NGUYÊN LÝ – KỸ THUẬT TẠO ẢNH TRONG SIÊU ÂM Y HỌC

NGUYÊN LÝ – KỸ THUẬT TẠO ẢNH
TRONG SIÊUBs.ÂM
Y HỌC
Nguyễn
Khắc Hưng
Bệnh viện Phụ Sản Hà Nội.
August 17, 2022

1


LỊCH SỬ

PIERRE CURIE
August 17, 2022

(1859-1906)

2


LỊCH SỬ

PAUL LANGEVIN
(1872-1946)
August 17, 2022

3


LỊCH SỬ

August 17, 2022

4


LỊCH SỬ

August 17, 2022

5


SĨNG SIÊU ÂM
► Sóng cơ học

 Tác động lên vật thể A ở vị trí cân bằng → rời khỏi vị trí cân
bằng bền
 Do lực tương tác, các phần tử kế bên cũng dao động.
 Dao động cơ lan truyền trong mơi trường đàn hồi → sóng cơ
hay sóng đàn hồi:

August 17, 2022

6


SĨNG SIÊU ÂM
► Phân loại sóng cơ học:

 Theo phương dao động:
• Sóng ngang.
• Sóng dọc.
 Theo tần số:
• Sóng hạ âm (f <16Hz)
• Sóng trung âm (f: 16 – 20Hz)
• Sóng siêu âm (f > 20Hz)

August 17, 2022

7


SÓNG SIÊU ÂM

August 17, 2022

8


SĨNG SIÊU ÂM
►Bản chất sóng siêu âm là loại sóng cơ học

và thuộc loại sóng dọc.

August 17, 2022

9

SĨNG SIÊU ÂM
► Sóng

siêu âm là những rung động cơ học có cùng bản
chất với âm thanh nhưng có tần số cao mà tai người
không nghe được:

August 17, 2022

10


SĨNG SIÊU ÂM
► Vật lý của sóng âm:

 Sóng SA chỉ truyền được trong môi trường vật chất chứ
không truyền được trong môi trường chân không (khác với
ánh sáng, tia X và tia Laser).
 Mật độ phân tử càng dày → sóng âm lan truyền càng nhanh.
 Sóng SA lan truyền tốt nhất trong chất rắn và kém nhất trong
chân không.

August 17, 2022

11


SÓNG SIÊU ÂM

August 17, 2022

12


SĨNG SIÊU ÂM
► Vật lý của sóng âm:

 Mơi trường nước sóng âm lan truyền với tốc độ 1540 m/ giây.
 Hầu hết các mơ của cơ thể có vận tốc truyền âm tương đương
với môi trường nước ngoại trừ mơ phổi có vận tốc truyền âm
kém và mơ xương có vận tốc truyền âm khá cao.

August 17, 2022

13


SÓNG SIÊU ÂM

August 17, 2022

14


SĨNG SIÊU ÂM
► Vật lý của sóng âm:

 Siêu âm là những sóng hình sin tạo bởi những rung động cơ
học trong mơi trường vật chất (có thể đàn hồi, thay đổi hình
dạng).

 Siêu âm truyền năng lượng cơ học cho mơi trường nhưng
khơng ion hóa.
 Sóng siêu âm dùng trong Y học có tần số từ 1 – 20MHz.

August 17, 2022

15


SĨNG SIÊU ÂM
► Các đại lượng đặc trưng của sóng õm:

Tần số f (Hz): số chu kỳ trong 1 giây (1,5 - 10 MHz).
Chu kú T (s): kho¶ng t thùc hiện một nhịp nén dÃn
Độ dài sóng (m): quÃng đờng mà sóng truyền đợc
sau khoảng thời gian bằng một chu kỳ
Mức năng lợng (P): mức năng lợng đợc truyền từ đầu
dò vào môi trờng, (1- 10 mW) đợc ®iỊu chØnh bëi
nót Gain.
 Cêng ®é (I) biĨu thÞ cho W của sóng siêu âm trên
một đơn vị diện tích ®ỵc ®iỊu chØnh bëi thang
TSC.
.




August 17, 2022

16

SÓNG SIÊU ÂM

August 17, 2022

17


SĨNG SIÊU ÂM
► Cơng thức cơ bản liên quan đến tần số sóng:

C=Fxλ
C: vận tốc truyền âm (tùy môi trường).
F: tần số (số chu kỳ trong một giây).
λ: độ dài bước sóng.
F tăng, λ giảm  độ phân giải tốt  hình
ảnh tốt.
 F giảm  độ suy giảm của sóng âm tăng
 sóng không truyền sâu được.





August 17, 2022

18

SÓNG SIÊU ÂM

August 17, 2022

19


SÓNG SIÊU ÂM

August 17, 2022

20


SĨNG SIÊU ÂM
► Q trình lan truyền sóng siêu âm:

 Trong mơi trường đồng nhất
• Cấu trúc giống nhau, hệ số mật độ mơi trường (p).
• Sóng SA xun qua và giảm dần năng lượng.
• Sự giảm này phụ thuộc vào hệ số hấp thụ siêu âm ( α) của
môi trường, f chùm tia SA và t 0.
• Hệ số (α): dB/cm ở 1MHz.
• Phổi: 41, xương sọ: 20, cơ: 3,3, thận: 1, gan: 0,94, não:
0,85, mỡ: 0,65, máu: 0,18, nước: 0,0022.
• Ứng dụng: nâng cao độ xuyên sâu với các tạng ở xa đầu
dò → giảm f hoặc tăng năng lượng chùm tia SA.
August 17, 2022

21

SĨNG SIÊU ÂM
► Q trình lan truyền sóng siêu âm:

 Trong mơi trường khơng đồng nhất
• Hệ số trở kháng âm (Z) giữa 2 mặt phân cách của các tạng.
• Sóng SA 1 phần đi theo hướng ban đầu và tiếp tục đi vào
môi trường tiếp theo, 1 phần phản xạ trở lại.
• Sự phản xạ lại nhiều hay ít tùy khác biệt trở âm của 2 môi
trường vật chất
Z= p x C
Z: trở kháng âm của môi trường
P: tỷ trọng của môi trường
C: vận tốc truyền âm trong môi trường.
August 17, 2022

22


SÓNG SIÊU ÂM

August 17, 2022

23


SĨNG SIÊU ÂM
► Q trình lan truyền sóng siêu âm:


•
•

Trong mơi trường khơng đồng nhất
Hình SA chỉ rõ khi tia SA thẳng góc với mặt phân cách.
Sự dội lại của tia SA tùy thuộc vào sự khác biệt bản chất giữa hai môi trường chứ không phụ thuộc vào
vật cản.

R/I0 = (Z1-Z2)2/ (Z1+Z2)2

August 17, 2022

24


SĨNG SIÊU ÂM
► Q trình lan truyền sóng siêu âm:



Trong môi trường không đồng nhất
►
Z của một số cơ quan: kk 0,0004; mỡ 1,38; gan 1,65, cơ 1,7; xương 7,8; mô mềm 1,63.

August 17, 2022

25