第二章醫(yī)用診斷X線機基本裝置課件

醫(yī)學影像設備學

2017/09/06

內容背景超聲波的類型123超聲波的概念1.背景生物醫(yī)學超聲學是將物理學中聲學、電子信息工程、材料科學與生物醫(yī)學等學科相結合而形成的一門交叉學科。醫(yī)學超聲物理：研究超聲波在生物組織中的傳播特性和規(guī)律，以達到醫(yī)學診斷和治療的目的。醫(yī)學超聲工程：應用生物組織中超聲傳播的規(guī)律，設計制造用于醫(yī)學診斷和治療的超聲設備。超聲治療：機械效應溫熱效應理化效應

超聲診斷：超聲信號幅度、頻率、相位和時間等參量。

1.背景生物醫(yī)學超聲系統(tǒng)20世紀90年代以來超聲診斷已從單一器官擴大到全身，從靜態(tài)擴到動態(tài)及從模擬到全數(shù)字化，從二維顯示擴大到三維顯示，從單參數(shù)擴大到多參數(shù)。多普勒成像技術、三維成像技術、高頻超聲成像、諧波成像和血管內超聲成像等。超聲溶栓，高強度聚焦超聲腫瘤治療和超聲手術刀等。1.背景20世紀90年代初，瓦蘭西首次提出超聲波聚焦體外熱療的概念，高強度聚焦超聲的非侵入性治療方法逐漸應用于臨床治療。

圖像診斷

X-CT斷層成像核磁共振成像放射性同位素成像超聲成像特點斷層攝影電離輻射非實時

斷層攝影設備昂貴非實時斷層攝影分辨率低放射性藥物斷層成像無創(chuàng)無電離輻射實時動態(tài)設備價格便宜腫瘤治療

放射治療化學治療手術治療超聲治療特點毒副作用明顯，免疫力下降等副作用副作用非常明顯，破壞免疫功能，毒害心血管系統(tǒng)等風險高創(chuàng)傷性大，免疫力自我修復慢患者生活質量低無毒副作用可多次重復治療不開刀無創(chuàng)傷機體恢復快1.背景2.超聲波彈性媒介振動聲源的振動聲波振動：物體在某一平衡位置附近做往復周期性的運動，具有周期性、持續(xù)性、內源性。(震動：非周期性、瞬時性、外源性)波動：振動的傳播過程，分為機械波和電磁波。機械振動在彈性介質中的傳播過程稱為機械波稱為機械波如聲波和超聲波等。1.超聲波是彈性介質中的一種機械波。2.產(chǎn)生機械波的條件為：a.要有做機械振動的波源；b.要有能過傳播機械振動彈性介質。3.振動是產(chǎn)生波動的根源，波動是振動狀態(tài)和振動能量的傳播。2.超聲波

大多數(shù)醫(yī)學超聲設備所用的頻率為2~15MHz，超聲波波長很短，由此決定超聲波具有以下特性：

超聲波方向性好，且頻率越高方向性越好。超聲波能量高，因為能量和超聲波頻率的平方成正比。超聲波的傳播特性，即在介質中直線傳播及遇界面發(fā)生折射、反射、衍射、散射和波形轉換等。超聲波的穿透能力強，且頻率越高，波長越短穿透能力越強。3.1根據(jù)質點的振動方向分類縱波：介質中質點的振動方向與波的傳播方向相同的波，由于介質質點間疏密相間，又稱為壓縮波與疏密波，用Ｌ表示。橫波：介質中質點的振動方向與波的傳播方向互相垂直的波，由于介質質點受到交變的剪切應力作用時產(chǎn)生形變又稱為切變波，用Ｓ或Ｔ表示。振動方向傳播方向縱波傳播方向橫波振動方向類型振動特點傳播介質傳播機制縱波質點振動方向平行于聲傳播方向固體、液體、氣體質點間壓力與拉力橫波質點振動方向垂直于聲傳播方向固體質點間的剪切力表面波質點做橢圓運動橫波與縱波的合成固體質點間表面張力與剪切力板波對稱型(S型)上下表面橢圓運動，中心縱向運動，振動相位相反固體介質(厚度與波長相當?shù)谋“?質點間表面張力與剪切力非對稱型(A型)上下表面橢圓運動，中心橫向運動，振動相位相同3.1對比總結3.2根據(jù)波的形狀分類波的形狀：是波陣面的形狀。波陣面：同一時刻介質中振動相位相同的所有質點連成的面。波前：某一時刻波動所到達的空間各點所連成的面。波線：波的傳播方向。任意時刻，波前只有一個，波陣面有很多；在各項同性的介質中波線恒垂直于波陣面或波前。平面波：波陣面為互相平行平面的波，波源為一平面。平面波束不擴散，各質點振幅為一個常數(shù)，不隨距離的變化而變化。

聲源

xyz柱面波：波陣面為同軸圓柱面的波，波源為一條線。柱面波波束向四周擴散，柱面各質點振幅與距離的平方根成反比。球面波：波陣面為同心球面的波，波源為一點。球面波波束向四面八方擴散，各質點振幅和距離成反比。zxy聲源聲源xzy3.2對比總結類型波陣面聲線聲源類型平面波垂直于傳播方向的平面相互平行的直線平面聲源