重庆医科大学：《超声治疗学》课程教学大纲（负责人：李发琪）

绪论【目的与要求】1.掌握超声波的定义与特征2.熟悉超声发生及聚焦原理，治疗原理及超声治疗设备疗效及发展方向3.了解超声波广泛用途给予介绍【教学内容】1.超声波的定义，超声治疗的目的2.超声技术的被动应用和主动应用（重点）3.超声治疗的发展【重点与难点】1.教学重点：超声技术的被动应用和主动应用2.教学难点：超声波聚焦原理【教学方法】结合多媒体课件，以讲解为主【教学学时】2 学时【思考题】1.超声波的聚焦原理？2.超声在治疗上的应用？第1章质点振动学基础

绪论 【目的与要求】 1.掌握超声波的定义与特征 2.熟悉超声发生及聚焦原理，治疗原理及超声治疗设备疗效及发展方向 3.了解超声波广泛用途给予介绍 【教学内容】 1.超声波的定义，超声治疗的目的 2.超声技术的被动应用和主动应用（重点） 3.超声治疗的发展 【重点与难点】 1.教学重点：超声技术的被动应用和主动应用 2.教学难点：超声波聚焦原理 【教学方法】 结合多媒体课件，以讲解为主 【教学学时】 2 学时 【思考题】 1.超声波的聚焦原理？ 2.超声在治疗上的应用？ 第 1 章质点振动学基础

【目的与要求】 1.掌握单质点自由振动系统、运动方程及其解，简谐振动、相位和圆频率 2.熟悉位移、速度、加速度与时间的关系；如何根据初始条件确定运动方 程；掌握自由振动的能量，动能和势能 3.了解振动的复数表示，单质点阻尼振动，力-电-声类比 【教学内容】 1.单质点振动系统，重点是简谐振动。 2.力-电-声类比 【重点与难点】 1.教学重点：简谐振动 2.教学难点：力-电-声类比 【教学方法】 结合多媒体课件，以讲解为主，结合适当的学生课堂练习和讲评。 【教学学时】 2学时 【思考题】 1.分析单质点自由振动的复数表示方法？ 2简谐振动位移，速度.加速度方程间的关系？ 3.如何通过简谐振动位移方程求波长、周期等？ 4.力-电声类比有何意义？

【目的与要求】 1.掌握单质点自由振动系统、运动方程及其解，简谐振动、相位和圆频率 2.熟悉位移、速度、加速度与时间的关系；如何根据初始条件确定运动方 程；掌握自由振动的能量，动能和势能 3.了解振动的复数表示，单质点阻尼振动，力-电-声类比 【教学内容】 1.单质点振动系统，重点是简谐振动。 2.力-电-声类比 【重点与难点】 1.教学重点：简谐振动 2.教学难点：力-电-声类比 【教学方法】 结合多媒体课件，以讲解为主，结合适当的学生课堂练习和讲评。 【教学学时】 2 学时 【思考题】 1.分析单质点自由振动的复数表示方法？ 2.简谐振动位移，速度，加速度方程间的关系？ 3.如何通过简谐振动位移方程求波长、周期等？ 4.力-电-声类比有何意义？

第2章声学基础 【目的与要求】 1掌握声压的含义，常用的单位及换算关系；掌握理想流体媒质的三个基本方程的基本内 容，包括表达式及推导；掌握一维线性波动方程表达式，平面波波动方程的通解：掌握声 压级、声功率级、声强级的计算 2熟悉声波和声压的概念，声学、声波和声场的含义，以及声波产生条件；熟悉描述声波 的参数有哪些？它们之间的关系？并要求会计算；熟悉声阻抗率的物理意义 3.了解声波按频率段可划分成四种波.及每种波的特点 【教学内容】 1.现代声学的基本研究内容及频率范围 2声波和声压的概念 3.波动方程及其解 4描述声场的其他物理量 【重点与难点】 1教学重点：声波的传播速度，声阻抗率 2教学难点：线性声波的波动方程 【教学方法】 结合多媒体课件，以讲解为主 【教学学时】 6学时 【思考题】 1理想媒质的波动方程推导？ 2声阻抗率的意义？

第 2 章声学基础 【目的与要求】 1.掌握声压的含义，常用的单位及换算关系；掌握理想流体媒质的三个基本方程的基本内 容，包括表达式及推导；掌握一维线性波动方程表达式，平面波波动方程的通解；掌握声 压级、声功率级、声强级的计算 2.熟悉声波和声压的概念，声学、声波和声场的含义，以及声波产生条件；熟悉描述声波 的参数有哪些？它们之间的关系？并要求会计算；熟悉声阻抗率的物理意义 3.了解声波按频率段可划分成四种波，及每种波的特点 【教学内容】 1.现代声学的基本研究内容及频率范围 2.声波和声压的概念 3.波动方程及其解 4.描述声场的其他物理量 【重点与难点】 1.教学重点：声波的传播速度，声阻抗率 2.教学难点：线性声波的波动方程 【教学方法】 结合多媒体课件，以讲解为主 【教学学时】 6 学时 【思考题】 1.理想媒质的波动方程推导？ 2.声阻抗率的意义？

3.分贝的意义，声压分贝与声强分贝的区别？ 第3章超声波的产生、超声场的分析与测量 【目的与要求】 1掌握波束宽度、额定输出功率、平均平方声压、波束最大声强、占空因数、波束不均匀 比；掌握辐射压力法测声功率和水听器的声场测试 2熟悉什么是正压电效应和逆压电效应及其原理？压电材料主要分类？压电陶瓷基本振动 模态；熟悉活塞换能器近场区、远场区、过渡区的定义；孔径程差△、场点程差△'、声压 聚焦增益的定义及其含义；辐射阻抗的定义；熟悉高强度聚焦超声的产生，需要使用各种 各样的声聚集系统，特别是通常采用的三种基本的聚集方法。 3.了解超声治疗设备的声输出量包括哪几个；了解有效孔径的定义，以及换能器的指向函 数及影响指向函数的因素 【教学内容】 1压电材料和压电换能器 2.超声治疗换能器的声场特性 3有限振幅波聚集声场 4.治疗超声的声输出、声场特性和换能器电声参数测量 5.超声治疗系统的声场特性测量与标准化 【重点与难点】 1.教学重点：三种常用的聚焦方式 2教学难点：正压电效应和逆压电效应及其原理 【教学方法】 结合多媒体课件，以讲解为主，自学压电材料的性质。 【教学学时】

3.分贝的意义，声压分贝与声强分贝的区别？ 第 3 章超声波的产生、超声场的分析与测量 【目的与要求】 1.掌握波束宽度、额定输出功率、平均平方声压、波束最大声强、占空因数、波束不均匀 比；掌握辐射压力法测声功率和水听器的声场测试 2.熟悉什么是正压电效应和逆压电效应及其原理？压电材料主要分类？压电陶瓷基本振动 模态；熟悉活塞换能器近场区、远场区、过渡区的定义；孔径程差Δ、场点程差Δ’、声压 聚焦增益的定义及其含义；辐射阻抗的定义；熟悉高强度聚焦超声的产生，需要使用各种 各样的声聚集系统，特别是通常采用的三种基本的聚集方法。 3.了解超声治疗设备的声输出量包括哪几个；了解有效孔径的定义，以及换能器的指向函 数及影响指向函数的因素 【教学内容】 1.压电材料和压电换能器 2.超声治疗换能器的声场特性 3.有限振幅波聚集声场 4.治疗超声的声输出、声场特性和换能器电声参数测量 5.超声治疗系统的声场特性测量与标准化 【重点与难点】 1.教学重点：三种常用的聚焦方式 2.教学难点：正压电效应和逆压电效应及其原理 【教学方法】 结合多媒体课件，以讲解为主，自学压电材料的性质。 【教学学时】

6学时 【思考题】 1.思考压电效应的其他用途？ 2球面聚焦换能器的声场有何特点？ 3辐射压力法测声功率的原理？ 第4章超声波的传播特性 【目的与要求】 1掌握惠更斯原理；掌握反射系数、折射系数的物理含义，反射率与透射率的定义；掌 握声波的叠加原理、声波干涉必要条件 2熟悉驻波的定义及其特点；熟悉声波的衰减，以及引起超声波衰减的几种因素 3.了解界面反射的能量关系，超声波的非线性特性 【教学内容】 1描述声波传播过程中的惠更斯原理 2.声学边界条件 3.超声波在界面上的反射与折射 4.超声波通过三层媒质的传播 5.超声波的散射与衍射 6超声波的干涉、衰减 7超声波的非线性特性 【重点与难点】 1教学重点：惠更斯原理.超声衰减 2教学难点：超声波通过三层媒介的传播，非线性特性

6 学时 【思考题】 1.思考压电效应的其他用途？ 2.球面聚焦换能器的声场有何特点？ 3.辐射压力法测声功率的原理？ 第 4 章超声波的传播特性 【目的与要求】 1.掌握惠更斯原理；掌握反射系数、折射系数的物理含义，反射率与透射 率的定义；掌 握声波的叠加原理、声波干涉必要条件 2.熟悉驻波的定义及其特点；熟悉声波的衰减，以及引起超声波衰减的几种因素 3.了解界面反射的能量关系，超声波的非线性特性 【教学内容】 1.描述声波传播过程中的惠更斯原理 2.声学边界条件 3.超声波在界面上的反射与折射 4.超声波通过三层媒质的传播 5.超声波的散射与衍射 6.超声波的干涉、衰减 7.超声波的非线性特性 【重点与难点】 1.教学重点：惠更斯原理，超声衰减 2.教学难点：超声波通过三层媒介的传播，非线性特性

【教学方法】结合多媒体课件，以讲解为主，结合适当的学生课堂练习和讲评【教学学时]】6 学时【思考题]1.惠更斯原理的理解？2.超声在不同组织界面间的折射与发射？3.超声波的衰减原因？4.超声波的非线性产生的原因？第5章生物组织的超声性质【目的与要求】1.掌握反映生物组织超声性质的参数，及其定义;掌握生物组织超声参数测试方法，重点声速、声吸收、声衰减的测量2.熟悉生物组织超声性质；熟悉生物组织超声性质在疾病诊断中的应用并能分析。3.了解非线性参量、背向散射系数测量。【教学内容】1.生物组织超声参数的实验测试方法2.生物组织超声衰减和吸收的频率变化关系3.生物组织声速、声衰减与其组分的关系4.某些生物组织及材料的超声参数数据表【重点与难点】1.教学重点：惠更斯原理，超声衰减

【教学方法】 结合多媒体课件，以讲解为主，结合适当的学生课堂练习和讲评 【教学学时】 6 学时 【思考题】 1.惠更斯原理的理解？ 2.超声在不同组织界面间的折射与发射？ 3.超声波的衰减原因？ 4.超声波的非线性产生的原因？ 第 5 章生物组织的超声性质 【目的与要求】 1.掌握反映生物组织超声性质的参数，及其定义;掌握生物组织超声参数测试方法，重点声 速、声吸收、声衰减的测量 2.熟悉生物组织超声性质;熟悉生物组织超声性质在疾病诊断中的应用并能分析。 3.了解非线性参量、背向散射系数测量。 【教学内容】 1.生物组织超声参数的实验测试方法 2.生物组织超声衰减和吸收的频率变化关系 3.生物组织声速、声衰减与其组分的关系 4.某些生物组织及材料的超声参数数据表 【重点与难点】 1.教学重点：惠更斯原理，超声衰减

FO2.教学难点：超声波通过三层媒介的传播，非线性特性【教学方法】结合多媒体课件，以讲解为主【教学学时】4学时【思考题】1.生物组织超声声速、超声吸收、超声衰减如何测量？2.反映生物组织超声性质的有哪些参数，它们各自定义如何？3.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。4.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？5.试结合临床医学、超声诊断学知识举一例说明组织超声性质在疾病诊断中的作用。第6章超声空化【目的与要求】1.掌握空化的基本概念（空化、超声空化、空化值、空化核、稳态空化、瞬态空化）2.熟悉发生空化的条件，几种空化核；掌握影响超声空化的物理参数、如何影响？3.了解检测空化的方法【教学内容】1.空化阅值与空化核2.空化泡崩溃需要的时间3.声场中空化气泡的运动4.瞬态空化和稳态空化5.影响超声空化的各种物理参数

2.教学难点：超声波通过三层媒介的传播，非线性特性 【教学方法】 结合多媒体课件，以讲解为主 【教学学时】 4 学时 【思考题】 1.生物组织超声声速、超声吸收、超声衰减如何测量？ 2.反映生物组织超声性质的有哪些参数，它们各自定义如何？ 3.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。 4.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？ 5.试结合临床医学、超声诊断学知识举一例说明组织超声性质在疾病诊断中的作用。 第 6 章超声空化 【目的与要求】 1.掌握空化的基本概念（空化、超声空化、空化阈值、空化核、稳态空化、 瞬态空化） 2.熟悉发生空化的条件，几种空化核；掌握影响超声空化的物理参数、如何影响？ 3.了解检测空化的方法 【教学内容】 1.空化阈值与空化核 2.空化泡崩溃需要的时间 3.声场中空化气泡的运动 4.瞬态空化和稳态空化 5.影响超声空化的各种物理参数

6.超声空化研究中的几个重要事件【重点与难点】1.教学重点：空化的基本概念2.教学难点：空化的检测【教学方法】结合多媒体课件，以讲解为主【教学学时】4 学时【思考题】1.声空化的利与弊？2.影响超声空化的各种物理参数？Chapter7Bioeffects and PhysicalMechanism ofUltrasound--超声生物效应及其物理机制Chapter7 Bioeffects and Physical Mechanism of Ultrasound[Objection and Requirements]Master the methodology of the study of ultrasound bioeffects ; Master the physicalmechanism of the ultrasound bioeffects.Knowthe waveform of pulse wave and continuous wave; Know the temporal and spatialdescription of their sound intensity; Know the biological effects used in someultrasoundtreatment.[Teaching Contents]

6.超声空化研究中的几个重要事件 【重点与难点】 1.教学重点：空化的基本概念 2.教学难点：空化的检测 【教学方法】 结合多媒体课件，以讲解为主 【教学学时】 4 学时 【思考题】 1.声空化的利与弊？ 2.影响超声空化的各种物理参数？ Chapter7 Bioeffects and Physical Mechanism of Ultrasound-超声生物效应及其物理机制 Chapter7 Bioeffects and Physical Mechanism of Ultrasound 【Objection and Requirements】 1. Master the methodology of the study of ultrasound bioeffects；Master the physical mechanism of the ultrasound bioeffects. 2. Know the waveform of pulse wave and continuous wave; Know the temporal and spatial description of their sound intensity; Know the biological effects used in some ultrasound treatment. 【Teaching Contents】

1.The physical mechanism of ultrasound2Theexperimental devices ofnonthermaleffects in the ultrasound bioeffects.The possible mechanism of ultrasound effects to the human body.34.Fundamentalexperiment dataof ultrasound bioeffects[Emphases and Difficulties]1Teaching emphases: the physicalmechanism of ultrasound bioeffects.2 Teaching difficulties: the analysis of ultrasound bioeffects[Teaching Material]Base on the principle of explaination and combinedwithmulti-media courseware[Class Hour]4X40minutes[Questions]What is the definition of thermal mechanism, mechanical mechanism and cavitationmechanism of utrasound? What are the applications of thermal mechanism, mechanicalmechanismandcavitationmechanismofultrasound?Whydo we studythe dosimetry of ultrasound?第7章超声生物效应及其物理机制【教学目的与要求】1．掌握超声生物学效应的研究方法；掌握超声生物学效应的物理机制2．了解脉冲波与连续波的波形及其声强的时空描述；了解一些超声治疗方法利用的超声生物学效应分析【教学内容】产生超声生物效应的物理机制12．研究超声生物效应非热机制的实验装置

1. The physical mechanism of ultrasound. 2. The experimental devices of nonthermal effects in the ultrasound bioeffects. 3. The possible mechanism of ultrasound effects to the human body. 4. Fundamental experiment data of ultrasound bioeffects. 【Emphases and Difficulties】 1． Teaching emphases: the physical mechanism of ultrasound bioeffects. 2． Teaching difficulties: the analysis of ultrasound bioeffects 【Teaching Material】 Base on the principle of explaination and combinedwith multi-media courseware 【Class Hour】 4X40minutes 【Questions】 1. What is the definition of thermal mechanism, mechanical mechanism and cavitation mechanism of ultrasound? What are the applications of thermal mechanism, mechanical mechanism and cavitation mechanism of ultrasound? 2. Why do we study the dosimetry of ultrasound? 第 7 章超声生物效应及其物理机制 【教学目的与要求】 1. 掌握超声生物学效应的研究方法；掌握超声生物学效应的物理机制 2. 了解脉冲波与连续波的波形及其声强的时空描述；了解一些超声治疗方法利用的超声 生物学效应分析 【教学内容】 1. 产生超声生物效应的物理机制 2. 研究超声生物效应非热机制的实验装置

：医学超声对人体组织的可能作用机制超声生物效应的基本实验数据【教学重点与难点】1.教学重点：超声生物学效应的物理机制2．教学难点：超声生物学效应分析【教学方法】结合多媒体课件，以讲解为主【思考题】1.超声的热学机制、机械机制和空化机制？2.剂量学研究的意义？Chapter8 High Intensity Focused UItrasound(HIFU) technology and clinical application--高强度聚焦超声（HIFU）技术及其临床应用Chapter8 High IntensityFocusedUltrasound(HIFu)technologyand clinical application【ObjectionandRequirements]1. Master the definition of HIFU and the key technologies of HIFU;Master the parameters ofthe HIFU treatment device; Master the role of medical imaging in HIFU treatment; Masterthephysicalbasic ofUS guide HIFUtreatmentdeviceand MRIguide HIFUtreatmentdevice:Mastethe definition of Biological Focal Region (BFR) and Energy-Efficiency Factor (EEF)of HIFU; Masterthe factors that influence BFR and EEF of HIFU; Master the relationship and differences betweenAFR(Acousticfocal region)and BFR; Masterthe field scanning and power measurement of HIFU.2. Understand the physical and medical requirements of tumor treatment with HIFU.Understand thefactors that influence the HIFU transducer. Understand the factors that influencetheeffectivetreatmentoftumors of HIFU3. Knowthe clinical application of HIFU:the clinical programof HIFU treatment for malignantsolid tumors, the principles of the clinical program formulation,the anesthesia used in HIFUtreatment, evaluation of efficacy ofliver cancer treatment with HIFu,the advantages oflimbsalvageof limbosteosarcomatreatmentwithHiFUcomparedwithsurgery,thecommochemotherapydrugs usedinosteosarcomatherapy,theprincipleandclinicalprogramof breast

3. 医学超声对人体组织的可能作用机制 4. 超声生物效应的基本实验数据 【教学重点与难点】 1．教学重点：超声生物学效应的物理机制 2．教学难点：超声生物学效应分析 【教学方法】 结合多媒体课件，以讲解为主 【思考题】 1.超声的热学机制、机械机制和空化机制？ 2.剂量学研究的意义？ Chapter8 High Intensity Focused Ultrasound(HIFU) technology and clinical application-高强度聚 焦超声（HIFU）技术及其临床应用 Chapter8 High Intensity Focused Ultrasound(HIFU) technology and clinical application 【Objection and Requirements】 1. Master the definition of HIFU and the key technologies of HIFU; Master the parameters of the HIFU treatment device; Master the role of medical imaging in HIFU treatment; Master the physical basic of US guide HIFU treatment device and MRI guide HIFU treatment device; Master the definition of Biological Focal Region (BFR) and Energy-Efficiency Factor (EEF)of HIFU; Master the factors that influence BFR and EEF of HIFU; Master the relationship and differences between AFR(Acoustic focal region)and BFR; Master the field scanning and power measurement of HIFU. 2. Understand the physical and medical requirements of tumor treatment with HIFU. Understand the factors that influence the HIFU transducer. Understand the factors that influence the effective treatment of tumors of HIFU. 3. Know the clinical application of HIFU: the clinical program of HIFU treatment for malignant solid tumors, the principles of the clinical program formulation, the anesthesia used in HIFU treatment, evaluation of efficacy of liver cancer treatment with HIFU, the advantages of limb salvage of limb osteosarcoma treatment with HIFU compared with surgery, the common chemotherapy drugs used in osteosarcoma therapy, the principle and clinical program of breast