超声波原理(医疗超声基础)

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1、深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司超声影像发展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）常见超声成像模式A型：信号显示为振幅高低不同的波型M型：以灰阶亮度显示界面回声的强弱，同时在时间轴上展开以显示这些光点的运动轨迹，反映一维（线）上组织结构和运动信息B型：显示辉度不同的点状回声，而组成图象D型：多普勒成像，彩色血流成像A型超声示意图距离振幅A型超声实例A＝amplitudeＭ型（超声扫描法）机理：以单声束

2、取样，获得活动界面回声特点：一维－时间运动曲线图用途：分析心脏和大血管的运动幅度M型曲线图Ｂ型超声显象机理：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，实时显示，直观彩色多普勒血流机理：多普勒原理，在二维图像基础上叠加彩色血流的信息。特点：可以检测血流、脏器血液灌注、鉴别诊断等应用范围：消化系统，心血管系统，妇产科，外科学，眼科学，神经学，泌尿科，皮肤病学……优势：应用广泛，无创伤，操作简便，费用低，实时显像……什么是超声波超声波是声波，一种机械波超声的频率、声速和波长：c=f·λ频率超出了人耳听觉的上限20，00

3、0Hz医用频率1—20MHz(常用2.5—5MHz)人体软组织平均声速为：1540m/spressuretimePeriod声波的传播声音与听觉超声的物理特性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/s频率越高，周期越短频率越高，波长越短。超声波的反射和折射反射1.声阻抗(z)=介质密度(ρ)×声速(c)△

4、Z＞0.1%即可产生反射2.声阻抗差大，反射强折射两种介质内声速不同可产生折射现象结果：导致入射声束的偏转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、胃肠道回声类型肝胆汁胆囊壁超声波的散射遇界面远小于波长的微小粒子或者粗糙的界面，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。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。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

5、频率高，衰减重原因：吸收损耗、声束扩散、反射和折射人体组织器官的声阻抗组织器官密度g/cm3声速m/s声阻抗（×105瑞利）大脑1.03815401.588脂肪0.95514761.410软组织1.01615001.590肌肉1.07415681.648肝脏1.05015701.648血液1.05515701.656颅骨1.65833605.570肺及肠腔气体0.001293320.000428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，采用低频探头多普勒效应声源与

6、接收体之间的相对运动引起声波频率发生改变的现象，频率的变化称为频移fdfd=f`-f0=Vcosθf0/cf0为入射超声频率f`为回声频率V为物体的运动速度C为声速cosθ为运动方向与声束方向间的夹角超声诊断仪组成探头-超声换能器基本电路部分：通常由主控电路、发射电路、高频信号放大电路、视频信号放大和扫描发生器组成显示部分用户控制部分探头-超声换能器超声诊断仪的探头里安装着具有压电效应性质的晶体片。能将电能转变为声能，又能将声能转变为电能。医用超声诊断仪探头有多种形式，基本结构一致。根据需要功能不同，超声频率，外形不同常用探头超声扫查方式示意

7、图线阵型扇型凸弧型主机逆压电效应示意图+++++++++++++++++--------------------------++++++++++++++++++--+发射超声正压电效应示意图+++++++++++++++++--------------------------+++++++++++++++++正压负压接收超声Contrast,resolution,SNRContrastAbilityofdistinguishanobjectfrombackground(DI/I)ResolutionThesmalldistancebetwee

8、ntwopointsthatcanbeimagedSignaltonoiseratio(SNR)S/sI,(S=measuredsignals=noisestand