超声总论-1.ppt

一、超声波的定义一、超声波的定义超声波(ultrasound)是声源
高速振动，频率很高，每秒次数
在20000次(Hz)以上，超过人的
听觉范围，不能被人感受的机械
波。二、超声与
压电晶体二、超声与压电晶体反之，如将此晶体置于交变电场时，则可发现晶体厚度有所改变，出现强烈的压缩或扩张。这种物理现象称逆压电效应三、超声波的
发射与接收利用逆压电效应，诊断超声仪将
高频交流电压信号加在压电晶体上，
使晶体片推动周围介质使之振动，形
成疏密波，产生1-15MHz之超声波。当超声遇有声阻不同之界面而发
生的反射返回后，作用于压电晶体,
使晶体两侧产生异名电荷，经仪器接
收放大后，在示波屏上形成代表界面
反射强弱的光点与波幅。11四、有关声波的
几个物理量单位时间内声波在介质中传播的
距离称声速。其传播速度在气体中较
小,360m/s左右；在液体和人体软组
织中较大，1500m/s左右；在固体中
最大，约为4500m/s左右。频率为单位时间内发射源
振动的次数，亦即超声波通过
介质中某点的疏密波的数目。超声发射频率：
成人一般用2.25-3.5MHz
婴幼儿用5MHz
腔内超声用3.75-7MHz
皮肤与表浅器官超声频率为7-10MHz
冠脉内超声的频率可达20-30MHz(三)波长(wavelength,λ)
波长、声速与频率之间有密
切的关系，可用公式表示：五、超声波的
物理性能五、超声波的物理性能(二)反射(reflection)与
透射(transmission)超声在传播中，经过两种不同介
质的界面时，一部分能量由界面处返
回第一介质，此即反射(reflection)。
另一部分能量穿过界面，进入第二介
质，此即透射(transmission)。
X反射系数之大小决定在界面处两
介质声阻之差。设Z1为第一介质之声
阻，Z2为第二介质之声阻。以式表之：

Z1-Z2
声强反射系数R1=(------------)2
Z1+Z2
大界面与界面反射

大界面指长度大于声束波长的界
面，入射声束垂直于大界面时，回声
反射强入射声束与大界面倾斜时，回
声反射减弱甚至消失。小界面与后散射

小界面指长度小于声束波长的界
面，声束遇红细胞时产生微弱的散射
波，散射波向四面八方分散能量，只
有朝向探头方向的散射（后散射，又称背向散射）才能被仪器检测到。。(三)吸收与衰减
(absorption&attenuation)吸收与衰减的多少和超声的
频率、介质的粘滞性、导热性、
温度及传播的距离等因素有密切
关系。频率低者穿透性好，透入较深，但分辨力较低
频率高者穿透性差，透入较浅，但分辨力较高声能随着透入距离增加而减弱五、超声波的物理性能0.18组织、体液中蛋白成分尤其胶
原蛋白成分愈高，钙质成分愈多，
衰减愈显著；反之，组织、器官之
中水分含量愈多，衰减愈少。
衰减程度的一般规律是：
骨(或钙化)>软骨>肌腱>
肝、肾组织>脂肪>血液>尿液
与胆汁。(四)分辨力(Resolution)纵深分辨力
是指声束通过介
质中能被显示为
前后两点的最小
间距，高低与发
射脉冲宽度(即
持续时间)有关
当发射脉冲(持续时间)较宽，
超过两点的间距两倍时，由于第
一点与第二点回波相重叠，故在
荧光屏上相混成一长形光点。只有当脉冲宽度小于两点的
间距时，两点回波之间有一间隔，
才能在示波屏上形成两个独立的
光点。脉冲宽度大时纵深分辨力低；脉
冲宽度小时纵深分辨力高。又因频率
高者脉冲较窄，频率低者脉冲较宽，
故频率高低间接影响纵深分辨力。现
用2MHz者，其分辨力可达1mm左右。横向分辨力
乃指与声束相垂
直之界面上，能
在荧光屏上被分
别显示之左右两
点的距离横向分辨力大小与声束宽窄有密
切关系。当声束直径小于左右两点间
的距离时，此两点即可分别显示；而
大于左右两点间的距离时，则两个物
体合二为一，横向分辨力差，线条变
粗，图像模糊，常可导致误诊。探头频率越低，分辨力越低
探头频率越高，分辨力越高除纵深和横向分辨力外，实际上
还有厚度分辨力。因为声束呈柱状，
Y轴指图像上的左右方向，另在Z轴
前后位上即图像的厚度也影响其分辨
力，故Z轴上声束粗者分辨力低，声
束细者分辨力高。此外超声检查时尚需注意时间
的分辨力问题。在M型曲线上时间
分辨力高低，决定于脉冲发射的频
率；在二维超声图像上时间分辨力
高低，决定于图像的帧数。(五)多普勒效应(Dopplereffect)五、超声波的物理性能六、超声的
生物学效应超声在生物组织内传播过程中，
推动介质分子微粒发生高频机械振
荡，此即由于超声的能量传递或超
声的功率作用，使电能(电功率)转
变为声能(声功率)。声功率(acousticpower):
单位时间内从超声探头内发出
的功率(W)
声强(intensi