最新超声物理基础ppt课件.ppt

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1、超声物理基础超声医学(Ultrasonicmedicine)是声学、医学和电子工程技术相结合的一门学科，是研究超声对人体的作用和反作用规律并加以利用，达到诊断、保健和治疗等目的的学科。包括超声诊断学、超声治疗学和生物医学超声工程。超声诊断学(Ultrasounddiagnostics)研究和应用超声的物理物性，以某种方式扫查人体、诊断疾病的科学称为超声诊断学超声检查（ultrasonicexamination）指运用超声波原理，对人体软组织的物理特性、形态结构与某些功能状态作出判断的非创伤性检查方法超声诊断发展史40年代－－A超50年代－－M超、B

2、超50年代末－Doppler超声60年代－－实时成像B超80年代－－彩超90年代－－三维、CDE、DTI、腔内超声、超声造影、介入超声、超声组织定征超声应用领域：几乎全身头颅：经颅多普勒TCD心脏大血管及外周血管腹部脏器妇产科浅表组织及腺体肌肉关节超声治疗：超声引导介入治疗、超声刀、体外碎石超声无法应用领域：肺含气肠管骨骼按质点振动方向和波传播方向的关系分类：1.横波质点振动方向垂直于波的传播方向的波。2.纵波质点振动方向平行于波的传播方向的波。性质可分为两大类：超声的三个参数(三个物理量)：超声波产生的基本条件：①振源；②介质。频率（f）：单位时

3、间内质点振动的次数，每秒振动1次为1Hz。声速（c）：单位时间波动传播的距离，常用单位为m/s。波长（λ）：波动传播过程中相邻的两个周期中，相邻的两个波峰或波谷间的距离。声速（c）＝频率（f）×波长（λ）周期（T）：声波传播一个波长距离所需的时间称周期，用T表示。等于声波中质点在平衡位置往返振动一次所需的时间。不同介质中声的传播速度不同，人体软组织平均声速为：1540m/s，或近似于是1500m/s。超声的发生和接收的原理超声的发生－－逆压电效应超声诊断仪的探头里安装着具有压电效应性质的晶体片，由主机发生高频交电场，电场方向与晶体压电轴方法一致，压

4、电晶片沿一定方向发生压缩和拉伸，当交变电流在20，000Hz以上时即产生超声，这种现象为逆压电交应。超声的接收－－正压电效应当有回声时，作用致电晶体片上，则晶体片上，则晶体片产生电荷，这种现为正压电效应。逆压电效应正压电效应是超声的束射性超声的能量高度集中，在一个较小的立体角内成束状前传达室播，即超声波的束射性（声束）。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，为远场区。扩散的声束与平行声束间的夹角叫做扩散角（θ）超声传播绕射－声波在传播过程中，如遇到直径与波长相近的障碍时，其声波会绕过障碍物而继续传

5、播为绕射。散射－如果界面的尺寸远小于波长的物体时，发生散射现象。反射－当声波从一种介质向另一种介质传播时，如果两者的声阻抗不同，就会在其分界面上产生反射，使一部分能量返回第一种介质。折射－另一部分能量，穿过界面进入第二种介质，继续向前传播，方向发生改变，称折射。①反射定律:θi＝θr与光学定律同，②折射定律：因声、光同为波1.传播的几何特性θiθrθt入射波反射波折射波介质１，c1，Z1介质２，c２，Z２界面t超声的吸收和衰减超声在介质的传播过程中，将随着传播距离的增加而减小，这种现象为超声的衰减。衰减的原因：超声在其传播过程中由于反射、散射、声束

6、的扩散、组织对超声能量的吸收（介质的吸收将声能转化为热能，超声能量减少。包括：粘滞吸收：介质质点运动时相互摩擦；弛豫吸收：介质的传导造成热能辐射。）。衰减的强弱通常用衰减系数来表示，其单位dB/cm，即经过1cm距离超声能量减小的分贝数。不同的介质不不同的衰减系数。不同频率的超声波，介质对它的衰减也不相同。人体软组织的衰减系数与频率成正比。所以频率低的超声波其穿透力要强一些，反之，穿透力弱些。声压和声强声压：单位面积上介质受到的声波压力称声压，用P表示。是由声波引起的介质中压强，是介质静压强的一个增量。随着声波在介质中的传播，该压强随时间和位置而变

7、化。强度：单位时间内通过垂直于传播方向上单位面积的超声能量称为超声强度。简称声强，用I表示。声阻抗声阻抗是表示介质声学特性的一个重要物理量。声阻抗（Z）等于介质的密度（P）和声速（C）的乘积，声Z=P×C，当P的单位是g/cm2，声阻抗的单位是瑞利(g/cm3·s)。Z只与介质本身声学特性有关，又称特性阻抗。人体正常组织的声阻抗骨骼最大，气体最低。声像图中各种回声显像均主要由于声阻抗差别造成。人体不同组织声阻抗值超声的分辨力超声的分辨力是指超声诊断仪能够区分两个细小目标的能力。分为轴向、侧向和横向三种分辨力。轴向分辨力－是指在超声束轴线上，能分辨两

8、点间的最小纵深距离。侧向分辨力－是指垂直于超声束轴线平面上与线阵探头长轴方向一致的轴线上，能分辨相邻两点（两个病灶）间的最