超声波的产生与探测.ppt

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超声波的产生与探测

超声波物理基础 前言 第一节 超声波基本概念 第二节 超声波的一般性质 第三节 超声波与物质的作用 第四节 超声波的产生与探测 前言 1793年意大利生物学家斯帕拉捷通过对蝙蝠的飞行观察而发现超声波. 1917年法国物理学家Langevin研制出超声发射器,并用于航海. 1922年德国最早获超声治疗专利. 1946年Firstone提出A型诊断技术 英国唐纳德医生首先把超声应用于产科诊断. 1949年第一次医学超声波学术国际会议. 前言 1950年获得脑肿瘤反射波 1952年开始B型超声研究, 1956年D型超声研究 1958年我国第一台超声诊断仪在上海诞生,复旦大学附属中山医院内科医生徐智章,上海市第六人民医院周永昌提出并参与研究.(A型) 1967年适时B型超声诊断仪诞生 第二节 超声波的性质 一. 超声波的一般性质 在媒质中传播时: 产生反射,折射,干涉,衍射现象 两媒质交界面处-反射强度与入射强度的关系: Ir=(z2-z1/z2+z1 )2Ii 折射强度与入射强度的关系: It=4z2z1Ii/(z2+z1 )2 第二节 超声波的性质 二. 超声波的特性 1 方向性好 因频率高波长短,衍射现象不明显,易定向发射 2 强度大(或能量密度大) 与频率有关,穿透性较强 功率:几百瓦----几千瓦 声压:可达数千大气压; 高能量超声治癌.碎石 3 声阻抗差较大的两媒质界面反射能量大 使用时在人体表面涂耦合剂的作用? 空气中的吸收比在液体或固体中大得多(不显示肺) 4 穿透能力随频率增大而减小? 第三节 超声波与物质的作用 一.超声波的衰减规律 I= I0e-2μx (μ为媒质的声衰减系数,x为在媒质中传播厚度) μ=(2π2ν2/C3) [(3η/ρ)+K(1-1/γ)/ ρ] μ与频率平方成正比,与声速的3次方成反比. *频率越大衰减越快.所以探察深部组织时需用较低声频. *声速越快,在媒质中衰减越慢. 第三节 超声波与物质的作用 二.超声波与物质作用的微观机制 1. 黏滞吸收 2.热传导吸收 3. 驰豫吸收 (二)超声波的产生与探测 1.超声波的产生 利用逆压电效应 把超声频交变电压?压电晶体机械振动超声波 2.超声波的探测 利用正压电效应 超声波机械振动压电晶体 产生交变电压 超声波的发射和探测可以共用同一探头. 怎样工作呢? 超声频率, 脉冲宽度, 脉冲频率 参考文献: 1.王磊,冀敏.医学物理学[M].北京:人民卫生出版社,2013 2.陈亚珠,黄耀熊.医学物理学[M].北京:高等教育出版社,2005 3.百度 A型超声诊断仪 * 超声波物理基础 冀 敏 复旦大学物理系 第一节 超声波的基本概念 1 超声波的频率:20KHz—500MHz.机械纵波 医用超声频率:2MH—5MH,与声波传播速度相同. 可产生声压,声压幅值 Pm= ρc ωΑ 媒质的声阻抗: Z= ρc (软组织Z=1.524×105瑞利) 3 超声波的强度I (与机械波强度定义相同) 超声波强度与振幅的平方成正比,与频率的平方成正比. 强度 I= ρc ω2Α2 /2 三.超声波与物质相互作用的效应 1.机械作用 媒质中粒子做高频机械振动,其加速度可达g的几十万~几百万倍,强烈的机械动能破坏物质的力学结构.粉碎细胞.引起组织化学性质改变. 可用于切割,搅拌,钻孔,清洗,乳化.等, 2.空化作用 产生在液体中.因纵波引起液体疏密变化

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