超声波技术在医学上的应用

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1、IT专题课程报告题目:超声波技术在医学上的应用姓名:学号:同组学生:xx大学xx学院二零一三年四月1超声波技术应用综述——超声波在医学方面的应用摘要：本文首先介绍了超声波的一些重要特性，然后重点介绍了超声波技术在医学上的一些应用。重点围绕超声波技术在医学诊断与检测、医学治疗、手术这几个方面展开，并指出了超声波技术在医学中的发展趋势及对今后发展的展望。关键词：超声波医学应用1引言世界上最早发现超声波的人是意大利科学家斯帕拉捷，是他从蝙蝠的身上发现了超声波的存在，之后再加之一些科学家的研究终于发现了超声波。所谓超声波，是指人耳听不见的声波，

2、它是超过人们所能听到的频率的一种声波。正常人的听觉可以听到20赫兹（Hz）~20千赫兹（kHz）之间的声波，超过20千赫兹的声波称为超声波。超声波是声波大家族中的一员，和可闻声本质上是一致的，它们的共同点都是一种机械振动，通常以纵波的方式在弹性介质内传播，是一种能量和动量的传播形式，其不同点是超声频率高，波长短，在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性。1942年，超声波第一次被应用到医学上。奥地利医生杜西克首次用超声技2术扫描脑部结构；到了60年代，医生们开始将超声波应用于腹部器官的探测。如今超声波扫描技术已成为现代医学诊断不可

3、缺少的工具。应用在医学中的超声波诊断已经成为医学上三大影象诊断方法之一，与X线、同位素分别应用于不同场合，例如超声波理疗、超声波诊断、肿瘤治疗和结石粉碎等。2超声波的物理特征超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律，与可听声波的规律没有本质上的区别。但是超声波的波长很短，只有几厘米，甚至千分之几毫米。与可听声波比较，超声波具有许多奇异特性：2.1传播特性超声波的波长很短，通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍，因此超声波的衍射本领很差，它在均匀介质中能够定向直线传播，超声波的波长越短，该特性就越显著。所以超声波在传播时，方向

4、性强，能量易于集中。当其强度超过一定值得时候，它就可以通过与传播超声波的媒质的相互作用，去影响/改变一只破坏后者的状态、性质及结构。这个特性就可以用于医学中的治疗。2.2功率特性当声音在空气中传播时，推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。声波功率就是表示声波做功快慢的物理量。在相同强度下，声波的频率越高，它所具有的功率就越大。由于超声波频率很高，所以超声波与一般声波相比，它的功率是非常大的。超声波作为一种波，当超声与传声媒介相互作用时，易于携带有关传声媒介状态的信息，这就有利于其在医学中作为探测或负载信息的媒体或媒介，如B超等。32.3

5、空化作用当超声波在介质的传播过程中，存在一个正负压强的交变周期，在正压相位时，超声波对介质分子挤压，改变介质原来的密度，使其增大；在负压相位时，使介质分子稀疏，进一步离散，介质的密度减小，当用只够大振幅的超声波作用于液体介质时，介质分子间的平均距离会超过使液体介质保持不变的临界分子距离，液体介质就会发生断裂，形成微泡。这些小空洞迅速胀大和闭合，会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用，从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用，会使液体的温度骤然升高，起到了很好的搅拌作用，从而使两种不相溶的液体（如水和油）发生乳化，且加速溶质

6、的溶解，加速化学反应。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。2.4多普勒效应多普勒效应是波源和观察者有相对运动时，观察者接受到波的频率与波源发出的频率并不相同的现象。声源相对于观测者在运动时，观测者所听到的声音会发生变化。当声源离观测者而去时，声波的波长增加，音调变得低沉，当声源接近观测者时，声波的波长减小，音调就变高。音调的变化同声源与观测者间的相对速度和声速的比值有关。这一比值越大，改变就越显著，这就是“多普勒效应”。例如：远方急驶过来的火车鸣笛声变得尖细（即频率变高，波长变短），而离我们而去的火车鸣笛声变得

7、低沉（即频率变低，波长变长），就是多普勒效应的现象。和一切应力波相似，超声波在介质中传播时，随着传播距离的增加，波的强度会逐渐衰减，这种现象称为超声的衰减。引起衰减的主要原因是介质对超声的吸收，超声波的频率越高介质的吸收就越多，使得波强在原传播方向上的能量逐渐衰弱。而这些散失的能量都转换成了热能，这又被称为超声波的热效应。近年来，一种超声脉冲多普勒血流测量技术在临床医学上开始广泛应用。43超声波在医学中的应用3.1超声波在医学检验中的应用医用超声诊断仪是声纳原理和雷达技术相结合的产物，超声诊断主要研究如何利用各种人体组织声学特性的差异，

8、来区分不同组织，特别是区分正常和病变组织。超声波在组织中的传播规律及组织诊断信息方法，是超声诊断的物理基础。根据均匀介质中声波的传播理论及研究结果，具有不同密度、不同声速等理化特性的生物组织器官，对外来的超