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(gè)重要物理量 ,表示超聲場中介質(zhì)對(duì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的阻礙作用 . aPZcV???? 對(duì)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(diǎn)有效聲壓 P與振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)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(gè)無限長、無損耗傳輸線的特性阻抗相似 ,其中聲壓相當(dāng)于電壓 ,振速相當(dāng)于電流強(qiáng)度 ,聲阻抗率相當(dāng)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(shí)際介質(zhì)中傳播時(shí)，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(duì)超聲的衰減機(jī)制十分復(fù)雜。 ?除組織對(duì)超聲波的反射、散射等引起的能量的分散之外 ,組織對(duì)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(duì)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(shí)驗(yàn)可知，正常組織與病變組織對(duì)超聲的吸收不同，癌組織對(duì)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(shí)的衰減不但決定于距離，還與頻率有關(guān)。 ? 當(dāng)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(diǎn)速度，聲壓）在z=0時(shí)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(duì)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(xì)胞、分子等水平上對(duì)超聲生物效應(yīng)課題進(jìn)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(duì)其基本的機(jī)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(duì)人體組織的幾種生物效應(yīng) 熱機(jī)制 – 被組織吸收的超聲波對(duì)分子產(chǎn)生作用會(huì)導(dǎo)致兩種基本的結(jié)果 : 1. 分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能量發(fā)生可逆轉(zhuǎn)性的增加，這一點(diǎn)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(jī)械機(jī)制 超聲波在人體中傳播時(shí)的振動(dòng)和壓力會(huì)對(duì)細(xì)胞和組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生直接的效應(yīng)。如細(xì)胞和細(xì)胞器可以會(huì)被高強(qiáng)度超聲波產(chǎn)生的剪切力所粉碎。 空化機(jī)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(jī)理相當(dāng)復(fù)雜，在對(duì)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(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間。在一定的 閾值范圍內(nèi) ，超聲對(duì)人體的損傷可以忽略不計(jì)，或起到治療作用。 ? 目前的實(shí)用技術(shù) 如：高強(qiáng)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(xiàn) 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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