声学探测—医用超声

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1、声学检测一、超声学问题超声学：研究超声波的产生、传播、接收，以及各种超声效应和应用的声学分支叫超声学。产生超声波的装置有机械型超声发生器（例如气哨、汽笛和液哨等）、利用电磁感应和电磁作用原理制成的电动超声发生器、以及利用压电晶体的电致伸缩效应和铁磁物质的磁致伸缩效应制成的电声换能器等。一、超声学问题①机械效应。超声在介质中前进时所产生的效应。超声振动可引起组织细胞内物质运动，由于超声的细微按摩，使细胞浆流动、细胞震荡、旋转、摩擦、从而产生细胞按摩的作用，也称为“内按摩”这是超声波治疗所独有的特性.可以改变细胞膜的通透性，刺激细胞半透膜的弥

2、散过程，促进新陈代谢、加速血液和淋巴循环、改善细胞缺血缺氧状态，改善组织营养、改变蛋白合成率、提高再生机能等。使细胞内部结构发生变化，导致细胞的功能变化，使坚硬的结缔组织延伸，松软。②空化作用。超声波作用于液体时可产生大量小气泡。一个原因是液体内局部出现拉应力而形成负压，压强的降低使原来溶于液体的气体过饱和，而从液体逸出，成为小气泡。另一原因是强大的拉应力把液体“撕开”成一空洞，称为空化。空洞内为液体蒸气或溶于液体的另一种气体，甚至可能是真空。因空化作用形成的小气泡会随周围介质的振动而不断运动、长大或突然破灭。破灭时周围液体突然冲入气泡而

3、产生高温、高压，同时产生激波。与空化作用相伴随的内摩擦可形成电荷，并在气泡内因放电而产生发光现象。在液体中进行超声处理的技术大多与空化作用有关。③热效应。由于超声波频率高，能量大，被介质吸收时能产生显著的热效应。人体组织对超声能量有比较大的吸收本领，因此当超声波在人体组织中传播过程中，其能量不断地被组织吸收而变成热量，其结果是组织的自身温度升高。产热过程既是机械能在介质中转变成热能的能量转换过程。即内生热。超声温热效应可增加血液循环，加速代谢，改善局部组织营养，增强酶活力。一般情况下，超声波的热作用以骨和结缔组织为显著，脂肪与血液为最少。

4、④化学效应。超声波的作用可促使发生或加速某些化学反应。例如纯的蒸馏水经超声处理后产生过氧化氢；溶有氮气的水经超声处理后产生亚硝酸；染料的水溶液经超声处理后会变色或退色。这些现象的发生总与空化作用相伴随。超声波还可加速许多化学物质的水解、分解和聚合过程。超声波对光化学和电化学过程也有明显影响。各种氨基酸和其他有机物质的水溶液经超声处理后，特征吸收光谱带消失而呈均匀的一般吸收，这表明空化作用使分子结构发生了改变。医学超声概述它主要研究超声波与生物组织(主要指人体组织)的相互作用机理、规律及其应用。医学超声包括超声诊断和超声治疗。超声诊断研究如

5、何利用各种组织声学特性的差异来区分不同组织，特别是区分正常和病变组织。其物理基础是超声波在生物组织中的传播规律(即组织对声波的作用)及诊断信息提取方法。超声治疗则研究如何利用超声波的生物效应(因声波照射引起的组织结构、功能和生物过程的变化)来治疗某些疾病，其物理基础是超声生物效应的机理和超声剂量学等。医学超声概述医学超声检测原理：医学超声波检查的工作原理与声纳有一定的相似性，即将超声波发射到人体内，当它在体内遇到界面时会发生反射及折射，并且在人体组织中可能被吸收而衰减。因为人体各种组织的形态与结构是不相同的，因此其反射与折射以及吸收超声波

6、的程度也就不同。医生们正是通过仪器所反映出的波型、曲线，或影像的特征来辨别它们。此外再结合解剖学知识、正常与病理的改变，便可诊断所检查的器官是否有病。目前，医生们应用的超声诊断方法有不同的形式，可分为A型、B型、M型及D型四大类。医学超声概述医学超声治疗：一定剂量的超声波作用于人体组织，会产生一定的生物效应，如利用生物效应达到某种医疗目的便构成了超声治疗。超声治疗开始于超声理疗，出现在上世纪30年代。到70年代以后，超声治疗技术取得了长足的发展，不仅传统的超声理疗有了新发展，而且又涌现出一系列新的超声治疗技术，如超声外科、超声治癌及超声碎

7、石等，从而使超声治疗技术进入了一个新的历史发展时期。超声的概念振动频率>20,000Hz的声波——超声波医用频率2.5—13MHz(常用2.5—5MHz)超声波的特点和优点USG特点：对软组织的分辨能力强信息的显示有多种方法USG优点：无损伤、无痛苦、无辐射实时、快捷、准确、方便超声的三个基本物理参数频率(f):声波每秒振动次数，Hz。波长(λ):声波在一个振动周期内所通过的距离，mm声速(C):声波在介质中每秒传播的距离，m/sＣ=f×λλC（m/s）人体软组织声速平均为1540m/s超声的物理特性⒈指向性⒉反射、折射、散射和绕射⒊吸收

8、与衰减⒋分辨力与穿透力⒌多普勒效应近场远场DθD声源直径θ扩散角频率高，波长短，呈直线传播1.超声波的指向性2-1.超声波的反射和折射反射1.声阻抗(z)=介质密度(ρ)×声速(c)△Z＞0.