再来学点“超声工程学”

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                    <p><span></span><span><span></span></span><span></span><p><img src="image/20201014/954df70605c569a2202430e16d0088dc_1.gif" /></p></p><p><p><img src="image/20201014/9c0f97a0f691f4f36b4611ae15b68d68_2.png" /></p></p><section data-="data-"><fieldset><legend>导读：</legend><p><span>     脱离物理工程学的超声讨论就是海市蜃楼！欢迎批评指正！  </span></p></fieldset></section><p><br  /></p><section><section><section><section><section><section><section><section><span>作者：<span>经典 编辑：小海豚</span></span></section></section><section><section><span>     来源：超声俱乐部</span></section></section></section></section></section></section></section></section><p><br  /></p><section><section><section><p><img src="image/20201014/11e7aac43f41c91ecb4fac0c19eac92a_3.png" /></p></section></section></section><section><section data-width="100%"><section data-width="35px"></section><section data-width="90%"><span><strong><span><span>再学点“超声工程学”</span></span></strong></span></section></section></section><fieldset><section><section><p><span> </span></p><p>据悉，<span>由北京朝阳医院和北京大学第三医院为研究PI组织发起的基于法国声科剪切波弹性技术的 “ME1肌骨E成像（SWE）国际前瞻性多中心研究“日前启动，很多人随之开始关注组织的各向异性、杨氏模量E（kPa）、剪切模量G（kPa）、剪切波速度C（m/s）。。</span></p><p><span></span><br  /></p><p><span> 这。。。这许多拗口的物理名词，念都念不顺，还要理解他们的用法，许多人大呼：</span></p><p><span><p><img src="image/20201014/a93f6cedb87f9ae3929811e0c16fc563_4.png" /></p></span></p></section></section></fieldset><p><span></span></p><fieldset><section><section><p><span>别着急</span><span>～</span></p><p><span>其实搞定这些原理并不难！你需要做的，只是跟着小编一起，再学一点点超声工程学。</span></p><p><span><p><img src="image/20201014/e7416fc0ba75157bd2218df8f8d55053_5.png" /></p></span></p></section></section></fieldset><section><section><section><span>问1：</span></section></section><br  /></section><p><span><span>弹性、粘性、粘弹性。。。。。。这又粘又弹的是什么？</span></span></p><p><span><br  /></span></p><p><span>弹性、粘性、粘弹性都是弹性特征名词，分别表示纯固体、纯液体（流体）与固液混合体的弹性性能。</span><span>固体为弹性体、流体为粘性体；固液混合体，是粘弹体，同时具有粘性与弹性。人体组织就是一种粘弹体。</span></p><section><section><section><span>问2：</span></section></section><section><span></span></section></section><p><br  /></p><p><span>弹性模量（E）、杨氏模量（E）与剪切模量（G）都是啥？</span></p><p><br  /></p><p><span>弹性模量（E，</span><span>elastic modulus</span><span>）是物质弹性性能的总称，包括杨氏模量（</span><span>Young&#39;s modulus</span><span>，E</span><span>）、</span><span>剪切模量（shear modulus，G）等。后两者定义决定于物质发生形变的种类与性质，分别对应于拉伸</span><span>/</span><span>压缩应变、剪切应变。杨氏模量（E）是日常生活中最常见的一种形式。弹性固体的应变符合胡克定律，其应变与应力之间存在线性函数关系；其在受外压后形变在弹性范围内（即外力卸载后材料可恢复原来形状），而人体组织绝大部分成分是弹性固体，其杨氏模量近似于弹性模量，可用来代表弹性特征。因此“杨氏模量（E）”成了弹性模量的通俗代名词。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><span>而剪切模量（G）则对应于</span><span>剪切应力作用下应力与物质剪切应变的比值，只能用来表征仅发生单纯剪切应变的材料的弹性。</span></p><p><span></span></p><p><span><br  /></span></p><p><span><p><img src="image/20201014/67a1facb173f110a5497071cafda8bd6_6.png" /></p><br  /></span></p><p><span>目前的剪切波弹性成像弹性测值演算建立在V</span><span>i</span><span>s</span><span>c</span><span>o</span><span>e</span><span>l</span><span>a</span><span>s</span><span>t<span>i</span>c<span>G</span><span>r</span><span>e</span><span>e</span><span>n</span><span>&#39;</span>s <span>F</span><span>u</span><span>n</span><span>c</span>t<span>i</span><span>o</span><span>n</span></span><span>模型上，它综合了剪切波在人体组织中激发产生并传播时组织中存在的不同形变（压缩形变、剪切形变等）对应的3种不同波型</span><span>：声辐射力直接造成的压缩波（P波），组织被激发自发生成的低频剪切波（S波），还有低振幅机械波的耦合波（PS波）。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><span>由此可见估算人体组织的弹性模量，需要综合计算组织发生的压缩应变、剪切应变等；</span><em><span>单纯计算组织的剪切模量（G）是不够的。采用弹性模量/杨氏模量（E）来表示物质的粘弹性，才是正确规范的。</span></em></p><p><span> </span></p><p><br  /></p><section><section><section><span>问3</span></section></section><br  /></section><p><span>   各向异性、各向同性又是怎么回事？</span></p><p><span><br  /></span></p><p><span> 与方向有关，形容物质的某种性质（物理、化学等等方面）：若各个方向测量结果相同,与取向无关，称为各向同性；若与取向密切相关，不同取向测量结果迥异，就称为各向异性。这是一种固有属性，只与物质的组成方式有关，与物质的某种属性、检测方法、弹性定量参数都没有相关性。物质本身的某种属性，如硬度、温度、导热性、折射率、磁化率等都可以有各向异性。就如下图观察角度不同（与美女礼服上布料的走向不同），看到的都不一样。</span><br  /></p><p><p><img src="image/20201014/b8188bdcab764ba52fd9db35d8c36bc6_7.png" /></p><br  /></p><p><span></span></p><p>人体不同脏器含有定向排列的成分比例不同，各向异性表现程度就不同。比如肌肉，肌腱，韧带等组织，绝大部分都是规则排列的纤维成分，其各种物理特征（包括弹性）所表现的各向异性，就比其他人体组织明显得多。</p><p><span>正确地看待、对待人体组织中的各向异性现象，规范的操作肌骨系统</span>E<span>成像检查，是超声弹性成像应用到临床上的一个必然步骤。剪切波速度（</span>C<span>）、杨氏模量（</span>E<span>）都可以用来定量评估肌肉肌腱组织的弹性特征，当对象是各向异性组织时，这两种参数测值都会表现出明显各向异性。</span><br  /></p><p><span> </span></p><p><p><img src="image/20201014/2fa3f1e4ba6868c1620f7072f9722ebe_8.png" /></p></p><p><span>究竟纵向和横向测值有多大区别？两个参数是否都可以应用于临床？</span>ME1<span>研究采用的</span><em><span>E</span></em><em><span>成像技术可用来实时观察组织硬度并同时显示</span><span>C(m/s)</span></em><em><span>和</span><span>E(Kpa)</span></em><span>，研究方案设计中<em><span>包含了纵切和横切、弹性模量</span></em></span><em><span>E</span></em><em><span>与剪切波速度</span><span>C</span></em><em><span>的并行数据采集，让我们期待大样本数据结果啦！</span></em></p><p><em><span> </span></em></p><p><p><img src="image/20201014/1976eb3c1da255fc0b69ea9197b792bd_9.png" /></p></p><hr  /><p><span>超声俱乐部会员原创投稿</span></p><p><p><img src="image/20201014/65c890199a8ed17c0e8db81506f7a912_10.jpg" /></p></p><p><span>PS：对超声工程学感兴趣的朋友，可以加俱乐部审核员微信：ulsclubQQ，由他统一拉到【超声工程学讨论群】（需要审核，请耐心等待！）</span><br  /></p><p><br  /></p><p><span>小提示：喜欢研究工程学的亲，可以点击下面的链接内容，会有更详细的解释和推导哦！</span></p><p><p><img src="image/20201014/cf000e51dd46f8097637ccb7f4d9f929_11.gif" /></p></p>