第7章 醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備與應(yīng)用.ppt
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第7章 醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備與應(yīng)用
超聲發(fā)展
? 1982年日本Namekawa、美國Bommer應(yīng)用多點選通，自相關(guān)分析、彩色編碼技術(shù)創(chuàng)立二維彩色多普勒顯像技術(shù)----日本Aloka公司研制第一臺二維彩色多普勒顯像儀
? 1985年國際心臟多普勒學(xué)會成立，我國加入。
? 1985年《中國超聲醫(yī)學(xué)雜志》創(chuàng)刊
? 1988年張運院士撰寫我國第一部《多普勒超聲心動圖學(xué)》
7.1 超聲影像設(shè)備簡述
超聲影像設(shè)備按功能劃分為兩種
? 超聲診斷設(shè)備
? 超聲治療設(shè)備
? 超聲診斷與CT、核磁共振和同位素掃描共稱為四大影像診斷技術(shù)
7.1.2 超聲影像設(shè)備功能
超聲影像設(shè)備以強度低、頻率高、對人體無損傷、安全無痛苦、顯示方法多樣而著稱，尤其對人體軟組織的探測和心血管臟器的血流動力學(xué)觀察有獨到之處，彌補了X線診斷和同位素診斷的不足，已成為各醫(yī)院必備的現(xiàn)代影像檢查的主要方法。
超聲影像設(shè)備的四大基本功能是測量、診斷、監(jiān)測與治療。
超聲波是一種高頻機械波，頻率范圍為15-60kHz，一般高于20kHz，超聲波的主要特征為：
a. 波長短，近似作直線傳播；在固體和液體內(nèi)衰減比電磁波小，其傳播特性和媒質(zhì)的性質(zhì)密切相關(guān)。
b. 能量集中，因而能形成高的溫度，產(chǎn)生劇烈振動，引起激震波，液體中的空化作用等，結(jié)果產(chǎn)生機械，熱，光，電，化學(xué)及生物等各種效應(yīng)。
由于超聲波的瞬時空化可實現(xiàn)高溫和局部的高壓，超聲波通常被用于過程強化和引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，
超聲作用原理：空化作用
當(dāng)一定頻率的超聲波作用于液體時，由于液體中一部分氣泡其尺寸適宜，將發(fā)生共振現(xiàn)象，此時，大于共振尺寸的氣泡在超聲的作用下，被驅(qū)出液體外；小于共振尺寸的氣泡則在超聲波的作用下逐漸變大，在接近共振尺寸時，在聲波的稀疏段，氣泡迅速脹大，由于摩擦可產(chǎn)生電荷，在聲波的壓縮段，氣泡又被突然壓縮，直到湮滅。氣泡在湮滅過程中，其內(nèi)部可達數(shù)千度的高溫和幾千個大氣壓的高壓，并產(chǎn)生放電，發(fā)光等現(xiàn)象。這種現(xiàn)象成為"空化現(xiàn)象"。
在超聲場中液體中的微小氣泡首先經(jīng)歷氣泡的振蕩及生長過程，即穩(wěn)態(tài)空化；
然后是氣泡的壓縮和崩潰過程，即瞬態(tài)空化。
空化效應(yīng)可促進反應(yīng)，強化傳質(zhì)過程。
(2) 熱效應(yīng)
由于介質(zhì)吸收超聲波及摩擦損耗，分子劇烈振動，超聲波的機械能轉(zhuǎn)化為介質(zhì)的內(nèi)能，造成介質(zhì)溫度升高，超聲波的強度越大，產(chǎn)生的熱效應(yīng)越強。
因此，控制超聲波的強度，可使物質(zhì)的組織內(nèi)部溫度瞬時升高，加快有效成分的溶出。氣泡崩潰之后，泡內(nèi)"熱點"驟然冷卻，冷卻速度達108K/s。如此急劇冷卻速率將引起原料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的急劇變化。
(3) 機械作用
超聲波傳遞的機械能可在液體中形成有效的攪動與流動，，從而破壞了介質(zhì)結(jié)構(gòu)，粉碎了液體中的顆粒，從而產(chǎn)生了普通低頻機械攪拌起不到的效果。這種機械作用可產(chǎn)生擊碎，切割及凝聚等效果。
超聲波空化作用所產(chǎn)生的巨大壓力將造成生物細胞壁及整個生物體的破裂，與此同時，超聲波的振動作用強化了胞內(nèi)物質(zhì)的釋放，擴散和溶解。在被破碎的瞬間生物活性保持不變，破碎速度和提取率均可得到提高。
超聲作用原理：乳化作用
空化氣泡振動對固體表面產(chǎn)生的強烈射流及局部微沖流，能顯著減弱液體的表面張力及摩擦力。并破壞固-液界面的附面層。利用超聲振動及空化的壓力，高溫效應(yīng)，促使兩種液體，兩種固體，或液-固，液-氣界面之間，發(fā)生分子的相互滲透，形成新的物質(zhì)屬性 ......
第7章 醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備與應(yīng)用
超聲發(fā)展
? 1982年日本Namekawa、美國Bommer應(yīng)用多點選通，自相關(guān)分析、彩色編碼技術(shù)創(chuàng)立二維彩色多普勒顯像技術(shù)----日本Aloka公司研制第一臺二維彩色多普勒顯像儀
? 1985年國際心臟多普勒學(xué)會成立，我國加入。
? 1985年《中國超聲醫(yī)學(xué)雜志》創(chuàng)刊
? 1988年張運院士撰寫我國第一部《多普勒超聲心動圖學(xué)》
7.1 超聲影像設(shè)備簡述
超聲影像設(shè)備按功能劃分為兩種
? 超聲診斷設(shè)備
? 超聲治療設(shè)備
? 超聲診斷與CT、核磁共振和同位素掃描共稱為四大影像診斷技術(shù)
7.1.2 超聲影像設(shè)備功能
超聲影像設(shè)備以強度低、頻率高、對人體無損傷、安全無痛苦、顯示方法多樣而著稱，尤其對人體軟組織的探測和心血管臟器的血流動力學(xué)觀察有獨到之處，彌補了X線診斷和同位素診斷的不足，已成為各醫(yī)院必備的現(xiàn)代影像檢查的主要方法。
超聲影像設(shè)備的四大基本功能是測量、診斷、監(jiān)測與治療。
超聲波是一種高頻機械波，頻率范圍為15-60kHz，一般高于20kHz，超聲波的主要特征為：
a. 波長短，近似作直線傳播；在固體和液體內(nèi)衰減比電磁波小，其傳播特性和媒質(zhì)的性質(zhì)密切相關(guān)。
b. 能量集中，因而能形成高的溫度，產(chǎn)生劇烈振動，引起激震波，液體中的空化作用等，結(jié)果產(chǎn)生機械，熱，光，電，化學(xué)及生物等各種效應(yīng)。
由于超聲波的瞬時空化可實現(xiàn)高溫和局部的高壓，超聲波通常被用于過程強化和引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，
超聲作用原理：空化作用
當(dāng)一定頻率的超聲波作用于液體時，由于液體中一部分氣泡其尺寸適宜，將發(fā)生共振現(xiàn)象，此時，大于共振尺寸的氣泡在超聲的作用下，被驅(qū)出液體外；小于共振尺寸的氣泡則在超聲波的作用下逐漸變大，在接近共振尺寸時，在聲波的稀疏段，氣泡迅速脹大，由于摩擦可產(chǎn)生電荷，在聲波的壓縮段，氣泡又被突然壓縮，直到湮滅。氣泡在湮滅過程中，其內(nèi)部可達數(shù)千度的高溫和幾千個大氣壓的高壓，并產(chǎn)生放電，發(fā)光等現(xiàn)象。這種現(xiàn)象成為"空化現(xiàn)象"。
在超聲場中液體中的微小氣泡首先經(jīng)歷氣泡的振蕩及生長過程，即穩(wěn)態(tài)空化；
然后是氣泡的壓縮和崩潰過程，即瞬態(tài)空化。
空化效應(yīng)可促進反應(yīng)，強化傳質(zhì)過程。
(2) 熱效應(yīng)
由于介質(zhì)吸收超聲波及摩擦損耗，分子劇烈振動，超聲波的機械能轉(zhuǎn)化為介質(zhì)的內(nèi)能，造成介質(zhì)溫度升高，超聲波的強度越大，產(chǎn)生的熱效應(yīng)越強。
因此，控制超聲波的強度，可使物質(zhì)的組織內(nèi)部溫度瞬時升高，加快有效成分的溶出。氣泡崩潰之后，泡內(nèi)"熱點"驟然冷卻，冷卻速度達108K/s。如此急劇冷卻速率將引起原料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的急劇變化。
(3) 機械作用
超聲波傳遞的機械能可在液體中形成有效的攪動與流動，，從而破壞了介質(zhì)結(jié)構(gòu)，粉碎了液體中的顆粒，從而產(chǎn)生了普通低頻機械攪拌起不到的效果。這種機械作用可產(chǎn)生擊碎，切割及凝聚等效果。
超聲波空化作用所產(chǎn)生的巨大壓力將造成生物細胞壁及整個生物體的破裂，與此同時，超聲波的振動作用強化了胞內(nèi)物質(zhì)的釋放，擴散和溶解。在被破碎的瞬間生物活性保持不變，破碎速度和提取率均可得到提高。
超聲作用原理：乳化作用
空化氣泡振動對固體表面產(chǎn)生的強烈射流及局部微沖流，能顯著減弱液體的表面張力及摩擦力。并破壞固-液界面的附面層。利用超聲振動及空化的壓力，高溫效應(yīng)，促使兩種液體，兩種固體，或液-固，液-氣界面之間，發(fā)生分子的相互滲透，形成新的物質(zhì)屬性 ......
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