超聲波備課講稿

超聲波

那么何謂超聲波呢？人能聽(tīng)到的聲波的頻率大約從20赫到2萬(wàn)赫，頻率低于20赫的叫次聲波，高于2萬(wàn)赫的就叫超聲波。蝙蝠發(fā)出的超聲波的波長(zhǎng)約為0.5厘米，在飛行時(shí)每秒鐘發(fā)出大約30個(gè)超聲訊號(hào)，在接近障礙物1米時(shí)，增加到每秒中60個(gè)訊號(hào)。

我們的耳朵只能分辨頻率為20至2萬(wàn)赫的聲音，頻率比人的聽(tīng)頻范圍高的聲波就叫做超聲波。不同的動(dòng)物可聽(tīng)到的聲波頻率范圍不盡相同。狗可以聽(tīng)到一些超聲波，所以訓(xùn)練員可以用超聲波哨子呼喚他的愛(ài)犬。超聲波對(duì)於蝙蝠更為重要，這種動(dòng)物是靠超聲波來(lái)“看”世界的!

蝙蝠先會(huì)發(fā)出一連串超聲的尖叫聲，聲波遇到障礙物便會(huì)反射，就像我們向山谷拍手會(huì)聽(tīng)到回聲一樣。由于超聲波的頻率高，相對(duì)較少出現(xiàn)繞射現(xiàn)象，所以回聲十分清晰。蝙蝠分析回聲的方向和回傳時(shí)間，便可以知道環(huán)境的精確圖像。人們根據(jù)蝙蝠“看”事物的原理，發(fā)明了聲納探測(cè)器，用來(lái)測(cè)量水深。船只上的發(fā)射器先向海底發(fā)射超聲波，再由另一些儀器接收和分析反射回來(lái)的訊息，從而得到整個(gè)海床的面貌。超聲波的特點(diǎn)：1、頻率高2、波長(zhǎng)短3、方向性好4、穿透能力強(qiáng)。超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽(yáng)光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度

現(xiàn)代制造超聲波的儀器，其主要部件是一塊壓電石英晶片，在頻率高達(dá)幾十萬(wàn)赫的交變電壓的作用下，產(chǎn)生規(guī)則的振動(dòng)，發(fā)出超聲波。超聲波的原理1、產(chǎn)生超聲波：逆壓電效應(yīng)2、接收超聲波：壓電效應(yīng)A型超聲波診斷儀

A型超聲波診斷儀是幅度、調(diào)制型（amplitudemodulatedmode）的簡(jiǎn)稱(chēng)。A型顯示是超聲技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷中最早、最基本的方式。它主要適用于檢查肝、膽、脾、眼及腦等簡(jiǎn)單解剖結(jié)構(gòu)，測(cè)量線度以及獲得回波幅度的大小和形狀，通過(guò)分析回波幅度的分布以獲得組織的特征信息。臨床診斷中的應(yīng)用范圍

A型超聲波診斷儀可用于許多科室，其中最有代表性的應(yīng)用是腦中線位置的測(cè)量。一般正常人腦中線位置通過(guò)顱骨的幾何中心，最大偏差≤0.3cm。用雙跡A型診斷儀測(cè)量若腦中線偏移＞0.3cm，則應(yīng)考慮有占位性病變。此法檢查無(wú)痛苦，準(zhǔn)確性高。展望

A型診斷儀是最早應(yīng)用于臨床的超聲設(shè)備。由于B型診斷儀的出現(xiàn)，A型診斷儀已經(jīng)面臨被淘汰的邊緣，目前只在腦中線測(cè)量等方面還在應(yīng)用。但是A型診斷儀在組織的判別和確定（或稱(chēng)組織定征）、生物測(cè)量和生物組織檢查方面都具有很高的準(zhǔn)確性和特異性。目前只有幾家國(guó)外廠家在生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化的A型診斷儀。B型超聲波診斷儀基本原理

B型（brightnessmodulationmode）超聲，

（簡(jiǎn)稱(chēng)B超）為輝度調(diào)制型，是在A超基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它的工作原理與A超基本相同，也是利用脈沖回波成像技術(shù)。因此它的基本構(gòu)成也是由探頭、發(fā)射電路、接收電路和顯示系統(tǒng)組成。

①B超將A超的幅度調(diào)制顯示改為亮度調(diào)制顯示；

②B超的時(shí)基深度掃描時(shí)加在顯示器垂直方向上，并使聲束掃查受檢體的過(guò)程與在顯示器水平方向上的位移掃描相對(duì)應(yīng)；

③在回波信號(hào)處理與圖象處理各環(huán)節(jié)上，大部分的B超都應(yīng)用了專(zhuān)門(mén)的數(shù)字計(jì)算機(jī)控制數(shù)字信號(hào)的存儲(chǔ)與處理以及整個(gè)成像系統(tǒng)的運(yùn)行，使圖象質(zhì)量大為提高。

從1952年用B型超聲成像儀對(duì)肝臟標(biāo)本顯像以來(lái)，經(jīng)過(guò)10年的不斷發(fā)展，第一代單探頭慢掃描B型斷層顯像儀在臨床上開(kāi)始應(yīng)用。70年代又相繼出現(xiàn)了第二代快速機(jī)械掃描和高速實(shí)時(shí)多探頭電子掃描超聲斷層顯像儀。80年代，以計(jì)算機(jī)圖像處理為主導(dǎo)的自動(dòng)化、定量化程度更高的第四代超聲顯像儀步入了應(yīng)用階段。當(dāng)前超聲診斷正向著專(zhuān)門(mén)化、智能化發(fā)展。應(yīng)用范圍

B型實(shí)時(shí)成像儀用于診斷的依據(jù)是斷層圖像的特征，主要由圖像形態(tài)、輝度、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、邊界回聲、回聲總體、臟器后方情況以及周?chē)M織表現(xiàn)等，它在臨床醫(yī)學(xué)方面應(yīng)用十分廣泛。

1.在婦產(chǎn)科中的探測(cè)

可以顯示胎頭、胎體、胎位、胎心、胎盤(pán)、宮外孕、死胎、葡萄胎、無(wú)腦兒、盆腔腫塊等，也可以根據(jù)胎頭的大小估計(jì)妊娠周數(shù)。

2.人體內(nèi)部臟器的輪廓及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的探測(cè)

如肝、膽、脾、腎、胰和膀胱等外形及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)；區(qū)分腫塊的性質(zhì)，如浸潤(rùn)性病變往往無(wú)邊界回聲或邊緣不氣，若腫塊有膜時(shí)其邊界有回聲且顯示平滑；也可顯示動(dòng)態(tài)器官，如心臟瓣膜的運(yùn)動(dòng)情況等。

3.表淺器官內(nèi)部組織探測(cè)

如眼睛、甲狀腺等內(nèi)部結(jié)構(gòu)的探查和線度的測(cè)量

B型超聲也還存在下述問(wèn)題：①顯示的是二維切面圖像，對(duì)臟器和病灶的空間構(gòu)形和空間位置不能清晰顯示；②由于切面范圍和探查深度有限，尤其扇掃時(shí)聲穿較小，對(duì)病變所在臟器或組織的毗鄰結(jié)構(gòu)顯示不清；③對(duì)過(guò)度肥胖病人，含氣空腔（胃、腸）和含氣組織（肺）以及骨骼等顯示極差，影響顯像效果和檢查范圍。

超聲波檢查五個(gè)月的大象寶寶7月31日，在耶路撒冷的一家動(dòng)物園，幾名來(lái)自柏林野生動(dòng)物研究機(jī)構(gòu)的專(zhuān)家在為一只懷孕的母象做超聲波檢查。這只名為“塔馬”的大象在英國(guó)與一只名為“埃梅特”的公象通過(guò)人工授精成功懷孕。經(jīng)過(guò)檢查，“塔馬”腹中5個(gè)月大的寶寶發(fā)育正常。大象一般要經(jīng)過(guò)22個(gè)月的漫長(zhǎng)妊娠期。7月31日，在耶路撒冷的一家動(dòng)物園，一只懷孕的母象在做超聲波檢查前沐浴來(lái)自柏林野生動(dòng)物研究機(jī)構(gòu)的專(zhuān)家在耶路撒冷一家動(dòng)物園為一只懷孕的母象所做的超聲波檢查圖像。

4D超聲波成像系統(tǒng)

第一臺(tái)4D超聲波成像系統(tǒng)于2002年才研制成功。與3D超聲波成像系統(tǒng)相比，4D超聲波成像系統(tǒng)可以使得醫(yī)生即時(shí)地觀察胎兒在子宮內(nèi)的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)，判斷胎兒的發(fā)育情況。4D超聲波檢查可以顯示出檢查部位的整個(gè)容積，從而可以分析整個(gè)組織結(jié)構(gòu)，從各個(gè)方向觀察人體器官的活動(dòng)。英國(guó)科學(xué)家利用4D超聲波成像系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)

胎兒出生前就會(huì)微笑據(jù)英國(guó)《衛(wèi)報(bào)》13日?qǐng)?bào)道，科學(xué)家首次使用4D超聲波成像系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，嬰兒在出生前數(shù)周就會(huì)微笑、眨眼和大哭。

現(xiàn)在專(zhuān)家們可以討論這個(gè)胎兒會(huì)笑的現(xiàn)象：胎兒咧嘴而笑是一種情緒反應(yīng)或者只是一種生理反應(yīng)———幫助胎兒為出生后適應(yīng)外面的世界做好準(zhǔn)備。新生兒為什么不笑？

胎兒可能在胚胎發(fā)育26周之后才會(huì)笑，但是新技術(shù)發(fā)現(xiàn)，胎兒在第8周時(shí)肢體運(yùn)動(dòng)就開(kāi)始了，在第11至12周時(shí)就會(huì)跳躍與轉(zhuǎn)動(dòng)軀體，在第15周時(shí)手指就能進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，在第20周時(shí)就會(huì)張口打呵欠。

產(chǎn)科醫(yī)生司圖亞特·坎貝爾在倫敦一家私人診所，使用了澳大利亞研制的這種4D超聲波成像設(shè)備，經(jīng)過(guò)兩年的觀察與研究對(duì)胎兒出生前的運(yùn)動(dòng)和行為特點(diǎn)有了一些突破性發(fā)現(xiàn)?？藏悹栐诮邮苊襟w采訪時(shí)說(shuō)：“一個(gè)新生兒在出生后6個(gè)周還不會(huì)笑，這個(gè)現(xiàn)象值得我們注意。但是在出生前，大多數(shù)胎兒會(huì)經(jīng)常微笑，這可能意味著胎兒在子宮中無(wú)憂(yōu)無(wú)慮不受干擾。但是胎兒出生后數(shù)周內(nèi)置身于一個(gè)‘奇怪的環(huán)境’中，而且受到一些相對(duì)性的‘創(chuàng)傷’，所以就不再笑了?！崩贸暡ㄕ丈浼t血細(xì)胞釋放治癌藥物

據(jù)英《新科學(xué)家》報(bào)道：在北愛(ài)爾蘭科爾雷恩的Gendel公司工作的萊斯.拉塞爾最近宣稱(chēng)，一種拯救生命的藥物不久就可能通過(guò)病人自己的紅血細(xì)胞攜帶的藥物“魚(yú)雷”高度精確地射向有病的器官，然后用超聲波集中照射有病的癌組織，使紅血細(xì)胞“爆炸”，讓藥物精確地釋放在它需要的位置，這樣既可以殺死癌細(xì)胞又不致于使有強(qiáng)烈毒性的抗癌藥物損害其他的健康細(xì)胞。

Gendel公司正在研制一種自動(dòng)化裝置，可以容納從病人身上抽取的約20毫升的紅血細(xì)胞；然后讓紅血細(xì)胞通過(guò)電場(chǎng)，在超聲波作用下，細(xì)胞膜打開(kāi)一些小孔，并裝進(jìn)藥物；再用電脈沖將小孔關(guān)閉，使藥物密封其中。過(guò)2-3小時(shí)后，醫(yī)生就可將這種裝有藥物的紅血細(xì)胞重新注入到病人體內(nèi)。這樣，裝有藥物的紅血細(xì)胞就會(huì)在體內(nèi)循環(huán)，且循環(huán)時(shí)間可連續(xù)4個(gè)月，因此必然會(huì)到達(dá)癌細(xì)胞上。這時(shí)用超聲波照射腫瘤區(qū)時(shí)，循環(huán)到這里的紅血細(xì)胞就會(huì)打開(kāi)缺口甚至“爆炸”，釋放出其中的藥物。通過(guò)調(diào)節(jié)超聲波照射時(shí)間的長(zhǎng)短，可以調(diào)節(jié)藥物的釋放量或?qū)崿F(xiàn)完全“爆炸”。由于超聲波只照射有病區(qū)，因此在健康細(xì)胞處的裝有藥物的紅血細(xì)胞不會(huì)爆炸釋放藥物，因而也不會(huì)損害健康細(xì)胞。

C型超聲診斷儀

在B超廣泛地應(yīng)用于醫(yī)療診斷后，人們希望獲得與X透視相似的圖像，這就是C型超聲診斷的圖像。C型與B型的成像都是二維圖像。但C型的成像畫(huà)面是與超聲束垂直的，它與B型掃描面相差90°。C型檢查腫瘤組織，能顯示出腫瘤組織的擴(kuò)大范圍，這在臨床診斷中極為重要。F型超聲診斷儀

F型與C型的原理基本相同。只不過(guò)C型超聲儀的延遲電路控制的距離選通門(mén)的開(kāi)啟時(shí)刻是個(gè)可調(diào)常數(shù)。而F型的距離選通時(shí)間是隨位置變化的函數(shù)。這樣，F(xiàn)型的成像畫(huà)面不是一個(gè)平面，而是一個(gè)由位置函數(shù)決定的曲面。

F型成像畫(huà)面可從三維角度去觀察體內(nèi)組織及病變情況。多普勒超聲診斷儀（DopplerUltrasound,D超）

根據(jù)多普勒效應(yīng)制成的超聲診斷儀稱(chēng)為多普勒超聲診斷儀（D型超聲診斷儀）。它在醫(yī)學(xué)臨床診斷學(xué)中用于心臟、血管、血流和胎兒心率等診斷。

超聲波的作用1、機(jī)械作用2、空化作用3、熱作用超聲波的應(yīng)用，

它可以用來(lái)清洗鐘表一類(lèi)的精密零件；也可以清洗大型的導(dǎo)彈殼體核反應(yīng)堆里的熱交換器。高頻的超聲波帶有強(qiáng)大的振動(dòng)能。將超聲波入射載滿(mǎn)水的容器，再放入需要的清洗的物件，水的振動(dòng)便可去除物件上的塵垢，而不需直接接觸物件的表面。眼鏡公司替我們洗眼鏡時(shí)就是用這種方法。

1、清洗2、霧化

超聲霧化器利用超聲波方法使液體生成1~5um的細(xì)小微粒，形成氣溶膠（aerosol），通過(guò)吸入藥物氣溶膠，達(dá)到治療急性咽炎、慢性支氣管炎等疾病的目的，廣泛用于醫(yī)院、診所及家庭保健。

3、空化作用

不用洗衣粉也能洗干凈衣服？一種運(yùn)用超聲波技術(shù)的新型洗衣機(jī)人們徹底“拋棄”洗衣粉。普通洗衣機(jī)一般是用洗滌劑與衣物上的污垢發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，再用清水將污垢排出機(jī)外，達(dá)到洗凈衣物的目的。但是，這種潔凈作用比較有限，只能清潔衣物表面，衣物表面殘留的洗衣粉或洗滌劑還會(huì)刺激人體皮膚。

與傳統(tǒng)洗滌方式不同，超聲波洗衣機(jī)主要利用超聲波的“空化”作用，產(chǎn)生巨大能量，將污垢從衣物上“震”下來(lái)溶解到水中，然后再通過(guò)內(nèi)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)衣物進(jìn)行摔打和水流穿透，洗凈衣物。

用超聲波洗衣，最大的優(yōu)點(diǎn)是環(huán)保。普通洗衣粉中，起去污作用的是一種叫磷酸鈉的助劑，含磷酸鈉的污水排入地下后會(huì)造成水質(zhì)污染；無(wú)磷洗衣粉采用的代磷劑４Ａ沸石也會(huì)污染水質(zhì)。超聲波洗衣機(jī)不僅無(wú)污染，而且比普通洗衣機(jī)節(jié)水三分之一。

4、切割、焊接

超聲波塑料焊接機(jī)是熔接熱塑性制品的高科技設(shè)備，它取代利用各種粘接劑結(jié)合塑料的傳統(tǒng)方式，并且效率高、結(jié)合強(qiáng)度高、外表美觀、對(duì)人體無(wú)害、有利環(huán)保等優(yōu)勢(shì)。4、探傷射線陶瓷管周向探傷機(jī)射線探傷機(jī)數(shù)字式超聲波探傷儀5、處理植物種子6、利用超聲波可以制成超聲雷達(dá)，對(duì)海洋的開(kāi)發(fā)和利用

我國(guó)在世界首次利用超聲波導(dǎo)入魚(yú)病疫苗獲得成功

新華網(wǎng)海口6月14日電（記者周佩琪）我國(guó)在世界首次利用超聲波導(dǎo)入魚(yú)病疫苗獲得成功。這項(xiàng)國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，日前在?？谕ㄟ^(guò)了專(zhuān)家組的技術(shù)鑒定，專(zhuān)家認(rèn)定其為“達(dá)到了世界同類(lèi)研究的領(lǐng)先水平”。由中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所和海南大學(xué)承擔(dān)的中國(guó)國(guó)家863海洋領(lǐng)域819青年專(zhuān)題項(xiàng)目“超聲波導(dǎo)入魚(yú)病疫苗的研究”，利用魚(yú)病疫苗的超聲波免疫接種技術(shù)，可以對(duì)5-8CM的幼魚(yú)批次接種疫苗100尾（每次作用時(shí)間2分鐘），每分鐘接種2500至3000尾，較傳統(tǒng)方法接種速度提高10倍。

本課題組帶頭人、海南大學(xué)海洋生物病害學(xué)博士周永燦說(shuō)，我們這項(xiàng)研究，確定了5-15CM的青石斑魚(yú)和真雕的安全超聲參數(shù)和最佳超聲參數(shù)，建立了一套較為完善的適用于魚(yú)病疫苗超聲免疫的操作程序和技術(shù)方法。專(zhuān)家組組長(zhǎng)、生物化學(xué)教授蘇永全稱(chēng)，超聲免疫法利用超聲波能有效增加生物肌體皮膚和肌肉等組織通透性的原理，以傳統(tǒng)的浸泡法為基礎(chǔ)，通過(guò)超聲作用顯著提高進(jìn)入魚(yú)類(lèi)肌體的疫苗數(shù)量，取得了十分理想的免疫保護(hù)效果。該法既綜合了傳統(tǒng)注射法和浸泡法的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又有效地克服了二者分別在操作便利程度、接種魚(yú)苗大小以及免疫效果等方面存在的不足，真正達(dá)到了“注射法的免疫效果，浸泡法的操作便利”，且具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值，可產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

據(jù)介紹，目前，海水魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖已成為世界各沿海地區(qū)最具潛力的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，僅中國(guó)就有海水魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖面積100多萬(wàn)畝，養(yǎng)殖產(chǎn)量超過(guò)15萬(wàn)噸。然而，在包括海水魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖的全部水產(chǎn)養(yǎng)殖中，病害的影響已成為制約其發(fā)展的主要因素。魚(yú)類(lèi)疾病傳統(tǒng)的防治方式是以抗生素等化學(xué)藥物防治。但是，化學(xué)藥物的大量使用會(huì)造成許多不良影響。它會(huì)使病原生物產(chǎn)生顯著的抗藥性，直接影響疾病防治效果；還會(huì)嚴(yán)重污染水域環(huán)境，破壞生態(tài)平衡；更會(huì)影響?hù)~(yú)肉品質(zhì)，直接危害人類(lèi)健康。因此，研制魚(yú)用疫苗等安全、衛(wèi)生、高效的疾病防治新措施將是科學(xué)工作者的主攻方向。日本利用超聲波促進(jìn)食品干燥脫水

日前，日本科學(xué)家將一項(xiàng)利用超聲波技術(shù)促進(jìn)食品干燥脫水的科研項(xiàng)目應(yīng)用到食品工業(yè)中，并獲得成功。利用該項(xiàng)技術(shù)對(duì)食品進(jìn)行干燥時(shí)，超聲波能夠增加食品中水分的移動(dòng)速度，加速食品脫水。用超聲波和太陽(yáng)能、溫風(fēng)形成的干燥系統(tǒng)，可將谷物糖漿、西紅柿沙司、液蛋等干燥，水分從5％—7％干燥至0.5％。干燥時(shí)間短、熱量消耗少。還可用電氣和超聲波技術(shù)，配合適當(dāng)壓力的裝置，可提高一般食品減壓過(guò)濾或離心分離效率。超聲波能加快水分分離，兩種電極間流動(dòng)的電流及電荷可使水分移動(dòng)，提高其脫水效率。該技術(shù)適用于耐熱性差的高黏度、高纖維性的難以干燥的食品，如含懸濁液、明膠狀物食品的脫水。實(shí)驗(yàn)證明，水果泥脫果汁的回收率可從80％—85％提高到85％~90％。

利用超聲波去除多余