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第16卷 第1期 技 术 物 理 教 学 Vo1．16 NO．1 2008年3月 ，I]ECHNICAL PHYSICS TEACHING Mar．2oo8 《医学物理学》中超声波的教学及神奇超声刀 孙绍临 (浙江台州学院物理与电子工程学院 临海 317000) 在医学院开设的物理学课程里，关于 ①HIFU技术的优越性与局限性 “超声波”在医学的应用讲得比较多的是超声 (1)强度高、辐照时间短 研究表明： 多普勒血流仪．目前，超声热疗技术取得了巨 当肿瘤细胞温度上升到7O℃时，肿瘤细胞就 大的进展，超声热疗技术的发展为人类同肿瘤 会在短时间内发生不可逆转的变化，然后死 的斗争提供了一种新技术，尤其是高强度聚焦 亡．由于在焦区内的超声强度一般超过几百瓦 超声技术应用于肿瘤治疗的前景十分广阔．这 ／em ，因此只需很短时间 (0．2～lOs)，位于 一 部分内容，医学院的物理课程中不应予以忽 焦区的肿瘤组织即可升温到7O℃以上． 视．下面谈两个问题： (2)具有很高的精确性 HIFU技术聚焦 1 高强度聚焦超声技术 区域小，高温范围集中，焦区外组织温度基本 超声聚焦术或高强度超声聚焦 (HIFU) 安全．实验研究表明：在焦区与未受损伤组织 是一种以尖端技术为基础的新设备，HIFU技 有着明显的分界线，一般不超过 lO个细胞 术的原理是：通过一定聚焦方式将超声源发出 的宽度．HIFU技术虽然在焦区内强度高，但 的声能量聚焦于人体组织，在组织内形成一个 是在焦区外组织中强度却很低，而且由于辐 声强较高的焦区域，经过一定时间的细胞与超 照时间短，因此单次辐照对于正常组织不会 声相互作用，使位于焦区内的肿瘤细胞因高温 产生影响． 被破坏，而焦区外组织细胞基本不受损伤． (3)对肿瘤组织局部加热不受大血管血 应在科学技术中有广泛的应用．交通警察向行 现了星系光谱线的红移现象，而且越暗的星系 进中的车辆发射频率已知的电磁波，通常是红 红移得越厉害．这意味着：星系在飞离我们远 外线，同时测量反射波的频率，根据反射波频 去，而且离我们越远的星系飞离得越快．这个 率变化的多少就能知道车辆的速度．装有多普 发现成了现代所有字宙模型赖以建立的基石之 — 一 勒测速仪的警车有时就停在公路旁，在测速的 _ 同时把车辆牌号拍摄下来，并把测得的速度自 宇宙中的星球都在不停地运动．要测定星 动打印在照片上． 球的速度，只要借助于测量星球上某些元素发 ②运用超声波来测定血流速度 医生向人 出的光波的频率，然后跟地球上这些元素静止 体内发射频率已知的超声波，超声波被血管中 时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远 的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频 离我们的速度． 率变化，就能知道血流的方向和速度．这种方 可见，多普勒效应是来源于生活，所提炼 法俗称 “彩超”，可以检查心脏、大脑和眼底 出的理论公式又在实践得到检验，而后再把此 血管的病变． 理论应用于生活层面，服务于人类．在这大千 ③运用光在频谱中的偏移量来测定星球的 世界拥有着丰富的物理知识，大家学物理知识 速度 1929年，美国的埃德温·哈勃发现了 时也应从生活中来，生活中学，最后还要应用 宇宙在膨胀．他利用当时世界上最大的且直径 到生活中去．这样的学习才是生动的，充满着 为2．5m的反射望远镜来研究广袤的天地，发 智慧，也只有这样才能培养出创造性的人才． · 48· 血流散热影响 由于辐照时间短，即使处于大 变周围的正常组织、结构不受损害．类似于手 血管周围的肿瘤组织也能在短时间内升至所需 术刀切除病变，故形象地称为 “刀”． 温度，因此可以使治疗彻底．