现代生物医学超声工程学

一、引 言 用工程技术方法研究生命科学大有发展前途.现代生物医学超声工程学正是这方面的一支生力军.它是超声物理学、现代电子检测技术和生物医学在发展中相互渗透的产物.是理、工、医相结合的边缘学科. 现代生物医学超声工程学主要包括基础理论研究、仪器工程开发和临床应用三个相互联系和相互促进的方面.它以超声波与生物组织     

反射法实时监控液体的密度

本文介绍了用超声脉冲反射法测定液体密度的原理和方法.这种方法具有快速和简便的特点,因而特别适用于工业生产上对液体密度的自动化控制.     

双泡超声空化计算分析

将由速度势叠加原理得到的双泡超声空化动力学微分方程归一化,通过matlab语言编程计算,分析了水中空化泡的线度、双泡间距、声压幅值、声波频率等因素对空化过程的影响. 在双泡超声空化动力学微分方程中引入双频超声,探讨了双泡双频超声问题. 研究表明泡的线度是决定空化特性的主要因素,声压幅值对空化特性的影响最大,其次是超声波的频率;双泡间的相互作用影响空化特性,这种影响随双泡间距的增大而减弱;双频超声对双泡空化特性的影响有限,这种影响在两超声分量的声压幅值相等时较强. 关键词： 超声空化 双泡 双频超声     

超声治疗设备中换能器失效原因分析

超声治疗设备中换能器失效主要是电气绝缘受到损伤或被破坏。在医院这种特殊的使用场合,频繁的装拆、清洗,特别是反复的高温、高压水蒸气消毒是造成电气绝缘下降的主要原因。本文并提出了补救的办法。     

超声调制漫射光子自相关的Monte Carlo模拟

本文首次用Monte Carlo方法研究了超声调制生物介质中漫射光子的时间自相关性质,讨论了超声参量、运动参量和散射参量对自相关函数的影响.正常生物组织和病变生物组织的自相关函数有明显的差别,超声调制自相关函数为光学医学诊断提供一种新参考.     

一种基于非衍射波的高帧率超声成像发射系统的研究

基于非衍射波的高帧率(high frame rate,HFR)超声成像的前提是发射阵列波(array beam)声场,但由于阵列波的正弦函数特征使对超声发射信号加权处理变得比较困难,导致了发射系统复杂.针对这一问题,本文提出一种有效的解决方案.基于傅里叶变换理论,从方波的能量成分主要集中在基波这一特性出发,采用单值方波对超声传感器发射信号进行加权,用一个功率信号源和简单的电子开关网络实现了HFR系统中所需要的发射电路.实验表明,这种方案对HFR的成像质量几乎没有什么影响,但大大简化了HFR成像系统,这为HFR超声成像方法在现有B超声系统上的实现提供了一个可行的方法.     

超声技术的基石——超声换能器的原理及设计

超声换能器是在超声频率范围内将交变的电信号转换成声信号或者将外界声场中的声信号转换为电信号的能量转换器件,它是超声技术中的关键器件,其性能好坏直接关系到超声应用技术的效果和使用范围.由于超声技术的应用范围很广,且超声新技术层出不穷,因而与此对应的超声换能器的种类也很多.文章对不同应用背景下多种类型超声换能器的原理及设计进行了阐述,分析了不同类型超声换能器的性能参数及设计要求,简要总结了超声换能器的性能参数测试方法,并对超声换能器的发展趋势进行了一定的分析.     

基于无线通信的激光超声测量系统

激光超声测量技术是一种重要和先进的非接触式超声测量技术.为了减少测量系统各构成部分间的电缆连接,将无线通信技术与激光测量技术的特点相结合,研究了一种激光超声无损测量系统,分析了该测量系统的原理及构成.系统用掺钕钇铝石榴石固体激光器在材料中激励超声波,压电换能器接收超声信号.该信号经系统级芯片MSP430F2274单片机放大、模数转换成数字信号,然后由单片机控制nRF905芯片进行信号的无线传输.接收部分的单片机采用RS-232-C接口标准实现与计算机的串行通信,把信号送入计算机显示记录存储和处理.结果表明该系统实现了激光超声的近程无线测量, 简化了系统的结构,传输性能稳定,对周围电子仪器干扰小,显示了很好的应用前景.     

超声频谱法对固体内薄夹层的检测

用常规超声脉冲反射法对固体内薄夹层的检测是一个较为难以解决的课题,我们用超声频谱法对此课题进行了实验研究和理论分析.结果表明:1 有薄夹层的反射回波频谱将出现缺口,缺口频率刚好对应薄层的厚度共振频率;2 缺口下陷深浅由薄层反射率所决定.因此,通过反射回波缺口频率和缺口下陷深浅的测量,有可能为探测薄层的厚度和其性质提供一种有意义的方法.     

超声调制介质中漫散射光自相关性质研究

研究了超声调制随机介质中漫散射光自相关性质,推导出均匀无限介质中有超声场调制时漫散射光时间自相关函数的表达式,讨论了调制参数、调制幅度及其衰减与超声参数、光散射参数等的关系.用Monte Carlo方法研究了随机介质中隐含异物成像的可行性.结果表明,正常生物组织和病变生物组织的超声调制自相关函数有明显的差别,该方法为光学医学诊断提供了一种新参考 关键词： 自相关 漫散射光 超声调制 光学成像     

FD-1型袖珍超声多普勒听诊器通过鉴定

新型孕产监护仪——FD-1型袖珍超声多普勒听诊器,是在1983年全国第一届畜牧兽医学术会议上由农牧渔业部提出研制生产的.经两年多的时间,在复旦大学的支持下,现已由江苏省太仓县超声仪器厂研制成功.1986年6月在太仓通过设计定型鉴定.鉴定会由苏州市电子工业局主持.有来自大专院校及医院等二十一个单位的三十六名代表参加了鉴定会,周永昌大夫任鉴定委员会主任. 委员们在听取了设计、用户使用、环境试验、样机     

基于双高斯衰减模型的超声回波处理方法

信号降噪与特征提取是超声检测数据处理的关键技术.基于超声信号有特定结构而噪声和超声信号的结构无关,本文提出一种旨在解决强噪声背景下超声回波的参数估计和降噪问题的方法.该方法将超声回波的参数估计和降噪问题转换为函数优化问题,首先根据工程经验建立超声信号的双高斯衰减数学模型,然后根据观测回波和建立的超声信号模型确定目标函数,接着选择人工蜂群算法对目标函数进行优化从而得到参数的最优估计值,最后由估计出的参数根据建立的超声信号数学模型重构出无噪的超声估计信号.通过仿真和实验表明本文方法可以准确估计出信噪比大于-10 dB的含噪超声回波中的无噪信号,且效果优于基于自适应阈值的小波降噪方法和经验模态分解方法;此外相比常用的指数模型和高斯模型,本文提出的双高斯衰减超声信号模型与实测超声信号更接近,其均方误差为9.4×10~(-5),波形相似系数为0.98.     

《超声诊断设备原理与设计》评介

近二十年来，由于高科技向医学领域的渗透，超声诊断设备的水平达到了一个新的高度．无论在数量、品种以及临床应用的普及程度方面，超声诊断设备已在当代四大医学影像设备中居于领先地位．在我国，超声诊断设备的发展也是十分迅速的，已经有了一支生产、研制、检测和维修从简易到高档复杂的超声诊断设备的壮大的队伍，不少高等院校也相继设立了相关的专业，培养出不少专业人材．在这种情况下，出版一部全面详尽地论述超声诊断设备的物理与技术基础及最新技术发展的著作对我国医学超声事业的发展，医用超声技术水平的提高及专业入村的培养就…     

超声换能器表面的振动状态

从超声波在波密介质和波疏介质之间的传播以及诱发共振发射超声波的角度,讨论了空气中超声声速测量实验所用超声换能器的表面振动状态.理论分析及实验测量结果表明:超声换能器表面振动状态与其结构有关,超声接收器表面位移振幅一般不为零.     

一种新型的超声加工深小孔的工具系统

传统超声加工用工具或者很短,或者按半波长整数倍叠加.加工中工具长度的大量磨损会明显降低加工效率,因而必须经常更换工具.本文提出一种新型的超声加工深小孔的工具系统,能以特殊的方式工作.工具长度任意,加工中工具长度变化允许达80％;仅仅需要适当调节电发生器频率就能良好工作.本工具系统已成功地用在超声加工玻璃深小孔(圆形和异形孔),在玫璃上加工出直径6mm、深达280mm的孔.加工效率至少可以与常规方法相比. 观测了具有等截面细长杆的复合振动系统的频率特性和工具系统的振动模式,得出了工具杆“局部共振”的结论.初步探讨了产生这种共振的条件及其形成机理. 局部共振现象,应当还可用在高功率超声的其它场合.     

计算机用于超声断层显示技术的展望

西德“科技展望”1981年第16期认为:超声计算机断层显示技术具有良好的前景,将成为未来的诊断手段. 计算机断层显示是一种记录和显示断面图象的方法.X射线断层显示早已为人们所熟知.据认为,超声技术开辟了断层显示技术的新阶段.因为超声透视是非电离化的照射,在小剂量下对人体绝对没有损害.超声断层显示的另一个优点是不需要对比手段,而这在某些X射线方法中是必不可少的.     

全国功率超声会议在无锡市举行

中国电子学会应用声学学会与中国声学学会于一九八一年十一月七日至十一日在江苏省无锡市联合召开了“全国功率超声”学术交流会.来自全国十个省市的专业研究机构、高等院校、工矿企业、医院及机关团体的七十六名代表出席了会议.会议交流了论文报告五十篇,其中综述报告七篇;换能器振动系统及测量十一篇;超声清洗五篇;超声加工(包括金属塑性加工)     

全国医学超声多普勒技术学术交流会即将举行

全国医学超声多普勒技术学术交流会将于1983年秋在江苏太仓举行.会议由中国电子学会应用声学学会主办.会上交流的主要内容为: 1.医学超声多普勒领域内的研制仪器和研究方法;     

基础油在热处理、超声和磁场作用下的太赫兹频段分子动力学

利用太赫兹时域光谱技术研究了基础油在热处理、超声和磁场作用下的动力学过程及相互作用机制.由于超声处理过程中声空化作用引起高温高压,而样品在热处理中的作用能量较低,基础油在超声处理后的折射率变化大于其在热处理和磁场作用下的变化.样品在1.7 THz和2.3 THz处有较明显的吸收峰,该吸收来源为分子间的相互作用,以这两处...     

一种强噪声背景下微弱超声信号提取方法研究

为解决在强噪声背景下获取超声信号的难题,基于粒子群优化算法和稀疏分解理论提出一种强噪声背景下微弱超声信号提取方法.该方法将降噪问题转换为在无穷大参数集上对函数进行优化的问题,首先以稀疏分解理论和超声信号的结构特点为依据构建了粒子群优化算法运行所需要的目标函数及去噪后信号的重构函数,从而将粒子群优化算法和超声信号降噪联系在一起;然后根据粒子群优化算法可以在连续参数空间寻优的特点建立了用于匹配超声信号的连续超完备字典,并采用改进的自适应粒子群优化算法在该字典中对目标函数进行优化;最后根据对目标函数在字典上的优化结果确定最优原子,并利用最优原子按照重构函数重构出降噪后的超声信号.通过对仿真超声信号和实测超声信号的处理,结果表明本文提出的方法可以有效提取信噪比低至-4 dB的强噪声背景下的微弱超声信号,且和基于自适应阈值的小波方法相比本文方法表现出更好的降噪性能.