Bài Giảng nguyên lý siêu âm TS Phạm Minh Thông

• Hệ số truyền qua Một phần SÂ truyền qua theo h ớng chính T= 1-R T hệ số truyền qua, R hệ số phản xạ • Sóng khuêch tán: phần sóng SÂ thay đổi h ớng -Trong SÂ CĐ: thu phản xạâm vang, e

nguyªn lý siªu ©m

TS Ph¹m Minh Th«ng

nguyªn lý siªu ©m

• §Þnh nghÜa : sãng ©m nghe ® îc 16-20.000HZ, siªu

©m > 20.000HZ

S¢ trong chÈn ®o¸n 1-10 MHz

• Ph¸t x¹ ©m

-HiÖu øng ¸p ®iÖn P.Curie 1900

-Nguån ph¸t

.TÊm tinh thÓ th¹ch anh nhá

.Hai ®iÖn cùc nèi dßng xoay chiÒu ®iÖn thÕ cao: rung HiÖn t îng ¸p ®iÖn c¶ 2 chiÒu: ®Çu dß võa thu vøa

ph¸t

.HiÖn nay dïng gèm ¸p ®iÖn hÖ sè ¸p ®iÖn cao h¬n th¹ch anh nhiÒu lÇn

I.ph¸t x¹ ©m

I.ph¸t x¹ ©m

• Tần số phát xạ thay đổi theo yêu cầu

- Chẩn đoán: 1-10 MHz, c ờng độ 5-10 miliwat/cm2

- Điều trị: 0,5 – 1MHz , c ờng độ 0,5-4W/cm2

i.phát xạ âm

• C¸ch ph¸t x¹

- Ph¸t liªn tôc: chÈn ®o¸n vµ §T, Dop liªn tôc

-Ph¸t gi¸n ®o¹n: trong siÓu A, TM, Dop xung

i.ph¸t x¹ ©m

ii.dẫn truyền siêu âm

• Tốc độ truyền

-Trong môi tr ờng thiên nhiên:

.Không khí: 350m/s rất kém, môi tr ờng trung gian

.Parafin: 1400m/s

.N ớc: 1500m/s

.Thép 5000m/s

-Trong m«i tr êng sinh häc

R Chïm cßn l¹i

-MÆt ph©n c¸ch: gianh giíi gi÷a hai m«i tr êng cã trë kh¸ng

R cµng lín nÕu trë kh¸ng ©m hai m«i tr êng cµng kh¸c nhau

• Hệ số truyền qua

Một phần SÂ truyền qua theo h ớng chính

T= 1-R ( T hệ số truyền qua, R hệ số phản xạ)

• Sóng khuêch tán: phần sóng SÂ thay đổi h ớng

-Trong SÂ CĐ: thu phản xạ(âm vang, echo)

-Trong XQ dùng chùm còn lại sau khi xuyên qua cơ thể

ii.dẫn truyền siêu âm

• Sù suy gi¶m siªu ©m

-Nguyªn nh©n:

.T¸n x¹

.NhiÔu x¹

.HÊp thô: mét phÇn n¨ng l îng thµnh nhiÖt n¨ng

ii.dÉn truyÒn siªu ©m

iii kỹ thuật siêu âm

1.Siêu âm kiểu A(Amplitude mode)

- Nguyên lý:

.Dùng đầu dò thu-phát gián đoạn

.Thu tín hiệu về chuyển thành tín hiệu điện,khuếch đại hiện sóng

trên màn

.Biên độ xung tỷ lệ c ờng độ âm vang

.Vị trí xung: vị trí các bộ phận có âm phản xạ về

-áp dụng:

Ngày nay hầu nh không còn đ ợc ứng dụng

.Sản: đo đ ờng kính l ỡng đỉnh khung chậu

.Mắt: Đo đ ờng kính nhãn cầu

.Thần kinh: âm vang não đồ chủ yếu đánh giá di lệch đ ờng giữa

iii kỹ thuật siêu âm

2.Siêu âm kiểu B.( Brightness mode)

-Nguyên lý:

.Tín hiệu phản hồi biểu hiện chấm sáng

.Độ sáng biểu hiện c ờng độ sóng phản hồi

.Vị trí chấm sáng: khoảng cách từ đầu dò đến mặt phẳng phản hồi

.Nếu di chuyển đầu dò theo h ớng nhất định sẽ vẽ đ ợc bề mặt của vật cần khám( siêu âm hai bình diện)

iii kỹ thuật siêu âm

3.Siêu âm kiểu TM( Time Motion Mode)

-Thể hiện hình ảnh kiểu B theo thời gian

-Nếu mặt phản hồi đứng yên sẽ biểu hiện đ ờng thẳng, nếu di

động sẽ vẽ đ ờng cong biểu hiện chuyển động

-Siêu âm kiểu TM đ ợc ứng dụng trong thăm khám tim

iii kỹ thuật siêu âm

kiÓu A

KiÓu B

SA hai b×nh diÖn

IV máy siêu âm

1.Đầu dò:

*Cấu tạo:

-Gốm áp điện:

.Cắt thành nhiều tinh thể xếp các loại đầu dò

.Chịu đ ợc rung lớn, không chịu nhiệt và ẩm

.Mặt trong và ngoài bọc lớp kim loại mỏng để kết nối và dẫn điện

-Chiều dày tinh thể gốm quyết định tần số đầu dò

L=m/2( m= 1;2 th ờng 1)

L= /2 nay có thể tới /4 tinh thể càng mỏng f càng lớn

.tinh thể 1mm FR2MHz

0,5mmFr 4MHz

IV máy siêu âm

IV m¸y siªu ©m

• C¸c vïng cña chïm sãng ©m

-Vïng gÇn ®Çu dß( vïng Fresnel) sãng ©m song song

ChiÒu dµi L= D2/4 ( a lµ kÝch th íc ®Çu dß)

-Vïng loe ë xa ®Çu dß Ýt cã t¸c dông th¨m kh¸m

gi¶m loe b»ng thÊu kÝnh ©m häc lâm hay ®Çu dß lâm

IV m¸y siªu ©m

H×nh ®Çu dß a:líp bäc dÉn ©m phÝa tr íc,b:thÊu kÝnh héi tô ©m;c: Gèm ¸p ®iÖn

d:Bé phËn hÊp thô ©m phÝa sau; e:vá; f: d©y c¸p ®iÖn

*Hoạt động của đầu dò:

-Phát liên tục: có hai tinh thể một để phát một để thu

-Phát không liên tục ( pulsé): phát các xung ngắn, một tinh thể vừa phát vừa thu,thời gian giữa hai lần phát để thu

-Tần số nhắc lại xung(PRF): Số lần phát xung/giây

-Hệ số làm việc(DF): tỷ lệ giữa chiều dài xungvới PRF

th ờng 0,002-0,0005

-Công suất âm của đầu dò:tỷ lệ với chiều dài xung

P moyen = Pmax x DF ( max=10W, DF= 0,0005, Pm=5mW)

IV máy siêu âm

f1 vµ f2 hai bªn tÇn sè trung t©m fc

F

A

Độ phân giải của đầu dò

-Định nghĩa: khoảng cách nhỏ nhất giữa hai điểm phân biệt đ ợc

Tính chênh tín hiệu từ s ờn hai xung đến đỉnh xung của

phản hồi hai điểm gần nhau

IV máy siêu âm

• Ph©n gi¶i däc trôc(rÐsolution axiale)

-Lµ kho¶ng c¸ch ng¾n nhÊt gi÷a hai vËt theo trôc sãng ©m cã thÓ ph©n biÖt

• Phân giải ngang

-Khả năng phân biệt hai điểm gần nhau đứng vuông gốc chùm sóng âm -Phụ thuộc vào chiều rộng chùm sóng âm,độ rộng này phụ thuộc tần số, hình thể đầu dò, chất liệu gốm, hội tụ, khoảng cách từ đầu dò đến vật

IV máy siêu âm