声波及超声诊断仪v5

声波及超声诊断仪

sonicwavesandultrasonicdiagnosticapparatus1简谐运动机械波判断方法运动方程特征量振动能量振动合成阻尼与共振波动方程波的能量波的干涉驻波多普勒效应惠更斯原理复习2声波超声波声压声强级响度级特点物理特性基本原理声阻声强诊断原理检查方法知识结构3超声成像仪

ultrasonicimagingdevice4声波及超声诊断仪一、声波的性质二、人的听觉范围三、超声波的性质四、超声成像的检查方法五、总结5一、声波的性质

propertiesofsoundwave1、超声和次声2、声压和声阻3、声强4、反射和折射6超声和次声

在连续介质中传播的弹性波，若其频率f在20

2

104Hz之间，则能使人产生声音的感觉，这种波称为声波(soundwave)；

若其频率在10

4

20Hz之间，则这种波称为次声波(infrasonicwave)；若其频率在2

104

5

108Hz之间，则这种波称为超声波(supersonicwave)。

7人能听到声音的频率为20Hz～20000Hz，其中最敏感的频率2000Hz～3000Hz。老年人的听觉随着年龄而衰退，能听到的频率约为50Hz～12000Hz。人对声音频率的反应8声压soundpressure在媒质中，有声波传播时的压强与无声波传播时的静压强的差值为声压，以P表示：声压幅有效声压9声阻acousticimpedance在同一声压下，质点振动速度v与ρc成反比。将此式与欧姆定律相比较，声压与电压对应，振动速度与电流对应，则ρc与电阻对应，称为声阻抗Z10声强soundintensity定义：是单位时间内通过垂直声波传播方向的单位面积上的能量。

11声压、声阻、声强声压P电压U声阻Z电阻R声强I功率P振动速度v电流I有效声压PC有效电压UC12反射和折射

reflection&transmission在声波的传播过程中，当遇到两种不同媒质的界面时，要发生发射、折射，他们遵守反射、折射定律。incidence--reflectionincidence--transmission13

折射系数反射系数反射和折射

reflection&transmission对于垂直入射的情况，有理论证明：

阻抗差值越大，反射越强；声阻抗相近时，透射强，反射弱。

人体各部分声阻抗是不同的，导致超声波入射到各组织界面反射时的反射量不同，成为超声诊断的物理基础。14二、人耳的听觉范围

humanear'shearingrange人耳的灵敏度对于每一个频率都有一个最小声强，低于它的声音人耳就听不见了，这个最小声强称为听阈(thresholdofhearing)；

同时，还有一个最大声强，高于它的声音会使人耳感到不适或痛苦，这个最大声强称为痛阈(thresholdoffeeling)。15声强与声强级

soundintensity&intensitylevel

人耳对声音的感觉，近似地与声强的对数成正比，常用声强级L来表示：

16声强增加10倍，声强级增加多少？声强增加1倍，声强级增加多少？170-50分贝：舒适，细语声；50-90分贝：妨碍睡眠、难过、焦虑；90-130分贝：耳朵发痒、耳朵疼痛；130分贝以上：耳膜破裂、耳聋。

噪音对人体的危害是很大的，噪音量（分贝）对人体影响：18中国环境噪声容许范围：夜间（22时至次日6时）噪声不得超过30分贝，白天（6时至22时）不得超过40分贝。环境噪声基本标准19响度与响度级

loudness&loudnesslevel

声强、声强级是根据声波的能量来确定的，是客观物理量。响度是人耳对声音强弱的主观感受，不仅取决声强，也与声音的频率有关。

为比较声音响度的大小，提出了响度级的概念。以1000Hz声音的响度为标准，将其他频率声音的响度与其比较，只要它们响度相同，则有相同的响度级。响度级的单位是方(phon)。

把频率不同，响度级相同的各点连成的一条线，就构成了等响曲线。2021听阈

thresholdofhearing同一频率，声强越大，响度越大同一声强，频率不同，响度不同人耳对2000－3000Hz最敏感20Hz，20000Hz，听阈曲线，痛阈曲线组成人的听觉区域。1000Hz时，响度级等于声强级22超声成像ultrasonograghy,USG

定义：利用超声波的物理特性和人体组织器官的声学特性相互作用而产生的信息，经处理后形成图形和曲线，借此进行疾病诊断的一种物理检查方法。三、超声波的性质23超声的概念振动频率>20,000Hz的声波——超声波医用频率2.5—13MHz(常用2.5—5MHz)

24超声波的特点和优点USG特点：对软组织的分辨能力强信息的显示有多种方法USG优点：无损伤、无痛苦、无辐射实时、快捷、准确、方便25超声发展概况40年代探索阶段50年代

A型、M型超声仪70年代灰阶实时超声（B型）双功能超声仪（B型+频谱）80年代彩色多普勒超声仪（B型+彩色+频谱）90年代新技术（超声造影、谐波成像、超高频探头、三维超声等）26超声的三个基本物理参数频率(f):声波每秒振动次数，Hz。波长(λ):声波在一个振动周期内所通过的距离，mm声速(C):声波在介质中每秒传播的距离，m/sＣ=f×λλC（m/s）人体软组织声速平均为1540m/s27超声的物理特性⒈指向性⒉反射、折射、散射和绕射⒊吸收与衰减⒋分辨力与穿透力⒌多普勒效应28

近场远场DθD声源直径θ扩散角频率高，波长短，呈直线传播1.超声波的指向性29超声波的入射、反射和折射示意图大界面

折射波

入射波

反射波

302-1.超声波的反射和折射2-2.超声波的散射

遇界面远小于波长的微小粒子，超声波将产生散射，人体内的散射源为红细胞和脏器内的细微结构。312-3.超声波的绕射

目标大小约为1～2λ或稍小，超声波将绕过该靶目标继续前进，很少发生反射。32⒊超声波的吸收与衰减声衰减定义：是指声能随着传播距离而减弱的现象衰减量=频率×深度频率高，衰减重原因：吸收损耗、声束扩散、反射和折射33⒋超声波的分辨力与穿透力频率高，分辨好，穿透差频率低，分辨低，穿透强对应的临床应用：检测浅表器官，采用高频探头检测深部脏器，采用低频探头34血流信息获取

V=血流速度C=声速

cosθ=血流与探头间夹角血管VC探头θ⒌多普勒效应35超声波的发射与接收超声诊断仪由探头（换能器）和主机构成超声波的发射与接收均由换能器来完成发射：电讯号→换能器→超声波(逆效应)

接收：反射波→换能器→电信号(正效应)36逆压电效应示意图+++++++++++++++++

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++++++++++++++++++--+发射超声37正压电效应示意图+++++++++++++++++

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+++++++++++++++++正压负压接收超声38超声成像的基本原理声阻抗特性声衰减特性多普勒效应39人体组织的声学特征无回声（无反射型）—胆汁、尿液、血液低回声（少反射型）—肝、脾强回声（多反射型）—血管壁、结石极强回声（全反射型）—肺、胃肠道40回声类型肝胆汁胆囊壁41基本检查方法：A型、M型、B型、D型四、超声成像的检查方法42Ａ型（超声示波法）机理：以波幅变化反映回声情况特点：一维波形图，不直观用途：鉴别液、实性包块，测距目前临床不再使用43A型超声诊断仪

amplitudeultrasounddiagnosis回波强度探头深度（时间）一维成像，测量器官长度44Ｍ型（超声扫描法）机理：以单声束取样，获得活动界面回声，再以慢扫描方式展开特点：一维－时间运动曲线图用途：分析心脏和大血管的运动幅度45M型超声诊断仪

motionultrasounddiagnosis时间深度探头二维成像，显示器官运动轨迹46M型曲线图47Ｂ型（超声显象法）机理：不同的光点反映回声变化，用切面显示正常组织与异常组织特点：二维断面图像，灰阶/彩阶实时显示，直观用途：及其广泛

48B型超声诊断仪

brightnessultrasounddiagnosis探头时间深度二维成像，显示器官断层图像49肝脏B超心脏B超50D型（超声多普勒法）机理：利用Doppler原理对心血管内血流进行探测分析频谱多普勒（PW+CW）以频谱曲线显示，检测血流动力学参数

彩色多普勒血流显像（CDFI）

彩色编码实时显示血流方向、速度及血流性质51二尖瓣血流CDFI二尖瓣血流－PW52超声探头与扫查方式常规探头：扇型、线阵型、凸弧型专用探头：腔内探头（食管、直肠、阴道）术中探头穿刺探头53探头类型54超声扫查方式示意图线阵型扇型凸弧型55凸弧型探头扫查凸弧型B超切面56扇型探头扫查扇型探头B超切面57线阵型探头扫查线阵型B超切面58

图像记录和保存方式照片热敏打印记录录像磁光盘计算机工作站59超声检查方法体位：仰卧位、侧卧位、半卧位、站立位途径：体表、腔内、术中

(探头表面涂布耦合剂)60超声检查前准备根据检查部位的不同而不同⒈腹腔脏器：空腹⒉盆腔脏器：膀胱充盈⒊心脏：忌服影响心肌收缩力的药物⒋表浅器官及外周血管：无须特殊准备61