反映生物组织超声性质的参数有哪些11.doc

1. 反映生物组织超声性质的参数有哪些，其定义如何？答：主要是物理参数如下：声速：单位时间内声波传播的距离。超声吸收系数：材料吸收和透过的声能与入射到材料上的总声能之比，叫吸声系数（）。超声衰减系数：据公式v=-j，定义传播系数的虚数部分为衰减系数，声波传播中声衰减的程度，其中系数越大，表示衰减越严重。超声背向散射系数:在入射声波成180的方向的单位体积和单位立体微分散射截面。声学非线性参量B/A: 媒质状态方程泰勒展开式中二阶量系数与一阶量系数之比。2.简述生物组织超声声速、超声吸收、超声衰减的测量原理，推导相应的测量公式。测量方法？（1） 超声衰减：方法：辐射压力法原理：辐射力的产生是声波传输能量的直接结果，在数值上等于声波动量的变化率，当连续声波入射到吸收靶上时，就会对吸收靶在声波传播方向上产生一个不随时间变化的辐射压力。若声吸收靶与力平衡元件辐射力天平相接时，即可以测出这个辐射压力的数值。超声波的能量与辐射力的数值成正比，通过辐射力和超声波功率之间的相互关系可以间接的度量超声波的功率。对于理想吸收靶，当平面声波垂直入射时（假设声波在吸收靶上无反射），则辐射压力为 F=P/c P为吸收靶所接受到的时间平均功率，c为声波传播速度。由于声波在组织中传播时，其能量随着传播距离呈指数形式衰减，即有式中，I为声波在组织中传播距离x后的声强，I0为初始声强，且有因此，可以通过测量声波在组织中传播前后的声波能量来间接的反应组织的声衰减式中，D为组织的厚度，F和F分别为放入组织前后所测得的辐射压力。(2) 超声吸收：方法：瞬态热电偶法测量超声吸收 原理：把直径远小于声波波长的热电偶结插入被测组织内，再用强度为I的，时宽为1S的矩形脉冲超 声辐照热电偶结及其周围组织，组织吸收超声波能量使自身温度上升，从而在热电偶结上引起电动势。公式： I 为组织密度 （ g/cm3 ） Cp为比热（cal/g.） I为声强(W/cm2) 为组织吸收超声而引起的温度随时间的上升率（ /s）（3）插入取代式脉冲传输法测量超声速度：原理：当用插入取代法测量超声传播速度时，只需利用扫描速度经过严格校准的示波器，直接测出样品取代水时所引起的超声脉冲中的射频载波的时移t ，从已知水的声速Cw及样品厚度D，即可计算出样品的超声传播速度Cs 3. 简述生物组织超声声速、超声吸收、超声衰减的测量方法，试设计一个采用辐射压力法测量牛肝组织超声衰减的实验方案。方法：瞬态热电偶法测量超声吸收 辐射压力法测超声衰减 插入取代式脉冲传输法测量超声速度与衰减 共振法测量声速【实验目的】 1、了解生物组织超声参数的各种实验测试方法。 2、掌握生物组织声衰减系数测定的方法。【实验仪器】 声学实验水槽、透声薄膜、下端带有圆盘形声吸收靶的电子秤、新鲜离体牛肝组织、生物组织脱气装置、超声声功率计、刻度尺、HIFU治疗头、HIFU水处理装置、HIFU功率源等。【实验原理】 射力的产生是声波传输能量的直接结果，在数值上等于声波动量的变化率，当连续声波入射到吸收靶上时，就会对吸收靶在声波传播方向上产生一个不随时间变化的辐射压力。若声吸收靶与力平衡元件辐射力天平相接时，即可以测出这个辐射压力的数值。当把厚度为D的组织样品置入声源与靶之间时，先后测量出置入样品前后的辐射压力值F和F1，可由公式计算得到。【实验内容】 1、将新鲜离体牛肝组织切割成10*10*2cm3、10*10*4cm3，置于生理盐水中进行负压脱气30min。2、利用带有全吸收靶的电子秤测量自由场中声波的声辐射压力。3、利用带有全吸收靶的电子秤测量加入不同厚度的离体牛肝组织后的辐射力。4、根据辐射力与衰减吸收之间的关系计算出牛肝组织的声衰减系数。改变电压值，重复实验数次，取平均值。【数据处理】 表1 实验数据记录表治疗头工作电压（v）1100V1100V1100V电子秤读数（g）辐射力（N）电子秤读数（g）辐射力（N）电子秤读数（g）辐射力（N）未加入牛肝2.69.8*2.59.8*2.69.8*牛肝厚度： 2.8 （cm）2.2-2.2-2.6-牛肝厚度： 3.0 （cm）2.2-2.1-2.3-五、实验结果： （2.8cm）平均：0.260.260.200.33（3.0cm）平均：0.220.240.250.184.测量衰减系数时，利用相位敏感和不敏感测量技术，对于结果有什么影响？ 利用相位敏感（压电换能器脉冲传输法）和不敏感（辐射压力法）测量技术测量均匀煤质的超声衰减，可以得到相同的结果，但当把两种方法用于测量不均匀的生物样品如牛肌，此时所测得的衰减系数明显不同。脉冲法测牛肌得为0.211.15Np/cm,压力辐射法为0.210.41 Np/cm，压电换能脉冲法测得过量衰减值是由于组织非均匀性引起波前畸变，导致接收器表面处相位相消所引入的假象部分。 因此，辐射压力法被认为是可测出组织本身真实超声衰减值的最佳方法。5. 按照由小到大的顺序对皮肤、肝脏、肌肉、腱、骨、肺、脂肪的声速、声衰减在相同测试条件下（测试频率、温度）排序。声速排序： 脂肪 肌肉 肺 肝脏 腱 皮 骨声衰减：脂肪 肝脏 肌肉 皮肤 腱 骨 肺