超聲很普通？它的神奇遠超你的想象

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，人類可聽到的聲音范圍僅為20赫茲到20千赫茲。超聲波的高頻率使其具有獨特的物理特性和技術應用。

（二）超聲波的性質

穿透力強：超聲波在傳播中的能量損失較小，因此具有穿透力強的特點。相較于可見光和X射線等其他成像技術，超聲波能夠穿透更多的物質，包括軟組織、液體和固體物質。這使超聲波在醫學、工業和科學領域有廣泛的應用，如醫學診斷中的超聲造影和工業領域中的材料檢測。

衍射現象小：由于超聲波的波長較短，衍射現象相對較小。衍射是波傳播過程中遇到障礙物后發生彎曲和擴散的現象。超聲波由于波長較短，能夠準確地經過小孔洞或繞過較小的障礙物，提供更精確的成像結果。

超聲檢查

（一）超聲檢查的原理

超聲波是一種機械波，利用超聲探頭向人體內部發射超聲波，并接收回波信號。當超聲波遇到不同密度和組織特性的結構時，會發生反射、散射和折射等現象。超聲探頭接收到回波信號后，通過計算機處理轉換成圖像。超聲圖像能夠顯示不同組織和器官的形態、位置和結構特征，為醫生診斷和評估疾病提供依據。

（二）超聲檢查的優勢

與傳統影像學方法相比，超聲檢查具有以下優勢。

安全性高：超聲檢查屬于無輻射、非離子輻射的檢查方法，對患者沒有明顯的輻射危害。

實時性好：超聲檢查是一種實時性的檢查方法，能夠觀察到活動器官和動態血流的變化，提供更加準確的診斷信息。

成本低：相對于CT掃描、磁共振成像（MRI）等其他影像學方法，超聲檢查的設備和操作成本較低，更加經濟實惠。

（三）超聲在不同醫學專業中的應用

婦產科：超聲在婦產科中是一項常規檢查，可以用于早期妊娠、胎兒發育評估、羊水檢查、婦科腫瘤篩查等。

腫瘤學：超聲可以幫助檢測和評估腫瘤的大小、位置、邊緣特征等，對于腫瘤的診斷和分期有重要意義。

心臟病學：超聲心動圖是評估心臟結構和功能的重要方法，可以觀察心臟的收縮和舒張功能、心腔和瓣膜的形態和功能等。

消化內鏡：超聲內鏡結合了超聲和內鏡技術，可以直接觀察和評估消化道壁層結構、檢測消化道腫瘤、引導活檢等。

（四）新興超聲技術

3D/4D超聲：對多個超聲切面的掃描和重建，生成具有立體感的圖像，可以提供更加準確和直觀的解剖信息，在評估器官形態和異常檢測方面具有優勢。

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

超聲多普勒成像：結合超聲成像和多普勒效應的原理，對血流速度和方向進行測量和顯示。它常用于血管疾病的評估，如動脈狹窄、血栓形成等。

超聲引導下操作

（一）超聲引導下穿刺活檢

定位精準：超聲引導能夠提供實時、動態的圖像指引，幫助醫生明確病變的位置、大小和深度，從而更準確地進行穿刺操作。

避免損傷：超聲引導下的穿刺操作可以避開重要血管、神經等結構，減少損傷風險，提高安全性。

（二）超聲引導下介入治療

介入手術：超聲引導在介入手術中起到了關鍵的作用，如在血管內放置支架、血管栓塞等操作中，超聲引導可以幫助醫生準確定位、評估血管情況和操作進展。

腫瘤消融治療：超聲引導在腫瘤消融治療中廣泛應用，通過超聲圖像引導下的定位和監控，醫生能夠精確控制消融器的位置和能量，實現對腫瘤的熱療效果。

超聲治療

（一）高強度聚焦超聲治療

臨床應用：高強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、骨轉移瘤等。由于高強度聚焦超聲治療具有非侵入性、無創傷的特點，可用于不能接受手術或化療的患者。此外，近年來還有研究將高強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。

療效評估：腫瘤的治療效果通常會根據患者的臨床癥狀、體格檢查和影像學檢查結果進行評估。此外，還可以使用超聲引導下的圖像評估腫瘤的變化，如腫瘤的體積縮小、壞死區域的形成等；還可以通過血液標志物的監測來評估治療效果，如前列腺特異性抗原對于前列腺癌治療效果的評估。

（二）超聲刀

血管離斷：超聲刀可以利用高頻超聲波振動產生熱能，實現血管的凝固止血。它在手術中可用于血管的快速、精確離斷，減小手術時出血的風險。

組織切割：超聲刀的高頻振動能夠切割組織且邊界清晰，同時對周圍組織的損傷較小，這使超聲刀在手術中能夠實現精確的組織切割和切除。

骨切割：超聲刀可以在骨骼手術中進行骨的切割，比傳統手術工具更精確和安全，如骨折修復、關節手術、顱骨手術等。

（三）其他超聲治療方法

超聲消融：利用超聲能量產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、甲狀腺結節等。

超聲射頻：將超聲波和射頻電流相結合，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行微生物感染的治療，如治療細菌感染、真菌感染等。

超聲技術的發展趨勢

（一）人工智能與超聲

人工智能（AI）在醫療領域有著廣泛的應用，超聲技術也不例外。AI能夠對大量的超聲圖像進行分析和處理，提高影像分析的精度和效率，并且可以通過機器學習等方法實現自動化檢測和診斷。這將為醫生提供更加精準和可靠的診斷結果，從而提高醫療服務的質量和效率。

（二）超聲成像技術的改進

超聲成像技術的改進是超聲技術未來發展的重要方向。隨著技術的進步，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超聲技術可以提供更加真實和清晰的圖像，使醫生可以更好地觀察內部結構；另外，超聲彈性成像、超聲造影等新技術也為診斷和治療提供了更多的手段。

（三）個性化醫療與超聲

個性化醫療是未來醫療發展的重要方向之一，而超聲技術在這方面也有很大的潛力。超聲技術可以通過定制化的手術方案、個體化的治療策略等方式為患者提供更加個性化的醫療服務。例如，超聲引導下的手術可以最大限度地減少手術創傷，提高患者的手術體驗和康復效果。另外，超聲技術還可以用于定制化的治療計劃，如腫瘤治療中的局部消融和精準靶向治療等。