声学探测医用超声
超声声波技术在医疗领域中的应用
超声声波技术在医疗领域中的应用随着医学技术的日益发展，超声声波技术已经成为医疗领域中不可或缺的一种技术手段。
超声声波作为一种物理学原理，在医学影像方面的应用十分广泛。
它能够用来诊断各种疾病，磨去或销毁病变组织，还可以用来进行手术指导和治疗监测。
本文将着重探讨超声声波技术在医疗领域中的应用，以及它所带来的一些优势和局限性。
超声声波技术在医疗诊断中的应用超声声波技术在医学影像方面的应用非常广泛。
随着医学技术的不断进步，超声声波扫描技术已经能够清晰地呈现人体各个组织和器官的结构和状态。
它不依赖于X射线，能够避免辐射的危害，对于孕妇等特殊人群较为适用。
目前，超声声波技术已经被广泛应用于人体内脏组织的检测、心血管疾病的诊断、肝脏疾病、乳腺癌等疾病的筛查及诊断等多方面的临床检查。
其中，胎儿超声检查是超声声波技术在医学领域中应用最为广泛的一个方面。
胎儿超声检查是孕期时期的一种无创性检测方法，通过超声反射形成图像，检查胎儿的身体发育和各个器官的结构和功能是否正常。
近年来，胎儿超声检查技术得到了极大的发展，不仅能够检查胎儿器官发育情况，还能够进行脊柱畸形的筛查、羊膜腔积液的检查等。
超声声波技术在医疗治疗中的应用超声声波技术不仅在医学诊断中有着广泛的应用，它还可以被用于医疗治疗中。
高强度聚焦超声技术（HIFU）是一种利用高强度聚焦超声将能量直接聚焦在人体组织内的一种技术。
HIFU技术在肿瘤治疗中的应用最为广泛。
HIFU技术能够直接将超声能量聚焦在人体组织内，形成高温区，在3000℃至4000℃的高温下，组织细胞的蛋白质会发生凝固和变性，从而导致细胞死亡。
由此可知，HIFU技术是一种非侵入性治疗方法，不会损伤人体健康组织，可有效治疗多种肿瘤。
目前，HIFU技术已经成功用于手术前治疗肾癌、子宫肌瘤、前列腺癌等疾病。
超声声波技术的优劣性超声声波技术在医学领域中应用广泛，它具有较高的分辨率和清晰度，能直观地呈现人体组织结构和器官状态。
医用超声波仪的主要功能是什么
医用超声波仪的主要功能是什么医用超声波仪是一种广泛应用于医疗领域的重要设备，它利用超声波技术对人体组织进行影像检查和诊断。
医用超声波仪具有多种功能，以下将逐一介绍：1. 影像检查和诊断医用超声波仪的主要功能是提供医生对人体内部器官、组织和血管等进行非侵入性的影像检查和诊断。
通过超声波的高频振动，仪器可以产生精确的图像，帮助医生观察和评估患者的病变情况。
例如，它可以用于产科检查，监测胎儿生长和检测出先天性异常。
2. 导引手术和穿刺引导另一个重要的功能是利用超声波进行导引手术和穿刺引导。
通过超声波图像，医生可以准确定位到体内目标，如肿瘤、囊肿或异物，并对其进行手术或穿刺操作。
这种引导方式可以提高手术的精确性和安全性，并减少损伤。
3. 血流评估和心脏功能检测医用超声波仪可以用来评估血流状态和心脏功能。
通过超声波技术，可以在心脏区域获得高清晰的图像，从而观察心脏壁运动和心脏瓣膜的张合情况，评估心脏功能是否正常。
同时，它还可以检测血流速度和方向，帮助医生发现血管狭窄、堵塞或异常血流等问题。
4. 肿瘤检测和监测医用超声波仪在肿瘤检测和监测方面也发挥着重要作用。
超声波可以帮助医生确定肿块的性质，是良性还是恶性。
同时，通过连续观察肿瘤的生长情况和血流灌注情况，医生可以及时评估肿瘤的活跃度和治疗效果。
5. 无创监测和评估医用超声波仪也被广泛用于无创监测和评估的领域，如妇产科、心血管科和神经科等。
它可以帮助医生监测胎儿的生长、妊娠并发症的发展和变化，评估心血管疾病患者的治疗效果，及时发现颅内异常情况等。
在应用医用超声波仪时，医生需要根据具体的病情和需要选择合适的超声波探头和扫描模式，以获取清晰的图像。
此外，医用超声波仪也逐渐与其他医疗设备进行整合，如超声引导下的手术和超声与磁共振成像相结合等，进一步提高了临床诊断和治疗的效果。
总结而言，医用超声波仪的主要功能包括影像检查和诊断、导引手术和穿刺引导、血流评估和心脏功能检测、肿瘤检测和监测以及无创监测和评估。
医用超声源检定中需要注意的事项
过 高 的声输 出可 能危 及 患者 的健 康 ． 而输 出声强 是 Ｂ 仪器 的 重要 安 全 指标 ．它 的 合格 与 否 直接 影 响 到 Ｂ 超
重 大进 步 。 为此 所需 的掩 模 。 中 国科学 院 声学 所 （ 与 声
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五、 心率 测量 范 围及 其误 差 的检 定
第 一 作者 简 介 ： 自力 军 。 任 河 北 省 计 量 科学 研 究 现 所 副所 长 。 国 时 间频 率 计量 技术 委 员 会 委 员 ， 全 河北 省
心 率 测 量 范 围及 其 误 差 的 测 量 按 照综 合灵 敏度 检 测 时 的要求 进 行 即可 此 外 ． 定 时还 应 尽 量 避 免 外 界 的机 械振 动 、 气 检 空 流通 、 噪声 、 场 等 物 理 干扰 一检 定 结 束后 应 立 即取 下 磁 声 衰减 器 ． 清 水洗 净 后 ． 用 软布 或 滤纸 轻拭 后 晾 干 。 用 再 清 洗 过程 中应 注 意不 能碰 伤 声 衰 减 器 表 面 。擦 拭 透 声 薄 膜时 要格 外 小 心 ． 以免碰 破 薄膜
医用超声设备简介介绍
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按技术
可分为B型超声设备、彩 色多普勒超声设备、三维 超声设备等。
医用超声设备的应用领域
诊断领域
医用超声设备可用于诊断各种疾病，如心脏 病、脑血管病、肝病、肾病等。
治疗领域
医用超声设备可用于治疗肿瘤、结石等病变 ，以及辅助外科手术。
科研领域
医用超声设备在科研领域也有广泛应用，如 生物学、医学物理学等方面的研究。
02
医用超声设备的组成及功能
主机系统
发射电路
产生高频电信号，激励探头产 生超声波。
接收电路
接收探头接收到的反射超声波 ，转换为电信号。
信号处理电路
对接收到的信号进行处理，如 放大、滤波、数字化等。
图像处理与显示系统
将处理后的信号转换为图像， 并显示在屏幕上。
探头系统
01
02
03
04
探头外壳
由金属或非金属材料制成，保 护探头内部结构。
04
预防性维护
定期进行预防性维护，包括清 洁、检查、保养等，以确保设 备的正常运行。
维护保养与常见故障排除
日常维护
每天对设备进行清洁和维护，确 保设备的正常运行。
定期保养
按照制造商的建议，定期对设备 进行全面检查和保养。
故障排除
遇到设备故障时，应及时联系供 应商或专业维修人员进行维修。 同时，应建立设备故障记录，以 便对常见问题进行预防性维护和
医用超声设备简介介绍
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目录
CONTENTS
• 医用超声设备概述 • 医用超声设备的组成及功能 • 医用超声设备的发展历程与趋势 • 医用超声设备的选购与使用 • 医用超声设备与其他医学影像设备的比较 • 医用超声设备在临床应用中的案例分析
《超声波探测》课件
在超声波的引导下，医生可以对病变部位进行精确的穿刺，提高 诊断的准确性。
工业无损检测
检测材料缺陷
超声波可以检测材料内部是否存在裂纹、气孔等缺陷，确保产品 质量。
检测焊接质量
在焊接过程中，超声波可以检测焊缝的质量，确保焊接牢固可靠。
检测复合材料
对于复合材料，超声波可以检测其内部结构是否均匀，是否存在分 层等现象。
对于液体和气体，超声波的传播特性较差，不适用于此类物质
的探测。
对温度和压力敏感
03
超声波的传播速度会受到温度和压力的影响，因此在使用时需
要注意环境条件。
04
超声波探测的实际应用
医学超声波探测
诊断胎儿发育
通过超声波探测，医生可以观察胎儿的发育情况，判断是否存在 异常。
检测肿瘤
超声波可以用于检测人体内的肿瘤，帮助医生制定治疗方案。
超声波探测系统的优缺点
实时性高
可以实时获取探测结果，方便快捷。
成本低廉
相对于其他检测方法，超声波探测系统的成 本较低。
操作简便
通常不需要特殊的技术人员，操作简单方便 。
超声波探测系统的优缺点
对金属材料穿透性差
01
对于金属材料，超声波的穿透能力较差，可能无法得到理想的
探测结果。
对液体和气体不适用
02
可分为单探头超声波探测系统、双探 头超声波探测系统、多探头超声波探 测系统等。
按应用领域分类
可分为医用超声波探测系统、工业超 声波探测系统、科学超声波探测系统 等。
超声波探测系统的优缺点
穿透性强
能够穿透大多数非金属材料，如人体 组织、木材、塑料等。
无损检测
对被检测物体不会造成损伤，适用于 许多领域。
医疗声学设备在诊断和治疗中的应用研究
医疗声学设备在诊断和治疗中的应用研究医疗技术的不断发展为人类健康带来了更多的希望和可能，其中医疗声学设备作为一种重要的诊断和治疗工具，发挥着日益关键的作用。
本文将深入探讨医疗声学设备在医疗领域的应用，包括其在诊断和治疗方面的具体表现、优势以及未来的发展趋势。
一、医疗声学设备的基本原理医疗声学设备主要基于声波在人体组织中的传播、反射和吸收特性来工作。
声波在不同组织中的传播速度和衰减程度不同，这使得通过接收和分析声波信号可以获取有关组织内部结构和生理状态的信息。
常见的医疗声学设备包括超声设备、听力检测设备等。
超声设备利用高频声波（通常在 1 至 20 兆赫兹之间）穿透人体组织，并根据反射回来的声波形成图像。
听力检测设备则通过发出特定频率和强度的声音来评估患者的听力水平。
二、医疗声学设备在诊断中的应用（一）超声诊断超声诊断是医疗声学设备在诊断领域最广泛的应用之一。
它可以用于腹部、心血管、妇产、小器官等多个部位的检查。
在腹部检查中，超声能够清晰地显示肝脏、胆囊、胰腺、脾脏等器官的形态、大小、结构和病变情况，如肿瘤、结石、炎症等。
对于心血管系统，超声心动图可以评估心脏的结构和功能，包括心肌厚度、心室大小、瓣膜状态以及血流动力学参数，有助于诊断先天性心脏病、冠心病、心肌病等疾病。
在妇产科领域，超声在孕期检查中起着至关重要的作用。
它可以监测胎儿的发育情况，包括胎儿的大小、胎位、心率、器官发育等，还能早期发现胎儿的先天性畸形。
此外，超声在妇科疾病的诊断中也有重要价值，如子宫肌瘤、卵巢囊肿等的诊断和鉴别诊断。
（二）听力诊断听力障碍是一种常见的健康问题，影响着不同年龄段的人群。
听力检测设备能够准确评估患者的听力损失程度和类型，为治疗方案的制定提供依据。
纯音听力测试通过向患者耳朵发送不同频率和强度的纯音，患者作出响应，从而确定其听力阈值。
声导抗测试则通过测量中耳的压力和顺应性来评估中耳的功能状态。
三、医疗声学设备在治疗中的应用（一）高强度聚焦超声治疗（HIFU）HIFU 是一种非侵入性的肿瘤治疗方法。
医用超声仪器分类
医用超声仪器分类近年来，随着医学科技的不断进步，医疗设备的种类也愈发增多。
其中，医用超声仪器在医学诊断与治疗中发挥着重要的作用。
医用超声仪器主要利用超声波进行影像成像，以帮助医生诊断病情、指导手术和治疗等。
根据其功能和适用范围的不同，医用超声仪器可以分为以下几类。
一、超声诊断仪超声诊断仪是最常见的一类医用超声仪器，它广泛应用于各个医学领域。
超声诊断仪通过超声波的传播和反射，生成人体内部的图像，帮助医生诊断疾病。
根据不同的应用领域和需求，超声诊断仪又可分为以下几类。
1. 腹部超声诊断仪：主要用于腹腔内脏器官的检查和诊断，如肝脏、胆囊、胰腺等。
腹部超声诊断仪通常具有较高的分辨率和深度探测能力，以满足复杂病变的检测。
2. 心脏超声诊断仪：用于检查和评估心脏的结构和功能，并对心脏疾病进行诊断。
心脏超声诊断仪通常具有多普勒功能，可以观察血流速度和流向，对心脏瓣膜功能和心血管病变进行评估。
3. 乳腺超声诊断仪：专门用于乳腺疾病的检查和评估。
乳腺超声诊断仪可以帮助医生确定肿块的性质、大小和位置，对乳腺癌的早期诊断和筛查具有重要意义。
4. 超声内镜：结合内镜技术和超声技术，对消化道等腔内器官进行检查和治疗。
超声内镜可直接观察器官粘膜和病变部位，对胃肠道疾病的诊断和治疗提供了重要的手段。
二、超声治疗仪超声治疗仪是利用超声波的生物物理效应来进行治疗的医用仪器。
超声波的热效应和机械效应可以促进组织的修复和再生，并且具有消炎、镇痛等作用。
超声治疗仪广泛应用于康复医学、运动医学和理疗领域，对于骨骼肌肉损伤、关节炎、软组织损伤等有显著的疗效。
三、超声手术仪超声手术仪是一种结合了超声成像和手术刀具的医用仪器，它能够在超声可视化的指导下进行精确的手术操作。
超声手术仪可以应用于肿瘤切除、射频消融和抽吸等手术，具有创伤小、准确性高的优点。
综上所述，医用超声仪器根据其功能和适用范围的不同可以分为超声诊断仪、超声治疗仪和超声手术仪。
这些仪器在现代医学中起到了重要的作用，为医生提供了高质量的诊断和治疗手段，帮助患者获得更好的健康。
医用超声新技术
医用超声新技术
一、三维超声成像
三维超声比二维提供更充分的空间信息，在心肌 损伤的定位、胸腹部肿瘤的检测、怀孕期的评估 (持别是早期怀孕畸形的检测)等方面有重大的价 值。
三维超声扫查 机械扫描(如克雷茨公司的) ——旋转或摆动 电子扫描(如AI公司的)——方阵列三维探头 三维重超与常规模拟Ｂ超有两大重要区别：
第一
在常规模拟Ｂ超中，延迟线采用多抽头的Ｌ-Ｃ模拟延 迟线，靠电子开关控制，所以电路庞大，造价高，还 会引起插入损耗、阻抗失配及开关瞬态造成的假象， 且硬件系统不易调整延迟时间；
而在全数字Ｂ超中，采用全数字延迟线，延迟时间可 用软件编程，在换用不同探头时，能自动配合或手动 调整延迟时间至最佳。
B型超声断层成像反映的是组织性质和状态信息，例如可 对组织散射系数进行测定。有研究结果显示，对活体正常 肝脏、肝硬化心脏肝转移性腺癌的北向散射系数检测与实 际值十分接近。
计算机断层成像理论和技术是建立在射线在被扫 描物体中沿原来的射线方向传输的前提上，对X 线或γ射线是没有问题的，然而当超声穿出组织时 引起的折射和衍射会使超声波束偏离原来的指向， 因此得到的衰减剖面影像可能不是沿着原来声速 方向上的组织成分的真实数据显示，从而造成一 定程度上的误差。这些方面的改善还有待于今后 对非几何光学的影像重建理论研究，以及更佳工 作参量的选取等方面的不断探索。这正是US-CT 早在1974年问世并用于临床诊断但迄今未能广泛 普及的主要原因。
计算机进行三维重建的技术大致有以 下几种：
1.坐标位移法 2.网格法 3. 静态三维成像这种方法 4. 动态三维成像腔内探头 5. 可旋转式透明三维灰阶图像
网格法三维图像重建
2、图形技术
取得三维数据后进一步问题便是三维重建和三维 立体显示。在这些方面，超声三维成像的技术原
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医学超声概述
医学超声检测原理：医学超声波检查的工作原理与声纳 有一定的相似性，即将超声波发射到人体内，当它在体 内遇到界面时会发生反射及折射，并且在人体组织中可 能被吸收而衰减。
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医学超声概述
医学超声治疗：一定剂量的超声波作用于人体组 织，会产生一定的生物效应，如利用生物效应达 到某种医疗目的便构成了超声治疗。
超声治疗开始于超声理疗，出现在上世纪30年代。 到70年代以后，超声治疗技术取得了长足的发展， 不仅传统的超声理疗有了新发展，而且又涌现出 一系列新的超声治疗技术，如超声外科、超声治 癌及超声碎石等，从而使超声治疗技术进入了一 个新的历史发展时期。
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②空化作用。超声波作用于液体时可产生大量 小气泡 。一个原因是液体内局部出现拉应力而 形成负压，压强的降低使原来溶于液体的气体 过饱和，而从液体逸出，成为小气泡。另一原 因是强大的拉应力把液体“撕开”成一空洞， 称为空化。空洞内为液体蒸气或溶于液体的另 一种气体，甚至可能是真空。
2-3.超声波的绕射
目标大小约为1～ 2λ或稍小，超声波将 绕过该靶目标继续前进，很少发生反射。
⒊ 超声波的吸收与衰减
❖ 声衰减定义： 是指声能随着传播距离而减弱的现象 衰减量=频率×深度
❖ 频率高，衰减重 原因：吸收损耗、声束扩散、反射和折射
⒋ 超声波的分辨力与穿透力
❖ 频率高，分辨好，穿透差 ❖ 频率低，分辨低，穿透强 ❖ 对应的临床应用：
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一、超声学问题
①机械效应。超声在介质中前进时所产生的效应。超声振 动可引起组织细胞内物质运动，由于超声的细微按摩， 使细胞浆流动、细胞震荡、旋转、摩擦、从而产生细胞 按摩的作用，也称为“内按摩”这是超声波治疗所独有 的特性.
可以改变细胞膜的通透性，刺激细胞半透膜的弥散过程， 促进新陈代谢、加速血液和淋巴循环、改善细胞缺血缺 氧状态，改善组织营养、改变蛋白合成率、提高再生机 能等。使细胞内部结构发生变化，导致细胞的功能变化， 使坚硬的结缔组织延伸，松软。
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④化学效应。超声波的作用可促使发生或加速 某些化学反应。
例如纯的蒸馏水经超声处理后产生过氧化氢； 溶有氮气的水经超声处理后产生亚硝酸；染料 的水溶液经超声处理后会变色或退色。这些现 象的发生总与空化作用相伴随。
超声波还可加速许多化学物质的水解、分解和 聚合过程。超声波对光化学和电化学过程也有 明显影响。
声学探测医用超声
一、超声学问题
超声学：研究超声波的产生、传播 、接收， 以及各种超声效应和应用的声学分支叫超 声学。
产生超声波的装置有机械型超声发生器 （例如气哨、汽笛和液哨等）、利用电磁 感应和电磁作用原理制成的电动超声发生 器、 以及利用压电晶体的电致伸缩效应和 铁磁物质的磁致伸缩效应制成的电声换能 器等。
各种氨基酸和其他有机物质的水溶液经超声处 理后，特征吸收光谱带消失而呈均匀的一般吸 收，这表明空化作用使分子结构发生了改变 。
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医学超声概述
它主要研究超声波与生物组织(主要指人体组织) 的相互作用机理、规律及其应用。医学超声包括 超声诊断和超声治疗。
超声诊断研究如何利用各种组织声学特性的差异 来区分不同组织，特别是区分正常和病变组织。 其物理基础是超声波在生物组织中的传播规律(即 组织对声波的作用)及诊断信息提取方法。
2-1. 超声波的反射和折射
❖ 反射 1.声阻抗(z)=介质密度(ρ)×声速(c) △Z＞0.1%即可产生反射 2.声阻抗差大，反射强
❖ 折射 两种介质内声速不同可产生 折射现象 结果：导致入射声束的偏转
入射波
反射波
大界面
折射波
超声波的入射、反射和折射示意图
2-2.超声波的散射
遇界面远小于波长的微小粒子，超声波 将产生散射，人体内的散射源为红细胞和脏 器内的细微结构。
mm 声速(C): 声波在介质中每秒传播的距离，m/s
Ｃ=f ×λ
λ
人体软组织声速平均为1540m/s
C（m/s）
超声的物理特性
⒈ 指向性 ⒉ 反射、折射、散射和绕射 ⒊ 吸收与衰减 ⒋ 分辨力与穿透力 ⒌ 多普勒效应
1.超声波的指向性
频率高，波长短，呈直线传播
近场
θ 远场
D声源直径 θ扩散角
因空化作用形成的小气泡会随周围介质的振动 而不断运动、长大或突然破灭。破灭时周围液 体突然冲入气泡而产生高温、高压，同时产生 激波。与空化作用相伴随的内摩擦可形成电荷， 并在气泡内因放电而产生发光现象。在液体中 进行超声处理的技术大多与空化作用有关。
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③热效应。由于超声波频率高，能量大，被介 质吸收时能产生显著的热效应。
人体组织对超声能量有比较大的吸收本领，因 此当超声波在人体组织中传播过程中，其能量 不断地被组织吸收而变成热量，其结果是组织 的自身温度升高。
产热过程既是机械能在介质中转变成热能的能 量转换过程。即内生热。超声温热效应可增加 血液循环，加速代谢，改善局部组织营养，增 强酶活力。一般情况下，超声波的热作用以骨 和结缔组织为显著，脂肪与血液为最少。
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超声的概念
振动频率>20,000Hz的声波——超声波 医用频率2.5—13MHz(常用2.5 —5MHz)
超声波的特点和优点
USG特点： 对软组织的分辨能力强 信息的显示有多种方法
USG优点： 无损伤、无痛苦、无辐射 实时、快捷、准确、方便
超声的三个基本物理参数
频率( f): 声波每秒振动次数，Hz。 波长(λ): 声波在一个振动周期内所通过的距离，
因为人体各种组织的形态与结构是不相同的，因此其反 射与折射以及吸收超声波的程度也就不同。
医生们正是通过仪器所反映出的波型、曲线，或影像的 特征来辨别它们。此外再结合解剖学知识、正常与病理 的改变，便可诊断所检查的器官是否有病。
目前，医生们应用的超声诊断方法有不同的形式，可分
为2020A/11/3型、B型、M型及D型四大类。