第二章医用诊断X线机基本装置课件.ppt

医学影像设备学,陶敏慧商丘医学高等专科学校,2017/09/06,内容,背景,超声波的类型,1,2,3,超声波的概念,1.背景,生物医学超声学是将物理学中声学、电子信息工程、材料科学与生物医学等学科相结合而形成的一门交叉学科。,医学超声物理：研究超声波在生物组织中的传播特性和规律，以达到医学诊断和治疗的目的。医学超声工程：应用生物组织中超声传播的规律，设计制造用于医学诊断和治疗的超声设备。,生物医学超声系统,1.背景,超声设备体系,1.连续波超声设备 2.脉冲波超声设备,1.回波式超声诊断仪2.透射式超声诊断仪,物理方法,1.A型超声诊断仪2.超声外科设备3.超声治疗设备4.介入性超声设备5.超声CT等,超声波形,1.背景,生物医学超声系统,20世纪90年代以来超声诊断已从单一器官扩大到全身，从静态扩到动态及从模拟到全数字化，从二维显示扩大到三维显示，从单参数扩大到多参数。,多普勒成像技术、三维成像技术、高频超声成像、谐波成像和血管内超声成像等。,超声溶栓，高强度聚焦超声肿瘤治疗和超声手术刀等。,1.背景,20世纪90年代初，瓦兰西首次提出超声波聚焦体外热疗的概念，高强度聚焦超声的非侵入性治疗方法逐渐应用于临床治疗。,1.背景,2.超声波,弹性媒介振动,声源的振动,声波,振动：物体在某一平衡位置附近做往复周期性的运动，具有周期性、持续,性、内源性。(震动：非周期性、瞬时性、外源性),波动：振动的传播过程，分为机械波和电磁波。机械振动在弹性介质中的,传播过程称为机械波称为机械波如声波和超声波等。,1.超声波是弹性介质中的一种机械波。2.产生机械波的条件为：a.要有做机械振动的波源；b.要有能过传播机械振动弹性介质。3.振动是产生波动的根源，波动是振动状态和振动能量的传播。,2.超声波,波长：同一波线上两个相邻的同相位点之间的距离，用(m)表示。,频率：波动过程中任一定点在1s内所通过完整波的个数，用 f(Hz)表示。,频率范围(Hz),声音定义,20,次声波,20000,超声波,20-20000,50,50-2000,2000,低频声,中频声,高频声,声波,波速：波动在弹性介质中，单位时间内所传播的距离，用c(m/s)表示。,=c/f=c*T T=1/f,（3.1）,由3.1可知，当频率一定时，波速越大，波长就越大；当波速一定时，频率越低，波长越长。,2.超声波,大多数医学超声设备所用的频率为215MHz，超声波波长很短，由此决定超声波具有以下特性：,超声波方向性好，且频率越高方向性越好。超声波能量高，因为能量和超声波频率的平方成正比。超声波的传播特性，即在介质中直线传播及遇界面发生折射、反射、衍射、散射和波形转换等。超声波的穿透能力强，且频率越高，波长越短穿透能力越强。,3.超声波的类型,根据质点的振动方向分类根据波的形状分类根据振动的持续时间分类,3.1 根据质点的振动方向分类,纵波：介质中质点的振动方向与波的传播方向相同的波，由于介质质点间疏密相间，又称为压缩波与疏密波，用表示。,横波：介质中质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的波，由于介质质点受到交变的剪切应力作用时产生形变又称为切变波，用或表示。,振动方向传播方向纵波,传播方向横波,振动方向,表面波：当介质表面受到交变应力作用时产生沿介质表面的波，也成瑞利波，常用表示。,板波：在板厚与波长相当的弹性波板中传播的波，分为SH波和兰姆波。,气体,固体,传播方向质点的振动方向,表面波,SH波：水平偏振的横波在薄板中的传播。质点的振动方向,传播方向,兰姆波：对称性(S型)和非对称性(A型)。(a)对称性(s型)(b)非对称性(A型),传播方向,3.1 对比总结,3.2 根据波的形状分类,波的形状：是波阵面的形状。波阵面：同一时刻介质中振动相位相同的所有质点连成的面。波前：某一时刻波动所到达的空间各点所连成的面。波线：波的传播方向。任意时刻，波前只有一个，波阵面有很多；在各项同性的介质中波线恒垂直于波阵面或波前。,平面波：波阵面为互相平行平面的波，波源为一平面。平面波束不扩散，各质点振幅为一个常数，不随距离的变化而变化。声源,x,y,z,柱面波：波阵面为同轴圆柱面的波，波源为一条线。柱面波波束向四周扩散，柱面各质点振幅与距离的平方根成反比。球面波：波阵面为同心球面的波，波源为一点。球面波波束向四面八方扩散，各质点振幅和距离成反比。,z,x,y,声源,声源,x,z,y,3.2 对比总结,连续波：波源连续不断的振动所发射的波。脉冲波：波源振动持续时间很短，间歇辐射的波。,3.3根据振动的持续时间分类,t,A,t,A,Thank You!,