超声波疗法与微波疗法

1、第七章超声波疗法、概述超声波是指频率在2000Hz以上，不能引起正常人听觉反应的机械振动波（图7.1）将超声波作用于人体以达到治疗目的的方法称超声波疗法。频率5002500千赫的超声波有一定的治疗作用。现在理疗中常用的频率一般为8001000千赫。近年来超声波疗法的使用范围日益广泛，已远远超过理疗科原来的一般疗法，如超声治癌、泌尿系碎石及口腔医学的应用等，因此超声波疗法的概念应有广义的（包括各特殊超声疗法）及狭义的（指理疗科常用的无损伤剂量疗法）两种。同时随着现代科学技术的进步，超声波不仅用于治疗，还已广泛用于诊断、基础及实验医学、因此已有“超声医学”之称。图7.1亚声、听得见的声音和超声二、

2、超声波的物理特性及超声的发生超声波与声波的本质相同，都是物体的机械振动在弹性介质中传播所形成的机械振动波。（一）超声波的传播1.因声波是物质传播能的一种形式，所以其传播必须依赖介质，而在真空中则不能传播，此与光波、电磁波不同。2.超声波向周围介质传播时，产生一种疏密的波形。种连续的压缩层和稀疏层交替形成的弹性波和声源振荡的方向一致，是一种弹性纵波（图7.2）。由于超声波具有非常短的波长，可以聚集成狭小的发射线束而呈束状直线播散，故传播具有一定的方向性（图7.3）。图7.2超声波示意图图7.3不同频率声波的传播形式3.传播速度声波的传播速度与介质的特性有关，而与声波的频率无关。声波在空气中的传播

3、速度为340米/秒，在液体中为1500米/秒，在固体中为5000米/秒，人类软组织与在液体中相似，平均约为1540米秒，人类骨组织约为3380米/秒。声波的传播速度都随介质温度的上升而加快，气温增高1，声速增加0.6米/秒。4.超声的吸收与穿透超声在介质中传播时，强度随其传播距离而减弱，这说明超声能量被吸收，超声的吸收与介质的密度、粘滞性、导热性及超声的频率等有关。超声在气体中被吸收最，液体中被吸收较小，固体中吸收最小，在空气中的吸收系比在水中约大一千倍。且介质的吸收系数又与超声波频率的平方成正比，因而高频超声在空气中衰减异常剧烈，所以在治疗中声头下虽是极小的空气光泡，也应避免。在实际工作中常

4、用半吸收层来表明一种介质对超声波的吸收能力。半吸收层是指超声波在某种介质中衰减至原来能量的一半时的厚度。半吸收层厚度大，表示吸收能力弱，不同组织对同一频率的超声波其半吸收层值不同，如频率300千赫的超声波，肌肉半吸收层值为3.6厘米，脂肪为6.8厘米，肌肉加脂肪为4.9厘米。同一组织对不同频率的超声波吸收也不同，超声频率愈高吸收愈，穿透愈浅，如90千周的超声能穿透软组织10厘米，1兆周的超声将穿透5厘米，而4兆周的超声只穿透1厘米深度。因此，目常用于理疗的超声波选用8000千周/秒，穿透深度为5厘米左右。5.折射、反射与聚焦超声波由一种介质传播至另一种介质时，将在界面处一部分反射回第一种介质（

5、反射），其余透过界面进入第二种介质，但会发生传播方向的偏转（折射）。声波在界面被反射的程度决定于两种介质的声阻差，声阻差越大，反射程度也越大，（介质的密度和声速的乘积叫介质的声阻）。表7.1可见脂肪、肌肉之间反射很少，但在骨的表面则反射很多。声头与空气间反射近于100，所以超声治疗时需用石腊油等作接触剂，以减少反射。实验证明，由声头进入组织的超声能量只有3540，而6065被反射。由于空气与组织间的反射，使大量超声能丧失，所以超声波不能通过肺和充气的胃肠。基于超声传播的反射、折射原理，采用透镜及弧面反射而将声束聚焦于焦点上以产生强大的能量，而治疗某些疾病，如用集束超声波破坏脑部肿瘤等（图7.4

6、）表7.1几种物质的声速、密度和声阻全屏显示表格 名称声速米/秒密度克/厘米3声阻克105/厘米2秒空气水钛酸钡石蜡油铝人体软组织肌肉脂肪骨骼340150050001420640015001400158033800.001291.0005.40.8352.71.061.070.951.800.0004391.50027.0001.18617.281.591.4981.5016.184图7.4超声集束的方法（二）超声波的声场超声波在介质中传播的空间范围即介质受到超声振动能作用的区域叫超声声场。超声因其频率高，具有类似光线的束射特性，在接近声头的一段为几乎平行的射束，称之为近场区。其后射束开始扩散

7、，称之为远场区（图7.5）。由于超声场的这种特性，为克服能量分布的不均，在治疗时声头应在治疗部位缓慢地移动。图7.5超声声场描写超声声场的主要物理量有声压和声强。1.声压即声能的压力，代表超声波的强度。超声传播时在稠密区产生正压，在稀疏区产生负压。超声波由于其频率甚高，因而声压亦甚大。中等治疗剂量的超声波在组织中产生的附加声压约为±2.6个大气压。（图7.6）图7.6超声治疗时在人体组织中的声压2. 声强为单位时间内声能的强度，即在每秒内垂直通过每平方厘米面积的声能。常用测量单位是瓦特/厘米2（W/cm2）。临床常用治疗剂量为0.122.5W/cm2，而震耳欲聋的大炮声声强只相当于0

8、.0.0.0001W/cm2。可见超声波在介质中传播时，它的巨大能量会使介质质点产生很大的加速度，一般中等响度的声波通过水时，水分子获得的加速度只有重力加速度（约为9.8m/s）的百分之几，如在频率为8001000KHz、声强为0.52W/cm2的超声波作用下，水分为得到的加速度可以超过重力加速度510万倍。（三）超声波的发生产生超声波有各种方法，目前主要用压电式超声发生器，它是根据压电效应的原理制成的。具有压电效应性质的晶体受到压缩或伸拉时在其受力面上就会产生数量相等而符号相反的电荷，这种物理现象称为压电效应（图7.7）。图7.7正压电效应略图若在晶体两侧加以一定频率的高频电压，晶体薄片就能

9、准确而迅速地随着交变电场频率而周期性地改变其厚度（压缩与伸展）。由此形成超声振动，向周围介质传播。三、超声波的生物物理学效应及其作用机理（一）机械作用机械作用是超声波的一种基本的原发的作用。超声波在介质内传播过程中介质质点交替压缩与伸张形成交变声压，不仅可使介质质点受到交变压力（在治疗剂量下，每一细胞均受48mg压力变化影响）及获得巨大加速度而剧烈运动，相互磨擦，而且能使组织细胞产生容积和运动的变化，可引起较强的细胞浆运动（原浆微流或称环流），从而促进细胞内容物的移动，改变其中空间的相对位置（据观察，强度不大的超声波能使嗜伊红细胞的原浆颗粒旋转，剂量大时甚至颗粒被抛出细胞外），显示出超声波对组

10、织内物质和微小的细胞结构的一种“微细按摩”的作用。这种作用可引起细胞功能的改变，引起生物体的许多反应。可以改善血液和淋巴循环，增强细胞膜的弥散过程，从而改善新陈代谢，提高组织再生能力。所以治疗某些局部循环障碍性疾病，如营养不良性溃疡效果良好。有人观察在超声波的机械作用下，脊髓反射幅度降低，反射的传递受抑制，神经组织的生物电活性降低，因而超声波有明显镇痛作用。超声的机械作用还能使坚硬的结缔组织延长、变软，用于治疗疤痕、粘连及硬皮症等。可见，超声波的机械作用可软化组织、增强渗透、提高代谢、促进血液循环、刺激神经系统及细胞功能，因此有重要的治疗意义，在超声治疗机理上占重要地位。（二）温热作用超声波作

11、用于机体时可产生热，有些人甚至称为“超声透热疗法”。超声波在机体内热的形成，主要是组织吸收声能的结果。其产热有以下特点：1.由于人体各组织对声能的吸收量各有差异，因而产热也不同。一般超声波的热作用以骨和结缔组织为量显著，脂肪与血液为最少。如在超声波5W/cm2，1.5分钟作用时，温度上升在肌肉为1.1，在骨质则为5.9。2.超声波热作用的独特之处是除普便吸收之外，还可选择性加热，主要是在两种不同介质的交界面上生热较多，特别是在骨膜上可产生局部高热。这在关节、韧带等运动创伤的治疗上有很大意义。所以超声波的热作用（不均匀加热）与高频是及其他物理因子所具有的弥漫性热作用（均匀性加热）是不同的（图7.

12、8）。3.超声波产生的热将有7982由血液循环带走，1821由邻近组织的热传导散布，因此当超声波作用于缺少血循环的组织时，如眼的角膜、晶体、玻璃体、睾丸等则应十分注意产生过热，以免发生损害。图7.8四种深部透热治疗时各层组织温热曲线（三）理化作用基于超声波的机械作用和温热作用，可继发许多物理的或化学的变化如：1.氢离子浓度的改变炎症组织中伴有酸中毒现象时，超声波可使pH值向碱性方面变化，从而使症状减轻，有利于炎症的修复。2.对酶活性的影响超声波能使复杂的蛋白质解聚为普通的有机分子，能影响到许多酶的活性。如超声作用能使关节内还原酶和水解酶活性增加，目前认为在超声治疗作用中水解酶活性的变化是起重要

13、作用的。3.近年来对超声作用机理的研究，已深入到细胞分子水平。在电镜下观察发现，细胞内超微结构中线粒体对超声波的作用最敏感。核酸也很敏感，实验发现低强度超声波作用可使细胞内胸腺核酸的含量增加，从而影响到蛋白质的合成，刺激细胞生长。4.在高强度的超声作用下，组织内可形成许多高活性的自由基，如HO1、OH、H2O2、O等，它们可加速组织内氧化还原过程，加速生长过程。目前，关于超声波的生物学作用机理仍有多种争义。但多数学者认为，具有物理学特性的超声机械振动，以及在此基础上产生的分布特殊的“内生热”和必然引起的生物理化改变，是有机联系的。弧立的强调那一方面的作用都是片面的，并在上述三方面基本作用因素的

14、基础上，通过复杂的神经体液调节途径治疗疾病的。神经系统的反应和调节在超声波的治疗机理中起着主导作用，而超声作用过程中发生的体液方面的改变，又是作用的物质基础，二者有机结合构成统一的反应过程。四、对机体组织器官的作用（一）对神经系统的影响小剂量超声波能使神经兴奋性降低，传导速度减慢，因而对周围神经疾病，如神经炎、神经痛，具有明显的镇痛作用。大剂量超声波作用于末梢神经可引起血管麻痹、组织细胞缺氧、继而坏死。中枢神经对超波显示较高的敏感性，有人指出，即使是用0.1W/cm2的强度直接作用脑组织，也可造成不可逆的损伤，因此，国外有些人指出“超声波禁用于脑部”。但近年来国内不少单位通过实验研究和临床实践

15、证明，使用强度为1.5W/cm2以下（常用0.61.2W/cm2）的脉冲式超声波移动法作用于头部，对脑实质无损害（由于大部分超声波能量被头皮及颅骨吸收和反射，只有2.520透入颅内），并用于治疗脑血管意外偏瘫及其它某些神经系统疾病有一定疗效。（二）对循环系统的影响房室束对超声波的作用很敏感。超声波主要影响心脏活动能力及其节律。大剂量超声波可使心律减慢，诱发心绞痛，严重时发生心律紊乱，最后导致心跳停止；小剂量超声波使心脏毛细血管充血，对冠心病患者有扩张动脉管腔及解除血管痉挛的作用，故用1W/cm2以下脉冲式超声波作用心脏，对冠状动脉供血不足患者有一定疗效。治疗剂量超声对血管无损害作用，通常可见血

16、管扩张，血循环加速。低强度超声作用下，血管器扩张；在较大剂量作用下，可引起血管收缩。更大剂量的超声可使血管运动神经麻痹，从而造成血液流动停止。用大剂量超声时可直接引起血管内皮肿胀，血循环障碍。（三）对眼睛的影响由于眼的解剖结构特点是球体形态，层次多，液体成份和血循环特点等因素容易热积聚致损伤。大剂量超声可引起结膜充血、角膜水肿甚至眼底改变，对晶体可致热性白内障。还可以引起交感性眼炎。但用小剂量（脉冲式0.40.6W/cm236分钟以下），可以促进吸收，改善循环，对玻璃体浑浊、眼内出血、视网膜炎、外伤性白内障等有较好疗效。（四）对生殖系统的影响生殖器官对超声波较敏感，治疗剂量超声波虽不足以引起生

17、殖器官形态学改变，但动物实验可致流产，故对孕妇下腹部禁用。睾丸组织对超声波很敏感，高强度作用可有实质性损害和不育症。实验证明适量超声波可以减少人和动物的精子产生，因此提出，用超声波作为一种男性可逆性避孕的方法。（五）对骨骼的影响小剂量超声波（连续式0.10.4W/cm2、脉冲式0.41W/cm2）多次投射可以促进骨骼生长，骨痂形成；中等剂量（3W/cm2以下5分钟）超声波作用时可见骨髓充血，温度上升7，但未见到骨质的破坏，故可用于骨关节创伤；大剂量超声波作用于未骨化的骨骼，可致骨发育不全，因此对幼儿骨骺处禁用超声。超过3.25W/cm2移动法被认为是危险的剂量。（六）对结缔组织的作用结缔组织对

18、超声波的敏感性较差，对有组织损伤的伤口，有刺激结缔组织增长的作用；当结缔组织过度增长时，超声波又有软化消散的作用，特别对于浓缩的纤维组织作用更显著。因此超声波对疤痕化结缔组织有“分离纤维”作用，有使“凝胶变为溶胶”的作用。在临床上亦可见超声波对疤痕有较明显的软化散作用。五、设备与治疗方法（一）治疗设备1.超声治疗机（1）主要结构原理：由高频振荡器和输出声头两部分组成。其主要结构原理如图7.9图7.9超声治疗机原理示意图（2）输出形式连续超声波：是在整个治疗过程中，声头连续不断地辐射出声能作用于机体。它作用均匀，产热效应较大，（图7.10A）。脉冲超声波：是在治疗过程中间断地辐射出声能作用于机体

19、，它的热效应较小，（图7.10B.C）。2.辅助设备是为特殊治疗需要或便于操作面准备的附件。如水枕、水袋、水槽、水漏斗等。如图7.11；图7.12。3. 接触剂要选择其声阻接近于人体组织者，以减少其与皮肤界面间的反射消耗。常用有煮沸过的水，液体石腊，凡士林油等（图7.13）。图7.10连续超声和脉冲超声图7.11金属水槽图7.12水漏斗图7.13使用接触剂略图（二）治疗方法1.直接接触法将超声波头直接和治疗部位的皮肤接触进行治疗。此时在皮肤和声头之间应加接触剂，如石腊油，凡士林等。（1）移动法该法最常用。治疗时声头轻压皮肤，在治疗部位作缓慢移动，移动速度以每秒12厘米为宜。常用强度0.51.5

20、W/cm2。（2）固定法将超声波声头以适当压力固定在治疗部位。此法易产生过热而发生“骨膜疼痛反应”。故治疗剂量宜小，常用强度为0.20.5W/cm2，时间35分钟。2.间接接触法（1）水下法治疗时将超声波声头和治疗肢体一起浸入3638温开水中，声头与皮肤距离15厘米，剂量要比直接接触法稍大。此法常用于不规则的体表，局部痛觉敏感的部位或声头不便直接接触的部位如手指、足趾、踝、肘、溃疡等（图7.14）。全屏显示表格 图7.14水下法治疗图7.15应用水漏凌斗进行超声治疗（2）辅助器治疗法常用有水漏斗法（图7.15），水枕或水袋法。后者是用薄橡皮膜制成袋，灌满煮沸过的温水，然后再涂接触剂进行治疗，用

21、于面部、颈部、关节、前列腺、牙齿、眼等不平之处（图7.16）。图7.16水枕法治疗（3）聚集照射法利用凹面镜和声透镜将超声波高度集中在某一部位而获得大能量超声波的作用，以做特殊治疗。如治疗肿瘤时用。（三）治疗剂量1.治疗强度以0.41.5W/cm2为宜，水下法、水枕法时强度可稍大，实际使用时可参阅表7.2，临床多采用低、中等强度。表7.2 超声强度等级表全屏显示表格 治疗方法固定法移动法强度等级低中高代中高连续式W/cm20.10.20.30.40.50.60.60.811.21.2 2脉冲式W/cm20.30.40.50.70.81.01.01.51.5222.52.治疗时间般固定法35分钟

22、，移动法510分钟，面积移动可适当延长至1020分钟3.疗程一般治疗次68次，慢性病1015次或。每日或隔日一次。疗程间隔12周。六、主要适应证禁忌证（一）适应证：1.运动支撑器官创伤性疾病腰痛、肌痛，挫伤，扭伤，肩关节周围炎，增生性脊柱炎，颞颌关节炎，腱鞘炎等。2.疤痕，粘连，注射后硬结，硬皮症，血肿机化。3.作用于局部及相应的神经节段时可治疗神经炎，神经痛，幻肢痛，慢性荨麻疹，带状疱疹，湿疹，搔痒症，消化性溃疡，支气管哮喘，胃肠功能紊乱。4.其他脑血管病偏瘫，冠状动脉供血不足，眼视网膜炎，玻璃体混浊，营养不良性溃疡。（二）禁忌证1.凡恶性肿瘤（大剂量聚集可治），活动性肺结核，严重心脏病的心

23、区和星状神经节，出血倾向，静脉血栓之病区均禁用。2.孕妇（早期）腹部及小儿骨骼处最好选用其它疗法。在头部、眼睛、心脏、生殖器部位治疗时剂量要严格掌握。附处方举例：1.超声波，连续式，慢移法，脊柱或骶髂病损区，0.40.8W/cm2，68分钟，每天一次，612次为一疗程。适应证腰骶劳损，骶髂劳损，棘间韧带劳损。2.超声波慢移法，连续式0.8W/cm2或脉冲式11.5W/cm2，疤痕，粘连部位，610分钟，每日一次，1520次为一疗程。适应证增生性疤痕，注射后硬结，局限性硬皮症。3. 超声波脉冲式，慢移法，相应的神经节段或神经疼痛区域，0.61.2W/cm2，410分钟，每日一次，612次为一疗程

24、。适应证神经痛，溃疡病，搔痒症，湿疹，慢性荨麻疹。4. 超声波：水枕法，慢移法，连续式，0.41.0W/cm2或脉冲式0.41.5W/cm2，病损区58分钟，每日一次，612次为一疗程。适应证某些眼病，小关节扭伤挫伤。延伸阅读:· 附四：超声治癌 附四：超声治癌超声波治疗肿瘤的临床与动物实验研究，近年来有不少报导。总的研究结果证明，超声波可增强X线和化学药物对肿瘤细胞的杀伤力，高强度超声波可直接杀死癌细胞。下面分别简述之：（一）应用超声波治疗肿瘤近年来国外有用超声热效应治疗癌症的报导：当用超声来加热鼠的肿瘤，发现超声加热是高度有效的。超声不仅能通过热效应来杀死癌细胞，而且还可通过所用

25、的超声的绝对强度来杀死癌细胞，超声能量增加一千倍以上，具有显著抗癌作用。据观察，超声热治疗均比单一放疗和化疗效果为佳，病人受到表面灼伤的副作用也小。据报导，单用超声治疗头颈部肿瘤，使肿瘤范围缩小70。若采用有扫描装置的特殊构造设备，将超声波聚集在表浅或深部. >> 详细· 兰释 (氟伏沙明） 【药理作用】本品是唯一具有单环结构的选择性5-羟色胺(5-HT)再摄取抑制剂(SSRI)，通过选择性抑制中枢神经突触前膜对5-HT的再摄取，增加突触间隙5-HT的有效浓度而发挥抗抑郁作用。本品阻断5-HT再摄取的作用强于氟西汀、阿米替林、丙咪嗪、去甲丙咪嗪，但比帕

26、罗西汀、舍曲林和丙酞普兰弱。本品对多巴胺及去甲肾上腺素的摄取几乎无作用，对和-肾上腺素、M-胆碱能、组胺H1等受体无亲和力，因而没有与这些受体结合所产生的不良反应，如口干、便秘、镇静、锥体外系症和直立性低血压等。【适应证】适用于各种类型的抑郁症及相关症状的治疗，对抑郁症并发焦虑、老年抑郁症、重症抑郁症、轻度抑郁症并心境恶劣等有效；. >> 详细第五节微波疗法（Microwave therapy）、概述应用波长1米1毫米（30030,000兆赫）的特高频电磁波作用于人体以治疗疾病的方法，称为微波疗法根据波长不同可将微波分为分米波（10厘米100厘米），厘米波（11

27、0厘米）以及毫米波（110毫米）三波段。理疗中应用的微波一般指波长为1030厘米的电磁波，目治疗上最常用的微波其波长为12.5厘米，频率为2450兆赫（MHz）。除连续式微波外，新近又出现脉冲式微波治疗机，脉冲频率为1Hz。二、生物物理学特征微波振荡频率极高，波长介于长波红外线与短波之间。但微波的产生、传输、测量等原理既不同于光波，又不同于超短波。微波的某些物理特性类似光波，如呈波束状传播，具有弥散性能，遇不同介质可引起反射、折射、绕射、散射、吸收以及利用反射器进行聚集的作用，其规律与相应的光学规律接近。微波作用时称辐射（或照射）。因微波的弥散性，故用特制的传输系统，包括波导管（同轴电缆）和辐

28、射器。微波由辐射器中的无线辐射至空间作用于人体（图5.5.1）。辐射器有半圆形（图5.5.2）、矩形（图5.5.3）、圆柱形（图5.5.4）、耳道辐射器（图5.5.5）和鞍形辐射器（图5.5.6）。全屏显示表格 图5.5.1微波作用人体的情形图5.5.2半园形辐射器C-同轴电缆；R-辐射器(天线+反射罩)S-皮肤；F-脂肪；M-肌肉图5.5.3矩形辐射器图5.5.4园柱形辐射器图5.5.5耳道辐射器(A)及其辐射场(B)图5.5.6鞍形辐射器当微波辐身到人体时，部分能量被吸收，另一部分能量则皮肤及各层组织所反射厘米波辐射机体时的反射率为4050。富于水分的组织能较地吸收微波能量，而脂肪、骨骼等

29、则反射相当部分的微波。所以当微波作用到有多界面的部位或器官（如眼、盆腔等）应注意由此引起的过热现象。微波对人体组织的穿透能力与其振荡频率有关，振荡频率愈高，穿透能力愈弱。波长为12.5厘米的微波，穿透组织的深度一般可达35厘米。微波治疗的主要作用因素也为热效应和非热效应。脉冲式微波治疗时，其所产生的热为脉冲间期时的血流所消散，故其热作用小，适合于对热禁忌的疾病，如急性病。且能作用于深的组织。但由于其物理特性所致，微波的热效应和非热效应与超短波引起的也不一样。（一）热效应微波辐射人体后，电解质离子随微波频率迅速振动以及电介质的束缚电荷作相对移动，偶极子产生转动，为克服所在媒质的粘滞性而消耗能量并

30、产热。实验证明使水分子转动180°所需的时间体与微波之半周期相适应，水分子的固有振荡频率与波长3厘米之微波频率相近，可吸收微波能量的98，10厘米微波可被水吸收50，介电常数较大的组织吸收微波较多，水的介电常数大，故富于水分的组织（如血液、肝、肾、肌肉等）吸收微波能量最多而产生大量热能，引起组织温度升高，而脂肪和骨组织吸收能量最少（图5.5.7）。微波对生物体加热的深度取决于波长、组织的导电率、反射能力、介电性、分层厚度、总的容积和几何形状等。厘米波最显著的能量吸收发生在表浅组织内，其穿透组织深度仅为数厘米，同时大部分能量在组织的交接面上被反射，在此处可能形成驻波而导致邻近组织的过热

31、。微波透入机体组织的特点，使得在某一动物身上所研究的结果很难或根本不可能应用到另一种动物身上，更不能照样地应用于人体。例如，用波长12.6厘米的微波同样作用于老鼠、兔和人，可刺激不同的器官引起反应。由于多种因素影响电磁能吸收的精确测定，故目在临床治疗和实验研究中，微波对机体作用强度的最可靠的指标，仍然是测量受作用组织或器官的温度变化。图5.5.7在短波超短波电容电极（上图）和微波辐射器（下图）作用下，皮肤(S)，皮下脂肪（F）和肌肉(M)中的温度升高比较（二）非热效应动物和临床实验证明，微波的热作用是明显的，但实验中，出现一些不能用热效应解释的生物学现象，例如鸽子在微波束（雷达）中出现慌乱而古

32、怪的飞行。鸽子种异常活动，不可能与热有关，因为根据辐射器的功率和辐射源与鸽子的距离分析，其能量密度绝不会引起热效应。又如以脉冲持续时间为1/10微秒的微波作用于兔眼时，20分钟后可出现严重损害，但测到的平均功率远不足以引起热效应；还有当以不会引起产热的剂量作用于机体时，发现可以血流加速，接受低场强微波照射后，在不引起温度升高的情况下，却能引起某些系统和器官的机能或形态学方面的变化，如嗜睡、心动过缓、血压下降等反应，苏联学派称此为热外作用。认为当接受作用的介质发生温度变化之前，已发生了非常复杂的物理-化学过程,有机物和无机物荷电颗粒随电磁场方向的变化而转移,膜上荷电粒子浓度和通透性改变,蛋白结构

33、造形过程的变化,细胞上的胺基基团及细胞的结构等方面的变化,这与电磁场频率与受作用的动物种类，作用部位和机体原始状态有关。这种特殊作用在较低强度微波作用时受作用时(小于10mw/cm2)表现明显，高强度作用时引起的明显热效应掩盖了细胞和组织内的小能量作用下产生的物理化学变化反应，故非热效应就不易显示出来。因此，可以总结为：微波的非热效应在由于细胞内成分的布朗氏运动而产生热效应之前最为突出，尤其是当应用低强度微波时最为明显。在微波的作用机制中，当受作用的细胞内结构的固有频率与电磁场频率相一致或成倍数时所产生的效应最大。有人指出在微波作用上，细胞内水分发生构形过程，而这些水分的固有频率大约为500M

34、Hz，而蛋白质分子内的结合水本身又决定了分子形态的变化。因此整机体系统对低强度微波振荡不仅具有特殊的极高的敏感性，而且接受其影响的能力也增强。有人提出微波的非热效应需从信息学说的观点来认识电磁场的生物学活性问题。在基本相同条件下的外源热作用不引起类似的非热效应。但国际上对此尚有争议，需待继续研究。我科与生物教研室等协作，进行低场强微波照射小白鼠实验，在1Mw/cm2组中，照射后，测动物皮温变化为0.4（均值），肛温变化为1.59（均值），但可见到心肌部分线粒体有溶合、变形、嵴数减少变短和部分空化，并偶见心肌肌丝轻微松散等改变，这就很难用热效应解释。1973年国际微波华沙会议曾建议1Mw/cm2

35、以下为非热效应，110W/cm2为非热效应和热效应的复合作用，10mW/cm2以上为热效应作用，这与我科等所进行的实验中，各微波场强组小白鼠体温变化和心肌超微结构改变有相符之处。亦初步认为从微波卫生防护和微波临床应用出发，应考虑到微波的热作用和非热作用的生物效应因素。三、生理作用和治疗作用（一）生理作用1.对心脏血管系统的作用（1）大多数实验研究证明治疗剂量的微波对心脏有拟迷走神经作用（心跳变慢、心电图R波T波幅度下降，PR间期延长，房室传导延长和血压下降等）。小剂量能改善冠状动脉供血情况和改善心肌梗塞时的血循环。但过大剂量照射对心脏有损害作用。（2）组织温度升高、增强血液循环，血流量可增加5

36、0左右。用80mw/cm2的微波辐射兔耳时可见到迅速的充血现象；作用于人手指甲皱时，可见到微血管扩张和血运加速；辐射狗的后肢，肌肉内的静脉血增加104。用微热热量微波1015分钟作用领区，可使高血压患者血压下降，心肌供血改善。2.对血液及免疫功能的影响大剂量微波有抗凝作用，小剂量对血小板和凝血时间无明显变化。大剂量可使红细胞脆性增高，降低血中磷的含量，血中胆碱脂酶的活性下降。有人用3.5mw/cm2的波长10cm的脉冲微波长期辐射豚鼠和家兔，发现周围血液中白细胞总数和淋巴细胞增多，红细胞数无明显变化，骨髓内成红细胞有异常的染色质结构，核溶解和碎裂，有丝分裂异常。总之，由于实验方法和条件不同关于

37、微波辐射对血液成分影响的报告颇不一致。微波辐射对机体免疫机能影响报导亦不相同。动物实验证明，低强度的微波辐射可使嗜中性白细胞的吞噬活力下降，抗体生成严重受抑制。但有些作者在用微波治疗肺炎患者过程中发现，血清中备解素，补体滴度升高，组织胺酶增加，提示微波可改善机体的非特异性免疫功能。我科与检验科协作应用频率为2450MHz微波，治疗剂量范围（21.7mw/cm273.2mmw/cm2），每日一次，每次照射15分钟，病区局部连续照射2530次，根据治疗前后细胞免疫、体液免疫和总补体、白细胞数检测，无明显差异，而所治患者均获得良好疗效，并未出现不良反应。3.对神经系统影响短期中、小剂量加强大脑兴奋过

38、程，长期大剂量增强抑制，均可引起脑电图和条件反射改变。直接照射动物头部，小剂量引起暂时充血和线粒体等细胞器变化，大剂量则有损害作用。长期辐射可使大脑皮质细胞活动能力减弱。用非致热功率的微波长时间辐射实验动物，可引起鞘磷脂和神经胶质代谢紊乱，在大脑白质和小脑中出现异染性球形小体，神经胶质细胞增生。长期接受超过允许剂量微波辐射的人员，可有中枢神经系统机能紊乱，表现为头痛、头晕、易疲劳、记忆力减退、工作能力减弱、睡眠障碍等。客观检查见腱反射减弱，手震颤，皮温不对称，以及心动徐缓，血压波动等。但一些美国学者曾对雷达工作人员进行调查，并未发现以上异常现象，认为微波辐射不引起神经系统障碍。对植物神经可引起

39、拟迷走神经的作用，能降低周围神经兴奋性和减弱支配肌张力的纤维的兴奋和传导功能，有缓解肌肉痉挛和止痛作用。4.对生殖系统影响睾丸由于血液循环较差，对微波特别敏感，当微波辐射使睾丸温度高于35时精子的产生即受到抑制或停止，过量辐射可使曲细精管萎缩，局灶性坏死。故用微波辐射睾丸附近部位时应将睾丸屏蔽防护。据有人报导，睾丸组织允许功率密度5mw/cm2。此外，有报导，大剂量照射动物卵巢时也可受到损害，失去生育功能，照射妊娠动物可致动物早产或流产。现已有报道用微波照射睾丸进行男性避孕。5.对眼的影响由于眼球是富于水分和多层介面的组织，血循环差，容易积热，大剂量或长期辐射微波后玻璃体和晶体出现浑浊，有人认

40、为，可能由于微波作用后眼球组织温度升高使眼部焦磷酸酶、三磷酸腺苷酶活性降低有关。用180mw/cm2的微波作用于动物的眼球时，可导致晶体的浑浊和白内障，同时发现眼睛的焦磷酸酶和三磷酸腺苷酶的活性下降；晶体内细胞的抗坏血酸、DNA的合成及细胞核的有丝分裂都发生改变；微波作用后，晶体中的电解质和水分增加，细胞膜的渗透性发生改变。一般认为形成晶体损害的临界微波功率密度为100mw/cm2；当晶体内温度达44时，便形成白内障。有人用兔子作实验证明，如果动物处于低温状态下，即使达到致白内障的强度和时间也不引起白内障。但小剂量照射未见到损害作用，国外报导利用小剂量治疗某些眼病有良好作用。应用微波治疗眼病时

41、特别要注意用小剂量。6.对呼吸系统影响小剂量微波作用于肺部时发现呼吸变慢，肺轻度充血,肺泡间隙有少量白细胞浸润，微波对肺炎有治疗作用。据国外报导，中、小剂量微波对小儿急性肺炎、迁延性肺炎、哮喘性支气管炎有良好效果。7.对消化系统的影响在治疗剂量下，发现微波能够加强实验动物胃肠的吸收功能，对分泌和排空功能亦有调节作用，使胃蠕动减慢，胃的全酸和游离酸均见减少，当分泌和排空功能亢进时，微波的调节作用更为明显。但由于胃肠等空腔器官的调节机能较差，对热敏感，因此，不能用较大剂量微波治疗，否则可引起损伤。对肝脏作用，小剂量可引起充血反应，大剂量辐射亦有损害作用。8.对内分泌系统影响国外报导动物实验采用微波

42、一次或多次短时间（30分钟）3mw/cm2照射动物能使动物甲状腺功能增高。有人用110mw/cm2微波长期照射动物，引起甲状腺和内分泌活动增高，甲状腺浓集放射性碘的能力明显增强。有人认为这可能是由于微波刺激了下丘脑垂体功能使垂体的促甲状激素增加之故。另有人研究报导，微波能够增强肾上腺皮质激素的合成。以治疗剂量的微波辐射关节病和皮肤病患者的肾上腺投影区，可使肾上腺皮质功能增强，血中抗炎激素增加，促炎激素减少，尿中儿茶酚胺排出减少，电解质代谢转为正常，提示交感肾上腺系统的机能状态得到改善。9.对细胞染色体和核有丝分裂的影响用波长为10厘米，功率密度为37mw/cm2的微波，直接作用于人的淋巴细胞和

43、猴的肾细胞培养物时，便可见到细胞染色体发生畸变和核有丝分裂的异常现象；如将波长为10厘米，功率密度为10mw/cm2的微波，作用于动物的眼球角膜时，便可发现角膜的上皮细胞发生有丝分裂的改变，这些现象对研究微波细胞学和遗传学将有密切关系。10.对炎症过程的影响微波对亚急性、慢性及急性炎症有抗炎作用，这是因为：（1）微波降低与炎症过程的始动机制有关的致炎介质，如用微热量和温热量作用后炎症组织和血液中增高的组织胺、加压素、缓激素肽等含量降低。但高热量微波可增加体内致炎介质的含量并使炎症过程恶化。（2）降低微循环、微血管增高的通透性。发炎反应与微血管通透性增高的微血管反应有关，微血管细胞损伤及其通透性

44、增高是受致炎介质影响的结果。微波（分米波和厘米波）作用后，这些活性物质在组织和器官内的含量减少，导致增高的组织通透性降低，使炎症过程的发生逆转。（3）使局部血管扩张，血流加速，使组织内吸收加快。（4）微波在抗炎中除对异化过程的抑制性影响外，对同化过程有激活作用。有人发现，微波在不使细胞结构升温的剂量下，对细胞的氧化还原过程有刺激和使之正常化的作用。因此，有人认为对决定发炎程度的那些过程的抑制作用，对适应系统的激活和修复过程的刺激作用，是应用微热量微波抗炎作用的基础。（二）治疗作用1.微波辐射使组织温度升高，血管扩张，局部血流加速，血管壁渗透性增高，增强代谢，改善营养，促使组织再生和渗出液吸收等

45、作用。2.有镇痛、解痉、消炎作用，对肌肉、肌腱、韧带、关节等组织及周围神经和某些内脏器官炎症损伤和非化脓性炎症效果显著，并主治亚急性炎症，弱剂量对某些急性炎症（如浸润性乳腺炎等）亦有效。3.眼睛及睾丸对微波特别敏感，治疗时应防护，对血循环差和富于水分的组织应避免过量引起病情恶化。总之，微波有镇痛、抗炎、脱敏和改善组织代谢和营养等作用。四、设备与治疗方法（一）治疗机国产微波治疗机频率多为2450兆赫±30兆赫，波长约为12.5厘米，最大输出功率为200瓦。必须用特殊的多腔磁控管才能产生微波辐射，微波电磁能量，经同轴电缆传输辐射器的天线发射出来。（二）辐射器种类微波是通过辐射方式作用于人

46、体的，一般将微波治疗用的电极称为辐射器，辐射器的各类、形状、常用的有四种：1.半球形辐射器：直径17厘米，适用于一般部位的治疗（图5.5.2）。2.圆柱形辐射器：圆形截面管状，有大小不同规格，常用的直径为8厘米，适于较小部位的治疗（图5.5.4）。3.长形或矩形辐射器：虽外形稍有不同，但其开口处都呈长方形。这种辐射器适于脊柱、肢体部位的治疗（图5.5.3）。此外，还有一种马鞍形辐射器（图5.5.6），适于治疗面积较大，凹凸不平部位，如胸、腰、腹、膝等。还有适用于小部位的聚集辐射器，以及外耳道（图5.5.5）和其他体腔治疗用的辐射器。（三）各种辐射器的应用方法1.有距离辐射：如采用圆形、圆柱形及

47、长形辐射器，照射时辐射器与人体表面有一定距离，由于机器的设计装置，照射时若距离太近，将引起失谐，影响输出功率，因此，这些辐射器必需做有距离辐射,一般规定为710cm左右。马鞍形辐射器基本上亦属这种类型，但辐射器结构中已固定好与体表足够的距离，因此亦可直接与治疗部位接触。2.接触辐射：由于特殊的设计，耳、聚集和体辐射器均可作接触辐射。用耳辐射器时，每次用前应套上橡皮套，扑以少许滑石粉，让病人自己持小电缆之插入外耳道，每次治毕后，取下橡皮套，用1/1000新洁尔灭浸泡30分钟消毒。用聚焦辐射器时选取直径与病灶面积相近的辐射器，盖好盖罩，让病人持把柄将辐射器的辐射面紧贴在病区上，使用功率亦不能超过1

48、0瓦。用体腔（直肠等）辐射时，应先将专用的外套套上，在外套上涂以润滑油（凡士林、液体石腊等）再缓缓放入体腔内。为了便于消毒，用时可将外套上再套一个乳胶橡皮套，套外涂润滑油，放入体腔内进行治疗，治毕后弃去橡皮套，以减少外套消毒手续。用体腔辐射器时，由于接触面积较少，反射消耗也少，使用功率也不宜超过10瓦。3.隔沙辐射法：这是在用有距离辐射时，在辐射器与皮肤之间用沙子代替空隙的方法。由于介电常数的特征，微波经沙时，更易于集中成束，散射显著减少，因而到达人体的功率比不用沙子时大一倍，故治疗剂量比通常少一半。可采用冲洗干净和干燥后的河沙、海沙等，沙粒宜较细，大小应较均匀。治疗手足等不平整部位时，可将手

49、足包埋于沙中，沙层厚712cm，再将圆辐射器放于沙面上对着手或足辐射；治疗平整部位时，可用47cm的细沙袋放在辐射器与体表间接触照射。4.微波体腔内辐射器加温疗法，采用单极同轴微波天线（辐射头），直径0.7cm左右，低位腰麻取膀胱截石位尿道扩张至F26，插入F22膀胱镜冲洗膀胱后经镜鞘入微波辐射极于精阜近端，按前列腺大小，输出功率50100W，照射6090秒，按后尿道长度照射13次，术后插留置导尿710天。亦可借内窥镜用直径1.5mm单极同轴微波天线，尖端连接一个5mm长的细针电极，插入体腔病变部或肿瘤内，以治疗疾病，适应证：慢性前列腺增生（50-100W）。子宫出血。脑瘤（加温切除）。微波刀切除肝癌。腔内及口腔血管瘤。中心性肺癌。食道静脉曲张。食道肿瘤。胃息肉。直肠内肿瘤。（11）内痔。（12）鼻甲肥大，声带息肉等。（四）治疗剂量、治疗时间及疗程治疗剂量：根据病情确定治疗剂量的大大小小。一般规律是急性期剂量宜小，慢性期剂量可较大些，剂量的大小，需参考病人的主观感觉和机器输出功率而定。1.与超短波相仿，根据病人主观感觉大小将剂量为为级：级：无热量，恰在病人感觉阈以下，调节输出时调到病人恰有温感，然后回调至恰无温感为止。级：微热量，恰有温感。级：温热量，有舒适的温热感。级：热量，有明显的热感，但尚可忍受。、级属于小剂量，、级属于大剂量。