重庆医科大学：《超声治疗学》课程教学课件（讲稿）第七章 超声生物效应及其物理机制

超声治疗学第七章超声生物效应及其物理机制授课教师：李发琪生物医学工程系重广医科大学CHONGQINGMEDICALUNIVERSITY

第七章 超声生物效应及其物理机制 授课教师：李发琪 生物医学工程系 超声治疗学

教学目的及要求·重点掌握产生超声生物学效应的三种物理机制的内涵；·熟悉超声生物学效应与声辐照参数以及组织本身的性质密切相关；·了解常用超声治疗方式

教学目的及要求 • 重点掌握产生超声生物学效应的三种物理 机制的内涵； • 熟悉超声生物学效应与声辐照参数以及组 织本身的性质密切相关； • 了解常用超声治疗方式

主要教学内容1.前言（重点超声在组织中传播、研究超声生物学效应的重要性）；2.超声生物学效应的物理机制（机械（力学）机制、热机制、空化机制）；3.超声治疗与声参数4.超声治疗方法5.新兴的超声治疗

主要教学内容 1. 前言（重点超声在组织中传播、研究超声 生物学效应的重要性）； 2. 超声生物学效应的物理机制（机械（力学） 机制、热机制、空化机制）； 3. 超声治疗与声参数 4. 超声治疗方法 5. 新兴的超声治疗

1 治疗超声的声场参数V“在位”（in situ）声强是指在人体内或其他生物体系内我们感兴趣的那个空间部位上的声强。√发射声强是指在水中自由声场条件下换能器辐射的声强。√很明显，人体内的“在位”声强是无法直接测量的，但在一定的准确程度上，我们可以从发射声强和人体组织的超声衰减数据进行估算，这样，通过发射声强即可比较不同治疗仪产生生物效应的能力

1 治疗超声的声场参数 9 “在位 ” （in situ）声强是指在人体内或其他生物 体系内我们感兴趣的那个空间部位上的声强。 9 发射声强是指在水中自由声场条件下换能器辐 射的声强。 9 很明显，人体内的 “在位 ”声强是无法直接测量 的，但在一定的准确程度上，我们可以从发射 声强和人体组织的超声衰减数据进行估算，这 样，通过发射声强即可比较不同治疗仪产生生 物效应的能力

治疗超声的声场参数一一治疗超声波的波形√连续波波形十时间

治疗超声的声场参数——治疗超声波的波形 9连续波波形 T 时间 声压

治疗超声的声场参数治疗超声波的波形脉冲波波形声压时间T,一个脉冲从起始到终止的时间称为脉冲宽度，示为W。两个相邻脉冲对应部位（如取脉冲的起始点）的时间间隔，称为脉冲周期，示T。。相应的脉冲重复频率为f=1/T。定义F=W/T。为脉冲的发射因子，亦称为占空比(duty factor)

治疗超声的声场参数——治疗超声波的波形 9 脉冲波波形 9 一个脉冲从起始到终止的时间称为脉冲宽度，示为 W p 。 9 两个相邻脉冲对应部位（如取脉冲的起始点）的时间 间隔，称为脉冲周期，示 Tp 。 9 相应的脉冲重复频率为 fp=1/ Tp 。 9 定义F=W p / Tp 为脉冲的发射因子，亦称为占空比 （duty factor）。 Tp 时间 声压 Wp

治疗超声的声场参数-一治疗超声波声强的时空变化及其表述声强在时间、空间上是不均匀的连续波ITP声福ITA压时间Ip（Temporal peak acoustic intensity）时间峰值声强（ITA（Temporalaverageacnietinintensity）时间平均声0强p2 pcpc

治疗超声的声场参数——治疗超声波声强的 时空变化及其表述 9 连续波 9 ITP （Temporal peak acoustic intensity）时间峰值声强 9 ITA （Temporal average acoustic intensity）时间平均声 强 时间 声压 ITA ITP c p ITP ρ 2 = c p ITA 2 ρ 2 = 声强在时间、空间上是不均匀的

治疗超声的声场参数一一治疗超声波声强的时空变化及其表述／连续波（lsA（Space average acoustic intensity）空间平均声强Vlsp（Spacepeak acoustic intensity）空间峰值声强

治疗超声的声场参数——治疗超声波声强的时 空变化及其表述 9 连续波 9 ISA （ Space average acoustic intensity）空间平 均声强 9 ISP （Space peak acoustic intensity）空间峰值声 强

治疗超声的声场参数一一治疗超声波声强的时空变化及其表述脉冲波ITP时间Itp（Temporalpeakacousticintensity）时间峰值声强ITA（Temporalaverageacousticintensity）时间平均声强1= IPA·F1lpA（Pulse averal).Jsity）脉冲平均声强

治疗超声的声场参数——治疗超声波声强的时空 变化及其表述 9 脉冲波 9 ITP （Temporal peak acoustic intensity）时间峰值声强 9 ITA （Temporal average acoustic intensity）时间平均声 强 9 IPA （Pulse average acoustic intensity）脉冲平均声强 时间 声强 ITA IPA ITP FIITA PA = ⋅

治疗超声的声场参数治疗超声波声强的时空变化及其表述脉冲波ISATASAPAIsATA空间平均时间平均声强空间峰值时间平均声强IsPTA空间平均脉冲平均声IsPTA=1IsAPASAT空间峰值脉冲平均声强IsPPAI SATA(ISP)SPPAF

治疗超声的声场参数——治疗超声波声强的时空 变化及其表述 9 脉冲波 9 ISATA 空间平均时间平均声强 9 ISPTA 空间峰值时间平均声强 9 ISAPA 空间平均脉冲平均声强 9 ISPPA 空间峰值脉冲平均声强 F I I SA SP I I SATA SPPA )( = F I SAPA SATA I = )( SA SP I I SPTA SATA II ⋅=