Chuyên đề Vật lí 12 CTST Bài 4. Chẩn đoán bằng siêu âm có đáp án

Trong y học, kĩ thuật chẩn đoán bằng sóng siêu âm (thường được gọi là kĩ thuật siêu âm hay siêu âm) được sử dụng phổ biến để thu được hình ảnh của một bộ phận cần được quan sát trong cơ thể như siêu âm bụng, siêu âm thai nhi (Hình 4.1), ... Nhờ đó, các bác sĩ có thể quan sát và chẩn đoán tình trạng sức khoẻ của bệnh nhân hoặc theo dõi sức khoẻ của thai nhi trong thai kì. Vậy kĩ thuật siêu âm dựa trên những tính chất nào của sóng?

Nhắc lại các tính chất của sóng cơ học

a) Tính bước sóng của một sóng siêu âm có tần số 2 MHz lan truyền trong thạch anh, biết tốc độ lan truyền của sóng âm trong thạch anh khoảng 5 800 m/s.

b) Biết bề dày tối ưu của tinh thể áp điện trong đầu dò là một nửa bước sóng của sóng siêu âm. Hãy xác định bề dày tối ưu của tinh thể áp điện tương ứng với sóng siêu âm đang xét ở câu a.

Tìm hiểu và trình bày vai trò của lớp vật liệu hấp thụ dao động trong đầu dò.

Tìm hiểu trên sách, báo, internet, ... và trình bày sơ lược một số ứng dụng thực tiễn khác của tinh thể áp điện.

Quan sát Hình 4.5b, lập luận để rút ra công thức (4.2).

Hai xung sóng phản xạ liên tiếp trong một phép chẩn đoán sử dụng kĩ thuật siêu âm kiểu A cách nhau một khoảng thời gian là 0,03 ms. Tính khoảng cách giữa hai bề mặt phản chiếu ứng với hai xung này. Lấy tốc độ của sóng siêu âm trong mô mềm khoảng 1 570 m/s.

Sóng siêu âm được ứng dụng trong kĩ thuật SONAR (Sound Navigation and Ranging) để định vị, liên lạc và phát hiện các đối tượng trên mặt, dưới nước hoặc ở đáy biển như đàn cá, tàu, vật thể trôi nổi hoặc chìm trong bùn cát. Hãy tìm hiểu về nguyên tắc hoạt động của kĩ thuật SONAR thông qua sách, báo, internet, ... và trình bày một cách ngắn gọn.

Tìm hiểu và giải thích vì sao sóng siêu âm không được sử dụng trong chẩn đoán các vấn đề liên quan đến não.

Tìm hiểu trên sách, báo, internet, ... và trình bày ngắn gọn một số bệnh lí có thể được chẩn đoán bằng kĩ thuật siêu âm.