超声波的发展史

　　超声波的发展史
　　
　　一、方面：
　　
　　自19世纪末到20世纪初，在物理学上发现了压电效应与反压电效应之后，人们解决了利用电子学技术产生超声波的办法，从此迅速揭开了发展与推广超声技术的历史篇章。
　　
　　1922年，德国出现了*超声波治疗的发明。
　　
　　1939年发表了有关超声波治疗取得临床效果的文献报道。
　　
　　40年代末期超声治疗在欧美兴起，直到1949年召开的*次医学超声波学术会议上，才有了超声治疗方面的论文交流，为超声治疗学的发展奠定了基础。1956年第二届超声医学学术会议上已有许多论文发表，超声治疗进入了实用成熟阶段。
　　
　　二、国内方面：
　　
　　国内在超声治疗领域起步稍晚，于20世纪50年代初才只有少数医院开展超声治疗工作，从1950年首先在北京开始用800KHz频率的超声治疗机治疗多种疾病，至50年代开始逐步推广，并有了国产仪器。公开的文献报道始见于1957年。到了70年代有了各型国产超声治疗仪，超声疗法普及到全国各大型医院。
　　
　　40多年来，全国各大医院已积累了相当数量的资料和比较丰富的临床经验。特别是20世纪80年代初出现的超声体外机械波碎石术和超声外科，是结石症治疗*的重大突破。如今已在范围内推广应用。高强度聚焦超声无创外科，已使超声治疗在当代医疗技术中占据重要位置。而在21世纪（HIFU）超声聚焦外科已被誉为是21世纪治疗肿瘤的技术。
　　
　　超声波治病机理：
　　
　　1.机械效应：超声在介质中前进时所产生的效应。（超声在介质中传播是由反射而产生的机械效应）它可引起机体若干反应。超声振动可引起组织细胞内物质运动，由于超声的细微按摩，使细胞浆流动、细胞震荡、旋转、摩擦、从而产生细胞按摩的作用，也称为内按摩这是超声波治疗所*的特性，可以改变细胞膜的通透性，刺激细胞半透膜的弥散过程，促进新陈代谢、加速血液和淋巴循环、改善细胞缺血缺氧状态，改善组织营养、改变蛋白合成率、提高再生机能等。使细胞内部结构发生变化，导致细胞的功能变化，使坚硬的结缔组织延伸，松软。
　　
　　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，刺激神经系统和细胞功能，因此具有超声波*的治疗意义。
　　
　　2.温热效应：人体组织对超声能量有比较大的吸收本领，因此当超声波在人体组织中传播过程中，其能量不断地被组织吸收而变成热量，其结果是组织的自身温度升高。
　　
　　产热过程既是机械能在介质中转变成热能的能量转换过程。即内生热。超声温热效应可增加血液循环，加速代谢，改善局部组织营养，增强酶活力。一般情况下，超声波的热作用以骨和结缔组织为显著，脂肪与血液为zui少。
　　
　　3.理化效应：超声的机械效应和温热效应均可促发若干物理化学变化。实践证明一些理化效应往往是上述效应的继发效应。TS-C型治疗机通过理化效应继发出下列五大作用：
　　
　　A.弥散作用：超声波可以提高生物膜的通透性，超声波作用后，细胞膜对钾，钙离子的通透性发生较强的改变。从而增强生物膜弥散过程，促进物质交换，加速代谢，改善组织营养。
　　
　　B.触变作用：超声作用下，可使凝胶转化为溶胶状态。对肌肉，肌腱的软化作用，以及对一些与组织缺水有关的病理改变。如类风湿性关节炎病变和关节、肌腱、韧带的退行性病变的治疗。
　　
　　C.空化作用：空化形成，或保持稳定的单向振动，或继发膨胀以致崩溃，细胞功能改变，细胞内钙水平增高。成纤维细胞受激活，蛋白合成增加，血管通透性增加，血管形成加速，胶原张力增加。
　　
　　D.聚合作用与解聚作用：水分子聚合是将多个相同或相似的分子合成一个较大的分子过程。大分子解聚，是将大分子的化学物变成小分子的过程。可使关节内增加水解酶和原酶活性增加。
　　
　　E.消炎，修复细胞和分子：超声作用下，可使组织PH值向碱性方面发展。缓解炎症所伴有的局部酸中毒。超声可影响血流量，产生致炎症作用，抑制并起到抗炎作用。使白细胞移动，促进血管生成。胶原合成及成熟。促进或抑制损伤的修复和愈合过程。从而达到对受损细胞组织进行清理、激活、修复的过程。
　　
　　量子声学。
　　
　　超声波还可以进行雷达探测。清洗较为精细的物品，如钟表，可以利用超声波来击碎病人体内胆结石，还可以利用超声波测距。
　　
　　超声波检测还用于电阻焊的焊点强度的检测。
　　
　　人耳可以听见的波动，其频率约在16Hz到20KHz之间，如果波动〃的频率高於此范围，则人类则无法听见，特称之为超音波。所谓波动〃即为物质中的粒子受外力作用时所产生的机械性振汤。例如将悬挂於弹簧下方的物体向下拉使弹簧伸长，然后将物体放开，则该物体受弹簧力的作用，产生一上下往复性的振动，其偏离静止位置的移动与时间的关系，即为正弦波。
　　
　　超声波依其波传送方向的波动方式可分为纵波，横波，表面波，蓝姆波四种。其在料件中之传送，根据能量不灭定律，音波在一种物质中传送，或由一种物质传入另一种物质时，由于受到衰减，反射及折射的作用，其能量必然愈来愈弱；但是在材料密度较大的部分，音压却会增大<但因音阻抗亦变大，能量仍是减少>，反之在疏松的部分，其音量变大。
　　
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　　夜晚的实验
　　
　　意大利科学家斯帕拉捷习惯晚饭后到附近的街道上散步。他常常看到，很多蝙蝠灵活的在空中飞来飞去，却从不会撞到墙壁上。这个现象引起了他的好奇：蝙蝠凭什么特殊本领在夜空中自由自在的飞行呢？
　　
　　1793年夏天，一个晴朗的夜晚，喧腾热闹的城市渐渐平静下来。帕斯拉捷匆匆吃完饭，便走出街头，把笼子里的蝙蝠放了出去。当他看到放出去的几只蝙蝠轻盈敏捷地来回飞翔时，不由得尖叫起来。因为那几只蝙蝠，眼睛全被他蒙上了，都是瞎子呀。
　　
　　斯帕拉捷为什么要把蝙蝠的眼睛蒙起来呢？原来，每当他看到蝙蝠在夜晚自由自在的飞翔时，总认为这些小精灵一定长着一双特别敏锐的眼睛，就不可能在黑夜中灵巧的多过各种障碍物，并且敏捷的捕捉飞蛾了。然而事实*出乎他的意料。斯帕拉捷很奇怪：不用眼睛，蝙蝠凭什么来辨别前方的物体，捕捉灵活的飞蛾呢？
　　
　　于是，他把蝙蝠的鼻子堵住。结果，蝙蝠在空中还是飞的那么敏捷、轻松。难道他薄膜似的翅膀，不仅能够飞翔，而且能在夜间洞察一切吗？斯帕拉捷这样猜想。他又捉来几只蝙蝠，用油漆涂满它们的全身，然而还是没有影响到它们飞行。
　　
　　zui后，斯帕拉捷堵住蝙蝠的耳朵，把他们放到夜空中。这次，蝙蝠可没有了先前的神气。他们像无头苍蝇一样在空中东碰西撞，很快就跌落在地。
　　
　　啊！蝙蝠在夜间飞行，捕捉食物，原来是靠听觉来辨别方向、确认目标的！
　　
　　斯帕拉捷的实验，揭开了蝙蝠飞行的秘密，促使很多人进一步思考：蝙蝠的耳朵又怎么能穿透黑夜，听到没有声音的物体呢？
　　
　　后来人们继续研究，终于弄清了其中的奥秘。原来，蝙蝠靠喉咙发出人耳听不见的超声波，这种声音沿着直线传播，一碰到物体就像光照到镜子上那样反射回来。蝙蝠用耳朵接受到这种超声波，就能迅速做出判断，灵巧的自由飞翔，捕捉食物。
　　
　　现在，人们利用超声波来为飞机、轮船导航，寻找地下的宝藏。超声波就像一位无声的功臣，广泛地应用于工业、农业、医疗和军事等领域。斯帕拉捷怎么也不会想到，自己的实验，会给人类带来如此巨大的恩惠。