系統(tǒng)[M].上海:第二軍醫(yī)大學(xué)出版社,1999.
[2]周永昌,郭萬(wàn)學(xué).超聲醫(yī)學(xué)[M].北京:科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,1994.
超聲波雖然人耳聽(tīng)不到,但神經(jīng)會(huì)感受到的,長(zhǎng)期聽(tīng)超聲波對(duì)人體都有害,短期無(wú)害。因?yàn)槌暡按温暡〞?huì)引起人體某些地方的共振,所以長(zhǎng)時(shí)間會(huì)影響身體器官。
超聲波是一種頻率高于20000赫茲的聲波,它的方向性好,穿透能力強(qiáng),易于獲得較集中的聲能,在水中傳播距離遠(yuǎn),可用于測(cè)距、測(cè)速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有很多的應(yīng)用。
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【摘要】 通過(guò)對(duì)超聲波成像的物理基礎(chǔ)在超聲醫(yī)學(xué)中的重要作用的討論,說(shuō)明提高超聲波成像的物理基礎(chǔ)教學(xué)質(zhì)量的重要性,并總結(jié)了提高教學(xué)質(zhì)量的幾點(diǎn)做法。
【關(guān)鍵詞】 超聲醫(yī)學(xué); 超聲波成像的物理基礎(chǔ)
超聲醫(yī)學(xué)是以物理學(xué)為基礎(chǔ),以電子工程技術(shù)為手段,將超生成像技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷的一門(mén)新興科學(xué)。從1954年B超開(kāi)始應(yīng)用于臨床至今,超聲診斷學(xué)已經(jīng)獲得了驚人的進(jìn)展,它不但能顯示組織器官病變的解剖學(xué)改變,同時(shí)還可應(yīng)用Dopper技術(shù)檢查血流量、血流方向,從而辨別器官的病理生理受損性質(zhì)與程度。超聲診斷采用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)灰階成像,在掌握正確劑量的前提下,可連續(xù)對(duì)器官的運(yùn)動(dòng)和功能實(shí)施動(dòng)態(tài)觀察,而不會(huì)產(chǎn)生像X射線成像那樣的累積效應(yīng)及危險(xiǎn)的電離損害。由于超聲診斷具有無(wú)損傷性、檢查方便、診斷快速準(zhǔn)確、價(jià)格便宜、適用范圍廣泛等優(yōu)點(diǎn),得以在臨床中迅速推廣。醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)是醫(yī)學(xué)影像學(xué)的基礎(chǔ)。超聲波成像的物理基礎(chǔ)是超聲醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ),該門(mén)課程設(shè)置在大二進(jìn)行,相關(guān)的專(zhuān)業(yè)課設(shè)置在大四,兩者不能有機(jī)的結(jié)合,往往造成學(xué)生對(duì)該門(mén)課程重要性的認(rèn)識(shí)不足,在一定程度上影響了后續(xù)課程的教學(xué)質(zhì)量。為此,我們?cè)诮虒W(xué)中進(jìn)行了以下幾點(diǎn)嘗試:
1明確超聲波成像的物理基礎(chǔ)在相關(guān)執(zhí)業(yè)醫(yī)師資格考試中的重要性
通過(guò)向?qū)W生介紹相關(guān)執(zhí)業(yè)醫(yī)師資格考試大綱的要求,使學(xué)生明確學(xué)好該門(mén)課程的必要性。
2認(rèn)清超聲波成像的物理基礎(chǔ)在臨床圖像診斷中的地位
聲阻抗Z是描述介質(zhì)聲學(xué)性質(zhì)的一個(gè)物理量,也是超聲成像及讀片的基本物理依據(jù)。人體組織中的高聲阻(骨骼)及低聲阻(氣體)部分不能用來(lái)成像,只有中等聲阻的液體和軟組織的聲阻相差不大,聲速大致相等,可以利用不同類(lèi)組織間的聲阻抗造成的聲波反射、散射來(lái)識(shí)別不同軟組織與器官的形態(tài)和性質(zhì)[1]。超聲波的入射、反射定律是超聲診斷的基礎(chǔ)。目前超聲顯像儀絕大多數(shù)都利用反射法成像,當(dāng)超聲波垂直入射到兩種聲阻抗不同的介質(zhì)界面上時(shí),其聲強(qiáng)反射系數(shù) r1 和聲強(qiáng)透射系數(shù)t1可分別用公式:r1 = Z2 -Z1Z2 +Z1 2 t1 = 4Z1 Z2(Z1 +Z2 )2 來(lái)描述。只要兩種介質(zhì)的聲阻抗相差0.1%,即可接收到反射回波,通過(guò)一定的主式使其以不同的亮度等級(jí)在顯像屏上顯示。掌握超聲波的產(chǎn)生、傳播規(guī)律、超聲場(chǎng)的分布是選擇正確方式成功診斷的前提。超聲波的頻率越高,波長(zhǎng)越短,能量越大,分辨率越高,成像質(zhì)量越好。但由于探查深度與頻率成反比,高頻超聲成像質(zhì)量高是以犧牲探測(cè)深度為代價(jià)的。只有掌握相關(guān)的物理知識(shí),才可以根據(jù)不同患者、不同患病部位,選擇正確的診斷方式。通常用于眼、乳腺等淺表部位的疾病探查的超聲頻率為十幾至幾十兆赫茲,而用于腹部疾病探查頻率為5兆赫茲左右。掌握相關(guān)物理知識(shí)可以防止錯(cuò)誤操作,保護(hù)探頭,提高成像質(zhì)量。探頭又稱(chēng)為超聲換能器,醫(yī)用超聲換能器目前多數(shù)采用陶瓷材料制成的壓電振子。通常壓電晶體的居里點(diǎn)并不高,如鋯鈦酸鉛大約在300~380℃,碳酸鋇為120℃左右,因此檢查后不能采用加熱法消毒,亦不可用消毒液消毒,防止腐蝕探頭,通常用濕軟紗布清潔探頭。在探頭與皮膚之間涂耦合劑,其目的是排除探頭與皮膚之間的空氣,防止全反射現(xiàn)象的發(fā)生。選擇耦合劑時(shí)要考慮到與探頭及人體軟組織的聲阻抗匹配問(wèn)題,同時(shí)要具有對(duì)皮膚無(wú)刺激,對(duì)探頭無(wú)損傷的特點(diǎn),便于檢查后的清除。除耦合劑外,不能隨便在探頭表面附加其它物質(zhì)。臨床上常見(jiàn)為防止交叉感染,在探頭外加安全套的操作方法,在一定程度上影響成像質(zhì)量。超聲多普勒血流測(cè)量?jī)x區(qū)別于其它儀器的本質(zhì)是接收回波不同。在醫(yī)用超聲多普勒技術(shù)中,發(fā)射和接收換能器固定,由人體內(nèi)運(yùn)動(dòng)目標(biāo),如運(yùn)動(dòng)界面和血流中的血細(xì)胞等產(chǎn)生多普勒頻移,利用頻移信號(hào)確定運(yùn)動(dòng)速度大小、方向及其在斷層上的分布。
3醫(yī)用物理學(xué)是學(xué)好超聲成像物理基礎(chǔ)的前提
學(xué)生難以把握各學(xué)科之間的關(guān)聯(lián),要成功地將各學(xué)科知識(shí)有機(jī)的聯(lián)系在一起,老師的引導(dǎo)是很重要的。學(xué)好超聲成像物理基礎(chǔ)的前提是掌握好醫(yī)用物理學(xué)的相關(guān)內(nèi)容,主要知識(shí)點(diǎn)有:① 振動(dòng)和波是學(xué)習(xí)圓活塞超聲場(chǎng)軸線上聲壓分布規(guī)律的基礎(chǔ)。② 波的反射、折射、干涉、衍射、散射在超聲成像中的作用。③ 示波器成像的基本原理及示波原理在超聲成像中的應(yīng)用。④ 利用多普勒效應(yīng),從回波頻率的變化來(lái)獲取人體組織器官的運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)信息。如一維多普勒連續(xù)波可測(cè)高速血流,但不能檢測(cè)血流深度、位置;脈沖波能確定目標(biāo)的深度、位置,但可測(cè)最高血流速度受脈沖重復(fù)頻率限制等。
4物理知識(shí)是解釋超聲偽像的根本,同時(shí)可指導(dǎo)人們正確地利用偽像診斷及采取正確方法消除偽像
超聲圖像的質(zhì)量評(píng)價(jià)包括偽像及形成原因。就其成因而言,除成像系統(tǒng)原理上的不足、技術(shù)上的限制、方法上的不全、診斷上的主觀推斷等因素外,偽像的形成具有一定的聲學(xué)意義。教材上對(duì)偽像形成的物理機(jī)制進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,但相關(guān)的聲像圖卻幾乎沒(méi)有。為了讓學(xué)生能將理論與實(shí)際聲像圖有機(jī)地相結(jié)合,教學(xué)中注重發(fā)揮多媒體的優(yōu)勢(shì),引入典型偽像聲像圖[2,3],收到事半功倍的效果。超聲偽像的表現(xiàn)形式多種多樣,由于超聲圖像失真造成的偽像的物理實(shí)質(zhì)不外手兩種形式:形狀位置失真(如透鏡效應(yīng)偽像)和亮度失真(如聲影)。而由于換能器的不良特性引起的旁瓣效應(yīng)偽像在使用相控陣探頭時(shí)較為突出,幾乎隨時(shí)都可能出現(xiàn),必須熟悉其聲像圖特征,才能鑒別清楚[4]??傊?,只有明確偽像產(chǎn)生的物理機(jī)制,才能正確地加以識(shí)別和利用。
5設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解
利用A型超聲波診斷儀使用方便、顯示直觀、易于操作的特點(diǎn),設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn),加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。
5.1對(duì)聲波在介質(zhì)中的傳播規(guī)律的研究 主要驗(yàn)證反射與透射定律,同時(shí)說(shuō)明強(qiáng)反射與全反射的本質(zhì)區(qū)別。
5.2對(duì)超聲場(chǎng)分布的研究通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定圓活塞探頭形成的超聲場(chǎng)的近場(chǎng)長(zhǎng)度、半擴(kuò)散角等重要參數(shù)。
5.3對(duì)偽像的形成機(jī)制及現(xiàn)象的研究通過(guò)人為設(shè)置偽像的產(chǎn)生條件,模擬多重反射偽像、聲影、后方回聲增強(qiáng)、折射聲影、聲速失真、多途徑反射偽像、透鏡效應(yīng)偽像等多種偽像的產(chǎn)生條件及現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)的可操作性強(qiáng),成功率大,相關(guān)實(shí)驗(yàn)在其它院校也見(jiàn)開(kāi)設(shè)[5,6]。超聲醫(yī)學(xué)的發(fā)展日新月異,作為基礎(chǔ)課程的超聲波成像的物理基礎(chǔ)變化卻不大,但新技術(shù)的誕生都對(duì)應(yīng)一定的物理基礎(chǔ),都有一定的物理依據(jù)。因此,必須提高對(duì)本門(mén)課程重要性的認(rèn)識(shí),從而提高教學(xué)質(zhì)量。
6調(diào)整教學(xué)計(jì)劃,使基礎(chǔ)教學(xué)與臨床實(shí)踐密切相連
根據(jù)超聲波成像的物理基礎(chǔ)在超聲醫(yī)學(xué)中的作用及重要性,將原計(jì)劃中在大二第四學(xué)期開(kāi)設(shè)調(diào)整為大三第六學(xué)期開(kāi)設(shè),使基礎(chǔ)教學(xué)與臨床教學(xué)密切相連,收到了良好的教學(xué)效果。以上是我們?yōu)樘岣叱暡ǔ上竦奈锢砘A(chǔ)教學(xué)質(zhì)量的幾點(diǎn)做法,隨著超聲技術(shù)的不斷發(fā)展,提高教學(xué)質(zhì)量的方法必然隨之改進(jìn),這就要求我們?cè)诮窈蟮慕虒W(xué)過(guò)程中不斷探索和進(jìn)步,以期為培養(yǎng)合格的超聲診斷醫(yī)師打下牢固的物理基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
1 張波寶.醫(yī)學(xué)影像物理學(xué).人民衛(wèi)生出版社,2005,176.
2 曹海根,等.實(shí)用腹部超聲診斷學(xué).人民衛(wèi)生出版社,1994,97~98.
3 錢(qián)蘊(yùn)秋.超聲診斷學(xué).人民軍醫(yī)出版社,1991,117.
4 曹海根,王金銳.實(shí)用腹部超聲診斷學(xué).人民衛(wèi)生出版社,1994,96.
超聲波圖像也會(huì)因設(shè)定而產(chǎn)生不同的結(jié)果,包括:探頭頻率、掃描方向、掃描深度。因此解譯一張超聲波圖像,不只要有對(duì)圖像范圍內(nèi)組織與器官特性的了解,還要配合儀器的操作與設(shè)定,才能順利解譯圖像所代表的意義。三維超聲波圖像技術(shù)在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中具有相當(dāng)重要的作用。本文在分析二維超聲波成像的基礎(chǔ)上,分析了現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)超聲波三維成像技術(shù)。
1三維超聲的成像技術(shù)
可靠的數(shù)據(jù)提取是得到精確三維超聲圖像的前提。采用二維面陣超聲探頭,使超聲束在三維掃查空間中進(jìn)行擺動(dòng),即可直接得到三維體數(shù)據(jù)。但二維面陣換能器的制作工藝限制了陣元數(shù),使得三維圖像的分辨率受到了一定的限制。目前已有使用二維陣列的超聲成像系統(tǒng)面世。目前三維超聲數(shù)據(jù)的提取仍廣泛采用一維陣列探頭。用一維陣列探頭提取三維超聲數(shù)據(jù),需要外加定位裝置,如目前臨床廣泛采用的一體化探頭。該探頭是將一個(gè)一維超聲探頭和擺動(dòng)機(jī)構(gòu)封裝在一起,操作者只要將該探頭放在被探查部位,系統(tǒng)就能自動(dòng)采集三維數(shù)據(jù)。還有一種新型探頭專(zhuān)門(mén)用于解決定位問(wèn)題。該探頭有三個(gè)陣列,中間的主陣列用于超聲成像,與主陣列垂直的兩個(gè)側(cè)陣列用于提取定位圖像。由于探頭移動(dòng)的連續(xù)性,所以定位圖像兩兩重疊部分很大,可以通過(guò)兩側(cè)的定位圖像確定兩次采樣間的位移、旋轉(zhuǎn),從而確定圖像的空間位置。此外,還有一些文獻(xiàn)提供了通過(guò)相鄰圖像的相關(guān)和圖像的斑點(diǎn)噪聲統(tǒng)計(jì)規(guī)律來(lái)確定探頭側(cè)向位移的方法。
2 三維超聲的臨床應(yīng)用
2.1 三維超聲在空腔臟器中的應(yīng)用
2.1.1 胃、腸道疾病 囑受檢者適量飲水或灌腸后可建立良好的透聲窗。清楚顯示胃腸道隆起性病變與潰瘍的大小、深度、邊緣形態(tài),觀察惡性腫瘤的浸潤(rùn)深度、范圍及與鄰近組織、血管的立置關(guān)系,進(jìn)行術(shù)前TNM分期,對(duì)協(xié)助臨床制定相應(yīng)的治療方案,具有重要意義。
2.1.2 膀胱疾病 膀胱充盈后可形成極佳的透聲窗,三維超聲與二維超聲一樣清晰顯示病變的形態(tài)、大小、數(shù)目、內(nèi)部回聲,同時(shí)三維超聲還能顯示病變的整體、表面形態(tài)及腫瘤對(duì)膀胱壁的浸潤(rùn)情況,從而提高了其診斷的準(zhǔn)確性,并有助于腫瘤術(shù)前方案的抉擇。對(duì)慢性膀胱炎癥、憩室、結(jié)石、凝血塊等膀胱疾病的診斷,也顯示出優(yōu)越性。
2.2 在實(shí)質(zhì)性臟器中的應(yīng)用
肝臟疾病 肝囊腫與肝膿腫二維超聲診斷準(zhǔn)確性較高,而肝癌與肝內(nèi)其它性質(zhì)占位性病變相互間的鑒別有時(shí)較為困難。三維超聲可從不同方位觀察肝表面和邊緣輪廓,腫三維超聲成像在臨床上有廣泛的應(yīng)用前景??捎糜诰_測(cè)量和定位在產(chǎn)科臨床上,三維超聲成像可用于鑒別早期胎兒是否存在畸形以及檢查各個(gè)孕期胎兒的生長(zhǎng)發(fā)育情況;在心血管疾病診斷中,可用于多種心臟疾病以及血管內(nèi)疾病的檢查。盡管如此,由于價(jià)格和技術(shù)上的原因,目前三維超聲成像尚未達(dá)到臨床廣泛應(yīng)用的水平,也還有不少值得研究的問(wèn)題。
2.3 在婦科的應(yīng)用
三維超聲對(duì)子宮實(shí)質(zhì)性腫瘤的斷,有一定輔助作用。對(duì)卵巢和輸卵管病變(特別囊性變),可清晰顯示其立體外形輪廓、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、有無(wú)分隔與性突起、液體渾濁度等。對(duì)盆壁轉(zhuǎn)移性病灶合并腹水的人,三維較二維超聲的診斷價(jià)值更大。文獻(xiàn)報(bào)道三維超聲診斷附件區(qū)惡性腫瘤時(shí),其敏感性由二維超聲的80%增87%。此外,三維超聲于術(shù)前可清晰顯示惡性腫瘤浸及圍臟器的情況,評(píng)價(jià)腫瘤與子宮、盆壁及髂血管的關(guān)系,為中能否切除腫瘤提供有價(jià)值的資料。與此同時(shí),應(yīng)用3CDE可以顯示腫瘤內(nèi)血管空間結(jié)構(gòu),并計(jì)算單位體積內(nèi)的瘤血管密度,為腫瘤的定性診斷增加新的參考指標(biāo)。
3 三維超聲波成像
近年來(lái),在臨床的應(yīng)用上,由于三維超聲波成像系統(tǒng)的技術(shù)大幅改善,使得許多醫(yī)療研究領(lǐng)域不斷地被開(kāi)發(fā),因而對(duì)病人的診斷以及管理上造成很大的影響。到目前為止,胎兒、心臟以及婦科方面等領(lǐng)域最受到大家廣泛的關(guān)注。
在三維超聲波成像中,首先建立三維結(jié)構(gòu)的人體組織及器官。在臨床上雖然醫(yī)生或?qū)I(yè)人員對(duì)人體結(jié)構(gòu)上有了充份的了解,可是人體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,對(duì)超聲波切面圖像所代表的意義不能完全記憶;因此在超聲波設(shè)備旁,常常都會(huì)附上輔助的?面圖像,對(duì)應(yīng)各主要部位超聲波圖像所代表的組織或器官切面位置,方便醫(yī)生進(jìn)行對(duì)比。近年來(lái),計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度不斷提升,現(xiàn)在已經(jīng)能在計(jì)算機(jī)上展現(xiàn)出逼真的3D ?體效果與多屏幕輸出功能;在計(jì)算機(jī)所呈現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)中,創(chuàng)造出與真實(shí)空間相類(lèi)似的環(huán)境。通過(guò)對(duì)象物?引擎的開(kāi)發(fā),更以可在虛擬環(huán)境中仿真物體的真實(shí)物?特性,進(jìn)而發(fā)展虛擬現(xiàn)實(shí)等工具與系統(tǒng),并廣泛應(yīng)用于建筑、工業(yè)、娛樂(lè)等領(lǐng)域。最典型的取得三維超聲波圖像的方法,是通過(guò)移動(dòng)探頭,以線性掃描(Linear Scan)、扇形掃描(Sector Scan)或是箭形掃描(Sagittal Scan)的方式,連續(xù)取得多張二維圖像后,再給予圖像間應(yīng)有的相對(duì)空間位置,最后利用表面成像法或是體積成像法來(lái)實(shí)現(xiàn)三維成像。