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医学超声检查一 [复制链接]

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超声波

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同义词超声一般指超声波

本词条由“科普中国”百科科学词条编写与应用工作项目审核。

超声波是一种频率高于赫兹的声波,它的方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远,可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限大于人的听觉上限而得名。

科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率,它的单位是赫兹(Hz)。我们人类耳朵能听到的声波频率为20Hz-Hz。因此,我们把频率高于赫兹的声波称为“超声波”。通常用于医学诊断的超声波频率为1兆赫兹-30兆赫兹。

理论研究表明,在振幅相同的条件下,一个物体振动的能量与振动频率成正比,超声波在介质中传播时,介质质点振动的频率很高,因而能量很大.在中国北方干燥的冬季,如果把超声波通入水罐中,剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴,再用小风扇把雾滴吹入室内,就可以增加室内空气湿度,这就是超声波加湿器的原理。如咽喉炎、气管炎等疾病,很难利用血流使药物到达患病的部位,利用加湿器的原理,把药液雾化,让病人吸入,能够提高疗效。利用超声波巨大的能量还可以使人体内的结石做剧烈的受迫振动而破碎,从而减缓病痛,达到治愈的目的。超声波在医学方面应用非常广泛,可以对物品进行杀菌消毒。

中文名

超声波

外文名

ultrasonic(waves)

频率

F≥20KHz

功率密度

p≥0.3w/cm2

所属学科

物理

应用领域

医学、军事、工业、农业、化工

目录

1产生

2主要参数

3超声波治病机理

?机械效应

?温热效应

?理化效应

4超声效应

5超声应用

?超声检验

?超声处理

?超声波清洗

?超声波加湿器

?基础研究

?超声除螨

?超声除油

?超声波空泡炼油化学原理

?医学超声波检查

?工业自动化控制

?超声波提取生物纳米(超声波化学合成法)

?超声波制药

?超声波对化妆品的分散

?超声波对酒的醇化—催陈技术

6特点

7发展史

?国际方面

?国内方面

?技术特点

?作用机理

?适用行业

?应用举例

?工艺介绍

8超声波焊接

?塑料焊接

?金属焊接

9超声波美容

10研究情况

产生

声波是物体机械振动状态(或能量)的传播形式。超声波是指振动频率大于Hz以上的,其每秒的振动次数(频率)甚高,超出了人耳听觉的一般上限(Hz),人们将这种听不见的声波叫做超声波。由于其频率高,因而具有许多特点:首先是功率大,其能量比一般声波大得多,因而可以用来切削、焊接、钻孔等。再者由于它频率高,波长短,衍射不严重,具有良好的定向性,工业与医学上常用超声波进行超声探测。[1]超声和可闻声本质上是一致的,它们的共同点都是一种机械振动模式,通常以纵波的方式在弹性介质内会传播,是一种能量的传播形式,其不同点是超声波频率高,波长短,在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性,1兆Hz=10^6Hz,即每

超声波熔接器

秒振动万次,可闻波的频率在16-HZ之间)。

超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律,与可听声波的规律没有本质上的区别。但是超声波的波长很短,只有几厘米,甚至千分之几毫米。与可听声波比较,超声波具有许多奇异特性:传播特性──超声波的波长很短,通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍,因此超声波的衍射本领很差,它在均匀介质中能够定向直线传播,超声波的波长越短,该特性就越显著。功率特性──当声音在空气中传播时,推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。声波功率就是表示声波做功快慢的物理量。在相同强度下,声波的频率越高,它所具有的功率就越大。由于超声波频率很高,所以超声波与一般声波相比,它的功率是非常大的。空化作用──当超声波在介质的传播过程中,存在一个正负压强的交变周期,在正压相位时,超声波对介质分子挤压,改变介质原来的密度,使其增大;在负压相位时,使介质分子稀疏,进一步离散,介质的密度减小,当用足够大振幅的超声波作用于液体介质时,介质分子间的平均距离会超过使液体介质保持不变的临界分子距离,液体介质就会发生断裂,形成微泡。这些小空洞迅速胀大和闭合,会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用,从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用,会使液体的温度骤然升高,起到了很好的搅拌作用,从而使两种不相溶的液体(如水和油)发生乳化,且加速溶质的溶解,加速化学反应。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。

主要参数

超声波的两个主要参数:

频率:F≥20KHz(在实际应用中因为效果相似,通常把F≥15KHz的声波也称为超声波);

功率密度:p=发射功率(W)/发射面积(cm2),通常p≥0.3w/cm2。在液体中传播的超声波能对物体表面的污物进行清洗,其原理可用“空化”现象来解释:超声波振动在液体中传播的音波压强达到一个大气压时,其功率密度为0.35w/cm2,这时超声波的音波压强峰值就可达到真空或负压,但实际上无负压存在,因此在液体中产生一个很大的压力,将液体分子拉裂成空洞一空化核。此空洞非常接近真空,它在超声波压强反向达到最大时破裂,由于破裂而产生的强烈冲击将物体表面的污垢撞击下来。这种由无数细小的空化气泡破裂而产生的冲击波现象称为“空化”现象。太小的声强无法产生空化效应。

超声波治病机理机械效应

超声在介质中前进时所产生的效应。(超声在介质中传播是由反射而产生的机械效应)它可引起机体若干反应。超声振动可引起组织细胞内物质运动,由于超声的细微按摩,使细胞浆流动、细胞震荡、旋转、摩擦、从而产生细胞按摩的作用,也称为“内按摩”这是超声波治疗所独有的特性,可以改变细胞膜的通透性,刺激细胞半透膜的弥散过程,促进新陈代谢、加速血液和淋巴循环、改善细胞缺血缺氧状态,改善组织营养、改变蛋白合成率、提高再生机能等。使细胞内部结构发生变化,导致细胞的功能变化,使坚硬的结缔组织延伸,松软。

超声波的机械作用可软化组织,增强渗透,提高代谢,促进血液循环,刺激神经系统和细胞功能,因此具有超声波独特的治疗意义。

温热效应

人体组织对超声能量有比较大的吸收本领,因此当超声波在人体组织中传播过程中,其能量不断地被组织吸收而变成热量,其结果是组织的自己身体的温度升高。

产热过程既是机械能在介质中转变成热能的能量转换过程。即内生热。超声温热效应可增加血液循环,加速代谢,改善局部组织营养,增强酶活力。一般情况下,超声波的热作用以骨和结缔组织为显著,脂肪与血液为最少。

理化效应

超声的机械效应和温热效应均可促发若干物理化学变化。实践证明一些理化效应往往是上述效应的继发效应。TS-C型治疗机通过理化效应继发出下列五大作用:

弥散作用:超声波可以提高生物膜的通透性,超声波作用后,细胞膜对钾,钙离子的通透性发生较强的改变。从而增强生物膜弥散过程,促进物质交换,加速代谢,改善组织营养。

触变作用:超声作用下,可使凝胶转化为溶胶状态。对肌肉,肌腱的软化作用,以及对一些与组织缺水有关的病理改变。如类风湿性关节炎病变和关节、肌腱、韧带的退行性病变的治疗。

空化作用:空化形成,或保持稳定的单向振动,或继发膨胀以致崩溃,细胞功能改变,细胞内钙水平增高。成纤维细胞受激活,蛋白合成增加,血管通透性增加,血管形成加速,胶原张力增加。

聚合作用与解聚作用:水分子聚合是将多个相同或相似的分子合成一个较大的分子过程。大分子解聚,是将大分子的化学物变成小分子的过程。可使关节内增加水解酶和原酶活性增加。

消炎,修复细胞和分子:超声作用下,可使组织PH值向碱性方面发展。缓解炎症所伴有的局部酸中毒。超声可影响血流量,产生致炎症作用,抑制并起到抗炎作用。使白细胞移动,促进血管生成。胶原合成及成熟。促进或抑制损伤的修复和愈合过程。从而达到对受损细胞组织进行清理、激活、修复的过程。

超声效应

超声效应:当超声波在介质中传播时,由于超声波与介质的相互作用,使介质发生物理的和化学的变化,从而产生一系列力学的、热学的、电磁学的和化学的超声效应,包括以下4种效应:

①机械效应。超声波的机械作用可促成液体的乳化、凝胶的液化和固体的分散。当超声波流体介质中形成驻波时,悬浮在流体中的微小颗粒因受机械力的作用而凝聚在波节处,在空间形成周期性的堆积。超声波在压电材料和磁致伸缩材料中传播时,由于超声波的机械作用而引起的感生电极化和感生磁化(见电介质物理学和磁致伸缩)。

②空化作用。超声波作用于液体时可产生大量小气泡。一个原因是液体内局部出现拉应力而形成负压,压强的降低使原来溶于液体的气体过饱和,而从液体逸出,成为小气泡。另一原因是强大的拉应力把液体“撕开”成一空洞,称为空化。空洞内为液体蒸气或溶于液体的另一种气体,甚至可能是真空。因空化作用形成的小气泡会随周围介质的振动而不断运动、长大或突然破灭。破灭时周围液体突然冲入气泡而产生高温、高压,同时产生激波。与空化作用相伴随的内摩擦可形成电荷,并在气泡内因放电而产生发光现象。在液体中进行超声处理的技术大多与空化作用有关。

③热效应。由于超声波频率高,能量大,被介质吸收时能产生显著的热效应。

④化学效应。超声波的作用可促使发生或加速某些化学反应。例如纯的蒸馏水经超声处理后产生过氧化氢;溶有氮气的水经超声处理后产生亚硝酸;染料的水溶液经超声处理后会变色或退色。这些现象的发生总与空化作用相伴随。超声波还可加速许多化学物质的水解、分解和聚合过程。超声波对光化学和电化学过程也有明显影响。各种氨基酸和其他有机物质的水溶液经超声处理后,特征吸收光谱带消失而呈均匀的一般吸收,这表明空化作用使分子结构发生了改变。

超声应用

超声效应已广泛用于实际,主要有如下几方面:

超声检验

超声波的波长比一般声波要短,具有较好的方向性,而且能透过不透明物质,这一特性已被广泛用于超声波探伤、测厚、测距、遥控和超声成像技术。超声成像是利用超声波呈现不透明物内部形象的技术。把从换能器发出的超声波经声透镜聚焦在不透明试样上,从试样透出的超声波携带了被照部位的信息(如对声波的反射、吸收和散射的能力),经声透镜汇聚在压电接收器上,所得电信号输入放大器,利用扫描系统可把不透明试样的形象显示在荧光屏上。上述装置称为超声显微镜。超声成像技术已在医疗检查方面获得普遍应用,在微电子器件制造业中用来对大规模集成电路进行检查,在材料科学中用来显示合金中不同组分的区域和晶粒间界等。声全息术是利用超声波的干涉原理记录和重现不透明物的立体图像的声成像技术,其原理与光波的全息术基本相同,只是记录手段不同而已(见全息术)。用同一超声信号源激励两个放置在液体中的换能器,它们分别发射两束相干的超声波:一束透过被研究的物体后成为物波,另一束作为参考波。物波和参考波在液面上相干叠加形成声全息图,用激光束照射声全息图,利用激光在声全息图上反射时产生的衍射效应而获得物的重现像,通常用摄像机和电视机作实时观察。

超声处理

利用超声的机械作用、空化作用、热效应和化学效应,可进行超声焊接、钻孔、固体的粉碎、乳化、脱气、除尘、去锅垢、清洗、灭菌、促进化学反应和进行生物学研究等,在工矿业、农业、医疗等各个部门获得了广泛应用。

超声波清洗

清洗的超声波应用原理是由超声波发生器发出的高频振荡信号,通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质,清洗溶剂中超声波在清洗液中疏密相间的向前辐射,使液体流动而产生数以万计的微小气泡,存在于液体中的微小气泡(空化核)在声场的作用下振动,当声压达到一定值时,气泡迅速增长,然后突然闭合,在气泡闭合时产生冲击波,在其周围产生上千个大气压力,破坏不溶性污物而使它们分散于清洗液中,当团体粒子被油污裹着而粘附在清洗件表面时,油被乳化,固体粒子即脱离,从而达到清洗件表面净化的目的。

超声波加湿器

理论研究表明,在振幅相同的条件下,一个物体振动的能量与振动频率成正比,超声波在介质中传播时,介质质点振动的频率很高,因而能量很大.在中国北方干燥的冬季,如果把超声波通入水罐中,剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴,再用小风扇把雾滴吹入室内,就可以增加室内空气湿度,这就是超声波加湿器的原理。如咽喉炎、气管炎等疾病,很难利用血流使药物到达患病的部位,利用加湿器的原理,把药液雾化,让病人吸入,能够提高疗效。利用超声波巨大的能量还可以使人体内的结石做剧烈的受迫振动而破碎,从而减缓病痛,达到治愈的目的。超声波在医学方面应用非常广泛,可以对物品进行杀菌消毒。

基础研究

超声波作用于介质后,在介质中产生声弛豫过程,声弛豫过程伴随着能量在分子各自电度间的输运过程,并在宏观上表现出对声波的吸收(见声波)。通过物质对超声的吸收规律可探索物质的特性和结构,这方面的研究构成了分子声学这一声学分支。普通声波的波长远大于固体中的原子间距,在此条件下固体可当作连续介质。但对频率在赫以上的特超声波,波长可与固体中的原子间距相比拟,此时必须把固体当作是具有空间周期性的点阵结构。点阵振动的能量是量子化的,称为声子(见固体物理学)。特超声对固体的作用可归结为特超声与热声子、电子、光子和各种准粒子的相互作用。对固体中特超声的产生、检测和传播规律的研究,以及量子液体——液态氦中声现象的研究构成了近代声学的新领域。

研究超声波的产生、传播、接收,以及各种超声效应和应用的声学分支叫超声学。产生超声波的装置有机械型超声发生器(例如气哨、汽笛和液哨等)、利用电磁感应和电磁作用原理制成的电动超声发生器、以及利用压电晶体的电致伸缩效应和铁磁物质的磁致伸缩效应制成的电声换能器等。

超声除螨

科研人员发现,螨虫的听觉神经系统很脆弱,对特定频率的超声非常敏感,针对螨虫的这种生理特性,已有科技公司的研究人员开发出了超声波除螨仪。这种新型的除螨产品采用现代微电子技术手段,直接用特殊频率的超声作用于螨虫的听觉神经系统,使其生理系统紊乱,烦躁不安,食欲不振,最终奄奄一息逐渐死亡。采用这种原理的除螨产品不用添加任何化学药剂,无毒无二次污染,对人体和家中宠物都没有伤害,是比较理想的除螨产品。

超声除油

将黏附有油污的制件放在除油液中,并使除油过程处于一定频率的超声波场作用下的除油过程,称为超声波除油。引入超声波可以强化除油过程、缩短除油时间、提高除油质量、降低化学药品的消耗量。尤其对复杂外形零件、小型精密零件、表面有难除污物的零件及绝缘材料制成的零件有显著的除油效果,可以省去费时的手工劳动,防止零件的损伤。

超声波除油的效果与零件的形状、尺寸、表面油污性质、溶液成分、零件的放置位置等有关,因此,最佳的超声波除油工艺要通过试验确定。超声波除油所用的频率一般为30kHz左右。零件小时,采用高一些的频率;零件大时,采用较低的频率。超声波是直线传播的,难以达到被遮蔽的部分,因此应该使零件在除油槽内旋转或翻动,以使其表面上各个部位都能得到超声波的辐照,受到较好的除油效果。另外超声波除油溶液的浓度和温度要比相应的化学除油和电化学除油低,以免影响超声波的传播,也可减少金属材料表面的腐蚀。

超声波空泡炼油化学原理

液体内部产生的强超声波引发出高能量密集式空泡群,空泡爆炸时,在微小的空间内瞬间产生高达一千大气压的压力和上千度的高温。

在高压高温下,重油分子中C-C键断裂,大分子的碳氢化合物分解为小分子的碳氢化合物;原料中硫的有机化物在超声波与空泡作用下,其C-S键发生断裂,转变为中间烯烃、正烷烃、芳烃和硫化氢。生成的烯烃在超声波热解过程中转变为正烷烃和芳烃。

含硫份高的重油大分子转化为低硫小分子的汽油和柴油。少量没有转化或转化程度低的剩余物用于制备高品质沥青。

医学超声波检查

医学超声波检查的工作原理与声纳有一定的相似性,即将超声波发射到人体内,当它在体内遇到界面时会发生反射及折射,并且在人体组织中可能被吸收而衰减。因为人体各种组织的形态与结构是不相同的,因此其反射与折射以及吸收超声波的程度也就不同,医生们正是通过仪器所反映出的波型、曲线,或影象的特征来辨别它们。此外再结合解剖学知识、正常与病理的改变,便可诊断所检查的器官是否有病。

医生们应用的超声诊断方法有不同的形式,可分为A型、B型、M型及D型四大类。

A型:是以波形来显示组织特征的方法,主要用于测量器官的径线,以判定其大小。可用来鉴别病变组织的一些物理特性,如实质性、液体或是气体是否存在等。

B型:用平面图形的形式来显示被探查组织的具体情况。检查时,首先将人体界面的反射信号转变为强弱不同的光点,这些光点可通过荧光屏显现出来,这种方法直观性好,重复性强,可供前后对比,所以广泛用于妇产科、泌尿、消化及心血管等系统疾病的诊断。

M型:是用于观察活动界面时间变化的一种方法。最适用于检查心脏的活动情况,其曲线的动态改变称为超声心动图,可以用来观察心脏各层结构的位置、活动状态、结构的状况等,多用于辅助心脏及大血管疫病的诊断。

D型:是专门用来检测血液流动和器官活动的一种超声诊断方法,又称为多普勒超声诊断法。可确定血管是否通畅、管腔是否狭窄、闭塞以及病变部位。新一代的D型超声波还能定量地测定管腔内血液的流量。近几年来科学家又发展了彩色编码多普勒系统,可在超声心动图解剖标志的指示下,以不同颜色显示血流的方向,色泽的深浅代表血流的流速。还有立体超声显象、超声CT、超声内窥镜等超声技术不断涌现出来,并且还可以与其他检查仪器结合使用,使疾病的诊断准确率大大提高。超声波技术正在医学界发挥着巨大的作用,随着科学的进步,它将更加完善,将更好地造福于人类。

工业自动化控制

利用声波反射、衍射、多普勒效应,制造超声波物位计、超声波液位计、超声波流量计等。

超声波提取生物纳米(超声波化学合成法)

超声波化学反应中,起关键作用的是声波的空化效应,在超声波的辐照过程中,在液体里将发生空化气泡的形成,长大和崩灭,当空化气泡崩灭时产生一个覆盖着的强压力脉冲,产生许多独特的性质,例如产生高达K的高温,大于Mpa的压力,以及高达K/p的降温速度,这就是超声波化学合成的能量来源,Kcap,Okitso等将0.5um的oAl1/O3粉末加入到PdLN.2N3Cl.3H20溶液中,再加入一种对Pd2,还原起促进作用的规类,然后用20Khz的超声波辐照,在Al2O2表面合成出10nm左右的Pd纳米粒子。

超声波制药

1.注射用医药物质的分散——将磷脂类与胆固醇混合用适当方法与药物混合在水溶液中,经超声分散,可以得到更小粒子(0.1um左右)供静脉注射。

2.草药提取——利用超声分散破坏植物组织,加速溶剂穿透组织作用,提高中草药有效成分提取率。如金鸡纳树皮中全部生物碱用一般方法侵出需5小时以上,采用超声分散只要半小时即可完成。

3.制备混悬剂——在超声空化和强烈搅拌下,将一种固体药物分散在含有表面活性剂的水溶液中,可以形成1um左右口服或静脉注射混悬剂。例“静注喜树碱混悬剂”“肝脏造影剂”、“硫酸钡混悬剂”。

4.制备疫苗——将细胞或病毒借助于超声分散将其杀死以后,再用适当方法制成疫苗。

超声波对化妆品的分散

为了更进一步提取药物精华和粒子微细化,并节约生产成本,达到分散、乳化效果,使化妆品更深入渗透到肌肤里层,让肌肤很好的吸收,发挥药物的效力和作用,采用超声波乳化可达到非常理想的效果。采用超声分散,则不需要使用乳化剂,就能使蜡及石蜡乳化、化妆水等油的微粒子分散。石腊在水中分散的粒子直径可达1um以下。

超声波对酒的醇化—催陈技术

一瓶美酒以它的酒味醇厚,绵软柔和、芳香浓郁为人青睐,人们常用陈年老酒来形容酒的珍贵,一瓶上世纪的陈酒,标价几万元,其价格的含义在于时间的存放上。酒的主要控制因素是化学变化即酸的形成,并进一步酯化,酯参与乙醇和水的缔合。刚出厂的酒含有戍醇,有辛辣味,这种气味要经过很长时间才能化解,这个缓慢变化称酒的醇化。用功率1.6KW,频率17.5-22KHZ的超声波处理5-10min,可使酒的老熟时间缩短1/3到1/2。

特点

1)超声波在传播时,方向性强,能量易于集中。

2)超声波能在各种不同媒质中传播,且可传播足够远的距离。

3)超声波与传声媒质的相互作用适中,易于携带有关传声媒质状态的信息诊断或对传声媒质产生效用及治疗。

4)超声波可在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效传播。

5)超声波可传递很强的能量。

6)超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象。

超声波是一种波动形式,它可以作为探测与负载信息的载体或媒介如B超等用作诊断;超声波同时又是一种能量形式,当其强度超过一定值时,它就可以通过与传播超声波的媒质的相互作用,去影响,改变以致破坏后者的状态,性质及结构用作治疗。

发展史国际方面

自19世纪末到20世纪初,在物理学上发现了压电效应与反压电效应之后,人们解决了利用电子学技术产生超声波的办法,从此迅速揭开了发展与推广超声技术的历史篇章。

年,德国出现了首例超声波治疗的发明专利;

年发表了有关超声波治疗取得临床效果的文献报道。

40年代末期超声治疗在欧美兴起,直到年召开的第一次国际医学超声波学术会议上,才有了超声治疗方面的论文交流,为超声治疗学的发展奠定了基础。年第二届国际超声医学学术会议上已有许多论文发表,超声治疗进入了实用成熟阶段。

国内方面

国内在超声治疗领域起步稍晚,于20世纪50医院开展超声治疗工作,从年首先在北京开始用KHz频率的超声治疗机治疗多种疾病,至50年代开始逐步推广,并有了国产仪器。公开的文献报道始见于年。到了70年代有了各型国产超声治疗仪,超声疗法医院。

40多年来,医院已积累了相当数量的资料和比较丰富的临床经验。特别是20世纪80年代初出现的超声体外机械波碎石术和超声外科,是结石症治疗史上的重大突破。如今已在国际范围内推广应用。高强度聚焦超声无创外科,已使超声治疗在当代医疗技术中占据重要位置。而在21世纪(HIFU)超声聚焦外科已被誉为是21世纪治疗肿瘤的最新技术。

技术特点

超声波清洗是基于空化作用,即在清洗液中无数气泡快速形成并迅速内爆。由此产生的冲击将浸没在清洗液中的工件内外表面的污物剥落下来。随着超声频率的提高,气泡数量增加而爆破冲击力减弱,因此,高频超声特别适用于小颗粒污垢的清洗而不破环其工件表面。

空化作用:空化作用就是超声波以每秒两万次以上的压缩力和减压力交互性的高频变换方式向液体进行透射。在减压力作用时,液体中产生真空核群泡的现象,在压缩力作用时,真空核群泡受压力压碎时产生强大的冲击力,由此剥离被清洗物表面的污垢,从而达到精密洗净目的。

超声波清洗方式超过一般以的常规清洗方法,特别是工件的表面比较复杂,像一些表面凹凸不平,有盲孔的机械零部件,一些特别小而对清洁度有较高要求的产品如:钟表和精密机械的零件,电子元器件,电路板组件等,使用超声波清洗都能达到很理想的效果。超声清洗的原理是由超声波发生器发出的高频振荡信号,通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质—清洗溶剂中,超声波在清洗液中疏密相同的向前辐射,使液体流动而产生数以万计的微小气泡。这些气泡在超声波纵向传播的负压区形成、生长,而在正压区迅速闭合。在这种被称为“空化”效应的过程中,气泡闭合可形成超过0大气压的瞬间高压,连续不断地产生瞬间高压就象一连串小“爆炸”不断地冲击物件表面,使物件的表面及缝隙中的污垢迅速剥落,从而达到物件表面净化的目的。

相比其他多种的清洗方式,超声波清洗具有:清洗效果好,清洁度高且全部工件清洁度一致;清洗速度快,提高生产效率,不须人手接触清洗液,安全可靠;对深孔、细缝和工件隐蔽处亦可清洗干净;对工件表面无损伤,节省溶剂、热能、工作场地和人工等优点。

由于超声波清洗速度快、质量好,又能大大降低环境污染,因此,超声波清洗技术正在越来越多的工业部门中得到应用。在专业化、集团化的生产企业中,己逐渐用超声波清洗机取代了传统的浸洗、刷洗、压力冲洗、振动清洗和蒸气清洗等工艺方法,超声波清洗机的高效率和高清洁度,得益于其声波在介质中传播时产生的穿透性和空化冲击疚,所以很容易将带有复杂外形,内腔和细空的零部件清洗干净,对一般的除油、防锈、磷化等工艺过程,在超声波作用下只需两三分钟即可完成,其速度比传统方法可提高几倍,甚至几十倍,清洁度也能达到高标准,这在许多对产品表面质量和生产率要求较高的场合,更突出显示了用其他处理方法难以达到或不可取代的结果。

作用机理

超声波清洗的作用机理主要有以下几个方面:因空化泡破灭时产生强大的冲击波,污垢层的一部分在冲击波作用下被剥离下来、分散、乳化、脱落。因为空化现象产生的气泡,由冲击形成的污垢层与表层间的间隙和空隙渗透,由于这种小气泡和声压同步膨胀,收缩,象剥皮一样的物理力反复作用于污垢层,污垢层一层层被剥离,气泡继续向里渗透,直到污垢层被完全剥离。这是空化二次效应。超声波清洗中清洗液超声振动对污垢的冲击。超声加速化学清洗剂(RT-超声波清洗剂)对污垢的溶解过程,化学力与物理力相结合,加速清洗过程。

适用行业

医疗行业:医疗器械的清洗、消毒、杀菌、实验器皿的清洗等。

半导体行业:半导体晶片的高清洁度清洗。

光学行业:光学器件的除油、除汗、清灰等。

石油化工行业:金属滤网的清洗疏通、化工容器、交换器的清洗等。

电子行业:电子行业是超声波清洗应用最早,最为普及的行业。

电子零件如半导体管的壳座、IC的壳座、晶体的壳座、继电器的壳座、电子管座等;电子元器件如IC芯片、电阻、晶体、半导体、原膜电路等。电子元器件的基体是由半导体材料制成并封装在金属或塑料壳座中形成的,在封装前,不但对壳座必须清洗,而且也必须对基体进行清洗,

PCB组件焊接采用的助焊剂分为水溶型、松香型和免清洗型三类,使用较多的为前两种,多采用超声波清洗(也有不少是采用酒精刷洗),免清洗型原则上应该不清洗,但大多数厂家即使采用免清洗型焊剂焊接组件,仍需要清洗。特别是高密度PCB以及高密度IC出脚不清洗或不采用超声波清洗,必将导致高密度线路之间和IC出脚之间吸附尘埃,一旦环境湿度大,极易发生高密度线间和脚间短路而出现故障,而一旦环境干燥,短路故障又自行消失,这类故障又不易查找。所以世界各国的电子整机厂均坚持对PCB板作超声波清洗。

接插件、连接件、转接器等器件的生产中,电镀和组装前也必须清洗,否则吸附在这些组装零件上的灰尘、油污必将影响其导电和绝缘性能,特别是一些复杂的多芯连接器尤其如此。

电子材料加工成型后的清洗:如晶片、硅片、压电陶瓷片等电子材料是供给元器件厂家的产品,其产品出厂前必须清洗。

机电行业:机电行业中,从机械零件到机械部件,从电器零件到电器部件都有清洗的要求,如齿轮、曲轴乃至齿轮箱,又如电器零件上机械和电器的组合件,还有一些精密机械零件和电器零件,都需要清洗,大多数企业采用的是传统的清洗方法,诸如浸润清洗、喷淋清洗。这种清洗方法不但劳动强度大,而且易造成环境污染和水资源浪费。部分企业在技术改造够采用超声波清洗以消除传统清洗的弊端,特别是一些形状复杂的机械零件。

制药工业:超声波清洗技术经过众多制药企业的应用而得到广泛使用,特别是对西林瓶、口服液瓶、安瓶、大输液瓶的清洗以及对丁基胶塞、天然胶塞的清洗。对于瓶类的清洗,是用超声波清洗技术代替原有的毛刷机,它经过翻转注水、超声清洗、内外冲洗、空气吹干、翻转等流程而实现的。

轻纺行业:轻工行业,如空调、冷柜、冰箱中的压缩机;钟表零件、手表元件等;纺织行业,如精密纺织器材、喷丝嘴等;珠宝行业,如金银首饰、珠宝玉器等,都需要清洗,有些零件、部件和组件,如压缩机、喷丝嘴等或形状复杂,或盲孔、微孔,只能由超声波清洗,有些规模生产厂甚至采用超声波链式或升降式成套设备。

表面处理行业:表面处理是轻工行业的组成部分,包含机械零件电镀、金属和非金属机箱柜涂覆、光学玻璃或镜片镀膜等,电镀前后或涂覆前的清洗采用超声波清洗技术已成为一种新的典型工艺,特别是军工电子产品中的一些多芯插座,因质量要求必须进行电镀,而电镀后其质量要求多芯之间必须绝缘,往往因电镀后致使多芯间不绝缘,采用丙酮、酒精等方法浸润清洗后测试其阻值要求无穷大,但达不到质量要求,而采用超声波清洗,经烘干后,则完全达到质量要求。将超声波直接引入电镀还可提高镀液的匀度和镀层的密度。

铁路段修领域:中国铁道部《三机检修规程》以及铁路系统的一些段修技术规程都涉及到清洗。超声波清洗在铁路系统的应用较为普遍,但用于对列车空调机组、柴油发动机组、机车散热器等大型设备的不拆御清洗则是一个崭新的课题。中国检修客车的车辆段,采用超声波清洗设备对列车空调的不拆御清洗实为首创之举。其劳动强度的减低、清洗质量的提高、环境保护成本的降低、文明生产、现场管理水平的提升,均开创了一个新的局面,但普及水平很低。

军事装备领域:军事装备包括光、机、电类装备或光、机、电一体化装备,军事装备在储备状态下,储存于军事仓库,这些装备在储备、训练、演习状态均会受到尘埃、污垢的吸附、污染,特别是一些复杂的兵器装备靠人工擦拭保养,难度较大,使用超声波清洗可以较为容易清洁军事装备。

电镀、喷涂前工艺应用:产品喷涂前处理工艺,一般的传统工艺使用酸液对工件进行处理,对环境污染较重,工作环境较差,同时结构复杂零件酸洗除锈后的残酸很难冲洗干净。工件喷涂后,时间不长,沿着夹缝出现锈蚀现象,破坏涂层表面,严重影响产品外观和内在质量。超声波清洗技术应用到涂装前处理后,不仅能使物体表面和缝隙中的污垢迅速剥落,而且涂装件喷涂层牢固不会返锈。

利用超声波在液体中产生的空化效应,可以清洗掉工件表面沾附的油污,配合适当的清洗剂,可以迅速地对工件表面实现高清洁度的处理。

电镀工艺,对工件表面清洁度要求较高,而超声波清洗技术是能达到此要求的理想技术。利用超声波清洗技术,可以替代溶剂清洗油污;可以替代电解除油;可以替代强酸浸蚀去除碳钢及低合金钢表面的铁锈及氧化皮。

其他:感光材料制造、造纸、某些食品领域的液体消泡(去除溶解的空气)。

应用举例

珠宝行:项链、耳环、手镯、钱币、剃须刀头、钟表、笔尖、钱币、徽章、五金零件。

眼镜行:眼镜、镜片、玻璃、隐型眼镜附件等。

其它:假牙、打印机墨头、证章、餐具、超声波清洗剂。

工艺介绍

1.抛光件表面抛光膏的清洗:一般情况下,抛光膏常常采用石蜡调合,石蜡分子量大,熔点较高,常温下呈固态,是较难清洗的物质,传统的办法是采用有机溶剂清洗或高温碱水煮洗有许多弊病。采用超声波清洗则可使用水基清洗剂,在中温条件下,几分钟内将工件表面彻底清洗干净,常用工艺流程是:①浸泡→②超声波清洗→③清水(净水)漂洗。

2.表面有油及少量锈的冷轧钢板:冷轧钢板表面一般有油、污或少量铁锈,要洗干净比较容易,但经一般方法清洗后,工件表面仍残留一层非常细薄的浮灰,影响后续加工质量,有时不得不再采用强酸浸泡的办法去除这层浮灰。而采用超声波清洗并加入适当的清洗液,可方便快捷地实现工件表面彻底清洁,并使工件表面具有较高的活性,有时甚至可以免去电镀前酸浸活化工序。

3.表面有氧化皮和黄锈的工件:传统的办法是采用盐酸或硫酸浸泡清洗。如采用超声波综合处理技术,可以快捷地在几分钟内同时去除工件表面的油、锈、并避免了因强酸清洗伴随产生的氢脆问题。

超声波焊接塑料焊接

1.熔接法:超声波振动随焊头将超声波传导至焊件,由于两焊件处声阻大,因此产生局部高温,使焊件交界面熔化。在一定压力下,使两焊件达到美观、快速、坚固的熔接效果。

2.埋植(插)法:螺母或其它金属欲插入塑料工件。首先将超声波传至金属,经高速振动,使金属物直接埋入成型塑胶内,同时将塑胶熔化,其固化后完成埋插。

3.铆接法:欲将金属和塑料或两块性质不同的塑料接合起来,可利用超声波铆接法,使焊件不易脆化、美观、坚固。

4.点焊法:利用小型焊头将两件大型塑料制品分点焊接,或整排齿状的焊头直接压于两件塑料工件上,从而达到点焊的效果。

5.成型法:利用超声波将塑料工件瞬间熔化成型,当塑料凝固时可使金属或其它材质的塑料牢固。

6.切除法:利用焊头及底座的特别设计方式,当塑料工件刚射出时,直接压于塑料的枝干上,通过超声波传导达到切除的效果。

金属焊接

按国际通行的用途,超声波金属焊有四大系列:点焊、滚焊、封切、线束,广泛应用于:汽车、制冷、太阳能、电池、电子等各个领域。

超声波金属焊接适用产品:

A.动力电池多层正、负极焊接;镍氢电池镍网与镍片焊接

B.锂电池、聚合物电池铜箔与镍片焊接;铝箔与铝片焊接;铝片与镍片焊接

C.汽车线束;电线头成型;电线互焊;多条电线互焊成线结;铜、铝线转换

D.电线、电缆与名种电子元件、接点、连接器、端子焊接

E.太阳能电池、平板太阳能吸热板、铝塑复合管滚焊,铜、铝板拼接

F.电磁开关、无熔丝开关等大电流接点、触点、异种金属片的焊接

G.冰箱、空调等行业铜管封尾;真空器件铜、铝管封切可水、气密

超声波美容

1、软坚去脂治暗疮:

暗疮的形态有多种,较常见的有化脓性和粉刺性,但有种暗疮体形较大,红肿坚硬,碰之很痛,处理不当往往易形成坚硬瘢结。遇到此类患者,初期最好不要刺破挤压,应用超声波美容机加暗疮消炎膏,轻轻在疮表面按摩,每个疮体按摩1分钟左右,几个连在一起的可整片按摩,超声波能冲击淋巴结,加速积压的血液和淋巴液循环消散,炎性细胞在超声波的作用下改变形状,加上超声波将消炎药物导入,肿形暗疮的充血现象得以改善,皮上硬结逐渐软化。

2、消除暗疮愈后瘢痕(结节)

暗疮生长期间,不少患者因挤压过度,发炎时处理不当,将微细血管弄破,血液渗出皮肤,呈现出一个个“红印”,也有些人用消炎药力过强的药膏,刺激皮肤色素沉着,愈后留下“咖啡色印”,而超声波能渗透皮肤,不但能溶解渗透皮肤干涸了的血液,同时能加强血液循环及新陈代谢,活化细胞,加速吸收,使色印更快褪去。暗疮化脓若经挤压或局部组织损坏过度,局部组织细胞经细菌感染死亡后,无法正常代谢及血管破裂渗出的污血未作适当处理而凝固,造成愈后结节硬块,此种结节硬块,一般若搽瘢痕膏或涂瘢痕油,最快也要15-45天才能逐渐软化和色素淡化,若以超声波配合相应药物,愈后会情况良好。

3、清除皮肤异常色素:

脸部皮肤色素异常,是最常见也是最碍皮肤美容的问题之一。形成的原因有多种,如使用不适宜之化妆品或较长时间搽刺激性药品、蚊虫咬伤、曝晒、烫伤等原因引发的不正常高色素症,还包括美容师常说的黄褐斑、子宫斑、蝴蝶斑等。

美容医师常用“磨砂、漂白、护肤”去处理,结果不仅不理想,而且往往会适得其反,令色素愈来愈深,服药物亦难有显著效果,而应用超声波配合祛斑精华素和大剂量维生素C,见效快,能彻底清除异常色素。治疗时要详细分析长斑的原因、斑的属类,凡找不到原因的斑或基本定型不再长的斑,应用超声波治疗,并配合中药面膜或服用对症之中药,效果会更好。

4、分化色素除皮下斑:

皮肤科医生和美容师常会发现有的人面部长斑,除颜色之外,也有深浅之分,有些仅在表皮,有些却在皮下,如黑斑或色素沉积,如急功近利对患者施以冷冻、电灼、磨皮、换肤等方法,到头来可能弄巧成拙,若伤了真皮而造成永久性瘢痕,患者会遗恨终生,用超声波美容机配合能分化斑细胞的药物进行外部治疗,其效果是立竿见影的。

5、防止皮肤老化干燥、防皱除皱、去瘀散血:

真皮中透明质酸含量减少,会使皮肤与水的结合能力衰退,细胞内含水量降低造成肌肤干燥,30岁以后易产生明显皱纹,时下女性通常借助营养和活性蛋白胶原霜或抗皱霜搽局部皮肤来缓和老化,但由于细胞吸收有限且深层组织代谢停滞,因此效果不佳,如果以超声波配合胎盘素、抗皱霜或维生素E油等营养霜作短期密集性按摩,除供给皮肤高营养、胶原蛋白和保湿性因子外,还可活化刺激深层细胞,使深层细胞大量吸收营养,以减缓老化和干燥,并促进新细胞活化而达到肌肤光泽改善的目的。

皱纹是衰老的象征,应用超声波美容机加上优质的抗皱霜,将抗皱霜里的药物生育酚迅速渗透,能加强代谢和抗衰老,预防小皱纹形成,由于运用超声波的机械按摩作用,一方面调节了皮下细胞通过细胞膜的变化而重新排列作用,另一方面又加强了血液循环和代谢功能,使缺水缺养分的皮肤得到补充,因此小皱纹日渐消失。

6、减轻眼袋和消除黑眼圈:

超声波按摩作用能有效地加速血液和淋巴循环,增强代谢功能;加上热能作用,更能溶解脂肪,加速皮下吸收,使过多积聚的水份和脂肪消散,眼袋便随之消失,静脉血液循环加快,瘀血减少,血液流通正常,蓝色不再明显,黑眼圈也就没有了。做这种治疗时,就必须采用超声波美容机的小声头,配合营养霜、眼霜或精华素,顺着皮肤纹理的方向按摩,每次每个眼袋5分钟,力度要小,动作要轻柔,小心勿使药物进入眼睛,声头不能对准眼球主向,以免影响眼睛的眼压和含水量

7、软化瘢痕,淡化色素:

有些人的体质会因轻或重的外伤、烫伤、烧伤或暗疮感染后引起良性结缔组织的新生物。此种瘢痕的形成并非伤口愈后立即产生,而是愈后l-2个月左右瘢痕增生期后出现。

初期皮肤出现潮红和少数毛细血管扩张,此为瘢痕时期。如未给予适当治疗,则红肿日益显著,扩张的毛细血管也渐增多,水肿突出,显著高出皮面,继以纤维化,触之非常坚实,如在关节部位会产生僵硬及功能障碍,如为面部,则可能产生颜面伤残或口歪眼斜之严重性后遗症。

此类瘢痕疙瘩若为局部性或小面积,则可用超声波配合田七霜或瘢痕软化剂以稍加重力连续间隔2-3天按摩一次,连续2-3个疗程,可逐渐使瘢痕软化、变平,并可淡化色素。

8、做按摩,改善皮质:

面部皮肤的素质,严格来说,每个人都不相同,普通分类为油性、干性、混合性、敏感性。天生皮肤白嫩细腻,得天独厚的人不少,但更多的人因各种各样不同因素刺激影响,会造成很多皮肤问题,如长斑、长疮,形成皱纹等,此类皮质的变化,若能及早预防,当然可以避免或减少发生,即使出现了问题,能及时得到适当的处理,皮肤问题能尽快消除,同时皮肤素质也能得到改善或恢复。常在皮肤保养方面应用超声波,能使皮质变细变嫩、去脂、提高抗病力,确是一种优异的美容保健方法。

中国超声波清洗机设备厂家主要集中在广东的广州、深圳、东莞,江苏的苏州、常州,杭州等。

研究情况

年1月,弗吉尼亚理工大学加里兰研究所的科学家的一项新发现表明,将超声波直接作用于脑部特定区域,能增强人们对触觉的分辨能力。这项发现第一次证明了低强度、经颅聚焦超声波能调节人类脑活动,提高觉察能力。相关论文在线发表于《自然·神经科学》上。

研究人员对处理手部感觉的脑皮层区发送了聚焦超声波。为了刺激中间神经(沿手臂下来通过腕骨通道的一条神经),他们在志愿者手腕放了一个小电极,并用脑电图(EEG)记录其脑部反应。然后在刺激神经之前,瞄准相应脑区开始发送超声波。结果发现,超声波能降低EEG信号,削弱脑波对编码触觉刺激的反应。

研究人员随后进行了两项传统神经学测试:两点辨别和频率辨别。前者检查志愿者能否区分接触皮肤的两个相邻物体是在不同的两个点;后者检测志愿者对一串气流频率的敏感性。实验显示,在辨别靠近物体、连续气流频率的微小差异方面,接受超声波的志愿者的觉察能力明显提高。当研究小组将超声波束从原来位置移动了一厘米时,这种影响消失了。

研究人员认为,聚焦超声波在它瞄准的脑区部位,改变了处理感觉刺激时兴奋与抑制的平衡,这种改变阻止了刺激兴奋的扩展,使得觉知功能增强。这一发现带来了一种调节人脑活动的非入侵式新方法,而且空间分辨率超过现有任何方法。基于相关的研究结果,研究人员认为,超声波的经颅磁刺激和经颅直流电刺激的空间分辨率更高。

超声波为精确掌握神经回路活动提供了技术和理论证明,有助于开发神经退行性紊乱病症的潜在疗法,也为探索正常人脑功能,理解认知、决策与思维带来了强有力的新工具。[2]

超声诊断

编辑

超声诊断(ultrasonicdiagnosis)是将超声检测技术应用于人体,通过测量了解生理或组织结构的数据和形态,发现疾病,作出提示的一种诊断方法。超声诊断是一种无创、无痛、方便、直观的有效检查手段,尤其是B超,应用广泛,影响很大,与X射线、CT、磁共振成像并称为4大医学影像技术。

中文名

超声诊断

外文名

UltrasonicDiagnosis

利用方法

超声波

性质

超声学与医学的结合

目录

1类型

2应用范围

类型

编辑

用于医学诊断的超声波,主要是脉冲反射技术,包括A型、B型、D型、M型、V型等。从

B型超声诊断仪

发展趋势看,超声已经在向彩色显示及三维立体显示进展。此外穿透技术及组织定征也正为众多超声工作者努力研究。

A型超声检查

超声束以线状径路穿入人体,在不同组织介面上产生相应不等强度的反射,由不同距离和不同幅度的回波组成一曲线组,X轴(横坐标)为时间(反应距离),Y轴(纵坐标)为幅度(反应强度),根据曲线组中各反射波的位置、幅度、组合状态等,分析探查部位组织的结构状态,判断有无异常,发现疾病。是人类企图把超声用于检查疾病的早期方法。中国于50年代末,超声诊断工作开始发展,盛行于60、70年代,广泛地应用于多种疾病的检查。但此一维探测信息量少、盲目性大,自B超发展后已极受冷落。但此种方法对回声各种参数量的变化颇为灵敏,在脑中线、眼及脂肪层测量方面仍不失为理想手段,此外其对实性与液性鉴别亦很有发展前途。

B型超声检查

是应用最广、影响最大的超声检查。这种方法是在声束穿经人体时,把各层组织所构成的介面和组织内结构的反射回声,以光点的明暗反应其强弱,由众多的光点排列有序的组成相应切面的图像。尤其是灰阶及实时成像技术的采用。灰阶成像使图像非常清晰,层次丰富,一般使用的超声检查仪对囊性或实性的占位性病变均可在5毫米或10毫米大小即可检出,在对比条件好的情况下,如胆囊内息肉样病变,于2~3毫米时即可发现。实时成像功能可供动态观察,随时了解器官与组织的运动状态,犹如一幅连续的电影画面。B超声像图检查应用极广,遍及颅脑、心脏、血管、肝、胆、胰、脾、胃肠、胸腔、肾、输尿管、膀胱、尿道、子宫、盆腔附件、前列腺、精囊、肢体、关节及眼、甲状腺、乳腺、唾腺、睾丸等表浅小器官。产科中对各孕龄胎儿的检查虽然争议颇多,但实际上早已广泛使用,也并无所忧虑的胎儿安全问题发生。B型二维超声图像是以被检查部位的人体解剖结构的回声反射组成,属于形态学诊断,主要用于肿物、畸形、结石及其他能引致局部结构有明显形态改变的疾病。

C型与V型超声检查

即额断切面与立体(或三维)超声,这是在电脑科学高度发展的前提下才出现的。一般B超二维图像是取得平行声束切入体内的画面,而不能取得垂直声束方位的图像即C型切面图像。今以电脑的复制产生C型图像。在B型二维图像上加以C型的组合,三维立体的超声(即V型)亦同期出现。V型超声可以取得被检物体纵、横、额3方位断面,因此立体位置更明确,信息量更丰富,有助于诊断技术的提高。在画面分割、组合的过程中,对小病变的发现,很有实际意义。立体超声的另一种是以全息图像显示,立体感更强。

D型超声检查

利用多普勒效应,即超声射束在运动体上反射回改变频率的超声,其所产生的频移可以由音响、曲线图表现出来,D型超声主要是检查运动的器官和流动的体液,如心脏,血管及其

超声诊断学

中流动的血液(包括胎儿心动),用以了解运动状态,测量血流速度及方向。D型与B型的组合形成双功能超声,既可观察欲检部位的形态,又可观测血流的方向和速度,减少了盲目性,提高了准确性。应用电脑技术把血流的方向与流速以数字编码进行假彩色处理,使不同方向的血流产生了鲜明对比的颜色,更提高了双功能超声的分辨血流的能力,泾渭分明,一目了然,这就是彩色超声波。

M型超声检查

利用辉度调制型中加入慢扫描锯齿波,使光点自左向右缓慢扫描,形成心脏各层组织收缩及舒张的活动曲线。能将人体内某些器官的运动情况显示出来,主要用于心脏血管疾病的诊断。探头固定地对着心脏的某部位,由于心脏规律性地收缩和舒张,心脏的各层组织和探头之间的距离也随之改变,在屏上将呈现出随心脏的搏动而上下摆动的一系列亮点,当扫描线从左到右匀速移动时,上下摆动的亮点便横向展开,呈现出心动周期中心脏各层组织结构的活动曲线,即M型超声心动图。

应用范围

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部位

(1)头颈部:颅脑、眼内及眶内、颌面部、颈部、甲状腺及甲状旁腺、淋巴结。

(2)胸部:乳腺、胸壁、胸腔、胸膜、肺、纵膈、心脏等。

(3)腹部:腹腔、腹膜后、肝、脾、肠、胆、肾、膀胱、前列腺、子宫、胎儿、卵巢及附件。

(4)血管:全身各部位内脏及外周血管

(5)关节及软组织等

诊断

(1)各部位组织及脏器的急性炎症、脓肿、囊肿、积液、结石、异物、肿瘤、创伤,空腔脏器穿孔。

(2)血管疾病:全身各部位动脉硬化斑块、动脉瘤、动静脉瘘、静脉血栓、创伤及窃血。

(3)心脏疾病:各种先天性心脏病、瓣膜病、冠心病、心内膜炎、心肌病、心包积液及心内肿瘤。

(4)妊娠:早孕、胎动、胎盘及胎儿。

超声检查

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名称来源

超声波检查(US检查)是利用人体对超声波的反射进行观察。一般称为US的超声波检查,是用弱超声波照射到身体上,将组织的反射波(echo)进行图像化处理。所谓US是根据英语超声波(ultrasonic)这个词的拼写而来的。

中文名

超声检查

简介

利用人体对超声波的反射进行观察

别名

US的超声波检查

应用范围

颅脑疾病的超声诊断

目录

1检查的方法

2检查前的准备

3应用范围

4正常值参考

检查的方法

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1、A型法:较常用。主要从示波屏上的波幅、波数、波的先后次序等来判断有无病变。应用于诊断脑血肿,脑瘤,囊肿,胸、腹水,肝脾肿大和肾盂积水等。

2、B型法:图形直观而清晰,容易发现较小病变,可看到人体内脏各种切面图形。对肝、脾、胆囊、胰腺、肾及膀胱的多种病变能及时获得早期诊断。

3、M型法:常同时加入心电图、心电图显示记录。可用于诊断各类心脏病,如风湿性瓣膜病、心包积液、心肌病、心房内粘液瘤、心功能测定及各类先天性心脏病的手术前诊断和手术后随访。

4、扇型法:由于可得到心脏各种切面的图象,并可观察到心脏收缩和舒张时的真实表现,故较M型法的观察更为细致和确切。诊断疾病的范围也更扩大了,除心脏外,尚可检查肝、胆、胰、颅脑等疾病。

5、多普勒超声法:这是测定血管腔或心腔内血流的新方法,可从体外测出血流的速度和方向。用于诊断多种四肢动、静脉疾病和部分先天性心脏病,如大血管转位、动脉导管未闭等。产科医生还用来诊断、确定胎动和胎心。

超声波检查也被用于与其他检查方法的联合应用中,在超声波检查的监视下,为进行组织学检查进行超声波下活检,以及与内窥镜检查联合进行的超声波内窥镜检查,在许多方面得已应用。

检查前的准备

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一、需要空腹的检查:

检查上腹部,如肝脏、胆囊、胆管、胰腺、肾上腺、肾动脉、左肾静脉、腹部血管、腹膜后、上腹部肿块等,需要空腹后检查,通常在前一日晚饭后开始禁食,次日上午空腹检查,以保证胆囊、胆管内胆汁充盈,并减少胃肠道食物和气体的干扰,否则检查结果可能会受较大影响。这些部位的超声图像质量容易受肠气干扰,因而腹胀或便秘的患者最好检查前服用促消化药物,帮助排气或使用开塞露或一些轻泄剂等帮助排便。

此外,经食管心脏超声检查必须提前预约,医生会嘱咐患者检查当天空腹,患者还应携带经胸心脏超声结果,以便检查医生迅速了解病情,并在经食管检查中有的放矢。由于此项检查为半损伤性检查,有一定风险(一般不高),需要家属及患者本人在检查知情同意书上签字,因此应由一名直系家属陪同。

二、需要充盈膀胱(俗称憋尿)的检查:

检查盆腔、膀胱、前列腺、精囊腺、输尿管下段、下腹部包块、子宫、附件、早孕等,需充盈膀胱。可在检查前1-2小时喝水(或各种饮料)0-毫升,喝水后不要排尿,使膀胱充盈以利于检查。怀孕3个月以上者无需特殊准备,但妊娠中晚期疑有前置胎盘者,仍需饮水充盈膀胱后再做检查。

三、B超检查前准备:

1、检查腹部之前,患者需禁食8小时以上,以保证胆囊胆管内充盈胆汁,并减少胃肠道的内容物和气体的干扰。通常在前一日晚饭后开始禁食,次日上午空腹检查。下午检查者中午禁食。

2、膀胱、前列腺检查者,需充盈膀胱。医院前1-2小时喝水0-毫升(或各种饮料),喝水后不要排尿,使膀胱适度充盈,以利于检查。

3、X线胃肠造影的钡剂是超声的强反射和吸收剂。胆囊、胆管附近胃肠道内残存有钡剂,会影响超声检查,应在X线胃肠造影三日后,胆系造影两日后再做超声检查。

4、胃镜、结肠镜检查者需两天后再做超声检查。

5、腹部胀气者影响胆囊、胆管及胰腺图像的观察,可服用乳酶生片剂三天后检查。

四、妇产科病人检查前准备:

1、凡行妇科经腹及妊娠小于三个月检查时,为避免肠管内容物、尤其是气体的影响,宜在检查前排空大便,使肠内无粪块或钡剂残留。

2、来医院前1-2小时喝水0-毫升(或各种饮料),喝水后不要排尿,使膀胱适度充盈,以利于检查,产科病人怀孕3个月以上者无特殊准备,但妊娠中晚期可疑前置胎盘者,仍需饮水充盈膀胱后再做检查。

五、心脏、肢体血管、甲状腺、乳腺、胸水、及妇科经阴检查和经颅多谱勒超声检查者,均无特殊要求。

应用范围

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颅脑疾病的超声诊断

1、二维超声显像主要对象是婴儿、新生儿及幼儿,它通过利用婴幼儿的囟门为"声窗"获得实时二维的颅脑内部结构图像,用以诊断婴儿缺血缺氧性脑病、脑积水、脑出血、脑内畸形、发育不全等疾病。随着仪器的发展,多普勒血流显像配合使用,二维超声也逐渐用于成人颅脑检查脑动脉血管疾病、颅内占位性病变(星形细胞瘤、髓母细胞瘤、脑膜瘤等)以及脑动静脉畸形。

2、经颅多普勒颅脑超声检测仪(TCD)TCD为连续实时式的彩色显像和定量分析技术,可测定8-10cm以内颅内、颈部大、中动脉的血流动力学状态。用于检测脑梗死(缺血性)、蛛网膜下腔出血和脑血管痉挛、脑动脉瘤以及脑动静脉畸形等疾病。浅表部位器官的超声诊断

主要包括甲状腺和甲状旁腺、乳腺、眼部、睾丸、阴囊、颌面部的疾病,以及一些骨骼、四肢肌肉关节、皮下组织筋膜的病变,如血肿、脓肿和肿瘤等。这些部位器官的检查需要使用高频率探头(在7.5MHz以上,多为10-15MHz)其细微结构分辨力较好。

1、甲状腺超声诊断;单纯性、结节性和弥漫性甲状腺肿(甲亢);甲状腺炎、甲状腺肿瘤(腺瘤、囊肿、甲状腺癌);甲状旁腺增生、囊肿、腺瘤以及甲状旁腺癌等疾病的超声诊断。

2、乳腺疾病的超声诊断:乳腺炎、乳房小叶囊性增生病,乳腺囊肿、乳腺纤维腺瘤以及乳腺癌。由于超声具有无创性、简便易行,是乳腺癌诊断的首选检查方法。

3、眼部疾病的超声诊断:眼及眼眶位于人体的表层,解剖比较简单,界面清楚、声衰减较少,是最适于超声探测的部位之一。主要用于眼内肿瘤、白内障、视网膜与脉络膜脱离,眼内出血、眼异物或眼外伤、人工晶体植入术前及术后监测等。

胸、腹部超声诊断

1、胸腔疾病的诊断。包括前上纵隔的胸腺囊肿、胸腺瘤、畸胎瘤和恶性畸胎瘤、淋巴结结核和恶性淋巴瘤(淋巴肉瘤、霍奇金氏病)等肿块的诊断和鉴别诊断;肺部的肺气肿、肺不张、肺脓肿以及肺实质性占位病变(肺癌);胸膜腔积液、脓胸、胸膜肿瘤等病变。

2、消化系统脏器的超声诊断。主要有肝、胆、胆道系统、胃肠疾病、脾脏和胰腺疾病。如常见的肝弥漫性病变(肝炎、肝硬化、脂肪肝、肝吸虫病等),肝脓肿、囊肿和血肿,肝包虫病、肝脏良恶性肿瘤(肝血管瘤、原发性肝癌、转移癌、胆管细胞癌);胆系炎症、胆系结石、胆道蛔虫症、胆系肿瘤(胆囊癌、肝外胆管癌);急、慢性胰腺炎、胰腺癌、胃肠癌、肠梗阻、肠套叠等疾病。

3、泌尿生殖系统超声诊断。包括肾脏、肾上腺、膀胱、前列腺、尿道和阴囊等部位。肾或输尿管结石、肾功能衰竭、肾萎缩,肾血肿、囊肿、肾及肾上腺的肿瘤(肾细胞癌、肾母细胞癌、嗜咯细胞瘤);膀胱结石、膀胱肿瘤、前列腺增生症、前列腺癌、尿道结石、尿道狭窄;阴囊血肿、鞘膜积液、隐睾、睾丸肿瘤及附睾结核等疾病。

妇、产科超声诊断

1、子宫及其附件(输卵管、卵巢等)疾病。宫内节育器探查、子宫发育异常,子宫肌瘤、子宫腺肌症、子宫内膜增生症、子宫内膜癌、卵泡发育的监测、子宫内膜异位症、畸胎瘤、卵巢浆液性或粘液性囊腺瘤(癌)。

2、妊娠子宫的诊断。早、中、晚期正常妊娠中胎儿生长、发育情况及其羊水、脐带、胎盘的监测。异常的妊娠有流产、异位妊娠(宫外孕)、胎儿生长发育迟缓、胎儿畸形(无脑畸形、脑积水、脊椎裂、消化道或泌尿系畸形等)、前置胎盘、胎盘出血、羊水量异常、脐带绕颈、滋养叶疾病(葡萄胎、恶性葡萄胎、绒毛膜癌等)。

心血管腔疾病超声诊断

包括常规超声心动图检查、颈部动静脉、腹腔动静脉、肾动脉、四肢大动脉及深静脉系的形态结构、血流动力学检查。超声心动图检查系将超声探头置于胸壁、食管内,对立体的心脏进行无数切面扫描、综合分析心脏各结构的位置、形态、活动与血流特点,从而获得心血管疾病的解剖、生理、病理及血流动力学诊断资料。近年来食管内超声、血管内超声、心血管三维超声成像技术的发展,进一步拓宽其应用范围,大大提高了诊断敏感性与特异性。

1、先天性心血管结构异常。如房缺、室缺、法乐氏三、四联症、动脉导管未闭、心内膜垫缺损、大动脉转位、肺静脉畸形引流、先天性瓣叶发育畸形等。

2、心瓣膜病变。对心瓣膜狭窄、关闭不全、瓣叶钙化、脱垂、穿孔、瓣环钙化、赘生物附着、瓣叶发育畸形等病变均能作出明确诊断。

3、应用于高血压心脏病、肺源性心脏病、甲亢性心脏病、心肌病、主动脉夹层动脉瘤、主动脉窦瘤及破裂、冠心病、心脏肿瘤(粘液瘤、横纹肌瘤、继发肺癌、乳腺癌、纵隔肿瘤)及心腔内血栓形成。

4、颈动脉、腹主动脉、肾动脉、四肢大动脉的内膜病变、斑块形成或狭窄等病变;头颈、腹腔及四肢静脉的血栓形成、扩张、畸形等病变。

介入性超声诊断与治疗

介入性超声医学(InterventionalUltrasound)作为现代超声医学的一个分支,其特点是在实时超声监视和引导下,完成各种穿刺、活检、注药治疗等操作,可以避免某些外科手术,从而达到与手术相媲美的效果。特别是近些年来利用自动活检装置(automaticbiopsydeviceABD)进行超声引导下自动活检(USGAB)技术,提高了穿刺效率以及活检标本的质与量,减少手动操作可能引起的损伤和并发症,具有极高的准确性和安全性。

正常值参考

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1.超声心动图测量正常值

主动脉内径30毫米

动脉瓣开放幅度15~20毫米

主动脉壁运动幅度10毫米

左房内径20~30毫米

二间瓣DE幅度25毫米

EF斜率80~毫米/秒

左室流出道20~35毫米

右室流出道20~32毫米

室间隔厚度8~11毫米

室间隔运动幅度3~8毫米

左室后壁厚度7~11毫米

左室后壁运动幅度6~18毫米

左室内镜(舒张期)35~55毫米

2.超声波检查正常值

(1)肝脏:大小:右锁骨中线:前后径9.5~13.0厘米
  

肝内回声:质均,肝边缘光滑。

(2)脾脏:脾厚度:男4.0厘米;女5厘米。侧卧:肋下(-)。

(3)胆囊:胆囊长径:3.5~7.0厘米;横径:1.5~2.9厘米;前后径:1.5~3.0厘米;壁厚:0.1~0.4厘米。胆囊壁光滑,内为无回声区。胆总管:0.6厘米以下。门静脉:0.9~1.4厘米。

(4)胰腺、胰头:1.4~2.0厘米;胰尾:0.7~1.2厘米;胰管:小于0.3厘米。胰腺边界光滑,回声均匀。

(5)肾脏:长径:10~12厘米;宽径:5~6厘米;厚径:3~4厘米。肾集合系统为强回声光条,其内无回声区。小于1.0厘米。肾边缘光滑,肾皮质为均匀的低回声区。

(6)妊娠诊断依据:正常子宫:纵径:5.0~7.0厘米;横径:4.5~6.5厘米;前后径:3.0~5.0厘米。

早期妊娠诊断:若横径或纵径中一项阳性则可肯定妊娠。子宫增大,育腔内见胎囊,胎心搏动及胎动。

(7)颅脑:探查一侧大脑半球有无占位病变。

正常:畸中线波无偏移或偏移0.2厘米。不正常:若有一侧中位病变则中线波向对侧偏移0.3~0.5厘米为可疑,0.5厘米以上则有意义。

(8)眼球眼轴探测(均为眼睑外探测):眼轴长度:为23.09±1.06毫米;双眼球为对称的圆形液性暗区;双眼球后为均质的回声增强区。

超声处理

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超声波有着能量,可以在超声波的作用下进行洗涤、切割、钻孔、加工等操作。在工业上的应用广泛。且在污泥脱水方面有着重要的作用。

中文名

超声处理

外文名

Ultrasonictreatment

原理

超声波振动

目录

1超声处理简介

2工业应用

3污泥脱水

超声处理简介

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超声处理主要是利用它的功率特性和空化作用,改变或者加速改变物质的某些物理、化学、生物特性或状态。

利用强超声波进行加工、清洗、焊接、乳化、粉碎、脱气、医疗、种子处理等,已经广泛地应用工业、农业、医疗卫生等各个部门。

工业应用

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在工业上,利用强超声波对钢铁、陶瓷、宝石、金刚石等坚硬物体进行钻孔和切削加工。平时我们用锤子和钢钎可以一下一下地将坚硬的岩石打出洞来,超声加工也是这个道理。如图2-6所示,紧压在工件上的金属杆叫变幅杆,当绕在它上面的线圈中通过交变电流时,它便产生超声振动而不断地敲击工件。变幅杆下端与工件之间放有金刚砂一类的高强度磨料。在杆的冲击下,磨料的颗粒就像被锤子敲击的钢钎一样錾削着工件。虽然变幅杆的伸缩量很小(只有几十微米),每次的加工量很小,但由于超声源的频率很高,每秒钟振动在次以上,所以工件被“蚕食”的速度是很快的。变幅杆底端的形状是什么样,加工出的工件形状也是什么样。所以,利用超声可以加工出形状复杂的零件,而且加工的精度和光洁度也都很高。[1]

超声处理

污泥脱水

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污泥的脱水性能很大程度取决于污泥的结构。改变污泥的结构可以大大提高污泥的脱水性能,污泥量也会大幅度减少。菌胶团具有良好的保水性,内部包含水约占总水量的25%,这些菌胶团使污泥水分难以脱除,利用超声波可以破坏菌胶团。声能密度为0.11~0.22W/mL的超声波处理可以破坏菌胶团强度结构,使菌胶团内部包含水排出,同时保持较大的污泥颗粒,污泥的沉降性有所提高。而且超声波在水中产生的各种效应受频率影响很大,低频(kHz)机械效应较好,高频化学效应较强,由于污泥处理主要利用超声波的机械效应,因此低频下效果较好。41、、、、、kHz下的超声波处理污泥菌胶团结构的效率随着超声波频率的升高而降低,41kHz下处理效率是kHz下处理效率的9.7倍,因此污泥处理中通常利用不超过40kHz的超声波。

对于大量污泥的处理,超声技术可作为一种预处理技术与其他方法如厌氧、好氧处理技术联用,然而对于每一种应用,超声能量输入和细胞分解程度及厌氧消化时间都有优化组合。Ying·ChihChu等研究了超声与碱解联合破解污泥的效果,实验得出投碱和超声波同时作用比单独的投碱处理效果更高。据有关报道,德国利用超声波进行污泥减量已进入实际应用阶段,而国内在这方面的研究基本上处于初步实验研究阶段,仍需进一步争取进入实用阶段。污水污泥处理中常采用絮凝技术,这是一种处理效率高、既经济又简单的物化处理技术。絮凝剂已成为污泥脱水的首要选择,很多文献表明,添加絮凝剂是对污泥有效的处理方式。化学调理过程本身就是化学反应过程,超声波对均相和非均相反应体系一般都有强化效果,也促进了絮凝剂水解、凝聚和絮凝过程的进行。

JanuaryBBien等认为超声波能改变作为絮凝剂的高分子电解质的结构,从而提高脱水性能。表面电势是衡量脱水性能的一个重要参数,在污泥中加入高分子电解质可以改变其表面电势。超声波作用高分子电解质一定时间,可以使电解质分支减少,链节变短,更有利于脱水。另外,超声对污泥进行预处理,还可以缩短厌氧发酵时间,减少絮凝剂的使用量。Wolny等]的研究表明,通过超声场的作用对脱除污水污泥中的水含量有明显的作用。超声的作用是改变高分子电解质的内部结构,当超声时间和频率选择合适时,可提高脱水的效率,不过这个时间的选择根据高分子电解质的类型会不同。在超声处理15s后添加聚合高分子电解质3mg/g,可以使污泥的体积减少至原来的50%。超声处理5~10min时活细菌数量大大减少。超声作用几十秒,就可以减少絮凝剂用量的50%,污泥脱水后的体积比无超声处理的减少65%。超声波促进脱水的常见工艺为:城市污泥-重力沉降-超声波处理-机械脱水。超声波能有效的破坏菌胶团结构,将其中内部包含水释放成为可以比较容易去除的水分。E.Riera-FrancodeSarabia等把高能超声运用到分离过程中,以促进流体/固体颗粒的分离。他们指出,尽管在液态悬浮体系中,团聚作用不如气体中明显,然而超声能量可以有助于高浓度细小颗粒体系比如料浆和污泥的脱水。他们的研究显示,频率在10和20kHz下,超声可以促进过滤过程固、液的分离。[2]

超声心动图

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超声心动图是指应用超声测距原理脉冲超声波透过胸壁、软组织测量其下各心壁、心室及瓣膜等结构的周期性活动,在显示器上显示为各结构相应的活动和时间之间的关系曲线,用记录仪记录这些曲线,即为超声心动图。[1]

中文名

超声心动图

外文名

UltrasoundCardiogram

原理

超声波回声

目的

得到心脏和大血管信息

属性

无创性检查方法

首次使用

领域

医学

简称

UCG

目录

1简介

2原理

3种类

4临床应用

5英文缩略语

简介

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超声心动图是利用超声的特殊物理学特性检查心脏和大血管的解剖结构及功能状态的一种首选无创性技术。[2]年首次应用超声诊断心脏病。临床常用的有三种:M型、二维和多普勒超声心动图。正在研究已开始初步用于临床的有实时三

超声心动图

维超声心动图、各种负荷超声心动图(包括运动和药物诱发)、经食道超声心动图、声学造影及组织多普勒等。

原理

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探头发出超声束,通过心脏各层组织,反射的回波在探头发射超声波的间隙被接收,通过正压电效应转变为电能,再经检波、放大,在荧光屏上显示为强弱不同的光点,超声波脉冲不断穿透组织及产生回波。不同时间反射回来的声波,依反射界面的先后而呈一系列纵向排列的光点显示于荧光屏上。慢扫描电路的水平偏转板使纵向排列的光点在示波屏上从左向右扫描,呈现连续波动的曲线及图形(图1)。横坐标为时间,心脏各层结构反射的光点随时间而展开,即形成一幅显示距离、时间、幅度及光点强弱的位置、时间曲线图,此即M型超声心动图。二维超声心动图的原理与M型相似,不同之处是探头产生的声束进入胸壁后呈扇形扫描,根据探头的部位和角度不同,可得不同层次和方位的切面图。此法能在透声窗较窄的情况下,避开胸骨和肋骨的阻挡,显示较大范围的心内各结构的空间方位,图像比较清晰,是目前主要的检查法。造影超声心动图是通过静脉或心导管注射声学造影剂,使心腔内均匀的血液产生较大的声阻差,超声束通过时产生密集的云雾状回声,与正常时心腔的暗区形成鲜明的对比,此法对心内分流性疾患和三尖瓣关闭不全的诊断帮助较大。多普勒超声心动图是在二维及M型超声技术的基础上,利用多普勒原理检测心脏及大血管内血流的一种新技术。

种类

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M型超声心动图

患者平卧或左侧卧位,平静呼吸。探头置于胸骨左缘第3或第4肋间,涂耦合剂后进行定点,或探头作弧形转动扫查。从心底部扫查到心尖部,必要时在剑突下或胸骨上窝探查。

正常波群 一般划分为四区。

①4区。又称心底波群,是声束通过图2第4条线,自前至后分别穿透胸壁、右室流出道、主动脉根部及左房,其回波在相对应的部位显示在荧光屏上,分别代表各层组织回声的强弱和运动状态。

②3区。探头从4区略向下转即移行为3区。声束通过图2第3条线。自前至后可分别见到胸壁、右室、室间隔、左室流出道、二尖瓣前叶、左房或房室交界处的回声。并可见到主动脉前壁延续为室间隔,主动脉后壁与二尖瓣前叶相接。一般在此区测量左室流出道。

③2(b)区。又称二尖瓣波群。探头稍向下指,声束即通过图2中2b线,分别穿透胸壁、右室,室间隔、左室流出道、二尖瓣前后叶及左室后壁。

④2(a)区。又称心室波群,探头置于胸骨左缘第4肋间,声束通过2a线。回声所代表的解剖结构自前至后为胸壁、右室前壁、右室、室间隔、左室及左室后壁。一般心室的内径、室间隔及左室后壁的厚度均在此区测量。

⑤1区。声束指向心尖部,即可见1区。此处心腔内径较小,左室后壁之前可见乳头肌等结构。

M型超声心动图与心电图、心音图、心尖搏动图及颈动脉搏动图同步描记,可以研究其间的相互关系。

二维超声心动图

患者采平卧位或左侧卧位,探头放置部位与M型相同。二维超声心动图采用三个直角相交的平面束观察心脏(图3)。长轴切面指纵切心脏的探测平面,与前胸壁体表垂直,平行于心脏长轴,相当于患者平卧,由左向右观察。扇尖为前胸壁,扇弧为心脏后部,图右为头侧,图左为脚侧。短轴切面即横断心脏的扫查平面,与前胸体表及长轴相垂直,相当于患者平卧,检查者由脚侧向头侧观察心脏横断面。图像的上下端分别为心脏的前后侧,图左为心脏右侧,图右为心脏左侧。四腔切面即探测平面与心脏长轴及短轴垂直,而与前胸壁体表近于平行,扇尖为心尖部,扇弧为心底部,图左为心脏右侧,图右为心脏左侧。心脏体积较大,结构复杂,探头随意置于心前区,即能获得一种图像。常用的有10种基本图像。

①左室长轴图。探头置于胸骨左缘第3或4肋间,声束与长轴平行,即得左室长轴图。显示右室、室间隔、左室、左房、主动脉根部及主动脉瓣和二尖瓣。

②主动脉根部短轴图。显示主动脉根部、右室流出道、主动脉瓣,左房、房间隔、部分右房、右室及三尖瓣隔叶。

③二尖瓣水平短轴图。可显示左、右室,室间隔与二尖瓣口,左室侧壁及后壁等。

④乳头肌水平短轴图。显示左室、左室乳头肌和部分右心室。

⑤心尖四腔图。探头置于心尖搏动处,指向右侧胸锁关节。图上室间隔起于扇尖,向远端伸延,接房间隔及心房穹窿。十字交叉位于中心,向两侧伸出二尖瓣及三尖瓣隔叶,并可清楚地看到二、三尖瓣口。由于室间隔房间隔连线与二、三尖瓣连线成十字交叉,故将左、右心划分为4个腔室。探头稍向上倾斜,扫描平面经过主动脉根部,使四腔间又出现一环形的主动脉腔,即所谓心尖五腔图。

⑥心尖部二腔图。探头位置同前,逆时钟转位,使扫描平面不通过室间隔,即可获得心尖二腔图。着重显示左房、左室、左室流入道及流出道。

⑦剑突下四腔图。仰卧,下肢屈曲,使腹部松弛,探头置于剑突下,指向左肩,接近冠状切面。在图上扇尖处可见肝实质反射,再为右室、左室、右房、左房,此切面声束与房间隔垂直,房间隔完整,一般无假性回声脱失。

⑧下腔静脉长轴图。探头置于剑突下,扫描平面与下腔静脉平行,图像显示右房、下腔静脉及肝静脉。

⑨主动脉弓长轴图。仰卧位,头部尽量后仰,探头置于胸骨上窝,使声束与左肩、右乳头连线平行扫查。图形显示升主动脉、主动脉弓、头臂血管起源及降主动脉等。

⑩主动脉弓短轴图。探头位置同上,转动90°,横切主动脉弓,除显示主动脉横切面处,尚可见肺动脉干分叉处及右肺动脉,有时可见上腔静脉。

造影超声心动图

在二维图像或M型超声监视下,由静脉注射声学造影剂。中国常用3%过氧化氢或碳酸氢钠醋酸混合液,造影剂与血液混合后含有微小气泡(可吸收),在右侧心腔产生云雾状回声,根据显影的部位、扩散范围、光点密度、运行方向等,可确定心内有无右向左的分流及其分流水平(图10)。对左向右分流患者,右侧心腔可有负性造影区。对右心负荷过重者,可借助造影判定右室前壁有无增厚、右室是否扩大,亦可判断室间隔有无增厚。根据瓣口处造影剂有无来回穿梭现象,可以了解有无三尖瓣关闭不全。可测量静脉注射声学造影剂到心前区出现造影剂的时间,即臂心循环时间(正常人一般在10秒左右;心力衰竭者15秒)。根据M型超声心动图上造影剂流线的倾斜度,可计算该区的血流速度。本法对主动脉瓣、二尖瓣关闭不全和左向右分流的诊断有一定的意义。一种超声造影心肌灌注显影增强检查法对冠心病的诊断有意义。

多普勒超声心动图

血液内有很多红细胞,它能反射和散射超声,可以认为是微小的声源。探头置于肋间隙不动而发射超声波,红细胞在心脏或大血管流动时,红细胞散射的声频发生改变。红细胞朝向探头运动时,反射的声频增加,反之则降低。这种红细胞与探头作相对运动时所产生声频的差值称为多普勒频移。它可以显示血流的速度、方向和血流的性质。多普勒超声心动图又分为脉冲多普勒超声心动图、连续波多普勒超声心动图、彩色多普勒超声心动图。应用最多的是脉冲多普勒超声心动图,它可以在二维图像监视定位情况下,描记出心内任何一点血流的实时多普勒频谱图。

脉冲多普勒超声心动图 在二维或M型图像监视定位下,利用多普勒原理,采用距离选通技术,将取样容积放在心脏或大血管内一定部位,取一定容积的血流信息,经快速傅立叶变换,实时地以频谱的方式显示某点的血流速度、方向和性质。据此可以判断各瓣膜口有无狭窄、返流,了解心内有无分流,并且计算心排血量和跨瓣口的压力阶差。

血液在正常人心脏和大血管内流动时,其血流方向相同,但其横截面上各点的流速不同。研究证明,流经各瓣口的血流为层流,其频谱特点为频谱窄、光点密集,中间空虚,音频输出可听到柔和平滑的多普勒声。当血流经过狭窄的瓣膜或管腔时,血流速度增加,血流方向和速度均不相同,产生湍流,其特点是频谱宽,光点分散,中间充填,可听到粗糙刺耳的血流声。血流过快测量将受限制。

频谱图的纵坐标反映血流的方向和速度,血流朝向探头流动即产生向上的频移,反之则产生向下的血流图,频移幅值代表血流速度的高低;横坐标代表时间。

连续波多普勒超声心动图可以测量过高的血流速度,但不能明确最高流速的具体位置,一般只用于瓣膜或血管狭窄远端血流速度的测定。

彩色多普勒血流显像 以彩色的亮度表??现红蓝相混的杂色。年代发展的新技术将血流显色,重叠于黑白的二维或M型心动图上,可更清楚地显示结构异常和血液动力学异常的关系,这即是彩色多普勒血流显像。用自相关技术和彩色编码处理,一般将血流朝向探头的显示为红色,背向探头的血流显示为蓝色,以色彩的亮度表示血流速度,出现涡流时,由于血流方向不同,出现红蓝相混的杂色。这样便可以观测心脏或大血管内血流的方向、途径,血流性质,有无异常血流束等,可以诊断瓣膜有无狭窄、返流,有无异常的分流等(彩图)。本法主要优点为:①快速筛选正常和异常血流,尤其是检测异常的分流和返流;②区别发生在相同心动周期,来自不同部位而方向相似的血流,如联合瓣膜病变的和多发性分流;③通过射流方位的显示,指导连续波或脉冲多普勒探测,提高定量分析心排血量及压差的准确性;④对返流和分流病变,可提供简便的半定量诊断方法。不足之处是二维结构显象的质量因帧数减少而降低。

临床应用

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依类型而划分,有如下的应用

心脏和大血管结构

M型超声心动图和二维超声心动图可实时观察心脏和大血管结构,对心包积液、心肌病、先天性心脏病、各种心瓣膜病、急性心肌梗死的并发症(如室间隔穿孔、乳头肌断裂、室壁瘤、假性室壁瘤)、心腔内附壁血栓形成等有重要诊断价值。对心脏肿物、冠心病、心包疾患、高血压性心脏病、肺心病、人工瓣膜随访、大血管疾患也有辅助诊断价值。

血流速度和血流类型

多普勒超声可探测血流速度和血流类型,因而对有分流和返流的心血管疾病诊断帮助很大,可进行定量或半定量分析,与M型和二维超声心动图相结合益处更大,还能较准确地提供左室收缩和舒张功能的定量数据。

三维重建超声心动

三维重建超声心动仍处于研究阶段,主要想解决心脏的定量分析和提供更清晰的立体结构,各种负荷超声心动图主要是为了提高超声心动图对冠心病的诊断价值,通过运动或应用多巴酚丁胺来增加心脏负荷或用潘生丁产生窃血诱发心肌缺血,缺血处心肌收缩期运动减弱或不运动,本法对诊断冠心病的敏感性和特异性优于心电图运动试验。

经食道超声

经食道超声是经胸超声心动图的一种补充,目医院开展,主要应用范围有:确定栓子的来源,特别是对经胸超声不能获得满意图像及左心耳部血栓、感染性心内膜炎、主动脉夹层、术中监测等。

血管内超声

血管内超声主要应用于冠脉内,使用直径1.1~1.8毫米的导管顶端装有超声探头,将其放置到冠脉病变部位可更好地观察病变外形,且可根据回声特性判断病变构成,这一点优于冠脉造影。还可用它观察经皮腔内冠状动脉成形术(PTCA)后冠脉的结构变化。

估价局部心肌灌注

造影超声心动图仍处于研究阶段,有可能成为一种估价局部心肌灌注的有用方法,今尚缺少理想的造影剂。

英文缩略语

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A:前侧;P:后侧;R:右侧;L:左侧;RVOT:右室流出道;RA:右房;TV:三尖瓣;PV:肺动脉瓣;AV:主动脉瓣;LA:左房;LCC:左冠状动脉瓣;RCC:右冠状动脉瓣;NCC:无冠状动脉瓣;RV:右室;IVS:室间隔;IAS:房间隔;AML:二尖瓣前叶;PML:二尖瓣后叶;MVO:二尖瓣口;PW:后壁;DAO:降主动脉;AO:主动脉;LV:左室;APEX:心尖部;BASE:基底部;ATL:三尖瓣前叶;STL:三尖瓣隔叶;PPM:后乳头肌;SV:取样容积。

参考资料

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