毛敏 鄺月園

什么是超聲波？

（一）超聲波的頻率范圍

超聲波的頻率范圍通常在20千赫茲到1千兆赫茲之間。與之相比，人類(lèi)可聽(tīng)到的聲音范圍僅為20赫茲到20千赫茲。超聲波的高頻率使其具有獨(dú)特的物理特性和技術(shù)應(yīng)用。

（二）超聲波的性質(zhì)

穿透力強(qiáng)：超聲波在傳播中的能量損失較小，因此具有穿透力強(qiáng)的特點(diǎn)。相較于可見(jiàn)光和X射線等其他成像技術(shù)，超聲波能夠穿透更多的物質(zhì)，包括軟組織、液體和固體物質(zhì)。這使超聲波在醫(yī)學(xué)、工業(yè)和科學(xué)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如醫(yī)學(xué)診斷中的超聲造影和工業(yè)領(lǐng)域中的材料檢測(cè)。

衍射現(xiàn)象小：由于超聲波的波長(zhǎng)較短，衍射現(xiàn)象相對(duì)較小。衍射是波傳播過(guò)程中遇到障礙物后發(fā)生彎曲和擴(kuò)散的現(xiàn)象。超聲波由于波長(zhǎng)較短，能夠準(zhǔn)確地經(jīng)過(guò)小孔洞或繞過(guò)較小的障礙物，提供更精確的成像結(jié)果。

超聲檢查

（一）超聲檢查的原理

超聲波是一種機(jī)械波，利用超聲探頭向人體內(nèi)部發(fā)射超聲波，并接收回波信號(hào)。當(dāng)超聲波遇到不同密度和組織特性的結(jié)構(gòu)時(shí)，會(huì)發(fā)生反射、散射和折射等現(xiàn)象。超聲探頭接收到回波信號(hào)后，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理轉(zhuǎn)換成圖像。超聲圖像能夠顯示不同組織和器官的形態(tài)、位置和結(jié)構(gòu)特征，為醫(yī)生診斷和評(píng)估疾病提供依據(jù)。

（二）超聲檢查的優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)影像學(xué)方法相比，超聲檢查具有以下優(yōu)勢(shì)。

安全性高：超聲檢查屬于無(wú)輻射、非離子輻射的檢查方法，對(duì)患者沒(méi)有明顯的輻射危害。

實(shí)時(shí)性好：超聲檢查是一種實(shí)時(shí)性的檢查方法，能夠觀察到活動(dòng)器官和動(dòng)態(tài)血流的變化，提供更加準(zhǔn)確的診斷信息。

成本低：相對(duì)于CT掃描、磁共振成像（MRI）等其他影像學(xué)方法，超聲檢查的設(shè)備和操作成本較低，更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

（三）超聲在不同醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)中的應(yīng)用

婦產(chǎn)科：超聲在婦產(chǎn)科中是一項(xiàng)常規(guī)檢查，可以用于早期妊娠、胎兒發(fā)育評(píng)估、羊水檢查、婦科腫瘤篩查等。

腫瘤學(xué)：超聲可以幫助檢測(cè)和評(píng)估腫瘤的大小、位置、邊緣特征等，對(duì)于腫瘤的診斷和分期有重要意義。

心臟病學(xué)：超聲心動(dòng)圖是評(píng)估心臟結(jié)構(gòu)和功能的重要方法，可以觀察心臟的收縮和舒張功能、心腔和瓣膜的形態(tài)和功能等。

消化內(nèi)鏡：超聲內(nèi)鏡結(jié)合了超聲和內(nèi)鏡技術(shù)，可以直接觀察和評(píng)估消化道壁層結(jié)構(gòu)、檢測(cè)消化道腫瘤、引導(dǎo)活檢等。

（四）新興超聲技術(shù)

3D/4D超聲：對(duì)多個(gè)超聲切面的掃描和重建，生成具有立體感的圖像，可以提供更加準(zhǔn)確和直觀的解剖信息，在評(píng)估器官形態(tài)和異常檢測(cè)方面具有優(yōu)勢(shì)。

超聲造影：向體內(nèi)注入微小氣泡或其他對(duì)超聲波有反射作用的物質(zhì)，使器官或血流呈現(xiàn)更明顯的對(duì)比度，從而提供更加清晰的圖像。這種技術(shù)可用于心臟、肝臟、腎臟等器官的檢查，有助于診斷和評(píng)估病變。

超聲多普勒成像：結(jié)合超聲成像和多普勒效應(yīng)的原理，對(duì)血流速度和方向進(jìn)行測(cè)量和顯示。它常用于血管疾病的評(píng)估，如動(dòng)脈狹窄、血栓形成等。

超聲引導(dǎo)下操作

（一）超聲引導(dǎo)下穿刺活檢

定位精準(zhǔn)：超聲引導(dǎo)能夠提供實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的圖像指引，幫助醫(yī)生明確病變的位置、大小和深度，從而更準(zhǔn)確地進(jìn)行穿刺操作。

避免損傷：超聲引導(dǎo)下的穿刺操作可以避開(kāi)重要血管、神經(jīng)等結(jié)構(gòu)，減少損傷風(fēng)險(xiǎn)，提高安全性。

（二）超聲引導(dǎo)下介入治療

介入手術(shù)：超聲引導(dǎo)在介入手術(shù)中起到了關(guān)鍵的作用，如在血管內(nèi)放置支架、血管栓塞等操作中，超聲引導(dǎo)可以幫助醫(yī)生準(zhǔn)確定位、評(píng)估血管情況和操作進(jìn)展。

腫瘤消融治療：超聲引導(dǎo)在腫瘤消融治療中廣泛應(yīng)用，通過(guò)超聲圖像引導(dǎo)下的定位和監(jiān)控，醫(yī)生能夠精確控制消融器的位置和能量，實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤的熱療效果。

超聲治療

（一）高強(qiáng)度聚焦超聲治療

臨床應(yīng)用：高強(qiáng)度聚焦超聲治療主要用于局部晚期腫瘤的治療，包括前列腺癌、宮頸癌、肝癌、骨轉(zhuǎn)移瘤等。由于高強(qiáng)度聚焦超聲治療具有非侵入性、無(wú)創(chuàng)傷的特點(diǎn)，可用于不能接受手術(shù)或化療的患者。此外，近年來(lái)還有研究將高強(qiáng)度聚焦超聲治療用于一些良性疾病的治療，如子宮肌瘤和鼻竇炎等。

療效評(píng)估：腫瘤的治療效果通常會(huì)根據(jù)患者的臨床癥狀、體格檢查和影像學(xué)檢查結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。此外，還可以使用超聲引導(dǎo)下的圖像評(píng)估腫瘤的變化，如腫瘤的體積縮小、壞死區(qū)域的形成等；還可以通過(guò)血液標(biāo)志物的監(jiān)測(cè)來(lái)評(píng)估治療效果，如前列腺特異性抗原對(duì)于前列腺癌治療效果的評(píng)估。

（二）超聲刀

血管離斷：超聲刀可以利用高頻超聲波振動(dòng)產(chǎn)生熱能，實(shí)現(xiàn)血管的凝固止血。它在手術(shù)中可用于血管的快速、精確離斷，減小手術(shù)時(shí)出血的風(fēng)險(xiǎn)。

組織切割：超聲刀的高頻振動(dòng)能夠切割組織且邊界清晰，同時(shí)對(duì)周?chē)M織的損傷較小，這使超聲刀在手術(shù)中能夠?qū)崿F(xiàn)精確的組織切割和切除。

骨切割：超聲刀可以在骨骼手術(shù)中進(jìn)行骨的切割，比傳統(tǒng)手術(shù)工具更精確和安全，如骨折修復(fù)、關(guān)節(jié)手術(shù)、顱骨手術(shù)等。

（三）其他超聲治療方法

超聲消融：利用超聲能量產(chǎn)生的熱能使組織局部壞死，適用于腫瘤消融和疾病治療，如肝臟腫瘤、甲狀腺結(jié)節(jié)等。

超聲射頻：將超聲波和射頻電流相結(jié)合，利用熱能作用破壞腫瘤組織，適用于肝臟、腎臟等部位的腫瘤治療。

超聲治療噬菌體：利用超聲波的空化作用和噬菌體的特異性殺菌作用進(jìn)行微生物感染的治療，如治療細(xì)菌感染、真菌感染等。

超聲技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

（一）人工智能與超聲

人工智能（AI）在醫(yī)療領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，超聲技術(shù)也不例外。AI能夠?qū)Υ罅康某晥D像進(jìn)行分析和處理，提高影像分析的精度和效率，并且可以通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)等方法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)和診斷。這將為醫(yī)生提供更加精準(zhǔn)和可靠的診斷結(jié)果，從而提高醫(yī)療服務(wù)的質(zhì)量和效率。

（二）超聲成像技術(shù)的改進(jìn)

超聲成像技術(shù)的改進(jìn)是超聲技術(shù)未來(lái)發(fā)展的重要方向。隨著技術(shù)的進(jìn)步，超聲成像的分辨率、深度、速度等方面都有了很大的提高。例如，3D/4D超聲技術(shù)可以提供更加真實(shí)和清晰的圖像，使醫(yī)生可以更好地觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)；另外，超聲彈性成像、超聲造影等新技術(shù)也為診斷和治療提供了更多的手段。

（三）個(gè)性化醫(yī)療與超聲

個(gè)性化醫(yī)療是未來(lái)醫(yī)療發(fā)展的重要方向之一，而超聲技術(shù)在這方面也有很大的潛力。超聲技術(shù)可以通過(guò)定制化的手術(shù)方案、個(gè)體化的治療策略等方式為患者提供更加個(gè)性化的醫(yī)療服務(wù)。例如，超聲引導(dǎo)下的手術(shù)可以最大限度地減少手術(shù)創(chuàng)傷，提高患者的手術(shù)體驗(yàn)和康復(fù)效果。另外，超聲技術(shù)還可以用于定制化的治療計(jì)劃，如腫瘤治療中的局部消融和精準(zhǔn)靶向治療等。