超声波的特性及在医学诊断中的应用

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1、超声波的特性及在医学诊断中的应用超声波的特性及在医学诊断中的应用【摘要】随着科技的进步，超声波广泛应用于各个方面，在医学领域应用中也得到了快速的发展。本文主要基于对超声波的总体概述，对其特性进行全血的介绍，并重点总结分析了超芮波在医学诊断中的广泛应用及其发展前景。【关键词】超声波；特性；医学诊断【中图分类号】R445.1【文献标识码】B【文章编号】1004-4949(2014)03-0369-011超声波的概述机械振动在介质中传播而形成机械波。其中，人耳能够听到的频率范围大致在20Hz-20000Hz称为声波，而频率低于20Hz的称为次声波，频率高于人耳能听到的上限

2、20000Hz的机械波则称为超声波。近年来，超声波的应用范围在各大领域都迅速地扩大开来，它已在海洋探查与开发、无损评价与检测、医学诊断及微电子学等领域发挥作用;同时，超声波作为一种能量形式，通过它与传声媒质相互作用而产生的种种效应，在物理、化学、生物及医学等基础研究和应用技术开发屮展示出广阔的前景。在医学领域中，超声的性质无论在医学的诊断或是治疗都是极为适宜的，用功率大的超声作治疗，用功率小的超声作诊断，施用超声波的最大优点是对患者和医生都无害处，这是X光所不能及的。2超声波的特性由于频率f升高，波长入变短，超声波具有其特殊性，近似于光的某些特征，如束射性，由一种媒

3、质进入另一种媒质发生折射、反射等；同时有很强的被吸收性与衰减性，带有很强的能量。以下简耍介绍超声波的几个主要特性：2.1超声波的束射性人耳可感受的声音是无指向性的球血波，即以声源为中心呈球面向四周扩散。而超声波频率很高，方向性（即束射性）较强。当超声波发生体一一压电晶体的宜径尺寸远大于超声波波长时，则晶体所产生的超声波就类似于光的特性。超声波的频率高、波长短，和光波一样可以集中向一个方向传播，并可用适当的方法使它会聚和发散，所以超声波射线可以与光线一样，进行折射、反射，同时也可以聚焦。而且，超声波的束射特性遵循儿何光学上的定律。2.2超声波的透射、反射、折射与聚集由

4、于超声波频率较高，因此超声波在定向传播吋，在两种不同媒质的分界面上，会出现类似于光线的透射、反射和折射现象。超声波的聚集现象和光线的聚集现象是一样的。利用超声波聚集装置可以将超声波束会聚到一点，从而将超声波的声强提高儿倍甚至儿千倍，利用这样巨大的声强可以做许多很有意义的工作，例如超声波切割、超声波钻孔、超声波打磨等。2.3超声波的吸收与衰减当超声波在各种媒介物质屮传播之时，由于媒质要吸收掉它的一部分能量，随着传播距离的增加，其强度也会渐渐的减弱。而对于同一物质来说，超声波的频率越高，其吸收也就越强。2.4超声波的巨大能量超声波具有着更加强大的功率。超声波可以使得物质

5、分子获得十分巨大的能量。根据声学工作者的实验测定，频率为100万Hz的超声波的能量,要比同幅度的频率为lOOOIIz的声波的能量大100万倍。2.5超声波的声压特性所谓“声压”指的是由于声波的振动而使声场中的物体受到的附加压力的强度。超声波的频率很高，所以进入介质时，高密度分子间的伸拉很快，致使其间形成瞬吋的真空与压缩高密度区，产生巨大的压力差。当振幅达到一定程度时，超声波拥有的能量十分巨大。3超声波在医学诊断屮的应用超声波在医学领域中的应用包括两大方面：超声诊断和超声治疗。超声诊断研究如何利用各种组织声学特性的差异来区分不同组织，特别是区分正常和病变组织。超声诊断

6、是借助超声波在人体组织中的传播、反射散射、吸收衰减和多普勒效应等物理现象，提取病灶信息，并转换为电信号，作为诊断的依据。如今，超声诊断仪已由一维发展到三维，由静态发展到实时，回波信息量大大增加，生物体内的病灶愈加清晰易辨。目前医学应用的超声诊断方法有不同的形式，可分为A型、B型、M型及D型。A型超声诊断仪为调幅式，显像屏幕上纵轴显示反射波的幅度，横轴显示吋间，这种诊断仪可探查点的断层声像。70年代以来，A型被B型超声显像仪取代，B超幅度调制显示为辉度调制显示，使显示的亮度随着回声信号的大小而变化；另外B超采用单晶片或多晶片扫描技术,产生若干条超声信息线，以构成一幅二

7、维切面图像。医生可根据切面图像的形态、灰度、组织结构、边界回声、回声总体分布、脏器后方情况及周围组织表现等做出综合判断。B超在临床应用范围广泛，儿乎涉及到临床所有学科疾病的诊断，目前B超和X射线已成为两种相互补充的常规的检查手段。M型超声诊断仪是在A型的基础上改造而成的，它是一种用于诊断活动器官的超声诊断仪，用单晶片探头、回声以辉度调制显示。现在超声诊断仪由于出现多探头阵列声成像技术,为采用各种信息处理带来了方便。将电子计算机技术引入超声诊断，它将获取超声通过脏器的传播时间及幅度或衰减随频率的变化数据，经过信号数字处理、综合后再给出组织的切面图像，从而产生了超声