最新超声诊断物理基础课件教学讲义PPT.ppt

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1、超声诊断物理基础课件超声医学(Ultrasonicmedicine)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特性，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检查（ultrasonicexamination）指运用超声波原理，对人体软组织的物理特性、形态结构与某些功能状态作出判断的非创

2、伤性检查方法超声医学基础一、超声诊断的物理基础基本物理量传播超声波的媒介物质叫做介质，不同频率的超声波在相同介质中传播时，声速基本相同，相同频率的超声波在不同介质中传播，声速不相同。人体软组织中超声波速度总体差异约为5％，目前医用超声仪一般将软组织声速的平均值定为1540m/s，通过该速度可测量软组织的厚度。声波的特性－反射（reflection）超声波在传播过程中，遇到两种介质所形成的界面，如介质间具有足够的特性阻抗差(0.1%)，而界面又大于超声波的波长，即可发生反射。反射声能的大小，则取决

3、于特性阻抗差的大小。θθ1声波的特性－折射（refraction）折射（refraction）当分界面两边的声速不同时，超声波透入第二种介质后，其传播方向将发生改变即折射。声波从一种小声速介质向大声速介质入射时，声波经过这两种介质的分界面后出现折射波的折射角大于入射角。θθ2C1C2声波的特性－散射（scattering）散射（scattering）若界面小于超声波波长，则声波向物体的四面八方辐射，产生散射。散射是多向性的，朝向探头者称为背向散射，可被探头接收。红细胞的直径比超声波要小得多，是一

4、种散射体。红细胞的背向散射是多普勒超声诊断的基础。声波的特性－衍射衍射：当障碍物的直径等于或小于λ／2，超声波将绕过该障碍物而继续前进，反射很少，这种现象称为衍射或绕射。声阻抗（impedance）声阻抗（z）——指阻挡声波在介质中传播的力。公式：z=c·ρc——声速ρ——介质的密度可见声速越快，介质密度越高，声阻抗越大。超声波在界面上反射的大小与界面两边介质的声阻抗差及超声波的入射角有关，人体软组织的声阻抗差异很小，只要有1‰。的声阻抗差，便可产生反射。通过接收反射和散射产生的回波，从而获得

5、人体组织各层界面的位置、形态及组织内部结构的信息，分析其特征及规律，可判断组织或脏器病变的物理特征（如囊性、实性及囊实混合性），从而作出诊断。声衰减（attenuation）超声波在介质内的传播过程中，随着传播距离的增大，声波的能量逐渐减少的现象。其与介质对声波的吸收、散射及声束扩散等原因有关，其中介质对声波的吸收是主要因素。不同人体组织中的衰减系数人体组织的衰减与组织所含的成分有关。通常含液者衰减甚低，实质性组织中随其含蛋白质的百分数增高而增高，蛋白质中又以胶原蛋白的衰减最大，钙化体的衰减更高

6、，密质较钙化体更高，含气的脏器属人体内最高衰减。不同人体组织中的衰减系数人体组织中的衰减与散射有关。某些病变（如脂肪肝）时散射最大，致使传入深部的声强显著下降。脂肪单独的衰减系数甚低，但当多量的脂肪微滴集聚在肝细胞内时，由于脂肪与肝细胞质之间的声阻抗不等，造成对入射超声大量散射，致使脂肪肝的声衰减系数明显增大，造成肝脏深部的回声明显稀少及肝脏底面的模糊不同人体组织中的衰减系数人体组织中的衰减系数与反射有关。反射系数越高则反射声强愈大，以致透入界面深部介质的声能下降。例如，某些胆囊结石与胆汁的界面

7、反射系数可达50%以上，则透过结石后声能下降，再加结石的声能吸收，产生清晰的后方声影。多普勒效应（DopplerEffect）当声源与反射体之间存在相对移动时，使声源频率发生变化的现象称为Doppler效应。当声源与反射体作相向运动时，所接收到的声波频率高于声源所发出的频率，如这两者作相反方向运动时，则接收频率低于声源所发出的频率，两者的频率差（即频移）与它们之间的相对运动的速度成正比。多普勒效应（DopplerEffect）多普勒频移的表达公式为：fd＝fR－f0＝±2Vcosθf0/C。在公

8、式中fd为多普勒频移，fR为反射频率，f0为入射频率，V为反射物体运动速度，C为声速，θ为运动方向与入射波之间的夹角。频谱多普勒的应用多普勒超声利用活动的目标产生频移，再从频移计算出运动的速度。其中必须作角度的校正，否则，计算出的流速全无意义，θ角必须在60度以下，否则，即使作角度校正其测值的可信度不高。超声入射角恒定时，多普勒频移与血流速度成正比关系，如果血流速度=0，则无多普勒频移。频谱多普勒的应用频谱多普勒血流检测技术主要用于：测量动、静脉血流速度；确定血流的种类；如层流、湍流、射流等；获