医学超声仪器教学ppt课件

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1、第四章医学超声仪器4.1超声波的物理基础4.2超声的发射与接收4.3超声成像系统4.4超声多普勒成像与彩超4.5其他超声设备2021/10/4合肥工业大学生物医学工程系12021/10/4合肥工业大学生物医学工程系2前言医学超声设备主要有医学诊断设备和医学治疗设备两种。其中医学超声诊断设备种类较多，应用很广，是目前医院临床不可缺少的重要医学设备。2021/10/4合肥工业大学生物医学工程系34.1超声波的物理基础1、超声波的基本概念超声波：频率高于20KHz的声波（频率范围在2×104～3×108Hz）在医学中应用的超声波

2、一般在0.2MHz～15MHz。2021/10/4合肥工业大学生物医学工程系4超声波的特点：直线传播且易会聚超声波的频率高，波长很短（1MHz，波长1.5mm；20MHz，波长0.075mm），可以像光线那样沿直线传播，具有很高的穿透能力，且能量易会聚。2021/10/4合肥工业大学生物医学工程系5电声转换容易且能量大超声使介质的微粒振动，虽然振幅很小，当加速度非常大，具有很大的能量，能量与频率的平方成正比。物理机制复杂且参数多超声工作安静且危害小总之，医用超声的特点：易会聚，能量大，参数多，危害小。2021/10/4合肥

3、工业大学生物医学工程系6超声波的分类：纵波：质点的振动方向与波的传播方向相同的波。例如声波。纵波可以在固体、液体、气体介质中传播。横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直的波。不能在液体及气体中传播。人体组织（除骨骼外）基本上都为液体及气体成分，因此超声诊断仪是用纵波。2021/10/4合肥工业大学生物医学工程系72、超声的物理量①声速c,频率f,波长λc=fλ一般情况下,超声波的速度是不随频率而变的。超声波在人体的软组织，如血液、脂肪、肝肾等实质性脏器的声速，大致在1500m/s左右。2021/10/4合肥工业大学生物医学

4、工程系82021/10/4合肥工业大学生物医学工程系9f、λ在超声成像中是两个极重要的参数，波长决定了成像的纵向极限分辨率，在纵向上需检出的病灶必须大于半个波长；而频率则决定了可成像的组织深度，f越高则可检出深度越浅。2021/10/4合肥工业大学生物医学工程系10②声压声波作为纵波在弹性介质中传播时，介质各部分时而密集时而稀疏，交替出现密部和疏部，介质各部分压强相应变化。设若没有声波传播时，介质某处的静压强为P0出现密部时：P>P0出现疏部时：P

5、生的压强叫“声压”。瞬时声压P与静压强P0的差。（当空气中有声波传播时该点的压强与没有声音传播时的压强之差叫做该点的声压。）声压是变化的，若声源作周期性振动，声压也随之周期性变化。通常用幅值Pm表示：其中A：振幅ω：角频率ρ：介质密度c：声速2021/10/4合肥工业大学生物医学工程系12③声强：指超声在传播的过程中，垂直于超声传播方向上截面的单位面积在单位时间内通过的超声能量。声强与声压的关系：2021/10/4合肥工业大学生物医学工程系13④声阻抗表征声振动在介质中传播时要受到的阻碍，发生传播损耗。若不考虑发射波时：Z

6、＝ρc人体正常组织的声阻抗的平均值：1.5×106瑞利2021/10/4合肥工业大学生物医学工程系143、超声波在介质中的传播特性2021/10/4合肥工业大学生物医学工程系15⑴超声波的反射①声压反射系数：当超声以θ角投射到两种不同声阻抗的介质界面时，在不考虑超声吸收的情况下，声压发射系数为2021/10/4合肥工业大学生物医学工程系16②声强反射系数：当超声以θ角投射到两种不同声阻抗的介质界面时，在不考虑超声吸收的情况下，声强发射系数为2021/10/4合肥工业大学生物医学工程系17可见，若Z2＝Z1，无发射波，当Z1

7、，Z2不同时，声阻抗差别越大。在气体与固体或气体与液体的交界面上，无论是Z2>>Z1，还是Z2<

8、和骨胳0.69脂肪和血0.03⑵超声波的折射超声波的折射定律与光波相同。据试验测量及计算结果，当超声波经液体入射到人体体表，临界角约为15～20o。即当入射角大于15～20o时，超声波在介质分界面上全部反射。由于人体内各种软组织的声速相当接近，因此折射不明显，可将超声看成直线传播。2021/10/4合肥