声通道上的条状障碍物对高强度聚焦超声声场的影响
付丽媛曾德平李发琪
摘要
目的研究高强度聚焦超声（HIFU）透过用条状障碍物模拟的肋骨后的声场分布。
方法引导HIFU声束透过肋间隙、肋缘及正对肋骨，在每种情况下将肋骨分别置于距焦平面3、6、9cm处，采用水听器描绘出了每种情况下声场的分布。
结果轴向声压分布：在3种障碍物分布情况下，声通道上由于肋骨的存在，声压幅值较自由场下降了60%~80%，相对于自由场，-6dB焦域的尺寸增大0.5~l.5mm。焦点的位置相对于自由场，也发生了前移，焦点向换能器方向靠近0.l~2.3 mm。径向声压分布：在3种障碍物分布情况下，当肋骨距焦平面3、6cm时，声压的分布出现多峰的现象，相对于自由场，声压幅值降低。当肋骨距焦平面9cm时，在经过了肋骨之后，波束基本上还是保持了原来的形状，声压分布与自由场接近。
结论声通道上存在肋骨时HIFU焦域的声压幅值明显降低，声压幅值的降低与声束轴线与肋骨的相对位置以及肋骨距焦平面的距离有关。声通道上存在肋骨时对HIFU声焦域有影响，-6dB焦域尺寸增加。
关键词
高强度聚焦超声条状障碍物声场
Effects of Simulated Rib-like Barrier in High Intensity Focused Ultrasound Beam Path on its Acoustic Field
Fu Liyuan，Zeng Deping，Li Fagi
Institute of Uitrasound Engineering in Medicine，Chongging Medicai University，Chongging 4000l6 China
Abstract：Objective To investigate the effects of ribs in HIFU beam path on its acoustic fieid.Methods The beam axis directing through the intercostai space，at the rib edge and to the centre of middie rib in each case，the ribs were piaced
far away from the focai piane3、6、9cm respectiveiy and the hydrophone piots were recorded to note the acoustic fieid distri-
bution.Results The acoustic pressure distribution in axiai：Because of the ribs in beam path，the acoustic pressure ampii-
tude decreased60%~80%compared with that in free fieid.When the ribs were piaced in the beam path，-6dB focai re-
gion increased0.5~l.5mm compared with that in the free fieid.The focus position reiative to that in free fieid was ciose to
the transducer about0.l~2.3mm.The acoustic pressure distribution in radiai：When the ribs were piaced3、6cm in front
of the focai piane，the phenomenon of acoustic pressure distribution showed muitipie https://www.doczj.com/doc/a35546594.html,pared to that in the free fieid，acoustic pressure ampiitude decreased.When the ribs were piaced9cm in front of the focai piane，the beam maintained the
originai shape and acoustic pressure distribution was simiiar to that in the freefieid.Conclusions The ribs in beam path iead
to the acoustic energy attenuation.The attenuation of the energy was reiative to the reiative iocation between HIFU beam axis
and the ribs，and the attenuation of the energy was reiative to the ribs position from the focai piane.The ribs in HIFU beam
path piay great impact on the HIFU acoustic focai region（AFR），and the fuii width at haif maximum（FWHM）increased.
Key words：High intensity focused uitrasound，Simuiated rib-iike barrier，Acoustic fieid.
高强度聚焦超声（HIFU）能够准确消融靶区组织而不会对靶区周围邻近组织造成损伤［l］。近年来HIFU已成功的在临床上应用于肝脏肿瘤的治疗。由于肝脏的解剖位置，声传播路径上存在肋骨，迫使
基金项目：本研究受国家发展和改革委员会（发改办高技No.［2006］2792）资助
作者单位：4000l6 重庆市，重庆医科大学生物医学工程系重庆市生物医学工程学重点实验室重庆市超声医学工程重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地
通讯作者：李发琪E-maii：iifagi70@https://www.doczj.com/doc/a35546594.html, HIFU声束不得不紧靠肋骨边缘或从肋间透过。肋骨具有很强的声吸收能力，同时声通道上肋骨的存在，声场发生了强烈的衍射，声能量及其分布发生了变化，导致声场畸变。James E.Kennedy等［2］研究发现，在肋骨存在的情况下，HIFU声束透过肋骨后，焦点的位置不变，但其形态和峰值与自由场有很大的不同。同时研究得出：引导声束轴线透过肋间隙正中聚焦是可以治疗位于胸腔的肿瘤；如果声束轴线正对肋骨聚焦，即使有可能对肋骨后方的目标组织造成损伤，肋骨表面的较大的温升也会造成肋骨的损伤。经
过生物学效应研究发现，当HIFU声束沿肋间隙正中聚焦，生物学焦域呈椭球形；当HIFU声束沿肋骨边缘聚焦，生物学焦域呈“Y”形损伤；而当HIFU声束轴线正对肋骨聚焦，根本无法产生凝固性坏死。Li Fagi等［3］研究发现HIFU在声束被肋骨遮挡的肝脏内能形成凝固性坏死，但其坏死体积明显比无肋骨遮挡组的凝固性坏死小。而出现此种现象的根本原因便是HIFU声束透过肋骨后，声能量以及声场的分布发生了变化所造成的。因此，在肋骨存在的情况下，如何准确预测肋骨对HIFU声能量及声场分布的影响，从而提高HIFU治疗的安全性和准确性成为当前治疗超声领域的热点。本文研究了HIFU声束透过肋骨时，肋骨后方声能量以及二维声场的分布，以期对临床应用HIFU治疗受肋骨阻挡的肝癌提供建议。
资料与方法
1.实验设备采用声场测量系统［由重庆海扶（HIFU）技术有限公司研发］对声场分布进行测量，该系统主要由水听器、吸声水槽、吸声靶、吸声材料、三维运动装置、超声波发生器、示波器、计算机组成。聚焦超声换能器将治疗用聚焦超声换能器和诊断超声探头装配在一起。聚焦声束由一个0.8MHZ、直径150mm的球面自聚焦换能器产生，焦距130 mm。本文在实验中采用聚苯乙烯（!=1.05g/cm2，c=2340m/s）来模拟肋骨。肋宽10mm，肋间隙20 mm，厚度为5mm。
2.实验方法室温20C，将肋骨置于HIFU声通道中，HIFU声束分别沿肋间隙正中聚焦、沿肋骨边缘聚焦和正对肋骨聚焦。在每种聚焦方式下，肋骨置于距焦平面分别为3、6、9cm。然后通过水听器描点的方式，采用声场测量系统进行声场测量。测量前对水听器进行校对，即反复调节水听器扫描机构和水听器的方位俯仰角，同时调节聚焦换能器的两个方向角，可令水听器的声轴与聚焦换能器或换能器阵的主声轴处于声学共轴状态，还要求该共同声轴与水听器移动的Z轴平行。将水听器沿共同声轴移动，找到被测系统的声压焦点位置，并且清除换能器和水听器表面的污物，并在清水中浸泡30min，确保测量过程中其表面无气泡，仪器预热15min，被测设备预设工作状态取小功率输出状态。
结果
1.轴向及声压分布在3种障碍物分布情况下，声通道上由于肋骨的存在，声压幅值较自由场下降了60%~80%，可见肋骨对声能量的衰减较大。图1为3种障碍物分布情况下轴向（Z轴）二维声压的分布，对数据进行归一化处理。当障碍物距焦平面距离较近时（3cm），相对于另外2种分布，肋间隙聚焦方式透过的声能量较大，但相对于自由场，其峰值还是下降了60%。而当障碍物距焦平面较远时（6、9 cm），3种障碍物分布下，透过肋骨后的声压幅值大小接近。在3种障碍物分布情况下，相对于自由场，-6dB焦域的尺寸增大0.5~1.5mm。焦点的位置相对于自由场，也发生了前移，焦点向换能器方向靠近0.1~
2.3mm。
A：声束轴线正对肋间隙，肋骨距焦平面3、6、9cm
时，与自由场下声压分布对比图；B：声束轴线沿肋骨
边缘，肋骨距焦平面3、6、9cm时，与自由场下声压分
布对比图；C：声束轴线正对肋骨，肋骨距焦平面3、6、
9cm时，与自由场下声压分布对比图
图!"轴向声压分布对比图
"
2.径向声压分布在3种障碍物分布情况下，
当肋骨距焦平面3、6cm时，声压的分布出现多峰的现象（图2），相对于自由场，声压幅值降低。当肋骨距焦平面9cm时，在经过了肋骨之后，波束基本上还是保持了原来的形状，声压分布与自由场接近，声压幅值较自由场下降。
A：声束轴线正对肋间隙，肋骨距焦平面3、6、9cm
时，与自由场下声压分布对比图；B：声束轴线沿肋
骨边缘，肋骨距焦平面3、6、9cm时，与自由场下
声压分布对比图；C：声束轴线正对肋骨，肋骨距焦
平面3、6、9cm时，与自由场下声压分布对比图
图!"径向声压分布对比图
讨论
HIFU是近年来新兴的一种体外无创治疗肿瘤技术［4］。治疗的物理原理是：通过一定形式的超声聚焦换能器，将超声能量聚焦于靶组织，在I s内使靶组织迅速升温至65C以上，导致蛋白变性，从而使靶组织发生不可逆的凝固性坏死，达到无创治疗的目的［5］。然而在HIFU的临床应用中，尤其是在治疗位于肋骨后方的肝部肿瘤时，由于声通道上有肋骨的遮挡，使得HIFU治疗增加了不确定的因素，因此，探讨肋骨对HIFU声场的影响就显得尤为迫切。
李发琪等［6］在第五届世界超声治疗学会议指出，由于声通道上肋骨的存在，HIFU在声束被肋骨遮挡的肝脏内能形成凝固性坏死，但声通道上的肋骨明显影响凝固性坏死的形成率，有肋骨遮挡组的凝固性坏死形成率明显小于无肋骨遮挡组的凝固性坏死形成率。究其发生此种现象最根本的原因便是经过肋骨后HIFU声能量以及声场分布发生了变化。经过扫描透过肋骨后的声场，我们也清楚地看到了声通道上的肋骨对HIFU能量较大的衰减，其衰减量高达60%左右。在径向声压分布更是发生了能量涣散的情形，分散了HIFU聚焦的能量，导致了单位面积上的声压降低，影响HIFU治疗的效果。
在本研究中，探讨了声束轴线沿肋间隙正中聚焦、沿肋骨边缘聚焦和正对肋骨聚焦3种声束透过肋骨的方式，在每种情况下，肋骨置于距焦平面分别为3、6、9cm。由于声通道上肋骨的影响，经过肋骨的声场的声压幅值相对于自由场要下降很多。轴线附近的声能量来源于2个部分，其中绝大部分来源于透过肋间隙传播，小部分来源于衍射传播。当透过肋间隙正中聚焦时，轴向声压幅值相对于自由场下降了60%左右，沿肋缘聚焦时，声压幅值相对于自由场下降了65%左右，正对肋骨聚焦时，声压幅值相对于自由场下降70%左右。由于-6dB焦域的尺寸增大0.5~I.5mm，致使与自由场相比，能量密度降低，此时就需要适当延长辐照时间以达到良好的治疗效果。径向声压分布在经过了障碍物面后，波束出现了多峰的现象，导致生物学焦域的径向边缘出现2~3 mm的偏差，这就提醒医师在治疗有肋骨遮挡的肝癌中，要考虑到这个偏差，尤其是在治疗肿瘤边缘部位有重要器官时，要注意临近组织的安全。
尽管目前在HIFU治疗肝癌时，声通道上有肋骨的存在，会造成HIFU声能量的衰减，但是研究表明透过肋间隙正中聚焦仍然能够进行HIFU消融，同时，肋骨表面的温升还不足以使其表面发生不可预测的烫伤。从目前应用来看，采用相控阵聚焦和微泡超声造影剂将在应用HIFU有效、安全治疗声通道上受肋骨阻挡的肝癌中显示出新的前景。
结论
声通道上存在肋骨时HIFU焦域的声压幅值明显降低，声压幅值的降低与声束轴线与肋骨的相对位置
以及肋骨距焦平面的距离有关。声通道上存在肋骨时对HIFU声焦域有很大影响，-6dB焦域尺寸增加0.5~1.5mm。
参考文献
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Institute of Physics）Conference procee dings.Meiviiie，New York，2006：477-480.
（2009-04-22收稿，2009-06-11修回）
超声诊断主动脉右冠状动脉窦瘤多处破裂伴室间隔缺损1例
黄少花丁桂春
患者男，28岁。自幼发现心脏杂音，诊断为先
天性心脏病，为进一步治疗来我院就诊。查体：心相
对浊音界向两侧扩大，心率86次/min，律齐，胸前
区胸骨左缘2~3肋间可闻及粗糙的连续性机械样杂
音，3~4肋间可闻及4/6级收缩期杂音，P2亢进。
超声心动图示：（1）全心扩大，以左心显著扩大为
主；（2）主动脉根部稍增宽，窦部扩张，右冠窦呈
瘤样膨向右室流出道，瘤体大小5.0cm X2.5cm，
基底部宽2.7cm，深度2.5cm，瘤体可见多处连续
中断，最大中断约0.9cm，主动脉瓣稍增厚，回声
增强，开放幅度尚可；（3）肺动脉主干及其左、右分支内径明显增宽；（4）室间隔膜部可见缺损0.5 cm；（5）CDFI示室水平收缩期可见左向右分流，右冠窦瘤内可见双期左向右分流（图1），分流速度4.0m/s；主动脉瓣、三尖瓣口重度反流。超声提示：先心病、右冠窦瘤破入右室流出道、室间隔缺损（膜周部）、主动脉瓣中重度关闭不全、肺动脉高压（PAP约85mm Hg）。手术所见：心脏巨大，经右室流出道切口可见右冠状窦破入其右后方，窦囊顶部可见多处破口，室间隔缺损紧邻窦囊约2cm，主动脉瓣边缘增厚，左冠状动脉瓣有多处细小穿孔，瓣膜关闭不全，单-左冠状动脉开口，无右冠状动脉开口。
讨论主动脉窦瘤分先天性和后天性，后者常见于感染性心内膜炎，梅毒等，临床以先天性为主，主动脉窦瘤以右冠状窦瘤多见，其次为无冠状窦瘤，左
作者单位：100042 北京市，北京军区联勤部门诊部（黄少花）；北京军区总医院超声科（丁桂春）
箭头示主动脉右冠状动脉窦瘤破裂
图!"主动脉右冠状动脉窦瘤破裂及主动脉瓣反流
彩色多普勒显像图
"
冠状窦瘤较少见。
主动脉窦瘤及其破裂，二维超声心动图检查有特征性改变，尤其右冠状窦瘤破人右室流出道易显示，能直接显示窦瘤大小及破裂后引起的血流动力学改变，彩色多普勒与二维超声联合应用，能明显增加二维超声难以看到的微小破口及少见部位分流的主动脉窦瘤破裂，诊断率较高。主动脉窦瘤常合并其他畸形，室间隔缺损多见，合并室间隔缺损者多数为右冠窦瘤，室缺多位于肺动脉瓣下，常在舒张期或整个心动周期堵塞缺损口而造成漏诊，本例即因此测值偏小，多切面、多角度检查，有助于准确诊断，对临床处置有指导作用。超声心动图在诊断主动脉窦瘤形态、破口大小、数目等方面均优于其他诊断。
（2009-04-27收稿，2009-07-01修回）
附件10： 高强度聚焦超声肿瘤治疗技术管理规范（试行） 为规范高强度聚焦超声肿瘤治疗技术临床应用，保证医疗质量和医疗安全，特制定本规范。本规范为医疗机构及其医师开展高强度聚焦超声肿瘤治疗技术的基本要求。 本规范所称高强度聚焦超声肿瘤治疗技术，是指主要通过采用高强度聚焦超声（high-intensity focused ultrasound, HIFU）肿瘤治疗系统（以下称HIFU肿瘤治疗系统）所进行的肿瘤治疗技术。系统由功率源、治疗控制、定位及实时评估、运动控制等部分组成。其治疗原理主要是利用聚焦于生物组织中的高强度超声产生的热效应，使治疗焦域处的组织瞬间凝固性坏死，焦域以外组织无显著损伤，凝固坏死组织最终可逐渐被吸收或瘢痕化。这种局部治疗肿瘤的新技术又称为热“切除”，主要适用于治疗组织器官的恶性与良性实体肿瘤。 一、医疗机构基本要求 （一）医疗机构开展高强度聚焦超声肿瘤治疗技术应当与其功能、任务相适应。
（二）此项技术限定在三级医院实施，并有卫生行政部门核准登记的相关诊疗科目。 （三）装备HIFU肿瘤治疗系统。 二、人员基本要求 （一）HIFU肿瘤治疗的主要技术人员 1.取得《医师执业证书》，执业范围为内科专业、外科专业或医学影像和放射治疗专业。 2.有3年以上内、外科临床诊疗工作经验，具有主治医师以上专业技术职务任职资格。 3.接受HIFU肿瘤治疗系统专门培训的主治医师以上专业技术职务任职资格的医师，即必须经国家卫生行政部门授权或委托的HIFU 肿瘤治疗培训基地或中心进行专门的培训，取得相应的合格证书后方有资格上岗。 （二）其他相关卫生专业技术人员 参与治疗的还包括有临床经验的影像医师,经过专门训练的护士（必要时需麻醉医师参与）。相关人员均需经专业系统培训并考核合格。
2．1 超声波的定义 波是由某一点开始的扰动所引起的，并按预定的方式传播或传输到其他点上。声波是一种弹性机械波。人们所感觉到的声音是机械波传到人耳引起耳膜振动的反应，能引起人们听觉的机械波频率在20Hz~20KHz ，超声波是频率大于20KHz 的机械波。 在超声波测距系统中，用脉冲激励超声波探头的压电晶片，使其产生机械振动，这种振动在与其接触的介质中传播，便形成了超声波。 2．2超声波的物理特性 当声波从一种介质传播到另一种介质时，在两介质的分界面上，一部分能量反射回原介质，称为反射波；另一部分能量透射过分界面，在另一个介质内部继续传播，称为折射波，如图2．1所示，图中L 为入射波，S ?为反射横波，L ?为反射纵波，L ?为折射纵波，S ?为折射横波。 L 图2．1超声波的反射、折射及其波形转换 这些物理现象均遵守反射定律、折射定律。除了有纵波的反射波折射波以外，还有横波的反射和折射。 因为声波是借助于传播介质中的质点运动而传播的，其传播方向与其振动方向一致，所以空气中的声波属于纵向振动的弹性机械波。在理想介质中，超声波的波动方程描述方法与电磁波是类似的。描述简谐声波向X 正方向传播的质点位移运动可表示为： ()cos()A A x t kx ω=+ （2.1） 0()ax A x A e -= （2.2） 式中，()A x 为振幅即质点的位移，0A 为常数，ω为角频率，t 为时间，x 为传播距离，2/k πλ=为波数，λ为波长，α为衰减系数。衰减系数与声波所在介质和频率关系： 2af α= （2.3）
式(2．3)中，a 为介质常数，f 为振动频率。 2．2．1超声波的衰减 从理论上讲，超声波衰减主要有三个方面： (1) 由声速扩展引起的衰减 在声波的传播过程中，随着传播距离的增大，非平面声波的声速不断扩展增大，因此单位面积上的声压随距离的增大而减弱，这种衰减称为扩散衰减。 (2) 由散射引起的衰减 由于实际材料不可能是绝对均匀的，例如材料中外来杂质金属中的第二相析出、晶粒的任意取向等均会导致整个材料声特性阻抗不均，从而引起声的散射。被散射的超声波在介质中沿着复杂的路径传播下去，最终变成热能，这种衰减称为散射衰减。 (3) 由介质的吸收引起的衰减 超声波在介质中传播时，内于介质的粘滞性而造成质点之间的内摩擦，从而使一部分声能转变成热能。同时，由于介质的热传导，介质的稠密和稀疏部分之间进行热交换，从而导致声能的损耗，以及由于分子驰豫造成的吸收，这些都是介质的吸收现象，这种衰减称为吸收衰减。 扩散衰减仅取决于波的几何形状而与传播介质的性质无关。对于大多数金属和固体介质来说，通常所说的超声波的衰减，即p(衰减系数)表征的衰减仅包括散射衰减和吸收衰减而不包括扩散衰减。因此，空气介质的衰减系数也由两部分组成，可由下式表示： 22222238211()3v P f f K C C C C πηπβρρ=++ (2.4) 式中：K ：热传导系数 f ：超声波频率 η：动力粘滞系数 C ：超声波传播速度 v C ：定容比热 p C ：定压比热 ρ：传播介质密度 式(2．4)中第一项是由内摩擦引起的衰减系数，第二项是由热传导引起的衰减系数，由于后者比前者小得多，故在忽略热传导引起的超声波衰减的情况下，衰减系数可以由下式表示： 223 83f C πηβρ= （2.5） 把C = 2.5）可得： 3223 322283()M f R T β πηργ=?? (2.6) 由式(2．6)可知：温度一定时，η、 ρ、T 均一定，衰减系数与频率的平方成正比；频率越高，衰减的系数就越大，传播的距离也就越短。在实际应用中，一般选
第二章超声波声场的特性 第一节波源辐射声场 超声检测或超声相控阵成像检测设备都是工作于主动检测方式。即由作为生源的超声换能器或阵列超声换能器向被检测物体内发射超声波，然后由接收换能器或阵列换能器接收载有被检测物体内缺陷或组织信息的超声回波信号，再通过信息提取与处理，实现对被检测物体内部缺陷或结构的评估与成像。 2.1 波动方程 物理声学中的波动方程是研究超声（或阵列）换能器的声场特性最基本的原理和方程。若被超声检测的物体为金属材质，大部分区域被认为各点的声速和密度是一致的，被认为是均匀体，只是对于缺陷或组织不均匀区域则是不一致的；若被检测物体为生物体，物体内各点的声速与密度存在起伏，并非均匀一致。本书只讨论在工程应用的超声相控阵成像检测技术，因此仅讨论在均匀介质中的声场。在声速与密度非均匀的介质中，声波传播过程用非均匀介质中声波方程来加以描述。非均匀介质中波动方程为 ?2P?1 C2e2P et2 =1 ρ ?ρ??P（式2-1） 式中，P是声强，ρ是介质密度，c是声波的速度，▽是梯度算子。假设声速和密度较之平均声速c0和平均密度ρ0有微小偏移，即 ρ=ρ0+?ρc=c0+?c 其中?ρ<<ρ0，?c< 第二章超声波发射声场与规则 反射体的回波声压 超声波探头(波源)发射的超声场，具有特殊的结构。只有当缺陷位于超声场内时，才有有可能被发现。 由于液体介质中的声压可以进行线性叠加，并且测试比较方便。因此对声场的理论分析研究常常从液体介质入手，然后在一定条件下过渡到固体介质。 又由于实际探伤中广泛应用反射法，因此本章在讨论了超声波发射声场以后，还讨论了各种规则反射体的回波声压。 第一节纵波发射声场 一、圆盘波源辐射的纵波声场 1.波源轴线上声压分布 在不考虑介质衰减的条件下，图2.1所示的液体介质中圆盘源上一点波源ds辐射的球面波在波源轴线上Q点引起的声压为 式中 P o——波源的起始声压； d s——点波源的面积； λ——波长； r——点波源至Q点的距离； κ———波数，κ=ω/c=2π/λ； ω——圆频率，ω=2πf；‘ t——时间。 根据波的迭加原理，作活塞振动的圆盘波 源各点波源在轴线上Q点引起的声压可以线性迭加，所以对整个波源面积积分就可以得到波源轴线上的任意一点声压为 其声压幅值为 (2.1) 式中 R s—波源半径； χ——轴线上Q点至波源的距离。 上述声压公式比较复杂，使用不便，特作如下简化。 当χ≥2R，时，根据牛顿二项式将(2.1)式 简化为 (2.2) 根据sinθ≈θ(θ很小时)上式可简化为 (2.3) 式中 Fs——波源面积， (2.3)式表明，当χ≥3R；/A时，圆盘源轴线上的声压与距离成反比，与波源面积成正比。 波源轴线上的声压随距离变化的情况如图2.2所示。 (1)近场区：波源附近由于波的干涉而出现一系列声压极大极小值的区域，称为超声场的近场区，又叫菲涅耳区。近场区声压分布不均，是由于波源各点至轴线上某点的距离不同，存在波程差，互相迭加时存在位相差而互相干涉，使某些地方声压互相加强，另一些地方互相减弱，于是就出现声压极大极小值的点。 波源轴线上最后一个声压极大值至波源的距离称为近场区长度，用N表示。 声压P有极大值，化简得极大值对应的距 离为 式中n=O、1、2、3、……<(D s-一x)/2λ的正整数，共有n+1个极大值，其中n=0为最后一个极大值。因此近场长度为 (2.4) 声压P有极小值，化简得极小值对应的距离为 式中，n=0、1、2、3、…… 高强度聚焦超声肿瘤治疗技术管理规范 为规范高强度聚焦超声肿瘤治疗技术临床应用，保证医疗质量和医疗安全，特制定本规范。本规范为医疗机构及其医师开展高强度聚焦超声肿瘤治疗技术的基本要求。 本规范所称高强度聚焦超声肿瘤治疗技术，是指主要通过采用高强度聚焦超声（high-intensity focused ultrasound, HIFU）肿瘤治疗系统（以下称HIFU肿瘤治疗系统）所进行的肿瘤治疗技术。系统由功率源、治疗控制、定位及实时评估、运动控制等部分组成。其治疗原理主要是利用聚焦于生物组织中的高强度超声产生的热效应，使治疗焦域处的组织瞬间凝固性坏死，焦域以外组织无显著损伤，凝固坏死组织最终可逐渐被吸收或瘢痕化。这种局部治疗肿瘤的新技术又称为热“切除”，主要适用于治疗组织器官的恶性与良性实体肿瘤。 一、医疗机构基本要求 （一）医疗机构开展高强度聚焦超声肿瘤治疗技术应当与其功能、任务相适应。 （二）此项技术限定在二级甲等以上医院实施，并有卫生行政部门核准登记的相关诊疗科目。 （三）应装备HIFU肿瘤治疗系统。 二、人员基本要求 （一）HIFU肿瘤治疗的主要技术人员： 1.取得《医师执业证书》，执业范围为内科专业或者外科专业。 2.有3年以上内、外科临床诊疗工作经验，具有主治医师以上专业技术职务任职资格。 3.接受了HIFU肿瘤治疗系统专门培训的主治医师以上的执业医师，即必须经国家卫生行政部门授权或委托的HIFU 肿瘤治疗培训基地或中心进行专门的培训，取得相应的合格证书后方有资格上岗。 （二）其他相关卫生专业技术人员 参与治疗的还包括有临床经验的影像医师,经过专门训练的护士（必要时需麻醉医师参与）。相关人员均需经专业系统培训并考核合格。 三、技术管理基本要求 （一）严格遵守高强度聚焦超声肿瘤治疗技术操作规范和诊疗指南，根据患者病情、可选择的治疗方案、患者经济承受能力等因素综合判断治疗措施，因病施治，合理治疗，严格掌握高强度聚焦超声肿瘤治疗技术的适应症。 （二）高强度聚焦超声肿瘤治疗由2名以上具有高强度聚焦超声肿瘤治疗技术临床应用能力的、具有副主任医师以上专业技术职务任职资格的本院在职医师决定，术者由具有高强度聚焦超声肿瘤治疗技术临床应用能力的本院医师担 聚焦超声治疗系统参数 一、项目要求及技术参数 1、基本要求 1.1、设备要求：设备为子宫肌瘤专科治疗设备 1.2、CDFA适应症范围：专业治疗子宫肌瘤 *1.3、基本功能要求： 上置式超声发射器、干式仰卧治疗,皮肤不与水接触;超声实时监控;治疗中的影像实时评价疗效; 1.4、通过中国有关医疗器械注册证并提供CFDA认证材料及测试报告 2、治疗头 *2.1、功率源聚焦方式：具有基元相位移功能(相控阵技术) 2.2 、超声频率：1.5MHz 2.3、焦域声强≥10000W/cm2 2.4、最大旁瓣级≤-8dB 2.5、焦域横向尺寸≤1.2mm*1.2mm 2.6、焦域纵向尺寸≤10mm 2.7、焦距135mm~160mm 2.8、治疗头X向行程≥100m 2.9、治疗头Y向行程≥100m 2.10、治疗头Z向行程≥100m 2.11、转动方向:0°~180° 2.12、主机五维精确扫描：治疗主机具有X、Y、Z三维精确扫描机构和旋转升降的二维引导定位机构。 2.13、各运动轴的运动精度:≤0.1mm 3、治疗床 3.1、治疗床功能：可以上升/下降。 3.2、台面最低高度≤650mm 3.3、升幅≥200mm 3.4、台面纵向移动距离≥190m 4、监控超声 4.1、凸阵探测深度≥170mm 4.2、侧向分辨力≤3mm 4.3、轴向分辨力≤1mm 4.4、横向几何位置精度≤5% 4.5、纵向几何位置精度≤5% 4.6、具有组织增强成像 4.7、具有噪音抑制图像增强技术 4.8、监视器：≥15英寸高分辨率液晶显示器 5、介质水处理 5.1、供水水压≤0.3MPa且≥0.04MPa 5.2、介质水液位：三档位控制 5.3、介质水氧溶量≤4mg/L 5.4、系统噪声≤65dB（A） 高强度聚焦超声（HIFU）治疗的 特点 随着医疗技术的发展，21世纪的外科手术由微创 进入无创的时代；高强度聚焦超声（HIFU）作为一种 新兴的无创肿瘤治疗技术已经在国内外广泛开展，并 取得了显著临床效果，尤其是近年来在子宫肌瘤的治 疗取得了较好的临床效果。作为各项医疗技术领先的 三甲医院，我院自2011年引进高强度聚焦超声（HIFU） 热消融肿瘤治疗技术，目前已成功治疗子宫肌瘤及子 宫腺肌病病员近400例，为遂宁及其周边地区的妇女提供了一种有效、无创、痛苦小、安全、经济的肿瘤治疗体验。 超声波是一种高频机械振动波，具有可聚焦性、组织穿透性和能量沉积性。利用超声波具有的组织穿透性和能量沉积性，将体外发生的超声波聚焦到生物体内病变组织（治疗靶点），通过超声的机械效应、热效应和空化效应达到治疗疾病的目的。其作用方式与太阳光经放大镜聚焦后引起放置于焦点处的纸片燃烧的原理相似。 聚焦超声作用原理 聚焦超声在其所穿过的非治疗部位的能量不足以对组织造成损伤。而在其聚焦点，由于声强很高，通过超声的热效应使该处组织的温度瞬间上升至 65 ～ 100℃，从而导致蛋白变性及组织细胞凝固性坏死；同时还通过超声的空化效应使组织间液、细胞间液和细胞内气体分子在超声波正、负压相作用下形成气泡，并随之收缩和膨胀以致最终爆破，所产生的能量导致细胞损伤、坏死。聚焦超声声焦域的形态、大小以及组织对超声的效应和反作用等因素对超声治疗的深浅度、组织损伤范围和损伤程度起着决定性的作用。因此，通过对超声换能器参数的设置可以达到靶向破坏病变的目的，而对治疗靶点周围组织却没有损伤，从而实现无创治疗的目标。 治疗适应症 ⑴诊断明确的子宫肌瘤，排除了子宫肉瘤，子宫其它病变以及宫颈非良性病变； ⑵治疗设备的监控B超能显示的肌瘤。 相对适应症（经过一些医学处理，可以治疗的病症）: ⑴子宫颈肌瘤、带蒂的黏膜下和浆膜下肌瘤、血管型平滑肌瘤； ⑵急性和慢性盆腔炎； ⑶多次下腹部手术史，肠粘连史，下腹部声通道上有异物置入者； ⑷下腹壁有质地较硬的手术疤痕，对显像超声有明显衰减者； ⑸不能坚持持续俯卧1小时以上者。 超声成像新技术的物理声学基础及其应用 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】 超声成像新技术的物理声学基础及其应用 90年代以来，由于电子计算机容量和功能的提高，数字化技术的引入，以及各种信号处理、图像处理和控制技术的应用，医学超声成像新技术、新设备、新方法层出不穷。本文就腹部超声诊断中常用的主要新技术的物理声学基础、临床应用现状及发展前景等问题作一简要阐述。 1?与提高图像质量有关的超声成像新技术 频谱合成成像频谱合成成像即频率转换技术 (frequency convert technology,FCT)[1]。组织在超声声场的作用下，当超声波满足小振幅条件时，声源与其声场之间为线性关系，即无论在声场的任何距离 上，介质质点都重复声源的振动规律，但当超声波不满足小振幅条件，而具有一 定振幅(有限振幅，达到有限振幅的波为有限振幅波)时，随传播距离的增加，由 于有限振幅波的传播速度不是常数，而与介质的非线性参量及质点的振速有关， 致使波形发生畸变，波形的畸变必然伴随谐波的产生。当声源发射的不是单频的 超声波，而是以f0为主频、具有一定频宽的超声脉冲时，经声场介质作用后，将产生具有多重频率的回波信号，且其频谱与声源发射者不同，即实现了频率转 换。从成像的观点来说，回波信号中频率成分利用得越充分，图像质量就越好。 利用超宽频探头、数字化处理和超大容量计算机，可将回波信号分解为多个频带 进行并行处理，然后再按频谱合成为最后的信号，因此亦称为频谱合成成像，由 此获得的图像分辨率更高，对比度更大，噪声伪像更低。 二次谐波成像 1995年以来，二次谐波成像 (second harmonic imaging,SHI)技术逐步趋于成熟，近几年开始用于心外脏器和组织的检查[2]。应用于临床的谐波成像分自然组织谐波成像 压电与声光000211 压电与声光 PIEZOELECTRICS & ACOUSTOOPTICS 2000 Vol.22 No.2 P.98-100 复频聚焦超声压电换能器声场及频谱的研究 石焕文 尚志远 摘 要：研制了一种新型复频聚焦 超声换能器，并从理论上计算了辐射声压在轴向上的分布曲线，进而确定了焦区位置，这与 实验所得结果符合得较好。文章还对换能器在水中焦区辐射声场的频谱进行了研究，观测到 了两个原波，和频波、差频波及倍频波，证实了声散射声效应的存在。 关键词：复频聚焦超声；压电换能器；声场；频谱 中图分类号：O426．4 文献标识码：A 文章编号：1004-2474（2000）02-0098-03 Study on the Acoustic Field and Its Spec trum Radiated by a Bi-frequency Ultraso nic Focused Piezoelectric Transducer SHI Huan-wen SHANG Zhi-yuan （Applied Acoustics Institute， Sha n xi Normal University， Xi’an 710062， Chin a）Abstract： A new kind of bi-frequency ult rasonic focused piezoelectric transducer is designed， and the distribution curve of its axial pressure is theoretically calculated． Its focal area is determined and it is good in agreement with experi men tal results． In this paper the spectrum of the focal acoustic field radiated by the transducer in water is investigated． Not only the two original waves but als o the sum frequency， difference frequenc y and multiple frequency waves have been detected， which testify to the occurre nce of scattering of sound by sound． Key words： bi-frequency fo cused ultrasound； piezoelectric transduc er； acoustic field； spectrum 1 引言 已有多种方法实现单一频率超声的聚焦，但用同一聚焦系统实现两种频率超声的聚焦却少有 报道。1996年日本学者S．Umemura等人为了达到二次谐波和基波迭加激活酸性 红杀 死肿瘤细胞的目的，研制了一种阵列式复频聚焦换能器［1］。本文作者为了用复频 聚焦超声激活卟啉及其衍生物，研制了一种新型复频聚焦换能器，将发射型高频PZT小圆 片放在低频PZT圆环之中，用环氧树脂将它们一起粘在有机玻璃制成的平凹透镜的平面一 侧，凹面是曲率半径为69 mm的球面，这样就可以用透镜实现聚焦。文章设计的400 kHz＋800 kHz复频换能器的两种频率超声的焦区基本重合，能达到2 file:///E|/qk/ydysg/ydys2000/0002/000211.htm（第 1／7 页）2010-3-23 12:25:29 高能超声聚焦刀完整版内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128） 高能超声聚焦刀就是利用超声波作能源，从体外分散发射到身体里边去，在发射透射过程中间发生聚焦，很多超声波聚焦在一个点上，这一个点上通过声波和热能转化，形成一个高能治疗点，它可以把肿瘤杀死。 在这台机器上，发射器由体外分散发射超声波透入人体，每束超声波进入人体后聚焦在一个点，它的焦点总功率相当于万-5万台普通诊断B超机的能量总和，这么多的能量聚集在一个点上，产生能量很大的声能，如果这个点击中癌细胞内，那么超声能则被癌组织吸收，焦点区域的温度可达到70-100摄氏度，这个高温点就象一个手术刀在切割肿瘤，焦点区的癌细胞无一幸免。而高能超声聚焦在其所穿过的非治疗部位的能量不足以对组织造成损伤。 治疗原理 高能超声聚焦刀（high-intensity focused ultrasound, HIFU）治疗原理： 高热效应 区别于低功率聚焦超声，HIFU治疗仪能将高强度的超声能聚焦于治疗区域，能在秒内能迅速将目标区域组织温度骤升至70℃以上，使细胞内蛋白迅速出现凝固性坏死（肿瘤细胞致死温度的临界点在~℃，而正常细胞则为45℃，对于肝脏组织而言，局部温度超过58℃即可致组织凝固性坏死）。 （2）空化效应：HIFU在靶区聚焦产生热效应的同时，靶区肿瘤组织细胞内的水份受交变声压作用形成空腔并长大，压缩，闭合。当这种空泡振动频率达到或接近超声波频率时，蒸气泡因急剧压缩出现微爆炸，产生冲击波，通过物理作用破坏肿瘤的高分子化学键，同时形成不饱和高活性的自由基，引起一系列的生化反应，导致靶细胞的破坏。 第二章超声波发射声场与规则反射体的回波声压 By adan 超声波探头(波源)发射的超声场，具有特殊的结构。只有当缺陷位于超声场内时，才有有可能被发现。 由于液体介质中的声压可以进行线性叠加，并且测试比较方便。因此对声场的理论分析研究常常从液体介质入手，然后在一定条件下过渡到固体介质。 又由于实际探伤中广泛应用反射法，因此本章在讨论了超声波发射声场以后，还讨论了各种规则反射体的回波声压。 第一节纵波发射声场 一、圆盘波源辐射的纵波声场 1.波源轴线上声压分布 在不考虑介质衰减的条件下，图2.1所示的液体介质中圆盘源上一点波源ds辐射的球面波在波源轴线上Q点引起的声压为 式中 P o——波源的起始声压； d s——点波源的面积； λ——波长； r——点波源至Q点的距离； κ———波数，κ=ω/c=2π/λ； ω——圆频率，ω=2πf；‘ t——时间。 根据波的迭加原理，作活塞振动的圆盘波 源各点波源在轴线上Q点引起的声压可以线性迭加，所以对整个波源面积积分就可以得到波源轴线上的任意一点声压为 其声压幅值为 (2.1) 式中 R s—波源半径； χ——轴线上Q点至波源的距离。 上述声压公式比较复杂，使用不便，特作如下简化。 当χ≥2R，时，根据牛顿二项式将(2.1)式 简化为 (2.2) 根据sinθ≈θ(θ很小时)上式可简化为 (2.3) 式中 Fs——波源面积， (2.3)式表明，当χ≥3R；/A时，圆盘源轴线上的声压与距离成反比，与波源面积成正比。 波源轴线上的声压随距离变化的情况如图2.2所示。 (1)近场区：波源附近由于波的干涉而出现一系列声压极大极小值的区域，称为超声场的近场区，又叫菲涅耳区。近场区声压分布不均，是由于波源各点至轴线上某点的距离不同，存在波程差，互相迭加时存在位相差而互相干涉，使某些地方声压互相加强，另一些地方互相减弱，于是就出现声压极大极小值的点。 波源轴线上最后一个声压极大值至波源的距离称为近场区长度，用N表示。 声压P有极大值，化简得极大值对应的距 离为 式中n=O、1、2、3、……<(D s-一x)/2λ的正整数，共有n+1个极大值，其中n=0为最后一个极大值。因此近场长度为 (2.4) 声压P有极小值，化简得极小值对应的距离为 超声换能器 换能器接收器 外来声波作用在换能器的振动面上，从而使换能器的机械振动系统发生振动，借助于某种物理效应，引起换能器储能元件中的电场或磁场发生相应的变化，从而引起换能器的电输出产生一个相应于声信号的电压和电流 对于接受型换能器要求换能器有大的输出功率和高的灵敏度。 接收换能器主要性能指标： 1 工作频率：对被动式接收换能器而言它的工作频率是一个较宽的频带，同时要求换能器自身的谐振基频要比频带的最高频率还要高，以保证换能器有平坦的接收响应。 2 机电转换系数n和机电耦合系数k: 3 阻抗特性 换能器作为一机电四端网络，它具有一定的特性阻抗和传输常数。由于换能器在电路上要与发射机的末级回路和接收机的输入电路相匹配，所以在换能器设计时计算出换能器的等效输入阻抗是十分重要的。 4 品质因素Q 常用电路系统的品质因素Q e和机械系统的品质因素Q m来共同描写换能器的品质因素。 换能器的Q值与其工作频带宽度和传输能量的效率有密切的关系，Q值的大小不仅与换能器的材料、结构、机械损耗的大小有关，还与辐射声阻抗有关。所以同一个换能器处于不同介质的Q值是不相同的。 5 方向特性0 对于一个接收换能器，它的方向特性曲线的尖锐程度决定了其探索空间方向角的范围。所以超声换能器的方向特性的好坏直接关系到超声设备的作用距离。 6 频率特性 换能器的频率特性是指换能器的一些重要参数指标随工作频率变化的特性。例如一接收换能器的接收灵敏度随工作频率变化的特性。 7 灵敏度（接收声场的响应） 这是对接收换能器最重要的一个指标，又有电压灵敏度、电流灵敏度之分。所谓接收换能器的自由场电压灵敏度，就是指接收换能器的输出电压与在声场中引入换能器之前该点的自由声场声压的比值 式中，U（ω）表示接收换能器电负载上所产生的电压（V）；P f(ω)表示接收换能器接受面处自由声场的声压（μPa），有时也用dB表示 Ultrasound A Deep Thermal & Non-thermal Mechanical Modality CAI BIN ?对于一位前臂开刀半年后产生黏连性疤痕组织的病患，下列超声波治疗参数的组合，何着最为合适？ ?A. 間歇性：1MHZ ；0.5watt/cm2 ?B. 間歇性：1MHZ ；1-2 watt/cm2 ?C. 連續性：3MHZ ；0.5 watt/cm2 ?D. 連續性：3MHZ ；1-2 watt/cm2 纲要 ?基础部分?临床部分 What is Ultrasound? ?Located in the Acoustical Spectrum ?May be used for diagnostic imaging, therapeutic tissue healing, or tissue destruction ?Thermal & Non-thermal effects ?We use it for therapeutic effects ?Can deliver medicine to subcutaneous tissues (phonophoresis) 超声波 ?超声波是指频率在20KHz以上，不能引起正常人听觉反应(16~20KHz)的机械振动波 ?Therapeutic ultrasound waves range from 750,000 to 3,000,000 Hz (0.75 to 3 MHz)?近年多采用1MHz、3MHz超声 物理特性?超声波与声波的本质 相同，都是物体的机 械振动在弹性介质中 传播所形成的机械振 动波。 ?在传播时产生一种疏 密交替的弹性纵波， 具有一定的方向性； 高强度聚焦超声（HIFU）治疗监控成像及评价的 研究现状 钟徽，万明习 西安交通大学生物医学信息工程教育部重点实验室，生物医学工程系，西安（710049） 摘要：HIFU技术由于无创或微创治疗的特点，近年来成为国际超声治疗学领域一个热门课题，并在我国初步实现了临床应用。高效、准确、个性化的治疗是HIFU治疗追求的目标，于是对于HIFU治疗前引导、定位，治疗中监控及治疗后评价的研究成为HIFU研究领域不可或缺的重要组成部分。本文首先介绍了以HIFU治疗物理机制（热机制、空化机制）为基础的监控成像方法；接着探讨了监控、评价HIFU形成的损伤常采用的几种组织参数定征方法（包括声学参数、力学参数等）；然后比较了主要的三种成像方式，即MRI、CT和US成像方式各自的优缺点和适用范围；最后讨论了HIFU监控成像及评价技术所存在的问题和未来的研究方向。 关键词：高强度聚焦超声，监控成像 高强度聚焦超声（HIFU）可从体外将超声波聚焦到体内，在焦区处形成局部的高能量，产生热效应、空化效应等物理现象，使靶区组织发生凝固性坏死，并同时可以最大限度的不伤及周围正常组织，目前已成为国际超声治疗学领域的一个热点，并在我国实现了临床应用。高效、精确、个性化的治疗也是包括在HIFU物理治疗发展中的一个必然趋势。为了实现对治疗靶区的精确定位、治疗过程的精确控制以及治疗效果的适当评价，HIFU治疗的监控成像及评价问题已被提上日程。本文分别从以下三个层次——以HIFU治疗物理机制为基础的监控成像方法、以组织参数定征为基础的监控成像方法以及目前较为普遍使用的三种成像方式——对HIFU治疗监控成像及评价的研究现状做了阐述。 1. 以HIFU治疗物理机制为基础的监控成像方法 HIFU治疗的物理机制主要包括机械机制、热机制、空化机制以及细胞、分子层次的物理机制，其中热机制和空化机制是与HIFU治疗监控成像相关的机制。 1.1热机制： HIFU治疗的物理机制主要是热机制，其原理是利用组织对超声波的吸收，将声能转换为热能，在短时间内（0.5～5s）使焦区处的靶组织（如肿瘤）温度上升到65℃以上[1]，产生不可逆的凝固性坏死，从而达到治疗的目的。 （1）MRI的温度成像研究 核磁共振成像（MRI）是目前医学影像学诊断中获得广泛应用的方法之一。MRI可对组织温度的改变进行成像，其原理为：MRI的T1驰豫时间对温度比较敏感，它与温度呈正比关系，其信号强度则和温度呈近似反比关系，即温度越高的区域，在MRI图像上的亮度越低。通常可采用T1加权图像对组织温度的改变进行间接成像。 MRI在引导激光热疗的方面已做了比较全面的研究，自从Jolesz 和 Jakab在1991年证明了超声换能器可在MRI扫描器内使用后，Cline和Hynynen等人[2]的研究表明，利用MRI 的温度成像引导HIFU治疗也是可行性。Hynynen提出了MRI引导HIFU治疗的具体方案，即在治疗前用HIFU进行低剂量的辐照（不形成组织损伤），使组织温度适当上升，用MRI 温度成像来进行HIFU焦区定位，以引导HIFU治疗。 推进医学的提升“神器”-聚焦超声波筋膜治疗仪 目的就是要达到微创手术效果，又快又好，深层机理是让病理组织发生逆转，修复和重建新组织，这是聚焦超声波筋膜治疗仪最大最根本的技术。 超声波治疗优势： 1：彻底改变过去传统的治疗方法和靶点部位，根据软组织外科学创始人宣蛰人教授的《宣蛰人软组织外科学》理论和《筋膜学》原理，重新选择治疗部位。2:.穿透力强：穿透力体内8到12厘米；内生热理化效应快，机理明确：适合全身软组织损害、特别适合治疗深层筋膜（包括骨膜、韧带、脂肪、滑膜、关节囊、肌筋膜附着处）的病理变性、松解治疗可以逐渐逆变病理组织，从根本上治愈顽固性病痛。 3：无创不痛：对不愿意接受手术乃至畏惧针灸、针刀等介入性治疗手段的患者，超声波筋膜治疗时只有酸胀热刺感，无疼痛。 4：安全无副作用：不伤及正常组织，只针对病处尤其是坏死细胞起作用。5：是一种机械波，绝无辐射。 治疗机理与适应症 一．高频机械效应 1．可引起组织细胞内物质运动，从而显示出一种微细的按摩作用，镇痛作用。 2．可产生细胞浆流动，细胞质颗粒振荡、旋转、磨擦。 3．可刺激细胞半透膜的弥散过程，引起扩散速度和膜渗透性改变。 4．促进新陈代谢，加强血液和淋巴循环，改善组织营养，改变蛋白合成率，提高再生机能等。 二．温热效应 1．增加毛细血管网的开放数；增强血液循环，加强代谢。 2．改善局部组织营养，增强酶的活力。 3．降低肌肉和结蒂组织张力，缓解痉挛及减轻疼痛。 4．促进侧枝循环的建立。 5．有利于淤血的吸收。 三．理化效应 1．提高膜的渗透作用，使药物更容易进入病菌体内。 2．可使细胞内钙水平增高，成纤维细胞激活后蛋白合成增强，血管通透性增加，血管形成与胶原张力增加等。 3．可使氧化酶，去氢酶失活，促进转化酶作用。 4．可影响血流量，使白细胞移动，促进血管生成，胶原合成及成熟疤痕溶解等。 禁忌症： （1）脑溢血患者：非稳定期禁用，后遗症患者须在医生监护下使用。 （2）经期妇女：慎用。孕妇的腹部禁用。 （3）暴露的脑组织、严重脑水肿，颅内高压禁用。 （4）活动性肺结核，严重支管扩张禁用。 （5）化脓性炎症，急性败血症，持续高热禁用。 （6）出血倾向，消化道大面积溃疡禁用。 （7）急性心脑血管疾病患者禁用。 （8）对热过敏区域、感觉迟钝区域、血循环不良区域、性腺部位慎用。 （9）有内固定患者，骨折断端未骨性愈合的患者慎用。 （10）处于成长期的儿童骨端禁用。 （11）X 线、镭，以及同位素治疗期间及随后的半年内禁用。 （12）冠心病患者的左肩部，高度近视患者的眼部及其邻近区，交感神经节及迷走神经部位，安装有心脏起搏器患者，有大出血倾向者禁用。 （13）恶性肿瘤（为治疗癌症特殊设计的聚焦超声例外）禁用。 中药超声穴位导入调理法：使用中草药浓缩药膏，通过超声波作用，经皮肤穴位或粘膜导入人体体内，达到药物治疗的目的，综合了中医穴位针灸、超声理疗和中药外敷的优点，三效合一、协同作用，实现了针灸理疗化、理疗穴位化、中药外治化、外治增效化，是中西医结合研究的经验结晶。 适应症： 1、头痛（枕部痛、头顶痛、偏头痛、太阳穴痛、前额痛、眉间痛、枕颈痛、全头痛）； 2、眼眶痛或眼球痛； 3、无因可查的或拔牙无效的牙根痛； 4、咽喉干痛和吞咽障碍、咽喉异物感； 5、面颊痛或三叉神经痛； 6、胸震荡后遗症； 超声声输出测量 概述 Array ATT-2系列超声声场分 布测量系统包括ATT-2D（测 量诊断超声）和ATT-2H（测 量治疗超声）两种型号，是 根据相关标准设计的针对 检测机构使用的声场测试 系统，该系统可以根据检测 机构的工作情况选择相应 本图供参考，具体以实物为准 的功能模块，并可以方便添 加相关功能模块，测量相应的检测设备。 ATT-2测量系统包含以下几个部分： 1、水箱和机械控制系统（ATT-2D/H共用） 2、软件（分ATT-2Ds和ATT-2Hs两种） 3、水听器（可根据客户需求选择） ATT-2D能够根据GB16846-1997，IEC61157，IEC60601-2-37，NEMA UD2和NEMA UD3要求进行诊断超声，多普勒胎心仪和TCD（经颅多普勒）相关参数的测量，可以提供完整的测量GB16846-1997，IEC61157，IEC60601-2-37，NEMA UD2和NEMA UD3中所要求的声输出参数，包括了CW模式，PW模式，M模式，B模式，彩色模式等各种模式。 ATT-2H能够根据GB/T 19890-2005，IEC60601-2-5和IEC61689要求进行HIFU等超声治疗设备相关参数的测量，可以提供完整的测量GB/T 19890-2005，IEC60601-2-5和IEC61689中所要求的声输出参数。 ATT-2系列设计特点 ??采用独特的测试软件和硬件设施双重保险，有效防止水听器与超声换能器、测量系统机械组织碰撞所导致的仪器损坏 ??测试软件使用先进的NI LABVIEW编写，有非常强的扩展性，方便更新和升级。ATT-2系列的外部控制程序可以通过以太网进行连接，自定义测试步骤，提供客户自己设置测试流程的功能，完全做到按照客户测试需求而进行各种声输出相关测量 ??兼容多个品牌多个型号的水听器，采用多种扫描测量模式：不同能量特性声束可以在水平和垂直方向进行扫描，同时可以对水听器和超声换能器进行角度调节 ??可以通过控制软件进行超声换能器的角度调节，使用非常方便 ??水箱系统的稳定性直接影响最终结果的稳定性。当声束水平发射时，ATT-2系列系统的超声换能器和水听器均有专门的夹具，从而可以稳定的放置，避免测量过程中因震动带来的不良影响 ??考虑到实际中测量需求，ATT-2在水听器和超声换能器后方采用吸声材料，避免回波的影响 ??可以根据客户的不同需求，进行相应的功能的定制，例如选择多种水听器，特殊的测量模式等功能（选配） ??可以根据客户不同工作需求，选择诊断超声声输出测量功能模块或者治疗类声输出测量功能模块。同时可以在购买部分功能的基础上，以后添加其他的功能模块，有丰富的扩展性 问答题 1.将超声波直探头置于IIW1试块侧面上探测100mm距离的底波,如 下图所示在第一次底波与第二次底波之间前两个迟到波各是什么 波型? 2．何谓超声波？它有哪些重要特性？ 答：频率高于20000Hz的机械波称为超声波。重要特性：①超声波 可定向发射，在介质中沿直线传播且具有良好的指向性。 ②超声波的能量高。③超声波在界面上能产生反射，折射和波型转 换。④超声波穿透能力强。 3．产生超声波的必要条件是什么？ 答：①要有作超声振动的波源（如探头中的晶片）。②要有能传播 超声振动的弹性介质（如受检工件或试块）。 4.在棒材圆周面上进行超声探伤时,第一次底波与第二次底波之间可见到有 两个迟到波,如下图所示,请指出这两个迟到波各是什么波型? （前面为L-L-L波,后面为L-S-L波） 5．一个探头的标记为5I 20SJ 20DJ，试说明其中数字和字母的含义？ 答：5：频率5MHZ；I：压电晶片材料碘酸锂单晶；20：圆晶片直径20mm；SJ： 水浸探头；20DJ：点聚焦，水中焦距20mm Array 6.画出下图中不同情况 下声波的收敛或发散的 情况: （答案从略） 7.在下图中画出超声纵波从钛合金中以45°斜入射到钢中的反射与折射情况: C钛L=6150m/s C钛S=3150m/s C钢L=5850m/s C钢S=3200m/s（答案从略） 8．液体中为什么只能传播纵波，不能传播横波？ 答：凡能承受拉伸或压缩应力的介质都能传播纵波，液体虽然不能承受拉伸应力， 但能承受压应力而产生容积变化，故液体介质可传播纵波。介质传播横波时，介 质质点受到交变的剪切应力作用，液体介质不能承受剪切应力，故横波不能在液 体中传播。 9．简述影响超声波在介质中传播速度的因素有哪些？答：①超声波在介质中的传播速度与介质的弹性模量和介质的密度有关。对一定的介质，弹性模量和密度为常数。不同介质，声速不同。②超声波波型不同时，声速也不一样。同一介质，传播不同类型声波时，声速也不相同。③介质尺寸大小及介质温度对声速也有一定影响。 10．简述波的叠加原理？答：①当几列波在同一介质中传播并相遇时，相遇处质点的振动是各列波引起的分振动的合成，任一时刻该质点的位移是各列波引起的分位移的矢量和。②相遇后的各列波仍保持它们各自原有的特性（频率、波长、振幅、振动方向等）不变，并按照各自原来的传播方向继续前进。③波的叠加原理描述了波的独立性，及质点受到几个波同时作用时的振动的叠加性。 11．何谓超声波声场？超声波声场的特征量有哪些？答：充满超声波的空间或超声振动所波及的部分介质，称为超 PZFlex软件简介 PZFlex 是专为压电和超声应用而开发的全球领先 的波传播软件包。经过二十年的开发，我们完善了PZFlex 的功能，使得我们能够为换能器、超声成像和无损检测的设计开发提供完整的解决方案。PZFlex 与声纳、医学成像和无损检测研究结构紧密合作，并获 得大量的数据验证，它可以帮助你快速而经济地克服研发中遇到的技术难题。 PZFlex 的开发源至于美国政府的大规模超声、次声波仿真项目(Flex Code)，是为了应对全面禁止核试验条约的限制而开发的核爆计算机模拟代码。PZFlex 采用了大量的先进理论、算法和并行技术，可用于求解数千万单元的模型。 在过去的10年里，医疗诊断超声波设备的辅助开发一直是 PZFlex 的重点，在1999年，SPFlex 模块的开发成功更加促进了超声治疗行业的发展，PZFlex 实现了对穿透不同介质，例如：空气、水、弹性材料、非线性生物组织、复合材料和各向异性材料的超声波的精确建模。现在的PZFlex 展现给您的是更加全面、强大的功能，它也正被快速地拓展到更广泛的行业应用中，从换能器声头设计到各种超声应用。 PZFlex 采用基于有限元的时域显式积分方法，同时具备显式‐隐式求解器。PZFlex 采用了最新的并行计算技术。 PZFlex 计算模型可以是2‐D 平面应变，2‐D 轴对称（柱坐标系下），或者3‐D 。PZFlex 的材料模型可以是个各向同性弹性材料、各向异性弹性材料、压电材料、非线性材料、粘弹性材料、瑞利阻尼及牛顿粘度模型。在材料 模型中纵向体积弹性模量和横向剪切阻尼也可以指定。通常情况下，PZFlex 在普通PC 机上计算2‐D 模型（10000单元），用时不到一分钟时间，计算3‐D （数百万单元）也仅需几个小时。PZFlex 采用了all ‐in ‐memory 算法，计算模型规模的限制仅仅取决于计算机内存的大小。 PZFlex 的输出包括时间历程或场变量快照，例如电压、电荷、位移、速度、压强、应力、 PZFlex 在计算的同时同步存储计算数据，以 便后续的后处理调用。不同场的输出数据结构都是非常简单的，因此用户可以非常容易地进行 超声换能器及超声波传播仿真软件--PZFlex ?第2章 超声波发射声场与规则反射体的回波声压
高强度聚焦超声管理技术规范
聚焦超声治疗系统参数
高强度聚焦超声
超声成像新技术的物理声学基础及其应用(终审稿)
复频聚焦超声压电换能器声场及频谱的研究
高能超声聚焦刀完整版
第二章 超声波发射声场与规则反射体的回波声压
超声接收换能器
超声波
高强度聚焦超声(HIFU)治疗监控成像及评价的研究现状
聚焦超声波筋膜治疗仪
超声三维声场特性自动测量系统
超声波问答题
超声换能器及超声波传播仿真软件PZFlex
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