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,如用集束超聲波破壞腦部腫瘤等(圖7.4)(二)超聲波的聲場超聲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(圖7.5)。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。
描寫超聲聲場的主要物理量有聲壓和聲強。1.聲壓 即聲能的壓力,代表超聲波的強度。超聲傳播時在稠密區產生正壓,在稀疏區產生負壓。超聲波由於其頻率甚高,因而聲壓亦甚大。中等治療劑量的超聲波在組織中產生的附加聲壓約為±2.6個大氣壓。
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釐米麵積的聲能。常用測量單位是瓦特/釐米2(W/cm2)。臨床常用治療劑量為0.1~2~2.5W/cm2,而震耳欲聾的大炮聲聲強只相當於0.0.~0.0001W/cm2。
可見超聲波在介質中傳播時,它的巨大能量會使介質質點產生很大的加速度,一般中等響度的聲波通過水時,水分子獲得的加速度只有重力加速度(約為9.8m/s)的百分之幾,如在頻率為800~1000KHz、聲強為0.5~2W/cm2的超聲波作用下,水分為得到的加速度可以超過重力加速度5~10萬倍。
若在晶體兩側加以一定頻率的高頻電壓,晶體薄片就能準確而迅速地隨著交變電場頻率而周期性地改變其厚度(壓縮與伸展)。由此形成超聲振動,向周圍介質傳播。