声学消息

中国声学学会检测声学分会于5月11至13日在湘潭举行93学术交流会,学术交流以超声检测及声波检测为主(光声检测专业组的学术交流计划在年底举行)。交流论文27篇,超声检测14篇,声波检测7篇,光声检测6篇,内容涉及检测声学的新技术,新方法,新材料及新应用。如复合材料超声换能器,反射谱检测技术,超声反射CT,近场声全息,低频声换能器校正,声     

准高斯声束对超声造影剂的声辐射力研究*

超声造影剂的定向输运在超声医学成像领域有着极为重要的意义,而声辐射力作用是实现该过程的关键,相比于高斯声束,准高斯声束是无源亥姆霍兹方程的精确解,可以使用标准波分解法简化计算。因此,本文研究了准高斯声束对超声造影剂的声辐射力作用。文章首先分析了准高斯声束与高斯声束之间的相关性;随后通过数值计算求得了准高斯声束对超声造影剂模型的声辐射力函数与无量纲频率之间的关系;最后,本文研究了不同造影剂气泡情况下的声辐射力。研究结果表明:声辐射力函数随无量纲频率变化将在不同位置出现共振峰,不同的波束宽度值将改变辐射力强度,但不改变共振峰的位置。相关结果可为利用声辐射力定向输运超声造影剂至靶向位置提供理论参考。     

用超声鉴别生物组织的特性——(Ⅰ)

一酬吉 、、声..-」 件:厂”物理学原理和电子学技术相结合,用之于乒学,大大扩展了现代医学的诊断手段和能力.上个世纪末x射线的发现,使透视人体内部器官,特别是骨组织乡第一次成为可能;到了本世纪四十年代,超声诊断开始用于临床,并且在七十到八十年代间得以迅猛的发展;近些年出现的核磁共振成像,又一次为医学诊断打开了一个新局面二’‘ 在现有的医学成像系统中,超声成像是比较独特的、「x射线,‘射线、正电子及核磁共振等成像系统使用的都是电磁波,而超声成像所用的是机械波;放射性成像(包括x射线、1射线等)表现的是组织的某种吸收性质,核…     

超声空化与超声医学

随着超声技术应用广泛而迅速的发展,整整一个世纪来,超声空化成了经久不衰的研究课题,特别近１０年来,超声空化成了多种学科的基础研究热点。本扼要地介绍了起声空化的最新研究进展,以及超声空化与超声医学发展的密切关系。     

声化学新发展——纳米材料的超声制备

声空化所引发的特殊的物理，化学环境为制备具有特殊性能的新型材料提供了一条重要的途径，近年来，声化学处理已成为制备纳米材料的一种十分有效的技术，文章综合介绍了超声法制备纳米材料的主要类型，其中包括超声声解法，声化学还原法，超声共沉淀法，超声微乳液法等，并着重阐述了超声的作用原理和各种方法的特点。     

复合材料的超声检测新技术 Ⅰ.声-超声技术

本文对于在航空航天工业中占有重要地位的先进复合材料的两项超声检测新技术的原理、特点和应用进行了简明介绍。本部分先介绍声－超声（ＡＵ）技术。     

声镜

 声镜即超声显微镜,是以超声为载体,并使其沿一定路径传播、转换,从而显示物体细微结构的显微装置．１９３６年前苏联科学家索科洛夫提出超声显微镜的设想,到六、七十年代,随着与声成像相关技术的进步,超声显微镜象电子显微镜一样有了长足发展,其中凯斯勒等人的激光扫描声镜（ＳＬＡＭ）和夸特等人的聚焦声束机械扫描声镜（ＳＡＭ）是目前声镜两个较主要的分支．声镜特点：超声显微镜利用物体声学特性的差异来显示物体．物体的声学特性是指声阻抗率和声衰减,它们与物体的结构、成份、弹性和粘弹性有关．而与物体的透光性、颜色无关,所以声镜最引人注目的特点是：被测物体不需透光;对于生物组织切片或样品无需染色.     

超声激发声信号幅值实时监测HIFU焦域组织损伤*

聚焦超声消融肿瘤过程中的损伤实时监测是临床治疗面临的一个关键难题,双频聚焦超声不仅能提高治疗效率,且能在共焦区域激发出声信号,该声信号的幅值、频率等信息与焦域组织的机械和声学特性紧密相关。本文构建了一种双频聚焦超声治疗及组织损伤实时监测系统。该系统在聚焦超声辐照离体组织过程中,通过外部水听器接收双频激发的组织声发射信号,并通过上位机进行高速数据采集、数字滤波、时频处理等,分析声发射信号幅值与离体组织损伤之间的变化规律。实验研究结果表明：随着焦域组织损伤的形成,其弹性等声学特征发生改变,导致声发射信号幅值逐渐降低,表明声发射信号幅值的变化可较好地反映靶组织声学特征和结构的变化,从而实现聚焦超声治疗中靶组织损伤的实时监测。本文提出的监测方案相比传统超声影像监控更灵敏,有望为聚焦超声临床治疗中的组织损伤监控提供一种新的实时监测方案和手段。     

多分量超声波换能器及其应用

为提高超声无损检测的精度的可靠性，本文研究了几种多分量超声波换能器，即二分量换能器和三分量换能器，分析和探讨了它们在声发射检测以及超声法应力测试中的应用。     

铝酸钠溶液的鲁米诺增强声致发光研究

用荧光光谱分析仪测定了在超声作用下的铝酸钠Luminol溶液的荧光光谱.并对不同超声功率、不同组成的铝酸钠溶液的声致荧光光谱进行了研究,发现在超声空化时,铝酸钠Luminol溶液可以产生声致荧光;在相同功率的超声波作用下,浓度较高,铝酸钠溶液中Na2O/Al2O3摩尔比较低的铝酸钠溶液的声致荧光强度较弱.同时讨论了声致荧光与超声强化铝酸钠溶液结晶过程的关系.     

基于声学扫描振镜的超声/光声双模态成像技术

超声/光声双模态成像技术因其同时兼具超声的高分辨率结构成像和光声的高对比度功能成像优势,极大地推动了光声成像技术的临床应用推广.传统超声/光声双模态成像技术多基于超声成像所用阵列探头同时收集光声信号,系统结构紧凑且无需图像配准,操作便捷.但该类设备使用阵列探头和多通道数据采集,使得其成本较高;且成像结果易受通道一致性差异影响.本文提出了一种基于声学扫描振镜的超声/光声双模态成像技术,该技术采用单个超声换能器结合一维声学扫描振镜进行快速声束扫描,实现超声/光声双模态成像,是一种小型化、低成本的双模态快速成像技术.本文开展了系列仿体和活体成像研究,实验结果表明:系统有效成像范围为15.6 mm,超声和光声成像B扫描速度分别为1.0 s^–1和0.1 s^–1 (光声成像速度主要受制于脉冲激光器重复频率).基于本文所提技术研究,有助于进一步推动超声/光声双模态成像技术的临床转化和普及;也为基于超声信号检测的多模态成像技术提供了一种低成本、小型化和快速声信号检测的参考方案.     

长骨中振动声激发超声导波的方法

为了实现一定频段内任意低频下在长骨中激励导波信号,本文提出一种采用聚焦高频(5 MHz)超声换能器在长骨皮质骨中激发低频(150 kHz)超声导波的振动声方法.首先介绍了板状超声导波理论和双声束共聚焦法与单声束调幅法激发振动声的基本原理;进而采用三维有限元仿真方法分析振动声激发低频超声导波的基本现象,然后结合牛胫骨板离体实验,验证振动声激发低频超声导波的可行性.结果均表明,双声束共焦与单声束振动超声均可在骨板中激发低频超声导波.相关研究方法有助于提高空间域长骨中超声导波测量精度,以及在一定频段内实现任意频率激励等,对发展低频超声导波在体测量长骨皮质骨的新技术具有一定的指导意义.     

自建光声超声双模态成像系统的肿瘤成像分析

现有B超成像可以提供基于声阻抗差异的组织解剖结构信息,而近年来研究发现,光声成像可以提供标记组织成分的分布和功能信息。本文基于商用B超仪和脉冲激光系统建立了光声超声双模态成像系统,实现了超声组织结构成像和光声生物功能的同时成像。首先基于血红蛋白在某些波段的较强吸光性,实现了肿瘤内部组织血管灌注图像;其次用链接有靶向抗体的纳米颗粒作为靶向光声造影剂,对恶性肿瘤边缘和内部的血管以及血管附近的肿瘤组织进行了成像。最终,通过超声和光声的融合图像提供的肿瘤结构信息与光声图像提供的肿瘤功能信息,可以准确识别肿瘤组织。     

SJTU-1型医用超声诊断设备声输出测量系统的研制

本系统地研究了医用超声诊断设各声输出公布要求的国家标准GB16846—1997(idt.IEC61157—1992)中规定的主要指标的定义和测量方法，给出了相关的计算公式。介绍了为实施国标而研制的专用测量设备SJTU-1型医用超声设备声输出测量系统的工作原理、系统构成和技术性能。     

具有环形限位夹持力的单轴式超声悬浮系统

基于超声悬浮原理,通过改变单轴式超声悬浮系统的反射和发射端的几何形状,利用凸状发射、反射面在悬浮区域周围产生环形声辐射力势阱作为限位夹持力,提高悬浮样品在驻波声场中的悬浮稳定性。基于时域有限差分法,研究不同谐振腔内的声辐射力分布,以及影响声辐射力大小的因素,优化环形限位夹持力和悬浮力。理论及实验研究结果表明,具有环形限位夹持力的超声悬浮系统可以提高普通单轴式超声悬浮装置对悬浮样品的稳定性。      

室温离子液体中超声制备纳米氧化锌掺杂材料及机理研究

在室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(ImBF_4)中超声制备镧系离子掺杂的纳米氧化锌材料,采用X射线衍射、透射电镜、光声光谱和荧光光谱技术表征样品结构和发光性能。为研究反应机理,采用甲基自由基复合法对离子液体的空化温度进行间接实测,进一步与空化动力学的数值分析结果进行比较。实验结果表明镧系离子掺杂可以有效地调控氧化锌的发光。与传统溶剂不同,离子液体空化温度不随超声时间的延长而降低,并随环境温度升高略有上升。反应机理的研究表明样品的形成生长与超声辐照和离子液体的共同作用密不可分。     

利用PVDF传感器检测激光超声的实验研究

简要介绍了激光超声技术以及声表面波的基本特点、激光超声产生和接收的基本原理及激光超声技术的应用。概述了聚偏二氟乙烯（PVDF）压电薄膜材料的结构、性质和应用，以及薄膜压电性产生的机理。对PVDF换能器的设计思路和实验方法进行了简单讨论。具体实验采用脉冲激光器激发声表面波，利用PVDF传感器接收实验信号，调试实验信号，得出波形，并对实验现象作出初步分析。证实了该实验装置应用于激光超声无损检测的可行性与可靠性。     

频率对双频超声辐照声化学产额增强效应的影响

本文采用电学法研究了２８ｋＨｚ分别与０．８７ＭＨｚ、１ＭＨｚ、１．７ＭＨｚ组成的双频超声辐照的声化学效应。结果表明，双频辐照增强声化学产额具有明显的频率效率。     

基于二维声子晶体结构的大尺寸超声 塑料焊接系统*

在大尺寸的圆柱形超声塑料焊接系统的工具头上加工周期性槽,形成一种二维声子晶体结构。对基于二维声子晶体结构的圆柱形工具头进行了声子晶体的带隙分析,并对优化设计后的该超声塑料焊接系统进行数值模拟。探讨了开槽前后超声塑料焊接系统振型的变化以及工具头输出端面纵振动的位移分布。研究结果表明,二维声子晶体结构能有效地抑制横向振动,增强纵向振动,并均匀输出端面的振幅,可以实现对超声塑料焊接系统的优化设计。     

复频聚焦超声换能器水中焦区商场特性的研究

本文对新研制的一种复频聚焦超声换能器的辐射声场进行了实验研究,测定了辐射压在轴向上的分布曲线,进而确定了焦区位置,这与理论所得结果符合较好,测定了辐射声压在焦平面上的分布曲线,并对焦区声场进行了定位,最后对换能器在水中焦区辐射声的频谱进行了研究,不仅观测到了两个源波,而且还观测到了和频波,差频波以及倍频波,证实了声散射声效应的存在。