《超聲基礎(chǔ)》PPT課件

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1、超聲基礎(chǔ)知識承德縣醫(yī)院耿福軍超聲波的定義物體的機械振動是產(chǎn)生波的源泉波的頻率取決于物體的振動頻率。科學(xué)家們將每秒鐘振動的次數(shù)稱為聲音的頻率，它的單位是赫茲(Hz)。頻率范圍在20～20000Hz內(nèi)的波稱為可聽聲波頻率范圍在20Hz內(nèi)的波稱為次聲波頻率范圍在2×104～108Hz的波稱為超聲波頻率范圍在108～1012Hz的波稱為特超聲波。次聲波、可聽聲波、超聲波、特超聲波統(tǒng)稱聲波?？梢?，整個聲波頻譜是比較寬的，其中只有可聽聲波才能為人耳所聽到，而次聲、超聲、特超聲雖然屬于聲波卻不能為人耳所察覺。在自然界存在著多種多樣的超聲波，如某些昆蟲和哺乳動物就能發(fā)出超聲波、又如風(fēng)聲、海浪聲、噴氣飛機的噪

2、聲中都含有超聲波成分。超聲波的特性超聲波和可聽聲波一樣也是一種機械波,它是由介質(zhì)中的質(zhì)點受到機械力的作用而發(fā)生周期性振動產(chǎn)生的。依據(jù)質(zhì)點振動方向與波的傳播方向的關(guān)系超聲波亦有縱波和橫波之分。由超聲診斷儀所發(fā)射的超聲波在人體組織中是以縱波的方式傳播的。（因為人體軟組織基本無切變彈性橫波在人體組織中不能傳播。）超聲波具有聲波的共同物理性質(zhì)，必須通過彈性介質(zhì)進行傳播，在氣體、液體、人體軟組織中傳播方式為縱波，具有反射、折射、散射、衍射、繞射的特性，不同的介質(zhì)中具有不同的聲速和不同的衰減等。超聲波的特點：⑴、超聲波在傳播時，方向性強，能量易于集中；⑵、超聲波能在各種不同媒質(zhì)中傳播，且可傳播足夠遠的距

3、離；⑶、超聲與傳聲媒質(zhì)的相互作用適中，易于攜帶有關(guān)傳聲媒質(zhì)狀態(tài)的信息（診斷），或?qū)髀暶劫|(zhì)產(chǎn)生效應(yīng)。（治療）超聲波的用途很多動物都用超聲進行交流、導(dǎo)航及追捕它們的獵物。人類用于測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有很多的應(yīng)用。一、工程學(xué)方面：水下定位與通訊、地下資源勘查等，如海底的深度和探索魚群、暗礁、潛水艇等。（聲吶）二、生物學(xué)方面：剪切大分子、生物工程及處理種子等，如檢測金屬內(nèi)部的氣泡、傷痕、裂隙等缺陷。。三、診斷學(xué)方面的應(yīng)用：A型、B型、M型、D型、雙功及彩超等。四治療學(xué)方面的應(yīng)用：理療、治癌、外科、體外碎石、牙科等。（霧化吸入、空氣加濕器）超聲對人體軟

4、組織、臟器（如膀胱、膽囊）內(nèi)液體，有良好的分辨率，有利于診斷及鑒別微小病變。因此，超聲不僅能用于心臟、腹腔等臟器，同時，對淺表器官及組織也能進行診斷，而且效果良好。超聲波的基本物理量超聲波具有三個基本物理量：三者間關(guān)系可用下列公式表示：c=f·λ。1、頻率（f）單位時間內(nèi)質(zhì)點振動的次數(shù)，一般以每秒振動次數(shù)表示，以Hz為單位，每秒振動工次為1Hz。2、聲速（c）單位時間波動傳播的距離，常用單位為ms。不同介質(zhì)中聲速有很多差別，人體軟組織平均聲速為：1540ms，或近似于是1500ms。與水的聲速相近；骨骼的聲速最高，相當(dāng)于軟組織平均聲速的2倍以上。3、波長（λ）聲波傳播過程中相鄰的兩個期中，對

5、應(yīng)點的距離或相鄰的兩個波峰或波谷間的距離，常用單位為mm。頻率不同的聲波在同一介質(zhì)中傳播的聲速基本相同，因此超聲波的波長（λ）與頻率（f）成反比------頻率愈高波長愈短。兩種物質(zhì)的聲阻抗差≥1‰，即有聲學(xué)界面，即產(chǎn)生反射，阻抗差大，反射強，回聲強，阻抗差小，反射少，回聲弱?？諝馀c人體軟組織間特性阻抗差異較大，當(dāng)超聲在人體中傳播遇到空氣（含氣臟器和組織）反射強烈，回波幅度很大。再者，折射聲波能量減少，在顯示器上也很難看到空氣（含氣臟器和組織）后方的組織。超聲耦合劑的特性阻抗接近于人體軟組織的特性阻抗，它與探頭壓電材料間可達到阻抗匹配，它的作用在于排除空氣，用作探頭與人體表皮之間的透聲媒質(zhì)，

6、增加透聲性?，F(xiàn)代超聲診斷儀正是利用大界面反射原理，能夠清楚顯示體表和內(nèi)部的表面和輪廓；還利用無數(shù)小界面后散射的原理，清楚顯示人體表層，以至于內(nèi)部器官、組織復(fù)雜而細微的結(jié)構(gòu)。聲場超聲場：超聲在介質(zhì)中傳播時其能量所達到的空間；簡稱聲場，又稱聲束。聲束的影響因素：探頭的形狀、大?。魂囋獢?shù)及其排列；工作頻率（超聲的波長）；有無聚焦及聚焦的方式；吸收衰減；反射、折射和散射等。聲束由一個大的主瓣和一些小的旁瓣組成。超聲的成像主要依靠探頭發(fā)射高度指向性的主瓣并接收回聲；旁瓣的反向總有偏差，容易產(chǎn)生偽像。聲場可分為近場和遠場兩部分（1）近場聲束集中，呈圓柱狀；直徑――探頭直徑（較粗）；（橫斷面聲能分布不均勻

7、）長度――超聲頻率和探頭半徑。公式：L＝（2r·f）／cL為近場長度，r為振動源半徑，f為頻率，c為聲速（2）遠場聲束擴散，呈喇叭狀；聲束擴散角越小，指向性越好。（橫斷面聲能分布較均勻）聲束兩側(cè)擴散的角度為擴散角（2θ）；半擴散角（θ）。超聲波指向性優(yōu)劣指標是近場長度和擴散角。影像因素：增加超聲頻率；――近場變短、擴散角變??；增加探頭孔徑（直徑）――但橫向分辨率下降。采用聚焦技術(shù)――方法：固定式聲透鏡聚焦；電