超聲波原理在醫(yī)學裝備中的應用-專題性實驗報告

PAGE1-超聲波原理在醫(yī)學裝備中的應用2012.10.11學院：姓名：學號：超聲波原理在醫(yī)學裝備中的應用學院：姓名：學號：摘要：利用超聲波反射現象制作成的超聲波診斷儀在醫(yī)學中取得很大成功，本文介紹超聲波原理在醫(yī)療裝備中的應用。關鍵詞：超聲波；反射；特性；醫(yī)療裝備背景：人類賴以生存的世界，是一個不斷運動著的物質世界，而波動時物質運動的一種基本形式，其中應力波作為一種主要的形式存在著，如地震波，固體中的聲波，超聲波等。1949年，JohnJWild是一名英格蘭裔美國內科醫(yī)生，因為致力于這一工作被稱為“醫(yī)學超聲之父”，超聲成像等技術開始被運用到醫(yī)學，是醫(yī)生在診斷，治療疾病方面不僅速度有了大幅度的提升，準確度也有了很大提高。論述：1、理論：根據超聲波的物理特性，其頻率在20KHz以上，在傳播過程中一般會發(fā)生折射、反射、散射、繞射以及多普勒效應等現象。超聲波在密度均勻的介質中傳播時，不會發(fā)生折射、反射的現象。當其通過不同介質的時候，且兩介質的交界面大于超聲波波的波長時，就會在兩介質的交界面處發(fā)生折射和反射現象。反射聲強的大小取決于兩介質聲阻的差異及入射角的大小，當垂直入射的時候反射聲強最大，反射聲強愈強則折射聲強越弱。折射進入第二介質的超聲波會繼續(xù)前進，若再次遇到不同聲阻介質交界面時，會再次發(fā)生反射和折射。以此類推，被測物質密度約不均勻、界面越多，產生的反射和折射次數就會越多。當兩介質交界面小于超聲波的波長時，超聲波則會產生散射和繞射現象，散射是指超聲波會以此小介質為中心向四周發(fā)散，使其成為新的聲源；繞射是指超聲波繞過介質邊緣，繼續(xù)向前傳播，好似此介質不存在。超聲波在醫(yī)學診斷中的應用是利用了超聲波的反射折射原理，可知若將一束超聲波發(fā)射到人體內，當他在體內遇到界面時就會發(fā)生反射和折射現象。因為人體各種組織的形態(tài)和結構是不同的，因此其反射與折射以及吸收超聲波的程度也就不同，醫(yī)生們正是通過以其所反映出的波形曲線，或影像的特征來辨別他們。此外在結合解剖學知識、正常與病理的改變，便可診斷所檢察的器官是否有病。2、實驗方法：超聲波在兩種固體界面上發(fā)生折射和反射時，縱波可以折射和反射成橫波，橫波也可以折射和反射成縱波。超聲波的這種現象稱為波形轉換，滿足斯特令折射定律：（反射）(折射)其中，和分別是縱波反射角和橫波反射角；和分別是介質一的縱波聲速和橫波聲速；和分別是縱波折射角和橫波折射角；和分別是介質2的縱波聲速和橫波聲速。超聲波試驗儀接上直探頭，設置試驗儀衰減器數值和示波器電壓范圍和時間范圍，得到波形。示波器上讀取和。試塊縱波聲速：超聲波試驗儀接上斜探頭，設置試驗儀衰減器數值和示波器電壓范圍和時間范圍，得到波形。示波器上讀取和，測量和。試塊橫波聲速：結論：現象和結果：1、圖為以波形來顯示組織特征的方法，主要用于測量器官的徑線，以判斷其大小?？梢杂脕龛b別病變組織的一些物理特征，如實質性、液體或是氣體是否存在等。2、用平面圖形的形式來顯示被探查組織的具體情況。檢查時，首先將人體界面的反射信號轉變?yōu)閺娙醪煌墓恻c，這些光點可通過熒光屏顯現出來，這種方法直觀性好，重復性強，可供前后對比，所以廣泛用于婦產科、泌尿、消化及心血管等系統的疾病診斷。3、圖為用于觀察活動界面時間變化的一種方法。最適用于心臟活動情況，其曲線的動態(tài)改變稱為超聲心動圖，可以用來觀察心臟各層結構的位置、活動狀態(tài)、結構的狀況等，多用于輔助心臟及大血管疫病的診斷。4、圖為專門用來檢測血液流動和器官活動的一種超聲診斷方法，又稱為多普勒超聲診斷法?？梢源_定血管是否暢通、官腔是否狹窄、閉塞以及病變部位。拓展：超聲波不僅在醫(yī)療診斷中有不可小覷的作用，在醫(yī)學治療中也有應用。超聲波作為一種應力波，其在傳播過程中，介質的各個質點會交替性的壓縮與伸張，從而在相鄰的兩個質點之間形成壓力差，這對增強組織滲透、提高代謝促進血液循環(huán)、刺激神經系統及細胞的功能均有重要意義。撰寫時間：2012年10月12日參考文獻：【1】劉晶彬.