[临床医学]新超声成像原理

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1、1超声成像原理（二）云南医学高等专科学校医学影像系孙静2021/7/201定义：声源与接收器在连续介质中存在着相对运动时声波频率将发生改变。多普勒效应(Dopplereffect)超声的物理基础二、超声传播特性2P1632021/7/202超声传播特性超声的物理基础多普勒效应(Dopplereffect)在声源与观察者作相对运动时，声波密集，频率增高；在背向运动时声波疏散，频率减低，这种引起声波频率变化的现象为多普勒效应。32021/7/203超声传播特性超声的物理基础换能器发出一定频率超声波，遇到活动的大界面或小界面，反射或散射

2、回声的频率发生改变，反射回声与入射回声之差称为频移。在超声医学诊断中，超声多普勒技术可用于检测心血管内的血流方向、流速和湍流程度等。42021/7/204七、多普勒效应（一）定义：当振源（声源）与接受器之间出现相对运动时，接到的振动（声波）频率与振源（声源）的发射频率有一定差异，这种现象称为多普勒效应。其变化的频差称频移，如界面朝向探头运动，频率升高；若界面背离探头运动，则频率减低；界面运动越快，频移数值越大。心壁、血管壁、瓣膜等的运动和血液流动均可引起多普勒效应。2021/7/205多普勒效应：声源与接收器之间有相对运动接收到的

3、频率有改变（频移）探头探头探头向探头运动背离探头声源界面静止2021/7/206（二）、人体内的多普勒效应P189产生条件：超声进入人体后，只要遇到运动界面即产生多普勒效应。（一）层流（朝向探头-红，背离探头-蓝）（二）湍流：(正向-黄红+绿，负向-青蓝+绿)（三）射流：层流湍流血管狭窄绿色：代表流速快且紊乱的血流射流探头探头2021/7/207红+绿=黄蓝+绿=青红+蓝=品红如湍流血流方向朝向探头，红色+绿色将产生黄色，出现以红色为主五色相间的血流图象；如湍流血流方向背向探头，监色+绿色将产生青色，出现以监色为主五色相间的血流图

4、象；2021/7/208------如湍流血流方向朝向探头（如分流束），红色+绿色将产生黄色，出现以红色为主五色相间的血流图象（舒张期：二狭、三狭，）；-----如湍流血流方向背向探头（返流束），监色+绿色将产生青色，出现以监色为主五色相间的血流图象（收缩期：主狭、肺狭）正常情况过二尖瓣或三尖瓣为红色血流，过主动脉瓣或肺动脉瓣为蓝色血流2021/7/209超声原理彩色多普勒(colordoppler)彩色编码技术是由红、蓝、绿三种基本颜色组成，当频移为正时，以红色来表示，而兰色则表示负的频移。在显示屏上以不同彩色显示不同的血流方向

5、和流速。P18910图像特征2021/7/2010对某些非对称结晶材料（如石英）进行一定方向的加压或拉伸时，表面的两侧将会出现符号相反的电荷，这种现象称为压电效应。具有此性质的材料称为压电材料，分为压电晶体、极化陶瓷、高分子聚合物和复合材料等。一、换能器的原理----压电效应P169超声仪器探头原理112021/7/2011正压电效应结晶在其两个受力界面上引起内部正负电荷中心相对位移，在两个界面产生等量异号电荷。定义：由外力作用引起材料表面产生电荷，形成电场，称为正压电效应。探头原理超声仪器12压力---变形---产生电场(变形—

6、电场)2021/7/2012逆压电效应定义：在材料两端施加一个电压时，，晶体将产生几何变形，称为逆压电效应。在晶体表面施加电场，可引起晶体内部正负电荷中心发生位移，这一极化位移导致了晶体的几何形变。探头原理超声仪器13(电场—变形)2021/7/2013原理：对压电晶体施以一交变电场由于逆压电效应，晶片即可发生机械性的压缩与扩张，推动周围介质，使之振动，发出相应频率的声波。当交变电场的频率大于2万赫时，压电晶片即可产生超声波。超声检查时，探头发出的超声波在人体组织中传播，遇到声阻抗不同的组织构成的界面时，产生反射，反射回声到达探头

7、后，沿电压轴方向对晶片施以一定的压力，由于正压电效应，使晶片两侧产生相反电荷，这种高频微弱电信号经主机接收并予以放大处理，以不同方式显示于示波屏上，即形成代表界面回声的不同类型的超声。探头原理超声仪器2021/7/2014超声换能器(ultrasoundtransducer)利用逆压电效应将电能转换成超声能发射超声，利用正压电效应将超声能量转换成电能接收超声。定义：是将电能转换成超声能，同时将也可将超声能转换成电能的一种器件。探头原理超声仪器2006年6月5日星期一152021/7/2015超声场特性P1711、声轴2、声束

8、3、束宽4、近场及特性5、远场及特性2021/7/2016附：声场与方向性由于超声的能量大，穿透力强，成束状向前传播，这就是超声波的束射性（或方向性）。从声源发出的超声波最近的一段声束几乎平行，这段区域为近场区。远离此区后，声束向前稍有扩散，为远