医学超声波复习资料

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1、第一章重点1.波动方程，平面波的声压表达式波动方程：书P20,式1.2.16平面波的声压表达式：书P22,式1.2.21（x方向的）P24,式1.2.27（三维的）2.声波在平界面处的反射、折射和透射现象（反射系数，透射系数的计算）书P26-P30以及老师上课时的板书3.声波通过平面层的反射和透射（反射系数，透射系数，中间层厚度的影响，匹配层设计的计算）书P30—以及老师上课时的板书4.声波的衰减（衰减类型、规律，衰减系数，回波幅度衰减）（1）定义：衰减-声波在介质中传播时，其强度随传播距离的增加而逐渐减弱的现象。（2）分类：1）扩散衰减：由于波阵面扩大而引起声强减弱，而总的声能不变2）散射衰

2、减：声波在不均匀介质中传播时，由于介质的不均匀性或微小散射体的存在，引起声能向各个方向分散或转化为热能，导致声强减小。3）吸收衰减：声波在非理想介质中传播时，声能转化为热能或其它形式能量狭义衰减指散射衰减和吸收衰减（3）衰减规律：由声散射和声吸收造成的声衰减服从指数分布（4）衰减系数：a=as+aa（dB/cm,NP/cm）其中，as,aa…散射衰减系数、吸收衰减系数（5）回波振幅衰减：回波衰减幅度LI：探头发出的超声，经过距离L后到达某界血并原路返回，因为吸收所导致的声能减少的分贝数例1：频率为2MHZ的超声，当通过厚度为lcm的脂肪层（B=1.2dB/cm.MHz倒达某界面并沿原路返回时，

3、求其回波的衰减幅度。£z=101g^=101ge2^=S.6aL=8.6妣=8.6x1.2x2x1=20.6（dB）例2频率为2MHZ的超声，当通过厚度为lcm的脂肪层（P1=1.2dB/cm.MHz）和厚度2cm的肌肉层（B2=0.65dB/cm.MHz）0t到达某界面并沿原路返回时，求其回波的衰减幅厦。/2£讣Ll=101gy-=201ge1=1=8.6（0厶+©2厶2）=8.60几+02几2）=8.6（1.2x2x10.65x2x2=43（dB）5.散射（类型，瑞利散射的特点）（1）定义：声波在传播过程中，遇到各种障碍物时所发生的反射、折射、衍射等的总效应。（广义）（2）超声波在生物组织

4、屮的散射分类：1）d»x时，即为介质界面上的反射、折射、透射问题2）d«X吋，为瑞利散射（分子散射）（狭义）3）d和入同量级，需用衍射处理d…散射粒子的尺度（3）瑞利散射：甚小于波长物体的散射声场（瑞利散射,血液中血细胞的散射属于瑞利散射声强散射系数ka«l)讨论:,=kFr=lT1Or=lb2)T$〜广或I；.1$24T严严1)当a—定时,2)3)当/一定时，考虑背向散射（反向散射），即&二;r,则有1.多普勒效应（定义，应用多普勒效应测量血流速度）（1）定义：当声波的发射器（声源，探头）和反射体（组织）之间有相对运动，则接收器（探头）收到的回声频率与发射器的频率有所不同的现彖（2）例：利用

5、多普勒效应测量血流速度分成两个过程：（1）由发射探头（声源）向反射体（散射体，即血细胞）发射声波的过程声源静止，而接收器（血细胞）与两者的连线方向成角e1以v速度运动，固有c+Ucosqfs发射器9）,82—发射器，接收器与血流运动方向的夹角fs一发射器发出的声波的频率fRz—血细胞接收到的来自发射器的声波频率接收器•••V—血细胞的运动速度（2）rh反射体（散射体，即血细胞，即声源）向接收器发射声波的过程此时，血细胞为声源，声源与连线方向成82角以速度V运动多普勒频移fff_Vcos&]+Vcos&2f几_Jk_Js_c—VcosQS因为Vvvc,又有._VCOS&]+VCOS&2£D=JS

6、♦0!，兀均已知，通过fD即可得到V对于可逆超声探头而言，则有:01=02=9则有:2Vcos0cfs说明：•血细胞不形成明显反射，主要为散射，散射波中含有频移信息•血细胞的速度并不完全相等，故探头获得的是不同f的散射信号的叠加信号，还需要经过频谱分析、运动目标跟踪技术等才能得到V流量。1.生物效应（种类和应用）超声波的生物效应（1）机械效应：在超声波的作用下，生物组织将受到压力的作用，并产生速度和加速度方面的变化作用：1）物质振动（按摩作用）2）容积变化（细胞浆流动，细胞质颗粒振荡、旋转）3）刺激细胞膜的弥散过程4）促进新陈代谢（2）温热效应：超声在生物组织中传播过程中，部分声能被生物组织吸

7、收，转换为热能作用：热疗（3）理化效应：机械效应和温热效应会促发生物组织内的物理化学变化分类：1）弥散作用：提高生物膜的通透性，促进物质交换2）触变作用：凝胶转化为溶胶状态，可软化肌肉、肌腱，用于关节炎的治疗等3）空化作用：气体或充气空隙的形成、发展和波动应用要求：较低频率；较高超声强度4）化学作用：主要有聚合和解聚作用，以及与炎症、修复过程有关的细胞、分子机制。5）声流效应：发生在超声场中的宏观