北航10系1超聲測量基礎(chǔ)-資料下載頁
2025-05-11 01:38本頁面
【正文】 器 聲阻抗 聲阻抗 是描述介質(zhì) (彈性媒質(zhì) )的聲學(xué)特性的一個重要物理量 ,表示超聲場中介質(zhì)對質(zhì)點振動的阻礙作用 . aPZcV???? 對于各向同性的均勻媒質(zhì)中無衰減的平面自由行波來說 ,媒質(zhì)中某點有效聲壓 P與振動質(zhì)點速度有效值 V之比稱為聲阻抗率 ,它用 Z表示： 聲阻抗在數(shù)值上等于介質(zhì)的密度 ρ 與介質(zhì)中聲速 c的乘積。 醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 ? 聲阻抗率和電學(xué)中一個無限長、無損耗傳輸線的特性阻抗相似 ,其中聲壓相當于電壓 ,振速相當于電流強度 ,聲阻抗率相當于電阻。 ? 人體正常組織的聲阻抗率的平均值約為 10 6 牛頓 秒 /米 3 (Ns ／ m 3 ),與超聲測量有關(guān)材料的密度和聲阻抗率則如表所示。 醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 ? 某些組織和材料中的聲阻抗 醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 超聲衰減 ? 超聲波在實際介質(zhì)中傳播時，聲能隨距離的增加而減少，能量的衰減不可避免。 62 ?生物組織對超聲的衰減機制十分復(fù)雜。 ?除組織對超聲波的反射、散射等引起的能量的分散之外 ,組織對超聲能量的吸收而造成的衰減不可忽視。 醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 ?影響衰減的因素很多，主要分為兩大類： 面發(fā)生反射、折射和散射超聲 波能量再分布 。 能量被吸收轉(zhuǎn)換 成熱能等其他能量。 醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 人體組織中超聲的衰減 ? 人體軟組織對超聲波的吸收不僅與介質(zhì)的物理特性有關(guān)，而且與其生理狀態(tài)有關(guān)。 ? 臨床實驗可知，正常組織與病變組織對超聲的吸收不同，癌組織對超聲的吸收大，炎癥組織次之，正常組織最小。 64 醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 衰減隨超聲波頻率的變化 ? 研究表明，超聲波在生物組織中傳播時的衰減不但決定于距離，還與頻率有關(guān)。 ? 當超聲頻率在 1MHz－ 15 MHz范圍內(nèi)，超聲波被人體組織吸收的系數(shù)幾乎與頻率成正比，其吸收衰減系數(shù)為 / (cmMHz) 。 ? 幾乎 80%的超聲波被膠原蛋白吸收。吸收衰減系數(shù)主要由超聲頻率、組織粘滯性等決定。 65 醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 衰減規(guī)律描述 ? 規(guī)律復(fù)雜 ， 但一般情況下規(guī)律可表示為： ? A0是波的變量（例如質(zhì)點速度，聲壓）在z=0時的峰值。 Az是相同的變量在 z位置的峰值。 66 00zZA A e???醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 衰減系數(shù) μ 0是媒質(zhì)的幅度衰減系數(shù)，此處用每厘米衰減多少奈培做單位，即 Np/cm。因此 ? 通常用衰減系數(shù)描述衰減，表示每厘米衰減多少奈培或分貝，即 dB/cm。 67 1( ) l n ( )oozAzA? ??/pN cm醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 人體組織對超聲波的衰減系數(shù) 介質(zhì)名稱 平均衰減系數(shù)（? ?11/??? M H zcmdB ) 血液 肝 腎 肌肉 ～ 軟組織 ～ 顱骨 20 肺 40 空氣 10 水 醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 超聲生物效應(yīng) ? 近 20年來，研究人員在器官、細胞、分子等水平上對超聲生物效應(yīng)課題進行了廣泛研究。 ? 超聲生物效應(yīng)問題十分復(fù)雜，取決于許多生物物理方面因素。 ? 這里僅對其基本的機理和規(guī)律加以簡單闡述。 醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 超聲波對人體組織的幾種生物效應(yīng) 熱機制 – 被組織吸收的超聲波對分子產(chǎn)生作用會導(dǎo)致兩種基本的結(jié)果 : 1. 分子振動和轉(zhuǎn)動能量發(fā)生可逆轉(zhuǎn)性的增加，這一點由組織溫度上升所體現(xiàn)； 2. 分子結(jié)構(gòu)永久性地被改變。 醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 機械機制 超聲波在人體中傳播時的振動和壓力會對細胞和組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生直接的效應(yīng)。如細胞和細胞器可以會被高強度超聲波產(chǎn)生的剪切力所粉碎。 空化機制 聲空化可以定義為充有氣體和水蒸氣的空腔在外場作用下發(fā)生振蕩的任何現(xiàn)象?？栈臋C理相當復(fù)雜，在對聲空化的研究中還有許多未知的領(lǐng)域 醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 ? 超聲生物效應(yīng)在很大的程度上取決于輻射超聲的強度和持續(xù)時間。在一定的 閾值范圍內(nèi) ，超聲對人體的損傷可以忽略不計，或起到治療作用。 ? 目前的實用技術(shù) 如：高強度聚焦超聲治療儀器、超聲熱療治癌儀、超聲手術(shù)刀、白內(nèi)障超聲乳化儀靶向超聲、超聲造影等等 醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 作 業(yè) ? 查閱文獻 1. 什么叫超聲顯微鏡？ 2. 超聲顯微鏡的發(fā)展歷程？ 3. 目前最好的超聲顯微鏡的分辨率？ 4. 超聲顯微鏡在科研方面的用途？ 醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 ?END
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