声学与生命科学

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摘要

简要介绍声学与生命科学的交集,及促进发展。

声学与生命科学

听觉过程涉及生理声学和心理声学。目前能定量地表示声音在人耳产生的主观量(音调和响度),并求得与物理量(频率和强度)的函数关系,这是心理物理研究的重大成果。还建立了测听技术和耳鼓声阻抗测量技术,这是研究中耳和内耳病变的有效工具。

在听觉研究中,所用的设备很简单,但所得结果却惊人的丰富。1961年物理学家贝剀西曾由于在听觉方面的研究获得诺贝尔医学或生理学奖,这是物理学家在边缘学科中的工作受到了承认的例子。目前主要由于对神经系统和大脑的确切活动和作用机理不明,还未形成完整的听觉理论,但这方面已引起了很多声学工作者的重视。

在语言和听觉范围内,基础研究导致很多重要医疗设备的生产:整个装到耳听道内的助听器;保护听力的耳塞,为声带损伤病人用的人工喉,语言合成器,为全聋病人用的触觉感知器和人工耳蜗等等。

除了助听、助语设备外,声学在医学中还有很多可以应用的方面,但发展都很不够或根本未发展,特别是在治疗方面。有迹象说明低强度超声可加速伤口愈合,同时施用超声和 X射线可使对癌症的辐射治疗更加有效,超声辐射可治愈脑血栓等,但这些都未形成常规的治疗手段。

超声检查体内器官,并加以显示的方法有广泛的应用,声波可透过人体并对体内任何阻抗的变化灵敏(折射、反射),因此超声透视颅内、心脏或腹内的某些功效远比 X射线优越,而且不存在辐射病,但使用时也有局限。超声全息用于体内无损检测的技术则尚待发展。

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