Đang tải... (xem toàn văn)
kỹ thuật siêu âm
KĨ THUẬT SIÊU ÂM Những kiến thức bổ trợ: Kiến thức Vật lí: - Dao động và sóng - Sóng âm Hướng dẫn: - Xem Giáo trình Lí sinh (Phần 1. Chương 1, bài 3). - Bài giảng dạng slide trong website lisinhstudy.tnu.edu.vn - Tham khảo: Giáo trình Vật lí đại cương Kiến thức lí sinh y học: - Đại cương về sóng âm và siêu âm - Tính chất vật lí của siêu âm - Nguyên lí nguồn phát siêu âm Hướng dẫn: -Xem: “ Giáo trình&sách tham khảo”, chọn “giáo trình vật lí lí sinh (phần 3 Chương 3 ) - Bài giảng dạng Slide và tài liệu tham khảo trong lisinhstudy.tnu.edu.vn -Tham khảo : Giáo trình lí sinh y học ( Phan sĩ An-NXB Y học), Li sinh học ( Đoàn Suy Nghĩ, NXB ĐH Huế). Chủ đề 1: Bản chất vật lý của sóng siêu âm 1. Dao động và sóng – Sóng âm 1.1.Dao động Là một chuyển động được lặp lại nhiều lần theo thời gian. VD: con lắc đồng hồ, dao động của cây cầu treo, dao động của dòng điện trong mạch… 1.2. Sóng Là sự lan truyền của tín hiệu (mang năng lượng), từ điểm này đến điểm kia trong một môi trường mà không có sự di chuyển thành dòng của các phần tử môi trường 1.3. Sóng âm – Siêu âm • Bản chất Âm do các vật dao động phát ra và được lan truyền ra môi trường dưới dạng sóng: Sóng âm Bản chất sóng âm là sóng cơ học VD: - Kéo dây đàn ra khỏi vị trị cân bằng rồi thả ra thì ta thấy nó dao động Âm thanh phát ra và lan truyền (sóng âm). • Các thông số cơ bản * Chu kỳ dao động (T): * Biên độ dao động (h): * Tần số dao động (f): * Bước sóng ( ): * Tốc độ lan truyền của siêu âm (v): * Cường độ của sóng siêu âm (I): * Năng lượng của sóng siêu âm (I): 2. Các tính chất vật lý cơ bản của sóng âm • Hiện tượng phản xạ • Hiện tượng khúc xạ • Hiện tượng tán xạ • Hiện tượng nhiễu xạ • Hiện tượng hấp thụ • Hiệu ứng đople 2.1. Hiện tượng phản xạ + Khi một nguồn siêu âm lan truyền qua hai môi trường có âm trở khác nhau sẽ tạo nên hiện tượng phản xạ siêu âm, tuân theo định luật quang hình học. + Hệ số phản xạ (R): Giữa hai môi trường khác nhau có hệ số phản xạ siêu âm khác nhau. Hệ số phản xạ tuỳ thuộc vào âm trở của hai môi trường: R = (Z 1 – Z 2 ) / (Z 1 + Z 2 ) Trong đó Z1 và Z2 là âm trở của môi trường 1 và 2. Ví dụ: - Hiện tượng dội lại khi âm phát ra gặp vật cản (tường, núi) trong tự nhiên. - Giữa mô mềm và không khí, xương có Äz lớnhầu hết năng lượng của chùm siêu âm bị phản xạ lạidùng Gel. 2.2. Hiện tượng khúc xạ. - Là hiện tượng chùm siêu âm khi lan truyền trong một môi trường có âm trở khác bị lệch hướng đột ngột ngay tại mặt phân cách. - Sự khúc xạ siêu âm làm lệch nguồn siêu âm và ảnh hưởng đến chùm siêu âm phản xạ và kết quả chẩn đoán. M M S I Px Kx 2.3. Hiện tượng tán xạ. Hiện tượng này xảy ra khi chùm tia siêu âm gặp các cấu trúc nhỏ (có kích thước <<) hoặc với bề mặt không đồng đều, khi đó tia siêu âm bị tán xạ theo mọi hướng và chỉ có 1 phần nhỏ tới được đầu dò Hiện tượng này không phụ thuộc vào góc tới của tia siêu âm, rất quan trọng trong đánh giá các cấu trúc nhỏ (độ đồng đều của nhu mô gan, tuỵ ). 2.4. Hiện tượng nhiễu xạ. Là hiện tượng chùm siêu âm có thể vòng qua vật cản. Hiện tượng này phụ thuộc vào khoảng cách đầu dò đến mặt phẳng thăm dò, phụ thuộc vào bước sóng, đường kính của nguồn phát và góc độ của chùm siêu âm phát ra. Do các hiện tượng trên nên cường độ siêu âm càng đi xa càng bị suy giảm. [...]...2.5 Hiện tợng hấp thụ: - Khi chùm siêu âm truyền qua một môi trờng vật chất chùm siêu âm đã truyền một phần năng lợng cho môi trờng đó hay nó bị môi trờng đó hấp thụ - Sự hấp thụ phụ thuộc vào độ dày các môi trờng siêu âm truyền qua, tần số siêu âm và hệ số hấp thụ của môi trờng Ix= I0 e-fx Ix: cng siờu õm o c sõu x Io: cng siờu õm lỳc... siờu õm + Cu trỳc hỡnh hc ca t chc sng 2 Tc lan truyn siờu õm qua cỏc mụi trng sinh hc Môi trờng Da và tổ chức dới da Mỡ Nớc ối Cơ Cổ tử cung Tổ chức xốp Xơng sọ thai Thận Não thai Xơng dài Tốc độ siêu âm (m/s) 1408 1450(330) 1500 1585(330) 1560 1540 3000 1581(330) 1514 4080(330) (Tc siờu õm trung bnh qua c th con ngi l 1500-1600m/s) 3 m tr (Z): Mi mt mụi trng cú c im cu trỳc, tớnh cht v mt khỏc... siờu õm Z= .v Z: õm tr : mt ca mụi trng v: tc lan truyn siờu õm m tr ca mt s mụi trng Môi trờng Nớc 37oC Không khí Môi trờng sinh vật Dịch mắt Tinh thể mắt Não Cơ Máu Thận Lách Gan Xơng đặc Xơng xốp Âm trở (g/cm2.s) 1,49.105 0,0004.105 1,5.105 1,52.105 1,54.105 1,60.105 1,60.105 1,62.105 1,64.105 1,65.105 6,10.105 2,55.105 4 Phõn loi súng õm 4.1 Phõn loi theo phng dao ng: - Súng ngang: l súng m phng . sóng âm và siêu âm - Tính chất vật lí của siêu âm - Nguyên lí nguồn phát siêu âm Hướng dẫn: -Xem: “ Giáo trình&sách tham khảo”, chọn “giáo trình vật lí lí sinh (phần 3 Chương 3 ) - Bài giảng. chùm siêu âm khi lan truyền trong một môi trường có âm trở khác bị lệch hướng đột ngột ngay tại mặt phân cách. - Sự khúc xạ siêu âm làm lệch nguồn siêu âm và ảnh hưởng đến chùm siêu âm phản. chùm siêu âm phát ra. Do các hiện tượng trên nên cường độ siêu âm càng đi xa càng bị suy giảm. 2.5. Hiện tợng hấp thụ: - Khi chùm siêu âm truyền qua một môi trờng vật chất chùm siêu âm đã