簡介
高於2000Hz的聲波叫做超音波。將超音波作用於人體以達到治療目的的方法稱為超音波療法。超音波是一種聲波，超過人耳的聽覺界限的聲波。聲源的機械振動能引起周圍彈性介質的振動，振動沿著介質由近及遠地傳播，形成機械波—聲波。
頻率500～2500千赫的超音波有一定的治療作用。理療中常用的頻率一般為800～1000千赫。超音波療法的使用範圍日益廣泛，已遠遠超過理療科原來的一般療法，如超聲治癌、泌尿系碎石及口腔醫學的套用等，因此超音波療法的概念應有廣義的（包括各種特殊超聲療法）及狹義的（指理療科常用的無損傷劑量療法）兩種。同時隨著現代科學技術的進步，超音波不僅用於治療，還已廣泛用於診斷、基礎及實驗醫學、因此已有“超聲醫學”之稱
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物理特性
超音波與聲波的本質相同，都是物體的機械振動在彈性介質中傳播所形成的機械振動波。
超音波的傳播
1.因聲波是物質傳播能的一種形式，所以其傳播必須依賴介質，而在真空中則不能傳播，此與光波、電磁波不同。
2.超音波向周圍介質傳播時，產生一種疏密的波形。這種連續的壓縮層和稀疏層交替形成的彈性波和聲源振盪的方向一致，是一種彈性縱波）。由於超音波具有非常短的波長，可以聚集成狹小的發射線束而呈束狀直線播散，故傳播具有一定的方向性。
3.傳播速度聲波的傳播速度與介質的特性有關，而與聲波的頻率無關。聲波的傳播速度都隨介質溫度的上升而加快。
4.超聲的吸收與穿透：超聲在介質中傳播時，強度隨其傳播距離而減弱，這說明超聲能量被吸收，超聲的吸收與介質的密度、粘滯性、導熱性及超聲的頻率等有關。超聲在氣體中被吸收最大，液體中被吸收較小，固體中吸收最小，在空氣中的吸收係數比在水中約大一千倍。且介質的吸收係數又與超音波頻率的平方成正比，因而高頻超聲在空氣中衰減異常劇烈，所以在治療中聲頭下雖是極小的空氣光泡，也應避免。
在實際工作中常用半價層或半吸收層來表明一種介質對超音波的吸收能力。半吸收層是指超音波在某種介質中衰減至原來能量的一半時的厚度。半吸收層厚度大，表示吸收能力弱，不同組織對同一頻率的超音波其半吸收層值不同，如頻率300千赫的超音波，肌肉半吸收層值為3.6厘米，脂肪為6.8厘米，肌肉加脂肪為4.9厘米。同一組織對不同頻率的超音波吸收也不同，超聲頻率愈高吸收愈多，穿透愈淺，如90千周的超聲能穿透軟組織10厘米，1兆周的超聲將穿透5厘米，而4兆周的超聲只穿透1厘米深度。因此，常用於理療的超音波選用8000千周/秒，穿透深度為5厘米左右。
5.折射、反射與聚焦：超音波由一種介質傳播至另一種介質時，將在界面處一部分反射回第一種介質（反射），其餘透過界面進入第二種介質，但會發生傳播方向的偏轉（折射）。聲波在界面被反射的程度決定於兩種介質的聲阻差及入射角的角度。入射角越小，反射角就越小，超聲能量反射越少，作用效率越高。聲阻差越大，反射程度也越大，（介質的密度和聲速的乘積叫介質的聲阻）。
聲頭與空氣間反射近於100%，所以超聲治療時需用石臘油等作接觸劑，以減少反射。實驗證明，由聲頭進入組織的超聲能量只有35～40%，而60～65%被反射。由於空氣與組織間的反射，使大量超聲能喪失，所以超音波不能通過肺和充氣的胃腸。
基於超聲傳播的反射、折射原理，採用透鏡及弧面反射而將聲束聚焦於焦點上以產生強大的能量，而治療某些疾病，如用集束超音波破壞腦部腫瘤等
超音波的聲場
超音波在介質中傳播的空間範圍即介質受到超聲振動能作用的區域叫超聲聲場。超聲因其頻率高，具有類似光線的束射特性，在接近聲頭的一段為幾乎平行的射束，稱之為近場區。其後射束開始擴散，稱之為遠場區。由於超聲場的這種特性，為克服能量分布的不均，在治療時聲頭應在治療部位緩慢地移動。
超聲聲場
描寫超聲聲場的主要物理量有聲壓和聲強。
1.聲壓：超音波在介質中傳播時，介質質點在其平衡位置附近做往復運動，使介質內部發生有節律的疏密變化，這種疏密變化形成了壓力變化，即聲壓。代表超音波的強度。聲壓與超音波的頻率和振幅成正比，與聲阻成反比。
2. 聲強：為單位時間內聲能的強度，即在每秒內垂直通過每平方厘米麵積的聲能。常用測量單位是瓦特/厘米2（W/cm2）。臨床常用治療劑量為3W/cm2以下。
超音波的發生
產生超音波有各種方法，主要用壓電式超聲發生器，它是根據壓電效應的原理製成的。具有壓電效應性質的晶體受到壓縮或伸拉時在其受力面上就會產生數量相等而符號相反的電荷，這種物理現象稱為壓電效應。
超音波的生物物理特徵
機械作用
超音波在介質中傳播時，介質質點在其平衡位置附近作往復運動，使介質內部發生有節律的疏密變化，這種疏密變化形成了壓力變化，能對人體組織細胞產生微細按摩作用。微細按摩作用是超音波治療疾病的最基本的機制。這種對細胞的微細按摩作用可以改變組織細胞的體積，減輕腫脹，改變膜的通透性，促進代謝物質的交換，改變細胞的功能，提高組織細胞的再生能力。所以治療某些局部循環障礙性疾病，如營養不良性潰瘍效果良好。有人觀察在超音波的機械作用下，脊髓反射幅度降低，反射的傳遞受抑制，神經組織的生物電活性降低，因而超音波有明顯鎮痛作用。超聲的機械作用還能使堅硬的結締組織延長、變軟，用於治療疤痕、粘連及硬皮症等。
可見，超音波的機械作用可軟化組織、增強滲透、提高代謝、促進血液循環、刺激神經系統及細胞功能，因此有重要的治療意義，在超聲治療機理上占重要地位。
溫熱作用
超音波作用於機體時可產生熱，超音波在機體內熱的形成，主要是組織吸收聲能的結果。其產熱有以下特點：
1.由於人體各組織對聲能的吸收量各有差異，因而產熱也不同。一般超音波的熱作用以骨和結締組織為量顯著，脂肪與血液為最少。如在超音波5W/cm2，1.5分鐘作用時，溫度上升在肌肉為1.1℃，在骨質則為5.9℃。
2.超音波熱作用的獨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的交界面上生熱較多，特別是在骨膜上可產生局部高熱。這在關節、韌帶等運動創傷的治療上有很大意義。所以超音波的熱作用（不均勻加熱）與高頻是及其他物理因子所具有的瀰漫性熱作用（均勻性加熱）是不同的。
3.超音波產生的熱將有79－82%由血液循環帶走，18－21%由鄰近組織的熱傳導散布，因此當超音波作用於缺少血循環的組織時，如眼的角膜、晶體、玻璃體、睪丸等則應十分注意產生過熱，以免發生損害。
空化作用
超音波在液體介質中傳播時產生聲壓。當產生的負聲壓超過液體的內聚力時，液體中出現細小的空腔，即空化現象。空腔分為兩種，即穩定空腔和暫時空腔。
穩定空腔在聲壓的作用下來回振動，空腔周圍產生局部的單向的液體流動。這種非常小的液體流動叫做微流，在超音波治療中起重要作用。微流可以改變細胞膜的通透性，改變膜兩側的鉀、鈣等離子的分布，因而加速組織修復的過程，改變神經的電活動，緩解疼痛。暫時的空腔在聲壓變化時破滅，產生高熱、高壓、發光、放電等現象，對機體有破壞作用。
治療作用
對神經系統的影響
小劑量超音波能使神經興奮性增高，傳導速度加快，減輕神經的炎性反應，促進神經的損傷癒合，提高痛閾，減輕疼痛。因而對周圍神經疾病，如神經炎、神經痛，具有明顯的鎮痛作用。大劑量超音波作用於末梢神經可引起血管麻痹、組織細胞缺氧、繼而壞死。
中樞神經對超波顯示較高的敏感性，一定劑量之內，超音波對中樞神經的作用如下：作用於大腦可刺激細胞能量代謝，腦血管擴張，血流加快，加速側枝循環的建立，加速腦細胞功能的恢復；作用於間腦可使心跳加快，血壓升高；作用於脊髓可以改變感覺、運動神經傳導。
對循環系統的影響
房室束對超音波的作用很敏感。超音波主要影響心臟活動能力及其節律。大劑量超音波可使心律減慢，誘發心絞痛，嚴重時發生心律紊亂，最後導致心跳停止；小劑量超音波使心臟毛細血管充血，對冠心病患者有擴張動脈管腔及解除血管痙攣的作用，對冠狀動脈供血不足患者有一定療效。
治療劑量超聲對血管無損害作用，通常可見血管擴張，血循環加速。低強度超聲作用下，血管器擴張；在較大劑量作用下，可引起血管收縮。更大劑量的超聲可使血管運動神經麻痹，從而造成血液流動停止。用大劑量超聲時可直接引起血管內皮腫脹，血循環障礙。
對眼睛的影響
由於眼的解剖結構特點是球體形態，層次多，液體成份和血循環特點等因素容易熱積聚致損傷。大劑量超聲可引起結膜充血、角膜水腫甚至眼底改變，對晶體可致熱性白內障。還可以引起交感性眼炎。但用小劑量可以促進吸收，改善循環，對玻璃體渾濁、眼內出血、視網膜炎、外傷性白內障等有較好療效。
對生殖系統的影響
生殖器官對超音波較敏感，適量的超音波可使精子數目增加，精子活動性增強，受孕率提高。大劑量超音波可使精子萎縮。適量超音波可促進卵泡濾泡形成，大劑量超音波使卵泡變性。超音波可使胚胎畸形、流產。
對骨骼的影響
小劑量超音波多次投射可以促進骨骼生長，骨痂形成；大劑量超音波作用於未骨化的骨骼，可致骨發育不全，因此對幼兒骨骺處禁用超聲。
對結締組織的作用
結締組織對超音波的敏感性較差，對有組織損傷的傷口，有刺激結締組織增長的作用；當結締組織過度增長時，超音波又有軟化消散的作用，特別對於濃縮的纖維組織作用更顯著。因此超音波對疤痕化結締組織有“分離纖維”作用，有使“凝膠變為溶膠”的作用。在臨床上亦可見超音波對疤痕有較明顯的軟化散作用。
對皮膚的作用
超音波作用於皮膚可提高皮膚血管的通透性，使皮膚輕微充血，但無紅斑。超音波可增強皮膚汗腺分泌，促進皮膚排泄功能，增強真皮再生能力。大劑量超音波可引起皮膚傷害性炎症反應。
治療方法
直接接觸法
將超音波頭直接和治療部位的皮膚接觸進行治療。此時在皮膚和聲頭之間應加接觸劑。
（1）移動法：該法最常用。治療時聲頭輕壓皮膚，在治療部位作緩慢移動，移動速度以每秒1－2厘米為宜。
（2）固定法：較少採用。將超音波聲頭以適當壓力固定在治療部位。此法易產生過熱而發生“骨膜疼痛反應”。故治療劑量宜小。
間接接觸法
（1）水下法：治療時將超音波聲頭和治療肢體一起浸入36－38℃溫開水中，聲頭與皮膚距離1－5厘米，劑量要比直接接觸法稍大。
此法常用於不規則的體表，局部痛覺敏感的部位或聲頭不便直接接觸的部位如手指、足趾、踝、肘、潰瘍等。
（2）輔助器治療法：常用有水漏鬥法，水枕或水袋法。後者是用薄橡皮膜製成袋，灌滿煮沸過的溫水，然後再塗接觸劑進行治療，用於面部、頸部、關節、前列腺、牙齒、眼等不平之處。
（3）聚集照射法：利用凹面鏡和聲透鏡將超音波高度集中在某一部位而獲得大能量超音波的作用，以做特殊治療。如治療腫瘤時用。
治療劑量
1.治療強度：以0.4－1.5W/cm2為宜，水下法、水枕法時強度可稍大臨床多採用低、中等強度。
2.治療時間：總時間一般不超過15分鐘，多選擇5-10分鐘。固定法要比移動法治療時間要短。
3.療程：一般治療次數5－10次，慢性病15－20次或更多。每日或隔日一次。療程間隔1－2周。
適應證
1.外科疾病：軟組織扭挫傷、乳腺炎、頸椎病、運動支撐器官創傷性疾病腰痛、肌痛、肩關節周圍炎、增生性脊柱炎、顳頜關節炎、腱鞘炎、退行性骨關節病等。
2.皮膚科疾病：蕁麻疹、瘙癢症、硬皮病、神經性皮炎、牛皮癬、帶狀皰疹、濕疹等
3.神經科疾病：腦血栓形成、腦梗死、腦出血、腦外傷、神經炎、神經痛、幻肢痛、坐骨神經痛等
4.其他腦血管病偏癱、冠狀動脈供血不足、眼視網膜炎、玻璃體混濁、營養不良性、潰瘍消化性潰瘍、支氣管哮喘，胃腸功能紊亂。
禁忌證
凡惡性腫瘤、急性全身性感染、高熱、活動性肺結核、嚴重心臟病的心區和星狀神經節、出血傾向、感覺神經異常的局部、孕婦腹部等。
臨床套用舉例
1、機化血腫多為鈍力作用於機體組織，致局部皮下血管破裂，血液滲透局部組織間隙，由於血液無法完全吸收而出現的體徵。臨床上藥物治療效果欠佳。
人體軟組織閉合性創傷後出血量較多無法吸收易造成皮下血腫，血腫機化可與皮下組織粘連，壓迫周圍組織而產生症狀，超音波具有熱效應、機械效應和空化效應等生物學效應。超音波的機械作用可使堅硬的結締組織膠原纖維束分散，繼而與結締組織粘固物分離，使緻密、堅硬的結締組織延伸、鬆軟，且使粘連組
織得到松解。超音波不僅可以增加血液循環，改善血腫局部營養，促進新陳代謝，利於血腫的吸收；更具有聲壓的作用，對組織及細胞形成了微細按摩作用。是治療機化血腫的有效方法。
2、顳下頜關節紊亂，也稱顳下頜關節功能紊亂綜合徵，是口腔頜面部常見病、多發病，主要症狀為咀嚼及張口時酸脹或疼痛、彈響和張口受限。本病病程長，易反覆發作，嚴重影響患者的工作生活。套用針刺、特定電磁波治療儀（TDP）照射、超音波治療儀綜合治療顳下頜關節紊亂取得滿意療效。TDP 照射又稱特定電磁波輻射療法，利用其溫熱效應能改善血液循環，消除致痛化學遞質，減輕局部腫脹，促使組織張力下降，並使勞損的肌肉、關節得以恢復。超音波治療儀利用超音波的熱透效應，有深層熱療和藥物透入作用，同時使用雙氯芬酸二乙胺乳膠劑為遞質，有鎮痛、抗痙攣、抗炎之功，達到解除局部粘連，消除水腫的目的，三管齊下，故能取得較為滿意的療效。
