《超声基础》PPT课件

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1、超声基础知识承德县医院耿福军超声波的定义物体的机械振动是产生波的源泉波的频率取决于物体的振动频率。科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率，它的单位是赫兹(Hz)。频率范围在20～20000Hz内的波称为可听声波频率范围在20Hz内的波称为次声波频率范围在2×104～108Hz的波称为超声波频率范围在108～1012Hz的波称为特超声波。次声波、可听声波、超声波、特超声波统称声波。可见，整个声波频谱是比较宽的，其中只有可听声波才能为人耳所听到，而次声、超声、特超声虽然属于声波却不能为人耳所察觉。在自然界存在着多种多样的超声波，如某些昆虫和哺乳动物就能发出超声波、又如风声、海浪声、喷气飞机的噪

2、声中都含有超声波成分。超声波的特性超声波和可听声波一样也是一种机械波,它是由介质中的质点受到机械力的作用而发生周期性振动产生的。依据质点振动方向与波的传播方向的关系超声波亦有纵波和横波之分。由超声诊断仪所发射的超声波在人体组织中是以纵波的方式传播的。（因为人体软组织基本无切变弹性横波在人体组织中不能传播。）超声波具有声波的共同物理性质，必须通过弹性介质进行传播，在气体、液体、人体软组织中传播方式为纵波，具有反射、折射、散射、衍射、绕射的特性，不同的介质中具有不同的声速和不同的衰减等。超声波的特点：⑴、超声波在传播时，方向性强，能量易于集中；⑵、超声波能在各种不同媒质中传播，且可传播足够远的距

3、离；⑶、超声与传声媒质的相互作用适中，易于携带有关传声媒质状态的信息（诊断），或对传声媒质产生效应。（治疗）超声波的用途很多动物都用超声进行交流、导航及追捕它们的猎物。人类用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。一、工程学方面：水下定位与通讯、地下资源勘查等，如海底的深度和探索鱼群、暗礁、潜水艇等。（声呐）二、生物学方面：剪切大分子、生物工程及处理种子等，如检测金属内部的气泡、伤痕、裂隙等缺陷。。三、诊断学方面的应用：A型、B型、M型、D型、双功及彩超等。四治疗学方面的应用：理疗、治癌、外科、体外碎石、牙科等。（雾化吸入、空气加湿器）超声对人体软

4、组织、脏器（如膀胱、胆囊）内液体，有良好的分辨率，有利于诊断及鉴别微小病变。因此，超声不仅能用于心脏、腹腔等脏器，同时，对浅表器官及组织也能进行诊断，而且效果良好。超声波的基本物理量超声波具有三个基本物理量：三者间关系可用下列公式表示：c=f·λ。1、频率（f）单位时间内质点振动的次数，一般以每秒振动次数表示，以Hz为单位，每秒振动工次为1Hz。2、声速（c）单位时间波动传播的距离，常用单位为ms。不同介质中声速有很多差别，人体软组织平均声速为：1540ms，或近似于是1500ms。与水的声速相近；骨骼的声速最高，相当于软组织平均声速的2倍以上。3、波长（λ）声波传播过程中相邻的两个期中，对

5、应点的距离或相邻的两个波峰或波谷间的距离，常用单位为mm。频率不同的声波在同一介质中传播的声速基本相同，因此超声波的波长（λ）与频率（f）成反比------频率愈高波长愈短。两种物质的声阻抗差≥1‰，即有声学界面，即产生反射，阻抗差大，反射强，回声强，阻抗差小，反射少，回声弱。空气与人体软组织间特性阻抗差异较大，当超声在人体中传播遇到空气（含气脏器和组织）反射强烈，回波幅度很大。再者，折射声波能量减少，在显示器上也很难看到空气（含气脏器和组织）后方的组织。超声耦合剂的特性阻抗接近于人体软组织的特性阻抗，它与探头压电材料间可达到阻抗匹配，它的作用在于排除空气，用作探头与人体表皮之间的透声媒质，

6、增加透声性。现代超声诊断仪正是利用大界面反射原理，能够清楚显示体表和内部的表面和轮廓；还利用无数小界面后散射的原理，清楚显示人体表层，以至于内部器官、组织复杂而细微的结构。声场超声场：超声在介质中传播时其能量所达到的空间；简称声场，又称声束。声束的影响因素：探头的形状、大小；阵元数及其排列；工作频率（超声的波长）；有无聚焦及聚焦的方式；吸收衰减；反射、折射和散射等。声束由一个大的主瓣和一些小的旁瓣组成。超声的成像主要依靠探头发射高度指向性的主瓣并接收回声；旁瓣的反向总有偏差，容易产生伪像。声场可分为近场和远场两部分（1）近场声束集中，呈圆柱状；直径――探头直径（较粗）；（横断面声能分布不均匀

7、）长度――超声频率和探头半径。公式：L＝（2r·f）／cL为近场长度，r为振动源半径，f为频率，c为声速（2）远场声束扩散，呈喇叭状；声束扩散角越小，指向性越好。（横断面声能分布较均匀）声束两侧扩散的角度为扩散角（2θ）；半扩散角（θ）。超声波指向性优劣指标是近场长度和扩散角。影像因素：增加超声频率；――近场变短、扩散角变小；增加探头孔径（直径）――但横向分辨率下降。采用聚焦技术――方法：固定式声透镜聚焦；电