超声诊断的基础和原理.ppt

超声的基本概念声波与超声波

声波是机械振动在弹性介质内的传播，它是一种机械波。声波在介质中传播时，每秒钟质点完成全振动的次数，称为频率(f)，单位是赫兹(Hz)声波在一个周期内，振动所传播的距离，称为波长（λ），单位是毫米（mm），常用诊断超声的波长为0.15～0.6mm
声波在介质中传播，单位时间内所传播的距离，称为声速（c），单位是米/秒（m/s）。

频率、波长和声速可用下式表示
ｆ＝ｃ／λ

石英晶体或压电陶瓷材料，在其不受外力时，不带电。而在其两端施加一个压力（或拉力）时，材料受压缩（或拉伸），两个电极面上产生电荷，这种现象称为正压电效应。材料的压电效应是可逆的，即给压电材料两端施加交变电场时，材料便会出现与交
变电场频率相同的机械振动，这种现象称为逆压电效应
正压电效应声束
具有方向性的成束声波，即根据声的指向性，集中在某方向发射的声波束。

声场、近场、远场
声场分为两段：
近声源声束比较平行，可以圆柱体模拟，此段称为近场；
远离声源段声束开始扩散、其束宽随距离增大而不断增宽，可用一个去顶的圆锥体模拟，此段称为远场。
近场长度（Ｌ），可按下式计算：
Ｌ＝ｒ2／λ＝（Ｄ／２）2×（ｆ／ｃ）
上式中，ｒ为换能器半径
超声所能分辨出两界面间最短距离的能力。可分纵向分辨力和横向分辨力两种。纵向分辨力（又称轴向分
辨力、距离分辨力或深度分辨力），指的是辨别位于声束轴线上两个物体之间的距离的能力。一般的Ｂ超显像仪，其纵向分辨力可达1mm左右。纵向分辨力横向分辨力（又称侧向分辨力、方位分辨力或水平分辨力），指的是辨别处于与声束轴线垂直的平面上两个物体的能力。它用声束恰好能够分辨的两个物体的距离来量度。横向分辨力由晶片的形状、发射频率、聚焦及离换能器的距离等因素决定。现代Ｂ超显像仪，其横向分辨力可优于2mm。
横向分辨力反射透射

一部分能量穿过界面进入第二种介质并继续向前传播，称为透射。
折射

穿过大界面的透射声束，当两种介质的声速不同时，就会偏离入射声束的方向而传播，这种现象称为折射。
散射
超声波在介质中传播，如果介质中含有大量杂乱的微小粒子超声波激励这些小粒子成为新的波源，再向四周发射超声波，这一现象称为散射。
绕射

超声波在介质中传播，如遇到的物体其直径小于λ/2时，则绕过物体继续向前传播，这种现象称为绕射（也称衍射）。超声在介质中传播时，介质质点沿其平衡位置来回振动，由于介质质点之间的弹性摩擦使一部分声能变成热能，这就叫粘滞吸收。通过介质的热传导，把一部分热能向空中辐射，这就是热传导吸收。
超声波在介质中传播，声能随传播距离的增加而减小，这种现象称为超声的衰减。衰减指的是总声能的损失当声源与接收器之间存在着对向运动时，接收器收到的声波频率发生改变,这一现象称为多普勒效应。接收频率和发射频率之差称为频移（fd），可用下式表示：
fd=2Vcosθ／λ
式中V为运动物体的速度，λ为声波波长,θ为声束入射方向与物体运动方向间的夹角
超声在人体的表现用声波照射透声物体，以获得该物体及其内部结构断面图像的一种成像技术声窗
即超声窗或透声窗。在一不易透声的环境中，
有一处具有介质，超声可通过该介质到达深部，
该处称为声窗。
即多普勒频谱。它以谱图的形式显示回声
源（红细胞）的速度和方向。在频谱图中，零
基线将图分为上、下两个部分，分别代表血流
的正、负方向。纵坐标为差频值（KHz）或流
速值（cm/s），横坐标为时间值。在红细胞以
相同速度运动时，呈狭谱（速度范围窄）；在
红细胞以不同速度运动时呈宽谱（速度范围宽）旁瓣
由超声探头各阵元边缘所产生的，不在超声
主声束方向内的外加声束。侧壁声影
又称边缘声影或边缘折射声影。在圆形病灶中，如第二介质声速大于第一介质，或第二介质声速虽小于第一介质，但其周围有一薄层纤维包膜，而它的声速大于第一介质。此时，入射声束发生折射或全反射，造成其侧壁或边缘下方组织无声束照射而产生声影。囊性病灶的侧壁声影多内收，而实性包块多扩展。声源停止后，声波的多次反射或散射使回声延续的现象在超声场内，将声束中的超声能量会聚成一点的方法称为
聚焦。它有利于减小声束，提高横向分辨力，又可分为几
何（机械）聚焦和电子聚焦。动态聚焦又称取样频率。每秒内发射脉冲群的次数。超声诊断仪的脉冲重复频率范围为0.5～4KHz。距离选通又称距离分辨力。沿超声束的不同深度对某一区域的多普勒信号进行定位探测的能力。该区
域即取样容积。
增益
将超声波信号加以放大的方法称为增益。一般取对数放大，增益调节通过射频放大器的放大倍数实现，前提是必须有适当的输出能量。
时间增益控制
使接收系统的增益随时间而改变的方法，称时间增益控制。由于时间对应于声波的传播距离，因而又称距离增益控制。一般采取近场抑制，远场增强以使整个图像得以清晰逼真地显