康復治療超聲波的物理原理

Ⅰ 超聲波有什麼物理作用

聲波是一種波,類似於水池裡面丟一塊石頭下去,水變成波的形式碰到東西版會反彈回來.超聲波權也是這個原理,利於反彈回來的波來確定物體的大小,距離,性狀等信息.現在用在醫療(B超),地形勘測(勘測地底形成.小范圍的),軍事(類似海豚的聲吶,探知水底是否有潛艇一類的.打撈沉船,只能在一定距離能.);

Ⅱ 超聲波在康復治療中的作用綜述

幫助檢查

Ⅲ 超聲波治療的治療原理

超聲波作用於抄人體組織產襲生機械作用、熱作用和空化作用，導致人體局部組織血流加速，血液循環改善，血管壁蠕動增加，細胞膜通透性加強，離子重新分布，新陳代謝旺盛，組織中氫離子濃度減低，PH值增加，酶活性增強，組織再生修復能力加強，肌肉放鬆，肌張力下降，疼痛減輕或緩解。
超聲波治療中局部組織的變化可以通過神經體液途徑影響身體某一階段或全身，起到治療作用。

Ⅳ 超聲波原理的超聲波

一、超聲波檢測原理：

1、超聲波檢測是利用材料及其缺陷的聲學性能差異對超聲波傳播波形反射情況和穿透時間的能量變化來檢驗材料內部缺陷的無損檢測方法。

2、縱向探傷採用縱波探傷，斜向探傷採用橫波探傷。脈沖反射法包括縱波探測和橫波探測。在超聲波儀的顯示屏上，橫坐標表示聲波的傳播時間，縱坐標表示回波信號的振幅。

3、對於同一均勻介質，脈沖波的傳播時間與聲程成正比。因此，缺陷的存在可以通過缺口回波信號的出現來判斷；缺陷與檢測面的距離可以通過回波信號的位置來確定，實現缺陷的定位；缺陷的等效尺寸可以通過回波幅度來確定。

4、脈沖反射法垂直探傷採用縱波，斜向探傷採用橫波。脈沖反射法包括縱波探測和橫波探測。在超聲波儀的顯示屏上，橫坐標表示聲波的傳播時間，縱坐標表示回波信號的振幅。對於同一均勻介質，脈沖波的傳播時間與聲程成正比。

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超聲波的其他運用

1、超聲波美容儀的具體功能如下：軟化血栓，消除「紅臉」。用於臉部微細血管變形、血液循環障礙引起的面部紅絲、紅斑，以及因蟎蟲感染而引起的面部紅斑或酒渣鼻。

2、超聲波美容儀在使用時應注意以下幾點：

探頭熱的程度不代表聲波輸出功率的多少，太熱易灼傷皮膚；濃度過小的水劑葯物，不宜直接滲透，否則易引起皮膚乾燥；使用時，探頭不能從眼球經過，上眼皮不能按摩；孕婦及嚴重心臟病患者不能使用。

Ⅳ 超聲成像的物理原理是什麼

超聲(Ultrasound，簡稱US)醫學是聲學、醫學、光學及電子學相結合的學科。凡研究高於可聽聲頻率的聲學技術在醫學領域中的應用即超聲醫學。包括超聲診斷學、超聲治療學和生物醫學超聲工程，所以超聲醫學具有醫、理、工三結合的特點，涉及的內容廣泛，在預防、診斷、治療疾病中有很高的價值。 超聲成像是利用超聲聲束掃描人體，通過對反射信號的接收、處理，以獲得體內器官的圖象。常用的超聲儀器有多種：A型（幅度調制型）是以波幅的高低表示反射信號的強弱，顯示的是一種「回聲圖」。M型（光點掃描型）是以垂直方向代表從淺至深的空間位置，水平方向代表時間，顯示為光點在不同時間的運動曲線圖。以上兩型均為一維顯示，應用范圍有限。B型（輝度調制型）即超聲切面成象儀，簡稱「B超」。是以亮度不同的光點表示接收信號的強弱，在探頭沿水平位置移動時，顯示屏上的光點也沿水平方向同步移動，將光點軌跡連成超聲聲束所掃描的切面圖，為二維成象。至於D型是根據超聲多普勒原理製成．C型則用近似電視的掃描方式，顯示出垂直於聲束的橫切面聲象圖。近年來，超聲成象技術不斷發展，如灰階顯示和彩色顯示、實時成象、超聲全息攝影、穿透式超聲成像、超聲計並機斷層圾影、三維成象、體腔內超聲成像等。 超聲成像方法常用來判斷臟器的位置、大小、形態，確定病灶的范圍和物理性質，提供一些腺體組織的解剖圖，鑒別胎兒的正常與異常，在眼科、婦產科及心血管系統、消化系統、泌尿系統的應用十分廣泛。

能夠在聽覺器官引起聲音感覺的波動稱為聲波。人類能夠感覺的聲波頻率范圍約在20-20000HZ。頻率超過20000HZ，人的感覺器官感覺不到的聲波，叫做超聲波。

聲波的基本物理性質如下：

(一)聲波的頻率、周期和速度

聲源振動產生聲波，聲波有縱波、橫波和表面波三種形式。而縱波是一種疏密波，就像一根彈簧上產生的波。用於人體診斷的超聲波是聲源振動在彈性介質中產生的縱波。聲波在介質中傳播，介質中質點在平衡位置來回振動一次，就完成一次全振動，一次全振動所需要的時間稱振動周期(T)。在單位時間內全振動的次數稱為頻率(f)，頻率的單位是赫茲(HZ)。f=1/T，聲波在介質中以一定速度傳播，質點振動一周，波動就前進一個波長(λ)。波速(C)=λ/T或C=f·λ。

(二)聲阻抗

聲波在媒介中傳播，其傳播速度與媒質密度有關。在密度較大介質中的聲速比密度較小介質中的聲速要快。在彈性較大的介質中聲速比彈性較小的介質中要快。這就引出了聲阻抗的定義，聲阻抗為介質密度(ρ)和聲速(C)的乘積。用字母Z表示，Z=ρ·C。

Ⅵ 超聲波的原理及應用

從客觀上講，超聲和可聽聲，除頻率范圍不同外，並沒有差異．但超聲由於頻率高，便具有一些特點，尤其重要的是，這些特點可加以利用，這正是人們所以研究超聲規律的原因．

超聲的特點之一很簡單，就是聽不見．前面提到，聲音來源於部件的振動．振動除產生聲波外，還可以產生其它作用，其中一些作用將在下面介紹．如果我們激發振動的目的是這些其它作用，那麼通常我們不想同時產生聽得見的聲音，因為這些聲音這時是雜訊．在這種情況下，可以激發20000Hz以上的振動，既能完成一些其它功能，又不伴生干擾．

超聲的第二個特點是波長小．任何一種波動（聲波、電磁波、等離子波等等）都有一些共同的基本參數，其中之一是傳播速度，另一個就是波長．聲波是機械波，或說是力學波．媒質中有聲波傳播時，原來是靜止的媒質質點會以原佔位置為中心作很微小（例如也許只幾十納米）的振動，每個質點在振動若干次後將恢復靜止．但這種振動的狀態，由於媒質的彈性，會傳給緊鄰的質點，依次向下傳遞，可能傳得很遠，在海洋中甚至可傳到1000km以外．這種傳遞的速度就是聲波的傳播速度．

確定．對於單一頻率的正弦或餘弦波，波長是波峰與波峰之間或波谷與波谷之間的空間距離．

超聲頻率高，因此波長小．這有兩點重要後果．一點是不必用尺寸很大的聲源，即振動源，就可以產生指向性比較尖銳的聲波．定性地說，指向性描述聲源所發射聲束的狹窄程度，狹窄的象手電筒所發射的光，寬廣的或說彌散的可象電燈泡所發射的光．在許多聲波應用中，我們需要前者而不需要後者．可以證明，如果要產生前者，聲源的尺寸應當比聲波的波長大幾倍．1MHz的聲波在水中的波長約為1.4mm，而1000Hz的聲波在水中的波長約為1.4m，製作和搬運一個直徑幾毫米的聲源顯然比製作和搬運一個直徑幾米的聲源省事得多．

由於同樣的原理，不僅容易實現狹窄的聲束，還容易實現聲束聚焦，象人們通常聚焦光那樣．在焦點或焦區，聲強可以很高，從而產生一些強烈的作用．

超聲波長小的第二點重要後果是，超聲可以被微小的障礙物散射開來．平面聲波在傳播過程中遇到有限大小的障礙物時會被障礙物所散射，就是說，入射波不再沿原方向傳播，而是向四周散開,包括散到與入射方向相反的方向．所謂障礙物是指材料的聲學參量ρc不同於基質ρ0c的物體，ρ是密度（因此基質內的空穴也是障礙物．）．沿各個方向散開的聲波幅度分布，或說散射圖案，因障礙物的尺寸與波長之比而異．可以想見，當ρc差別不大時，如果聲波波長遠大於障礙物的尺寸，聲波幾乎會忽略障礙物的存在，反之則聲波幾乎象碰上一個界面，而被反射和折射．如果聲波波長接近於障礙物的尺寸，聲波的散開程度會較大．在某些聲波應用中我們倒希望聲波被散開，從而可以通過測量散射圖案，判斷不透明媒質中有沒有障礙物以及是怎樣的形狀、大小、內含物的障礙物．假若障礙物很大，我們可以採用頻率低、波長長的聲波，若障礙物很小，我們就需用頻率高、波長短的超聲．

超聲的第三個特點是與物質有相互作用．聲波的某些物理的、化學的、生物的效應，或籠統地說，聲波與物質的相互作用，只有在高頻率范圍才會發生．例如有多種類的所謂「弛豫效應」，分別只在不同的高頻率范圍才能出現．又例如，超聲在液體中有一個很突出的物理效應，叫「空化效應」．超聲會在液體中產生空穴或氣泡，這些氣泡處於非穩定狀態，在適當條件下會迅速崩潰，從而在氣泡內產生幾千度的高溫，在氣泡周圍產生近千大氣壓的激波．高溫和強激波的出現則可以導致聲致發光、水中聲致自由基、機械作用（如粉碎、乳化等等）、化學反應活性加強、高分子解聚等效應．

超聲的一個特點是容易形成細聲束，以及可以被相當小的障礙物所散射，其中包括背（逆）向散射．將這束細聲束向正前方射出，同時使它上下左右擺動，便可以搜索前方有沒有障礙物．用電子學的手段，容易測量反射波或背散射波回轉的時間，在已知聲速的情況下，可以確定前方障礙物的位置．當障礙物足夠大時，從回波隨聲束移動的分布，可以顯示出障礙物的形狀；對比較小的障礙物，人們正在尋求判斷障礙物的大小、形狀、內含物等特徵的方法．對於不均勻的透明材料，我們常用光學的辦法檢測；對於不透明材料，用普通的光學方法是做不到的．而包括超聲的聲波則能夠透入任何媒質，不論這媒質是氣體、液體、還是固體，也不論透不透光，對不同媒質的差別只是透入深淺不同．利用超聲來檢查或顯示媒質中是否存在障礙物，以及障礙物有哪些特徵，叫做超聲檢測．

Ⅶ 超聲波的原理是什麼啊

當超聲波作用於熱塑性的塑料接觸面時，會產生每秒幾萬次的高頻振動，這種達到一定振幅的高頻振動，通過上焊件把超聲能量傳送到焊區，由於焊區即兩個焊接的交界面處聲阻大，因此會產生局部高溫。又由於塑料導熱性差，一時還不能及時散發，聚集在焊區，致使兩個塑料的接觸面迅速熔化，加上一定壓力後，使其融合成一體。當超聲波停止作用後，讓壓力持續幾秒鍾，使其凝固成型，這樣就形成一個堅固的分子鏈，達到焊接的目的，焊接強度能接近於原材料強度。超聲波塑料焊接的好壞取決於換能器焊頭的振幅，所加壓力及焊接時間等三個因素，焊接時間和焊頭壓力是可以調節的，振幅由換能器和變幅桿決定。這三個量相互用有個適宜值，能量超過適宜值時，塑料的熔解量就大，焊接物易變形；若能量小，則不易焊牢，所加的壓力也不能達大。這個最佳壓力是焊接部分的邊長與邊緣每1mm的最佳壓力之積。當代社會，塑料的各種製品，已滲透到人們日常生活的各個領域，同時也被廣泛應用到航空、船舶、汽車、電器、包裝、玩具、電子、紡織等行業。然而，由於注塑工藝等因素的限制，在相當一部分形狀復雜的塑料製品不能一次注塑成型，這就需要粘接，而沿用多年的塑料粘接和熱合工藝又相當落後，不僅效率低，且粘接劑還有一定的毒性，引起環境污染和勞動保護等問題。傳統的這種工藝已不能適用現代塑料工業的發展需要，於是一種新穎的塑料加工技術——超聲波塑料焊接以其高效、優質、美觀、節能等優越性脫穎而出。超聲波塑料焊接機在焊接塑料製品時，即不要填加任何粘接劑、填料或溶劑，也不消耗大量熱源，具有操作簡便、焊接速度快、焊接強度高、生產效率高等優點。因此，超聲波焊接技術越來越廣泛地獲得應用。

Ⅷ 超聲波原理

超聲波是聲波的一部分，是人耳聽不見、頻率高於20KHZ的聲波，它和聲波有共同之版處，即都是由權物質振動而產生的，並且只能在介質中傳播。許多動物都能發射和接收超聲波，其中以蝙蝠最為突出，它能利用微弱的超聲回波在黑暗中飛行並捕捉食物。

超聲波是一種在彈性介質中的機械振盪，有兩種形式：橫向振盪及縱向振盪。在工業中應用主要採用縱向振盪。超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播，其傳播速度不同。另外，它也有折射和反射現象，並且在傳播過程中有衰減。

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在空氣中傳播超聲波，其頻率較低，一般為幾十KHZ，而在固體、液體中則頻率可用得較高。在空氣中衰減較快，而在液體及固體中傳播，衰減較小，傳播較遠。利用超聲波的特性，可做成各種超聲感測器，配上不同的電路，製成各種超聲測量儀器及裝置，並在通訊，醫療家電等各方面得到廣泛應用。

Ⅸ 超聲波的應用原理

一、
超聲原理概述
超聲波清洗的原理是發生器產的高頻振盪電信號。通過換能器轉換成高頻的機械振動，傳播到清洗液中，對工件實施高效的清洗。
其工作機理是運用空化作用成倍或十幾售地提高清洗效果。當把液體放入清洗機內，施加超聲波後，由於超聲波在清洗液中是一種疏密相間，輻射傳播的高頻波，從而使液體高速往復振動。在振動的負壓區由於周圍的液體來不及補充，形成無數的微小真空氣泡，而在正壓區，微小氣泡在壓力下突然閉合，在閉合過程中由於液體間相互碰撞產生強大的沖擊波形成最高可達幾千個大氣壓的瞬時高壓，作用在被清洗的工件上。吸附在工件上的油膩、雜質在連續不斷的瞬時高壓作用下迅速脫離工件。從而達到清潔的目的。
超聲波的兩個主要參數
超聲波的兩個主要參數：
頻率：F≥20KHz；
功率密度：p=發射功率(W)/發射面積(cm2);通常p≥0.3w/cm2;
在液體中傳播的超聲波能對物體表面的污物進行清洗，其原理可用「空化」現象來解釋：超聲波振動在液體中傳播的音波壓強達到一個大氣壓時，其功率密度為0.35w/cm2，這時超聲波的音波壓強峰值就可達到真空或負壓，但實際上無負壓存在，因此在液體中產生一個很大的壓力，將液體分子拉裂成空洞一空化核。此空洞非常接近真空，它在超聲波壓強反向達到最大時破裂，由於破裂而產生的強烈沖擊將物體表面的污物撞擊下來。這種由無數細小的空化氣泡破裂而產生的沖擊波現象稱為「空化」現象。
太小的聲強無法產生空化效應。
超聲波清洗機由三個主要部分組成：
（1）裝載清洗液的不銹鋼清洗缸
（2）超聲波發生器
（3）超聲波換能器
超聲波清洗機具有清潔度高，機器噪音小、設備壽命長等優點。並能對幾何形狀比較復雜，例如有各種盲孔、微孔、深孔等用其他清洗方法難以清洗的零件進行高效清洗。由於具有以上獨特的性能，所以越來越被人們認識和接受。
二、
設備特點
當超聲波清洗機注滿水接通電源後，電路把50赫茲的交流電轉換成超聲波頻率的交流電、產生振盪，這種振盪的形成就是通過電感及換能器電容組成諧振電路，並將振盪信號通過反饋持繼不斷地進行下去。經晶體管進行放大後再送給串聯諧振電路。這個諧振頻率在機器出廠前精確地調整在換能器固有諧振頻率上，以發揮換能器最佳效果。
換能器是通過螺柱和強力粘合劑粘結在不銹鋼清洗槽底面上的，換能器將超聲波機械能通過槽底傳施給槽內液體，然後作用於液體中的被清洗工件，從而實現了超聲波清洗的功能。
大功率晶體管是工作在開關飽和工作狀態，所以其輸出波形為方形。
當方波進入諧振電路後，經電感和電容的濾波後，就成為正弦波，所以實際上作用在換能器上的電流波形，已成為正弦波。
超聲波清洗機的超聲波電源發生器有兩種，一種是自激電路，另一種是他激電路。自激電路結構簡單、實用、經濟性好；他激電路功率大，具有頻率跟蹤和限流，發熱等多種保護，兩種電路分別適合不同層次企業和更廣泛的客戶需要。
三、
使用方法
1.
將發生器與清洗槽連接電纜接好。
2.
將槽內注入選用的清洗液。
3.
將發生器接入220V±10％
50赫茲交流電源。
4.
打開發生器電源開關，電源指示燈亮（此時槽內液體開始振動空化）。
四、
注意事項
1.
為了延長使用壽命，建議將設備放在通風、乾燥的區域，發生器後側的風扇孔應定期清潔。發生器四面留有通風口，以使氣流暢通無阻。
2.
（1）清洗槽必須放入液體後才能開機工作，最低水位高度＞100mm（底振式）且水平放置，換能器在側面時，為清洗槽槽沿100mm處，如在空氣狀態開機會損壞機器。
（2）當清洗缸體溫度為常溫時，切勿將高溫液體直接注入缸內，以免導致換能器松動而影響機器正常使用
。
（3）當清洗液因污染而需要更換時，切勿將低溫液體直接注入高溫缸體內，這同樣可導致換能器脫落，同時應當關閉加熱器開關，以免加熱器因槽內無液體而損壞。
（4）定期檢查換能器，切勿使其變潮及撞擊，以免造成不必要的損失。
3.
使用完畢後，應關閉總電源。
4.
關機後不要立刻重新開機，間隙時間應在1分鍾以上。

Ⅹ 超聲波療法的超聲波的生物物理學效應及其作用機理

機械作用是超聲波的一種基本的原發的作用。超聲波在介質內傳播過程中介質質點交替壓縮與伸張形成交變聲壓，不僅可使介質質點受到交變壓力（在治療劑量下，每一細胞均受4－8mg壓力變化影響）及獲得巨大加速度而劇烈運動，相互摩擦，而且能使組織細胞產生容積和運動的變化，可引起較強的細胞漿運動（原漿微流或稱環流），從而促進細胞內容物的移動，改變其中空間的相對位置（據觀察，強度不大的超聲波能使嗜伊紅細胞的原漿顆粒旋轉，劑量大時甚至顆粒被拋出細胞外），顯示出超聲波對組織內物質和微小的細胞結構的一種「微細按摩」的作用。
這種作用可引起細胞功能的改變，引起生物體的許多反應。可以改善血液和淋巴循環，增強細胞膜的彌散過程，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障礙性疾病，如營養不良性潰瘍效果良好。有人觀察在超聲波的機械作用下，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，因而超聲波有明顯鎮痛作用。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，超聲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。 超聲波作用於機體時可產生熱，有些人甚至稱為「超聲透熱療法」。超聲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。一般超聲波的熱作用以骨和結締組織為量顯著，脂肪與血液為最少。如在超聲波5W/cm2，1.5分鍾作用時，溫度上升在肌肉為1.1℃，在骨質則為5.9℃。
2.超聲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。所以超聲波的熱作用（不均勻加熱）與高頻是及其他物理因子所具有的彌漫性熱作用（均勻性加熱）是不同的。
3.超聲波產生的熱將有79－82%由血液循環帶走，18－21%由鄰近組織的熱傳導散布，因此當超聲波作用於缺少血循環的組織時，如眼的角膜、晶體、玻璃體、睾丸等則應十分注意產生過熱，以免發生損害。 基於超聲波的機械作用和溫熱作用，可繼發許多物理的或化學的變化如：
1.氫離子濃度的改變炎症組織中伴有酸中毒現象時，超聲波可使pH值向鹼性方面變化，從而使症狀減輕，有利於炎症的修復。
2.對酶活性的影響超聲波能使復雜的蛋白質解聚為普通的有機分子，能影響到許多酶的活性。如超聲作用能使關節內還原酶和水解酶活性增加，目前認為在超聲治療作用中水解酶活性的變化是起重要作用的。
3.近年來對超聲作用機理的研究，已深入到細胞分子水平。在電鏡下觀察發現，細胞內超微結構中線粒體對超聲波的作用最敏感。核酸也很敏感，實驗發現低強度超聲波作用可使細胞內胸腺核酸的含量增加，從而影響到蛋白質的合成，刺激細胞生長。
4.在高強度的超聲作用下，組織內可形成許多高活性的自由基，如HO1、OH、H2O2、O等，它們可加速組織內氧化還原過程，加速生長過程。
目前，關於超聲波的生物學作用機理仍有多種爭義。但多數學者認為，具有物理學特性的超聲機械振動，以及在此基礎上產生的分布特殊的「內生熱」和必然引起的生物理化改變，是有機聯系的。弧立的強調那一方面的作用都是片面的，並在上述三方面基本作用因素的基礎上，通過復雜的神經－體液調節途徑治療疾病的。神經系統的反應和調節在超聲波的治療機理中起著主導作用，而超聲作用過程中發生的體液方面的改變，又是作用的物質基礎，二者有機結合構成統一的反應過程。