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1、医学中的物理学谈到医学,大家可能会马上想到疾病的预防 ,诊断与治疗.对于诊断,医生一直向往的是既不侵入人体 ,而又能清晰地看到人体的病变情况的诊断 方法.从1895年2月伦琴利用x射线得到了 世界上第一张人手骨骼图像,一直到后来x 射线计算机断层扫描成像(简称XCT),放射 性核素成像的发射型CT(简称ECT)和超声 成像技术以及磁共振成像技术(简称MRI) 等的问世,逐步地提高了诊断水平. 万杰医院目前使用的CT 机1072型台式x-ray微CT对于治疗,出现了在不切开皮肤的情况 下切除体内病灶,达到治疗目的的神奇“ 手术刀”,目前已在临床应用的有超声波 刀,激光刀和r射线刀等.r射线刀由上
2、可见,现代医学的发展与物理学的 发展密切相关. 下面将着重介绍与物理学的研究和发 展关系密切的一些现代的先进的医学 诊断和治疗的手段和技术,介绍基本原 理和应用.超声在医学中的应用神奇的刀： 请选择一, 超声在医学中的应用1 超声波的产生和接收利用超 声换能器（将其他能量转换成声能或 将声能转换成其他能量）。该器件目 前主要用压电晶体制成，并被称为“超 声口耳仪”。2 超声波的特性 （1） 超声波是一种弹性震动的机械 波，可以进入任何弹性材料，而且不 受材料的导电性，导热性，透光性等性能的影响。 （2） 超声波在物体中的传播与材料 的弹性密切相关。一旦在传播过程中 遇到弹性情况的变化，在界面处
3、就会 发生波的反射和透射。 （3） 超声波频率高，波长短，具有 很高的直线定向传播的特性。 （4） 高频的超声波，具有较大的功 率。一般地，功率与频率和声压的平 方都成正比。家喻户晓的B 超正是超声诊断的重要仪器 。 B 超检查基本原理是 脉冲回声原理。 具体讲 就是利用超声探头发射出脉冲式超声波 （一般超声频率为几兆赫，脉冲宽度为 10微秒）。当这个超声脉冲通过两种介 质的界面时，由于两种介质有不同密度 或不同成分，在界面上一部分超声波将 被反射，另一部分透过界面继续前进， 到下一个界面再反射。反射回来的波进 入换能器，转换成交变电压加到示波器 的偏转板上，在示波器显示屏上就出现 一个反射脉
4、冲。3. 超声诊断当脏器组织中有病变时，就必然产 生界面，通过B超就可在荧光屏上显 示出来。利用一般X摄影可检查骨骼 或一些固体异物的情况，而对一般脏 器（软组织）中的病变是难以分辨的 ，必须要依靠B超或X-CT显像技术。 B超是一种非损伤性检查，目前在医 院中其已成为一常规检查手段。S-300型便携式电子线阵B超4.利用超声多普勒技术测量血流速度血流速度测量对于脑循环,心血管疾病的诊 断非常重要。 利用超声多普勒技术测量血流的成功，是 人们可不必切开皮肤，从血管中插入导 管来测血流，只需在体外就可实现血流 的无损测量。图示即为多普勒血流测量仪简图。频率为1的超声波由探头（换能器）发 出，被流
5、动的血流反射后，由探头（换能 器）接收。设血流速度为，超声束与血 流方向夹角为，超声在人体组织中传播的 平均速度为。发射电路接收电路血管v探头探头而对于本问题,超声速与血流方向夹角为则根据多普勒效应关系 式：在实际应用中利用测到的来推算出血流 速度, 即:5.超声治疗到目前超声治疗的作用机理还不很清楚 ，一般认为是与超声波的热效应和机械 振动效应有关。例如，利用超声的高频 振动，可用来击碎结石，也可击碎血栓 ，减少血液流动障碍。又如，用超声波 照射骨折部位，超声的热效应可使骨膜 温度升高，加快骨伤愈合速度，也可用 来治疗腱鞘炎，关节炎，起到活血作用 。二. 神奇的刀 1. 定义：所谓刀是指用射
6、线作为“手术刀 ”来“切除”肿瘤尤其是人体脑部肿瘤。实 际上，射线和射线与激光束一样都是 光子束，只是一般说来，光子的能量比 光子更大，即射线波长更短，穿透力 更大。 2.刀优点 （1）无手术创伤，不需打开头颅即可摧毁 病变组织；不必麻醉，无麻醉意外；不 会感染或产生其他并发症。（2）定位精确，安全，可靠，对病灶 周围的脑组织的损伤非常小。尤其刀 可以通过其他刀无法通过的脑禁区，将 特殊部位肿瘤切除。 （3） 时间短，安全，方便。整个手术 （射线照射）只要20分钟，且一次完 成。“手术”后病人即可下床。约一星期 即可康复出院，很快就可以进行正常生 活了。刀剖面图以上即为对与物理学研究和发展 密切相关的一些现代医学技术和 仪器的简单介绍。
