超声医学中的关键角色：超声耦合剂

笔墨苍炎

在日常工作中，经常会被患者问道：“大夫，你这往我身上涂的是什么药膏啊？黏黏糊糊的。”我会回答说，这是超声耦合剂，是为了增强探头表面和人体的接触，能使图像显示更清楚。患者多半似懂非懂地点了点头，又问道：“不会对身体有啥伤害吧？”显然，大家对超声耦合剂这一术语并不了解，也不清楚为啥超声检查离不开这个黏糊糊的药膏。今天，我们就这一问题，刨根问底地解释一下为什么做超声检查离不开这个神药。

要弄懂这个问题，我们必须要首先要搞明白医用超声诊断仪是如何成像的？我们都知道，超声波是一种频率大于20000HZ的声波，因为超过了人耳听阈的范围，所以我们是听不到的。我们知道，声音（声波）在不同种类物体中传播速度有快有慢，比如声波在水中的传播速度是1480m/s，而在空气中的传播速度是330m/s。
为啥是这样呢？声波是物体振动产生的一种机械波，它的传播依靠周围环境的物质，好比一群人排排站肩靠肩，你推第一个人，后面依次被几米诺骨牌一样推倒，但是如果其中有人之间距离太远，上一个人没碰到他，那就影响不到后面的人了。空气分子之间靠得远，所以就传播的慢；而水分子之间靠得紧密，它们传播能量的速度很快，一个接一个，这就是为啥声波在密度越大的地方传得越快。水的密度比空气大，因此分子间相互作用明显，分子离得近，传的就快。超声波也是同理。

当超声波进入到两种不同的物质界面时，会发生什么情况呢？①全部透过；②全部被反射回来；③部分透过，部分反射回来。那么究竟是什么因素会决定超声波如何传播呢？这里我们要学习一个名词叫做“声阻抗”（acoustic impedance），它是物质的一种特性，只与物质密度和声波传播速度有关。声阻抗水平决定了超声波入射到两种物质界面时会如何传播。下表所示为多种物质的声阻抗水平。
如果两物质声阻抗相同，则投射全部声波，不发生反射。
如果两物质间声阻抗差异较小，仅少量声波被反射，大多数仍继续传播。
如果两物质间声阻抗差异巨大，则大量声波被反射，仅少数继续传播。

我们可以发现，空气和人体软组织直接的声阻抗差异巨大，按照前面说的原理，把超声探头直接放在人体皮肤表面，则会产生大量声波被反射， 进入不了体内，也就无法显示人体内部脏器的图像了。
然而，我们发现水的声阻抗和人体软组织差异较小，大部分声波可以继续传播用来成像。于是，早期的医学家们最先将超声用于人体是将患者、超声波探头都浸泡在水槽里来显示人体内部图像的。是不是觉得特别不可思议？以前做个超声检查，居然还要跑个澡才行，哈哈。

后来，聪明智慧的学者们发明了超声耦合剂，它是一种水性高分子凝胶，主要成分由丙烯酸树脂、甘油和水组成。PH值呈中性，无毒、无味、无刺激。医用超声耦合剂的发明消除了探头与皮肤之间的空气，成功的完成了超声探头与人体皮肤的无缝连接，患者再也不需要泡在水槽里做检查了。
秋冬季节，皮肤上突然涂上冰凉的耦合剂，感觉超级冷，患者体验不太好。现在有不少更注重人性化服务的医院配备了耦合剂自动加温仪器，这样患者做个超声检查体验就更舒适了。
说到这儿，亲们明白耦合剂的重大用途了吧？我不由得感叹，医学的发展离不开科技的进步，更离不开人类智慧的头脑啊！

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