**章 超声诊断的原理与应用
第二节 医学超声的生物效应
超声波是一种波的形式,它可用于探测人体的生理和病理信息,这就是医学超声诊断。超声波同时又是一种能量形式,当达到一定剂量的超声波在生物体内传播时,可引起生物体的功能、结构或状态发生变化,称之生物效应,由此产生超声**或损伤效果。
一、超声生物效应的物理机制
1.热效应机制超声波在生物体内传播过程中,其振动能量不断地被介质吸收转变成热能而使自身温度升高。当频率为1MHz,声强为lW/cm2,超声辐照引起的温升为0.012℃/s。
2.机械机制超声波是机械振动,质点位移、振动速度、声压等都可以产生生物效应。此时,生物体细胞组织的功能、生理过程及结构便可能会受到影响。
3.空化机制在声波的作用下微小气泡变化的动力学过程。
(1)稳态空化:当液体声场中存在适当大小的微气泡,它们在交变声压作用下膨胀和收缩,如果微气泡的直径保持相对恒定而不破裂称稳态空化。这些微气泡在进行体共振过程中,首先•发生辐射力作用,其次伴随气泡脉动而发生微声流,可使脉动气泡表面存在很高的速度梯度和黏滞应力,足以使该处的细胞、组织产生生物效应。
(2)瞬态空化:在声场负压相,存在液体中的空化核迅速膨胀,随即又在正压相突然收缩至崩溃。气泡收缩到极小时气体的温度可高达数千度,气泡中的水蒸气分解为•H和•OH自由基,与其他组分相互作用发生化学反应。在水溶液中的气泡崩溃时常伴有声致发光,造成空化**附近的细胞、组织损伤。
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