医学超声基础之1-医学超声基础导论-课程介绍+声学系统分类等-2025

生物医学超声基础

—医学超声基础导论2025年2月主讲人：牛金海目录Contents1课程介绍2声波及超声波3超声学发展简史4医学超声系统分类5思考题1、课程介绍

1.1医学超声学概述

医学超声是生物医学工程专业的重要方向，经过近百年的发展，该学科已在临床诊断、治疗、理疗、制药、医美等领域得到广泛应用，且新的研究方向与应用仍在不断拓展，如超声药物传送，低强度超声神经调控等。

医学超声也是一门综合性学科，涉及数学、物理、材料、计算机、微电子、医学和生物学等多门学科领域。本课程的核心内容：一种特殊的声波在生物医学工程领域的应用！三维B超：带你体验不一样的影像世界！,科学,科普,好看视频()好可爱！孕妈晒出双胞胎宝宝的b超，两个小家伙住的还是“上下铺”,母婴育儿,孕产,好看视频()1、课程介绍我们人类能利用超声波实现哪些功能？

相对于发射脉冲，回波的时间延时△t与距离r的关系如下：

△t=2r/c,其中r是被测物的距离，c是传播介质中的声速。

胎儿的B超图像1、课程介绍超声波是“听”不见的，然而，我们通过一些超声设备实现“看”的功能，可以“看到”可见光不能探及的区域，比如人体内部，比如孕妇子宫内的胎儿！1、课程介绍

生物医学超声学(BiomedicalUltrasound)

该学科以研究超声作用于生物体的规律并加以利用，达到诊断、治疗效果并促进人体健康等为目的，包括超声诊断学(DiagnosticUltrasound)、超声治疗学(UltrasoundTherapy)生物医学超声工程(BiomedicalUltrasoundEngineering)等。其理论基础是振动与波。1、课程介绍

1.2引言谈谈你对“声音”的理解？什么设备（物体）可以发出声音？什么可以接收声音信号？请举例？声波科学的定义是什么？什么是超声波？生活中有哪些超声的应用场景？超声在生物医学工程领域有哪些应用？举例说明？体检的时候做过B超检查吧！你知道B超的工作原理么？检查过程中，给腹部涂抹的一层类似胶水的液体是什么？起什么作用？换能器耦合剂B型超声，HIFU1、课程介绍

1.3大纲与教学内容超声物理基础,压电效应及超声换能器原理与应用,超声成像原理及诊断应用,超声生物效应及超声治疗学,医学超声最新进展，医学超声实验等。

本课程核心内容围绕超声波在生物组织中的传播特性，A、M、B、D型超声设备原理与应用，高强度聚焦超声（HIFU）等超声治疗展开。数学，物理电子电路计算机编程与图像处理解剖医学药学等基础材料科学生物生理化学交叉融合1、课程介绍

1、课程介绍

1.4课程学习目标1.学生能掌握医学超声波的基本概念B12.学生能掌握超声在医学诊断和治疗中的关键原理和技术B23.学生能获得数字B超诊断仪的实际操作体验B24.学生能获得将数学、物理、数字/模拟电路等应用于生物医学超声的能力B35.学生能获得未来在生物医学超声领域接受教育或工作的潜在能力C5

终极目标具备将医学超声应用于科研，产业，教育等领域的能力1、课程介绍

1.5成绩分配比例以及考核标准1、平时成绩占50%：包括1）随堂测验15%：第4，7，11周举行3次随堂测试；2）平时作业15%：作业质量，作业交流，按时程度等；3）实验及报告10%：实验的设计，参与度，报告质量等；4）选作作业完成情况：5%.5）其他5%，文献阅读，资料调研，课程建设参与度，出勤率等；2、期末闭卷笔试占50%；考试内容：以大纲为基准，上课讲授的为重点，基本概念，基本知识，基本方法，重在理解，而不是死记硬背。通常考试题目类型主要是，填空，选择，判断，翻译，简答，计算等。试题的总分是100分。严格遵守考试纪律。期末考试第12或13周，每次考试前预留一个星期复习时间。1、课程介绍

1.6几点期许良好的课堂秩序，不说话，不吃早点，不迟到早退；能与老师的主动交流，包括课程知识的交流等；有特殊情况不能上课，提前向老师请假；作业分必需和选作制度，过程和结果并重原则；课代表建个教学班的微信群成立学习小组3-4人一组《道德经》提到“道可道，非恒道，名可名，非恒名”，老子告诉我们，语言文字对世间万象的表述存在局限性，此外，《易经·系辞》也提到“书不尽言，言不尽意”。《论语·述而》：“不愤不启，不悱不发。举一隅不以三隅反，则不复也。”学习是一个主动的过程，这样才会有更好的效果。1、课程介绍

如何学好本课程2.上课认真听讲3.上课做笔记6.开放式交流探讨4.课后及时复习5.认真完成课后作业7.全面复习备考1.7如何高效掌握本课程并取得优异成绩1.课前预习成功没有捷径，唯有努力。适合高年级学生，以及科研医务工作者参考。

（任何问题可微信联系牛老14教学参考书(选其一)适合初学者及低年级学生做教材

任何问题可微信联系牛老教学参考书选其一目录Contents1课程介绍2声波及超声波3超声学发展简史4医学超声系统分类5参考书2、声波及超声波

2.1声波的定义声波（SoundWave或AcousticWave）是声音的传播形式。声波是一种机械波，由物体（声源）振动产生，声波传播的空间就称为声场。在气体和液体介质中传播时是一种纵波，但在固体介质中传播时可能混有横波。人耳可以听到的声波的频率一般在20赫兹至20000赫兹之间。声波可以理解为介质偏离平衡态的小扰动的传播。这个传播过程只是能量的传递过程，而不发生质量的传递。如果扰动量比较小，则声波的传递满足经典的波动方程，是线性波。如果扰动很大，则不满足线性的声波方程，会出现波的色散，和激波的产生。这只是线性声波的表述，非线性声波会复杂很多。2、声波及超声波

仔细看，质点是否在整体向前移动？2、声波及超声波

声压计音叉声压波形2、声波及超声波

振动源振动传播振动的介质声电转换装置AD采样数字化电信号应用声源音叉一个完整的声学系统2、声波及超声波

2.2超声波的定义Ultrasoundiscyclicsoundpressurewithafrequencygreaterthantheupperlimitofhuman

hearing.Althoughthislimitvariesfrompersontoperson,itisapproximately20kilohertz(20,000hertz)inhealthy,youngadultsandthus,20

kHzservesasausefullowerlimitindescribingultrasound.Theproductionofultrasoundisusedinmanydifferentfields,typicallytopenetrateamediumandmeasurethereflectionsignatureorsupplyfocusedenergy.Thereflectionsignaturecanrevealdetailsabouttheinnerstructureofthemedium,apropertyalsousedbyanimalssuchasbatsforhunting.Themostwellknownapplicationofultrasoundisitsuseinsonography

toproducepicturesoffetusesinthehumanwomb.Thereareavastnumberofotherapplicationsaswell.目录Contents1课程介绍2声波及超声波3超声学发展简史4医学超声系统分类5参考书3、超声学发展简史

3.1中国古代声学如图所示，左上部的三角形是古代的一种打击乐器石磬[qing去声]；石磬上部是悬挂石磬的绳索或架子；右半部是“殳”字，表示人手拿槌击磬的样子；下部是“耳”和“口”组成古文的“听”字。3、超声学发展简史

墨子(公元前476或480年—公元前390或420年)《墨子》曰：“若城外穿地来攻者，宜於城内掘井以薄城，幕甖内井，使聪耳者伏罂而听，审知穴处，凿内迎之。”3、超声学发展简史

3.2近代声学发展1945年，A·Firestone制成A型脉冲超声检测仪3、超声学发展简史

纵观医学超声学科的近代发展史，可谓是西方人的天下，国内的医学超声发展起步相对较晚。1958年，上海市第六人民医院与上海第一、第二医科大学研究人员合作创立了上海超声医学应用研究小组，为超声诊断的开始；1959年7月，第一届全国超声会议在武汉召开；1960年，上海医科大学中山医院制作了最早的B型扫描仪；1961年7月，中国第一本有关超声的著作《超声诊断学》出版；3、超声学发展简史

1984年，中国超声医学研究会成立；1985年正式发布官方刊物为“中国超声医学杂志(JournalofChineseAssociationofUltrasoundinMedicineandEngineering)”，协会更名为中国超声医学工程学会；八十年代末到九十年代，上海交通大学生物医学工程的王鸿樟教授等最早开始超声热疗方向的研究。随着时代的发展，我国医学超声的发展正在赶上世界先进水平，有些领域已经开始有原创的突破和进展。目录Contents1课程介绍2声波及超声波3超声学发展简史4医学超声系统分类5参考书4、医学超声系统分类

1、按照波形分类连续波脉冲波2、按照利用的物理特性分类回波式超声诊断仪透射式超声诊断仪3、按照超声诊断设备体系分类A型超声诊断仪M超声诊断仪B型超声诊断仪4、多普勒血流诊断仪5、C型，F型超声诊断仪6、超声全息诊断设备7、超声显微镜8、超声CT9、超声外科设备10、超声治疗设备4、医学超声系统分类

测距仪回波式实例1、回波式与透射式的区别超声波CT透射式4、医学超声系统分类

实例2、治疗设备与诊断设备

B超诊断仪HIFU治疗仪成像脏器杀死肿瘤4、医学超声系统分类

实例3、一维诊断设备与二维诊断设备的差别

A型超声回波幅度与位置一维成像4、医学超声系统分类

B型超声：二维成像实例3、一维诊断设备与二维诊断设备的差别物体的轮廓4、医学超声系统分类

B超：随空间的分布M型超声：随时间的变化实例4：与时间相关的成像，与空间相关的成像时间空间4、医学超声系统分类

连续波与脉冲波的时域和频域特性图连续超声多普勒声束交叉域法工作示意图连续波D型超声：回波式，诊断仪，连续波，一维成像实例5：脉冲波与连续波A，M，B等超声诊断成像设备通常都是采用脉冲波模式，因为脉冲波有很好的空间分辨力。目录Contents1课程介绍2声波及超声波3超声学发展简史4医学超声系统分类5思考题5、思考题

一、是非题1.声波的传播过程，通常认为是波动形式在传播，而振动质点只是在平衡位置振动，并不整体向外传播。（）2.上述情况对于非