生物醫(yī)學工程導論-生物醫(yī)學工程概況

1、教教材材名稱名稱作作 者者出出 版版 社社Introduction to Biomedical EngineeringJohn Enderle, Susan Blanchard, Joseph Bronzino,Academic Press, 2005, Second Edition參參考考書書名稱名稱作作 者者出出 版版 社社生物醫(yī)學工程生物醫(yī)學工程江佩棟江佩棟，楊子彬楊子彬山東科學技術山東科學技術出版社出版社中國超聲診斷四十年中國超聲診斷四十年生物醫(yī)學工程學科領域根底生物醫(yī)學工程學科領域根底生物學物理學(生物醫(yī)學物理學醫(yī)學生物醫(yī)學工程生物化學信息科學電子與現(xiàn)代工程技術1%以下診斷X線波長范

2、圍為0.031nm(40150kV熒光效應攝影效應電離效應X線機主要部件示意圖線機主要部件示意圖X射線X射線像物體 A B C A B C D E F D E F G H I G H II1O1I2I3I4O2O3O4I1-O1=H+E+BI2-O2=G+E+C I3-O3=D+E+FI4-O4=A+E+IX X射線源射線源檢測器檢測器X光機(1895年)頭部CT全身CT螺旋CT、超高速CT常見病診斷：肺炎、骨折腦部腫瘤、出血，顱骨外傷內臟器官占位性病變腫瘤早期診斷、心血管病變計算機、軟件技術等造影劑等滑環(huán)技術、快速攝影技術等 回波的反射、折射回波的反射、折射 幅度信息提取幅度信息提取1.垂直

3、入射到兩層相鄰的介質 反射系數(shù) 反射波聲強 入射波聲強 21212ZZZZ折射系數(shù)折射波聲強入射波聲強212214ZZZZZ2Z1反射入射折射聲強聲強聲特性阻抗聲特性阻抗Z ZZ = C 密度密度C聲速聲速空氣 0.000429105瑞利PZT-533.7105瑞利水1.513105瑞利肝1.648105瑞利骨5.57105瑞利幅度信息啟示幅度信息啟示1.反射和折射所產生的各層回波給我 們帶來了人體內部各層組織的幅度信息，使我們可以利用這些信息及其變換進行超聲診斷：A超，B超，M超等。A型型：(A Scope)超聲回波幅度為縱坐標，超聲傳 播時間為橫坐標的顯示方式。超聲多普勒效應超聲多普勒效應

4、速度信息的提取速度信息的提取1842奧地利數(shù)學家和天文學家奧地利數(shù)學家和天文學家C. Doppler 在觀察天體運動時發(fā)現(xiàn)了一種物理現(xiàn)象在觀察天體運動時發(fā)現(xiàn)了一種物理現(xiàn)象,當當星球朝向地球或背離地球運動時，來自星球星球朝向地球或背離地球運動時，來自星球的光色發(fā)生了變化，即光波發(fā)射與接收的頻的光色發(fā)生了變化，即光波發(fā)射與接收的頻率差和光源與接收器之間相對運動有關。這率差和光源與接收器之間相對運動有關。這種物理現(xiàn)象我們稱之為多普勒效應。種物理現(xiàn)象我們稱之為多普勒效應。 日常生活：日常生活： 如火車鳴笛而來，音調增高；如火車鳴笛而來，音調增高；吼叫而去，音調降低。這種頻率變化稱多普吼叫而去，音調降低

5、。這種頻率變化稱多普勒頻移。勒頻移。超聲多普勒效應超聲多普勒效應速度信息的提取速度信息的提取 胎心、瓣膜、血管壁、血流等都是人體中的運動體，當超聲照射到它們時會產生多普勒效應 體外檢測由體內運動體產生的多普勒頻移信號就可到達無創(chuàng)傷地檢測體內運動狀況的目的。超聲多普勒效應超聲多普勒效應速度信息的提取速度信息的提取 醫(yī)學超聲多普勒效應的根本測速公式醫(yī)學超聲多普勒效應的根本測速公式COSCVffd02超聲多普勒效應超聲多普勒效應速度信息的提取速度信息的提取Sx()0-0正向流反向流 0d 0- d多普勒信號特點：多普勒信號特點：*窄帶隨機信號* 0 d信號合成譜分析器放大多普勒回波信號 0d2sin

6、ot低通濾波高通濾波dNyquistNyquist采樣頻率限制采樣頻率限制即 連續(xù)多普勒特點：連續(xù)多普勒特點：連續(xù)多普勒方法與脈沖多普勒不同之處除了系統(tǒng)不同外，探頭也不同，它采用兩組探 頭，一組連續(xù)發(fā)射脈沖，一組不斷接收回波。所以不可能有距離選通功能。因為不存在PRF,故原理上可測速度不受限制。但由于具體線路限制，一般機器給出最大可測血流速度在7m10m/S之間。fPRFd max12CASE #2Echo LabU of C1 mmCurved ArraySingle Elements of the ArraysMulti Element Transducer Curved ArrayCASE #2Echo LabU of C超聲