第7章医学超声影像设备与应用.ppt

第7章 医学超声影像设备与应用 超声发展 1982年日本Namekawa、美国Bommer应用多点选通，自相关分析、彩色编码技术创立二维彩色多普勒显像技术－－－－日本Aloka公司研制第一台二维彩色多普勒显像仪 1985年国际心脏多普勒学会成立，我国加入。 1985年《中国超声医学杂志》创刊 1988年张运院士撰写我国第一部《多普勒超声心动图学》 7.1 超声影像设备简述 超声影像设备按功能划分为两种 超声诊断设备 超声治疗设备 超声诊断与ＣＴ、核磁共振和同位素扫描共称为四大影像诊断技术 7.1.2 超声影像设备功能 超声影像设备以强度低、频率高、对人体无损伤、安全无痛苦、显示方法多样而著称，尤其对人体软组织的探测和心血管脏器的血流动力学观察有独到之处，弥补了X线诊断和同位素诊断的不足，已成为各医院必备的现代影像检查的主要方法。 超声影像设备的四大基本功能是测量、诊断、监测与治疗。 超声波是一种高频机械波，频率范围为15-60kHz，一般高于20kHz，超声波的主要特征为：a. 波长短，近似作直线传播；在固体和液体内衰减比电磁波小，其传播特性和媒质的性质密切相关。b. 能量集中，因而能形成高的温度，产生剧烈振动，引起激震波，液体中的空化作用等，结果产生机械，热，光，电，化学及生物等各种效应。 由于超声波的瞬时空化可实现高温和局部的高压，超声波通常被用于过程强化和引发化学反应， 超声作用原理：空化作用? 当一定频率的超声波作用于液体时，由于液体中一部分气泡其尺寸适宜，将发生共振现象，此时，大于共振尺寸的气泡在超声的作用下，被驱出液体外；小于共振尺寸的气泡则在超声波的作用下逐渐变大，在接近共振尺寸时，在声波的稀疏段，气泡迅速胀大，由于摩擦可产生电荷，在声波的压缩段，气泡又被突然压缩，直到湮灭。气泡在湮灭过程中，其内部可达数千度的高温和几千个大气压的高压，并产生放电，发光等现象。这种现象成为“空化现象”。 在超声场中液体中的微小气泡首先经历气泡的振荡及生长过程，即稳态空化； 然后是气泡的压缩和崩溃过程，即瞬态空化。 空化效应可促进反应，强化传质过程。 （2） 热效应 ?? 由于介质吸收超声波及摩擦损耗，分子剧烈振动，超声波的机械能转化为介质的内能，造成介质温度升高，超声波的强度越大，产生的热效应越强。 因此，控制超声波的强度，可使物质的组织内部温度瞬时升高，加快有效成分的溶出。气泡崩溃之后，泡内“热点”骤然冷却，冷却速度达108K/s。如此急剧冷却速率将引起原料内部结构的急剧变化。 （3） 机械作用?? 超声波传递的机械能可在液体中形成有效的搅动与流动，，从而破坏了介质结构，粉碎了液体中的颗粒，从而产生了普通低频机械搅拌起不到的效果。这种机械作用可产生击碎，切割及凝聚等效果。?? 超声波空化作用所产生的巨大压力将造成生物细胞壁及整个生物体的破裂，与此同时，超声波的振动作用强化了胞内物质的释放，扩散和溶解。在被破碎的瞬间生物活性保持不变，破碎速度和提取率均可得到提高。 超声作用原理：乳化作用? 空化气泡振动对固体表面产生的强烈射流及局部微冲流，能显著减弱液体的表面张力及摩擦力。并破坏固-液界面的附面层。利用超声振动及空化的压力，高温效应，促使两种液体，两种固体，或液-固，液-气界面之间，发生分子的相互渗透，形成新的物质属性。超声振动可使气，液媒质中悬浮粒子以不同速度运动，增加相互碰撞机会；或使其发生凝聚过程。空化气泡闭合后产生的局部冲击波，可粉碎液体中的颗粒，使其细化；使结晶均匀；将较大，不均匀液滴分散为微小均匀液滴，产生乳化效应。这些作用促进了药物有效成分的溶解，加快了有效成分进入介质，并与介质充分混合。 7.1.3 超声影像设备主要指标及性能要求 主要检定三项指标： 安全指标 输出声强和漏电流是超声影像设备器针对患者的安全性能指标的检测。 图像质量指标 医用超声诊断设备通常是以图像形式提供诊断信息的，因此图像质量的判别对整机性能和临床诊断有效性的评价都是必要的。 显示设备指标 超声影像设备的显示器还必须达到实时显示、高分辨力与高灰阶三大性能要求。 7.1.4 超声影像设备临床应用 在临床上超声影像设备应用很广，可以诊断并治疗多种疾病。超声诊断设备包括A、M、B、C、F、D等多种型号，现在还发展到三维、四维彩超，几乎人体任何部位均可做超声检查。一般分为心脏超声、腹部超声、血管超声、五官超声、胸部超声和内窥超声等。按使用方式可以分为介入性超声、术中超声、腔内超声三种。 7.1.4 超声影像设备临床应用 1. 介入性