超声诊断的物理基课件

1、超声诊断的物理基础一 超声波的概念1 超声是指频率超过人耳听觉范围（2020000Hz）的高频声波。即频率20000Hz的机械振动波。 超声属于声波范畴，它具有声波的共同物理性质，如：必须通过弹性介质进行传播；在液体、气体及人体软组织中的传播方式为纵波；具有反射、折射、衍射及散射等特点 ，在不同的介质中分别具有不同的声速和衰减。诊断常用的超声频率为210Hz二 基本物理量 超声有三个基本物理量，即：频率、波长 和声速，声速=频率波长。频率不同的声波在同一介质中传播速度基本相同，因此频率与波长呈反比：频率越高，波长越短，频率越低，波长越长。人体软组织的声速平均为1540m/s，在真空中的传播速度

2、？三 声场 发射超声在介质中传播时其能量所达到的空间，又称为声束，可分为近场和远场。 声场随探头的形状、阵元数、触发扫描方式、工作频率、聚焦设置等有很大的关系。 在平面上，发出声束的主力方向称为声轴，声束两侧的范围称为束宽。 声束由一个大的主瓣和一些小的旁瓣组成近场呈规则的圆柱形，由于旁瓣的相干作用，其声能分布很不均匀；远场扩散，呈喇叭形，但能量分布比较均匀超声波指向性的优劣判断指标包括近场长度和扩散角经聚焦后上述特点改观但仍然存在 2）入射声束与大界面倾斜时，回声发射减弱或消失，假设垂直时回声反射为100%，倾斜6度回声强度降低至10%；倾斜12度降至1%，倾斜大于20度几乎检测不到回声发射

3、，称为“回声失落”。3）反射系数：R= 两种介质存在声阻抗差，是界面反射的必要条件。小界面：指小于声波波长的界面 小界面没有角度依赖性：当超声遇到肝、脾、软组织的细胞及红细胞时，声波会发生散射，只有少部分朝向探头的微弱散射信号才能被检测到。2 衰减特性 声波在介质中传播过程中，声能随距离增加减弱，称为衰减。1）衰减与传播距离和频率有关，频率越高，衰减越明显。2）衰减的主要原因：吸收、散射、声束扩散等3）蛋白质成分是人体组织声衰减的主要因素。不含蛋白质的水，可视为无衰减。3 超声的分辨力 指超声在人体软组织中传播时，显示器上能够区分声束中两个细小目标的能力或最小距离，超声分辨力受多种因素的影响。

4、空间分辨力分为3类：1）轴向（纵向）分辨力：指沿声束轴线方向的分辨能力。频率愈高，波长越短，轴向分辨力愈好。理论上，轴向分辨力为1/2波长，实际分辨力为理论值的58倍2）横向分辨力：指与声束轴线垂直的平面上，在探头短轴方向的分辨力 与探头厚度上声束宽度和曲面的聚焦性能有关3）侧向分辨力：指与声束轴线垂直的平面上，在探头长轴方向上的分辨力 与线阵、凸阵探头长轴方向扫描声束的宽度有关利用运动红细胞对入射超声产生的频移或差频，可以进行血流信号的检测。检测方法有两种，即多普勒频谱图和彩色多普勒血流图。红迎蓝离： 探头以一定的角度（角度必须经仪器校正）发射超声波，探头与运动的红细胞作相对运动，红细胞向着探头运动时探头接收频率增加，背离探头运动时接收频率降低，彩色多普勒以红色和蓝色反映血流的方向，红色指朝向探头的方向，蓝色指远离探头的方向5 超声的生物学效应1）热效应：由于组织的黏滞吸收效应可使部分超声能量转换为热能，导致局部温度升高2）空化效应：在强功率超声照射下，局部组织产生压力增大、降低的交替变换，使“液体”断裂引起气体微泡的形成。3）诊断用超声对细胞畸变、染色体、组织器官的影响均在实验研究中4）高强聚焦超声（high intensity focused ultrasoun