超声诊断的物理基础

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1、超声医学的概念超声医学(Ultrasonicmedicine)超声医学是声学、医学和电子工程技术相结合的一门学科，是研究超声对人体的作用和反作用规律并加以利用，达到诊断、保健和治疗等目的的学科。包括超声诊断学、超声治疗学和生物医学超声工程。超声诊断学(Ultrasounddiagnostics)研究和应用超声的物理物性，以某种方式扫查人体、诊断疾病的科学称为超声诊断学超声诊断的物理基础一、超声波的一般性质1、超声波的概念：指超过人耳听力范围的（大于2x104Hz）声波。医学上超声诊断所用的频率范围为（1~4

2、0）MHz。超声波在自然界中很常见。蝙蝠和海豚就是利用超声波的反射功能来判断物体的远近的。现代超声医学也是利用超声波的反射性质进行超声医学诊断的。当发射超声波进入人体内，遇到组织器官会产生反射，收集反射波的影像，分析诊断，即可了解组织器官的形态结构，进行超声医学诊断。超声波的物理基础2、超声波产生的必要条件振动是产生声波的根源，即物体振动后产生声波。在超声成像过程中，振动的晶片做机械振动产生超声，故探头的晶片是声源。超声波的传播需要弹性介质，固体、液体、气体都属于弹性介质，所以可以传播声波。真空中只能传播电

3、磁波而不能传播机械波（超声波属于机械波中的一种）。在超声医学成像中，人体的组织、器官就是介质。介质的声学特性与超声图像关系密切。超声波的物理基础3、超声波的分类①、如果质点振动方向与声波的传播方向垂直称为横波（只能在固体中传播）如果质点振动方向与声波的传播方向一致称为纵波（也称疏密波）超声医学成像中主要应用纵波，它通过激励电压迫使探头晶片做厚度方向的振动，对人体组织施加压力或拉力而产生的。纵波在人体组织中传播时，使有的部位质点密集，有的地方质点稀疏，密集与稀疏交界的部位，产生的声压最大。②、根据发射超声的类

4、型分为脉冲波及连续波。连续波目前仅在连续多普勒超声仪中使用；A型、B型、M型及脉冲多普勒超声仪均采用脉冲波。超声波的物理性质横波及纵波图示上面为纵波，下面为横波超声波的基本物理量一、波长、频率和声速C=λ·fc固>c液>c气1、同一种介质的声速只与介质的性质有关，与频率无关。2、相同频率的超声波在不同介质中的声速是不同的3、在同一种介质内传播时，不同频率的超声波的波长与频率成反比。4、在不同介质中传播时，相同频率的超声波，声速不同，波长也不一样。5、超声检查人体软组织，通常采用超声波速度为1540m/s。二

5、、声压和声强P（声压）=ρ（介质密度）c（声速）υ（质点振动速度）声压的单位是微巴（µbar,1µbar=0.1Pa）声强指超声波在单位时间内，通过与声波传播方向相垂直的单位面积上超声强度。（简称声强即声功率）I=p2/ρc（单位W/cm2或Mw/cm2或uw/cm2）三、声阻抗Z=ρc（单位瑞利）1瑞利=1㎏/m3Xm/s=g/（cm2·s）三超声成像基础目前使用的超声诊断仪都是建立在回波的基础上，其物理基础便是人体内的声阻抗值是不同的，当声波穿过不同的组织器官时，其回声产生相应的变化，从而可提取各种诊断

6、信息。声波遇到气体时,被全部反射,不能成像。超声波的传播1、超声波的介质中传播时像光线一样，通常遵循几何声学的原则。即在均匀介质中以直线传播。遇到不同介质的分界面时就会发生反射和折射。但是，如果物体尺寸很小，超声波的波长与此物体的尺寸相当甚至还要大时，就会发生散射和绕射现象2、超声在传播过程中超声强度会随传播距离的增加而减少，这种现象称为超声波的衰减。主要包括在传播过程中发生反射、折射、散射、衍射等现象时发生原来传播方向上能量的分散。及粘滞吸收。超声图像主要是大界面的反射和小界面的散射回收信息经过A/D转换

7、后形成影像。超声的血流动力学基础多普勒超声：应用多普勒效应，对頻移信号通过快速傅里叶变换处理脉冲多普勒超声信号，进行频谱分析。根据能量守恒定律，通过Bernoulli方程来计算和测量血流流速及压差。超声的生物效应：包括热生物效应及机械生物效应以及应力效应（辐射压、辐射力、辐射转力和超声波的流力）。超声检查适应证1、常规超声（腹部、心血管、妇产科等）2、介入性超声诊断或治疗3、手术中超声4、器官功能评价（心脏功能评价、胆囊收缩功能评价、胃肠蠕动功能观察等）5、血流灌注的评估（超声造影）声像图方位的识别横断面矢

8、状断面冠状断面斜断面（类似横断面）体位及方位横断面等切面的前后左右区分横断面等切面的前后左右等区分人体组织回声1、检查前准备？2、根据回声强度分为：强回声（骨骼、结石、钙化、胸膜、肺组织）、高回声（脏器的包膜、囊肿壁、肾窦、肝血管瘤）、等回声（肝、脾实质、甲状腺、乳腺、睾丸实质）、低回声（肌肉、皮下脂肪、淋巴结）、极低回声（缓慢流动的血液、包含组织碎屑的液性包块，巧克力囊肿、皮样囊肿，表皮样囊肿、皮脂腺囊肿、腮裂