PCBA解决方案——治疗性超声

什么是治疗性超声波：

治疗性超声波能产生高频率的声波振动（人耳无法察觉），在人体组织中产生热效应和/或非热效应。

与其他非声波加热方式相比具有独特优势：

1. 声波可选择性地加热胶原蛋白含量高的组织（如肌腱、韧带、肌肉、关节囊、半月板、神经根、骨膜和皮质骨），而不会导致皮肤

   或脂肪组织温度显著升高。

2. 通过刺激正常的人体生理功能，使其发挥更好的作用，从而达到增强软组织损伤修复和缓解疼痛的主要目的，从而提供治疗效果。

3. 组织加热穿透深度更大： 例如：4 分钟的漩涡浴@105ºF（40.6°C）可使脂肪组织下 1 厘米处的温度升高约 2.0°F（1.1°C），而在

   同样的 1 厘米深度，3 MHz 超声波治疗可使温度升高超过 10.8°F（6°C）。

超声波装置：4 个主要部分

• 发生器：通过振荡电路和变压器连接的高频发生器。控制面板：开关、功率、时间、强度、占空比、连续或脉冲模式、1 或 3MHz 频率、晶体过热时自动关闭。

• 晶体：一种薄的合成陶瓷晶体，它是一种换能器，通过晶体的机械变形（膨胀和收缩）将选择能转换为声能，从而引起声头振动，产生高频声波。

• 声头：连接到晶体上的陶瓷、铝或不锈钢板，是将声波从晶体传输到组织的发射器，在组织中引起振动。

• 涂抹器：这是晶体和声头的外壳。手持式设备：便于对患者进行超声波治疗。其设计应符合人体工程学原理，握持时手腕能够保持中立位置，其功能性强，能够承受应用治疗时所需的持续运动，而不会导致重复性运动损伤。

超声波的工作原理 

当一种力作用在分子上，使其来回振动，然后引发一连串的分子振动，产生机械波（声波）时，声音就产生了。

• 超声波是一种机械波，能量通过波所经过的生物介质的分子振动传递，将能量集中在目标或有限的区域内。

声波的类型

• 纵波：这些波以振动（分子位移）的方式排列或纵向穿过软组织。

• 横波：这些波的振动方向与纵波垂直，例如声波撞击骨骼后反弹。

  
  

声波传播的频率

在人体组织中，声波的频率越高，组织吸收的超声波能量就越大，从而导致传输到深层组织的能量越少。

• 3MHz 频率--这种声波被浅层吸收，只能传输到 2-3 厘米深处。

• 1MHz 频率--这些声波在被吸收前会向更深处传播，传播深度约为 6 厘米。

衰减

衰减是声波穿过身体组织时能量的减少，因为一些能量是在组织中吸收。

• 脂肪组织：吸收能量最少

• 肌肉组织：能量传输率高

• 蛋白质含量高的致密组织：能量在这类组织中吸收良好

• 含水量高的组织：能量容易渗透到更深层次

• 表层骨骼：容易吸收能量

• 周围神经：吸收能量的速度是肌肉的两倍

晶体的特性--也会影响超声波穿透组织的程度。

晶体的质量会影响超声波穿透组织的程度。

晶体的质量部分取决于：

• 有效辐射面积 (ERA)： 声头将声波从晶体传输到组织的表面积。

• 光束不均匀度比 (BNR)：衡量超声波光束均匀度的指标。

有效辐射面积（ERA）

ERA 是指声头（面板）将声波从晶体传输到组织的表面积。重要的考虑因素包括

• ERA 总是小于晶体，有时甚至明显小于声头。

• 声头的整个表面不会辐射超声输出。

• 为了便于应用，建议晶体和声头表面的总尺寸尽可能一致，以便与目标组织区域保持最有效的接触。

光束不均匀度（BNR）

BNR 是超声波束中强度变化的一个指标，因为它们并不完全均匀--有些点强度较高，有些点强度较低。BNR 是空间峰值强度（光束中的最高强度）与空间平均强度（整个光束的平均强度）之比。

• 良好的 BNR 值在 2 到 5 之间。BNR 越低，超声输出就越均匀，出现热点的可能性就越小。

• 热点： 组织界面上的一个区域，由于能量过于集中在一个区域，可能会变得过热，从而导致不适和潜在的组织损伤。

• BNR 比率越高，在治疗过程中使用较低强度或加快声头移动速度以避免热点就越重要。

超声波治疗参数

超声波的 "治疗剂量 "由这些参数决定：

• 模式

• 频率

• 强度

• 治疗长度

• 治疗区域大小

超声参数 - 模式

超声设备产生“连续”或“脉冲”模式超声。

• 连续模式：在整个治疗过程中，超声能量保持恒定（100%）。

• 脉冲模式：超声波能量周期性中断，因此在“关闭”期间不会产生超声波能量。

• 占空比：在一个脉冲周期内产生超声波的时间百分比。

• 脉冲持续时间（导通时间）x 100/脉冲周期（导通时间+关闭时间）

  示例：脉冲持续时间为10ms，总脉冲周期为40ms。占空比为 25%= 输送到组织的总能量仅为 25% （10x100=1,000/40=25）。这意味着，如果使用连续模式，传递到组织的能量总量将仅为传递能量的 25%。

以上资料来源于网络，侵删。