超声波传播途径和测量原理

超声诊断指南一、超声诊断的特点优点：1、无辐射；2、实时扫查（心脏检查）；3、多切面扫查；4、连续扫查；5、操作简便缺点：遇到气体或骨骼组织超声不易透入而不能检查，故颅内，肺内组织，肠腔等不易检查。

二、超声的物理学概念1、频率>20000Hz，纵波称超声波；2、超声波与光类似，在介质中以直线传播，有反射、折射、散射、绕射、吸收等特性。

两种介质声阻抗有差异时，超声波在传播中就产生反射界面，超声回声图像主要依据反射原理，折射见于侧方声影，散射见于脂肪肝、巨块型肿瘤后方。

3、多普勒效应：声源和接收体间发生相对运动而发生声源的频率发生改变（频移）称多普勒效应，运动对向接收体频率增高，背向接收体频率降低。

4、正压电效应--接收超声、负压电效应--发射超声。

5、超声波频率越高，其分辨率越好，但穿透力差，相反，频率越低，分辨力降低，穿透性好，所以目前临床上检查体表部位一般用7~10MHz，腹部器官一般3~5MHz，心脏一般2~4MHz。

三、超声波类型1、A型超声波--目前临床上基本上不用。

2、B型超声波--二维图像、切面图像，是M型、多普勒超声的基础。

3、M型超声--属一维超声，某一取样线上点运动随时间变化而描绘的曲线，主要用于心脏方面的测量。

4、多普勒超声：利用多普勒原理反映流动液体（主要是血流）的流动和流速、流量。

血液中的多普勒信号主要由红细胞产生。

1)彩色多普勒：一般流向探头为红色，背向探头为蓝色，高速血流为五彩血流。

2)脉冲多普勒(Pulsed wave Doppler，PW)：可测定血管中某点的血流情况，具有距离选通功能，反映高速血流不适合。

3)连续多普勒(Continue wave Doppler，CW)：适应于高速血流，对血流定量如二尖瓣狭窄、PDA、主瓣关闭不全等的最大返流速度或分流速度需CW测量。

4)能量多普勒(DPI)：能显示某一器官或组织中血液分布，可有或无方向性，无大小值显示。

四、超声基本图像和病变1、回声是一种组织与另一种组织由于声阻抗差异产生的反射界面使超声在传导过程中发生反射现象，根据程度不同分为：1）强回声：高于正常肝脾回声，结石、钙化和气体回声很高，往往伴(Ash)声影，另外也见于高于正常的软组织肿瘤。

不可不知的超声科普小知识，快来了解声学将声音分为次声、可听声和超声，20Hz以下的声波频率是次声波，20-20000Hz的声波频率时可听声音，所有正常人都可听到，而在声音超过20000Hz 后，正常人已经难以听到，这就是人们所谓的超声波。

超声因其本身的各项优势，多用于常规检查，以此来发现很多潜在的疾病、身体问题等，从而提前对其进行干预、治疗，保证健康，很多人因缺乏对超声的了解，会认为其对身体有所辐射，这完全是错误观念，超声属于“无辐射、无损伤、无痛苦”的“三无检查”，以下我们就来科普一下关于超声的各项小知识，希望能给朋友们带来一些帮助。

1.超声检查原理是什么？超声利用的是声波的反射原理，其与海豚、蝙蝠定位是一个道理，通过超声装置发射常人听不到的声波，在作用到人体对应组织后反射，再被超声接头接收，进行机器加工，形成可观察图像，图像在医生查看后给出对应的判断，得出“超声报告单”，如此检查人员能得出自身当前的检查结果。

2.超声检查包括哪些类型？超声检查主要包括以下数项：A超。

主要是借助波形来展示人体特定器官组织特征，测量的是器官经线并判断其大小，多用于眼科领域；B超。

这是最为常见的超声检查，以平面图形来展示人体组织基本情况；彩超，即彩色B超，以专用医学设备来探查机体内液体具体流动方向，若是流动方向朝向探头，显示器上显示红色，若是相反，代表液体流动方向原理探头，图像显示蓝色，需注意的是，“彩色”并非人体组织颜色，是设备添加的，故而又称“伪彩”；B超出了上述两种外，还有三维B超，将多个二维图形借助相应手段加工为立体图形，此外还包括四维B超，其以三维B超为基础，录制动画；M超。

即超声新动图检查，观察活动界面具体时间变化，多用来检查心脏区域活动情况；D超。

即超声频移诊断、多普勒超声，是记住多普勒原理来进行器官活动、血液流动检查的超声诊断方式。

3.超声检查有哪些方面的应用？超声检查应用方面主要包括以下多点：泌尿外科、肾内科，用于泌尿系结石、前列腺、膀胱、输尿管、肾脏等部位观察；眼科：主要用于测量眼轴、眼底、眼球、晶体状屈光度等情况；妇产科：主要用于检查女性子宫、胎儿、附件状况等，保障胎儿与孕妈妈健康，并就可能出现的问题提前干预；消化科：用于检查消化腺体、肠、胃等；内分泌科：用于检查甲状腺；心内科：主要用于颈动脉彩超、超声心动图检查等，查看颈部大动脉中有无粥样斑块及心脏大小、瓣膜疾病等。

信息科学与工程学院计算机辅助综合设计实习报告班级：通信12-2班姓名：覃模广组员：何**学号：**********指导老师：***时间：2015年1月1.超声波概述1.1超声波基本理论1.1.1超声波发展史人类直到第一次世界大战才学会利用超声波，这就是利用“声纳”的原理来探测水中目标及其状态，如潜艇的位置等。

40年代末期超声波治疗在欧美兴起，直到1949年召开的第一次国际医学超声波学术会议上，才有了超声治疗方面的论文交流，为超声治疗学的发展奠定了基础。

医学上最早利用超声波是在1942年，奥地利医生杜西克首次用超声波技术扫描脑部结构，以后到了60年代医生们开始将超声波应用于腹部器官的探测。

1956年第二届国际超声医学学术会议上已有许多论文发表，超声治疗进入了实用成熟阶段。

如今，超声波已广泛应用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等，在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。

1.1.2超声波的本质声波是声音的类别之一，属于机械波，是人们能感觉得到的纵波，频率大小范围为16Hz-20KHz。

当声波的频率小于16Hz时就称为次声波，大于20KHz则叫做超声波。

其中超声波是种波动形式，它能作为探测和负载信息的载体；超声波也是种能量形式，如果其强度超过一定程度时，它能与传播超声波媒质的相互作用，去影响，甚至破坏后者的状态，性质及结构（用作治疗）。

超声波的反射、折射、衍射、散射在媒质中等传播规律，和可听声波的传播规律没有本质区别。

但超声波波长短，达到厘米，甚至达到毫米。

1.1.3超声波的应用正因为超声波在物理化学方面的独特特性，因此，超声波在许多方面都有广泛的应用。

归结起来，超声波主要应用在以下几个方面：(1) 在检验方面的应用超声波的波长比一般声波要短，具有较好的方向性，而且能透过不透明物质，这一特性已被广泛用于超声波探伤、测厚、测距、遥控和超声成像技术。

而超声波的测距原理：采用了超声波在空气中的传播速度为已知条件，测量的声波在发射后碰到障碍物反射的回来的时间，用发射和接收的时间差确定出发射点至障碍物的实际测量距离。

超声波在临床上的应用超声波于上个世纪三十年代便已经被发现，于七十年代开始用于临床检查，其应用范围越来越广泛，在减少临床漏诊以及误诊率的同时提高了医院复诊率，超声波的出现为临床诊断以及治疗开辟了新的途径。

1.超声波概述超声波即声波频率于20KHz以上的声束，超声波于传播期间可呈现出折射、反射以及多普勒效应。

于介质内超声波传播时可能表现为声能衰减，超声波穿透实质性器官时表现出不同强度、不同形态的发射效果，此外还会受到人体组织器官生理、病理机制和解剖情况差异的影响，呈现出不同表现形式的超声波反射、折射和吸收衰减程度，为此超声诊断于临床应用期间的依据主要在于反射信号多少、强弱程度、分布规律，以此为依据判断病情状况。

2.超声波特性2.1吸收特性在介质内超声波传播时，传播距离和传播强度呈现为负相关关系，应用于同种物质穿透时超声波频率和吸收效果呈正相关关系。

2.2束射特性超声波波长类似于射线、光线，具有反射、折射、聚焦的可能性，束射特性遵循依据为集合光学定律。

2.3能量传递特性超声波于多个行业中被广泛应用，分析原因在于超声波和声波比较具有较强的功率，促使物质分子重新获得较大的能量。

2.4声压特性超声波在进入物体以后因振动现象促使物质分子产生稀疏以及压缩作用，物质在此过程中所承受的压力发生不同程度变化，因超声波能量巨大可能会造成物质分子产生较大声压。

2.5物理特性超声波于介质中传播时产生物理特性，主要表现为以下几方面：（1）超声场：超声于传播期间存在明显受到超声振动影响的区域，和超声波波长比较超声转换器的直径比较大，其发射的超声波能量集中表现为束状向前传播，换能器频率越高则直径越大，声波束的指向性则越好，能量也会越集中。

（2）衰减：超声传播于介质中，随着传播距离增加表现为声强逐步减弱，临床上将此现象称之为超声衰减。

超声波传播期间发生超声衰减的原因主要体现于介质对于超声产生吸收作用，随着超声频率升高增加介质吸收率。

超声波1.超声波简介声波是一种机械波。

声的发生是由于发声体的机械振动，引起周围弹性介质中质点的振动由近及远的传播，这就是声波。

人耳所能听闻的声波其频率在20～20000Hz之间，频率在20～20000Hz以外的声波不能引起声音的感觉。

频率超过20000Hz的叫做超声波，频率低于20Hz的叫做次声波。

超声波的频率可以高达911Hz，而次声波的频率可以低达9-8Hz。

2.超声波传感器一般超声波传感器运用压电效应原理。

（1）发生器：压电式超声波发生器是利用压电晶体的电致伸缩现象制成的。

常用的压电材料为石英晶体、压电陶瓷锆钛酸铅等。

在压电材料切片上施加交变电压，使它产生电致伸缩振动，而产生超声波。

（1）接收器：当超声波作用到压电晶体片上时，使晶片伸缩，则在晶片的两个界面上产生交变电荷。

这种电荷先被转换成电压，经过放大后送到测量电路，最后记录或显示出结果。

它的结构和超声波发生器基本相同，有时就用同一个超声波发生器兼做超声波接收器。

3.应用于弹性模量测量在各向同性的固体材料中，根据应力和应变满足的虎克定律，可以求得超声波传播的特征方程。

（当介质中质点振动方向与超声波的传播方向一致时，称为纵波；当介质中质点振动方向与超声波的传播方向垂直时，称为横波。

在气体介质中，声波只是纵波。

在固体介质内部，超声波可以按纵波或横波两种波型传播。

）对于同一种材料，其纵波波速和横波波速的大小一般不同，但它们都由弹性介质的密度、杨氏模量和泊松比等弹性参数决定。

相反，利用超声波速度可以测量材料有关的弹性常数。

（固体在外力作用下，其长度沿力的方向产生变形，变形时的应力与应变之比就定义为杨氏模量，一般用E表示。

固体在应力作用下，沿纵向有一正应变（伸长），沿横向就将有一个负应变（缩短），横向应变与纵向应变之比被定义为泊松比。

）4.超声波探伤对高频超声波，由于它的波长短，不易产生绕射，碰到杂质或分界面就会有明显的反射，而且方向性好，能成为射线而定向传播；在液体、固体中衰减小，穿透本领大。

超声波传播速度的测量实验总结嘿，朋友们！今天咱就来唠唠超声波传播速度的测量实验。

你说这超声波，看不见摸不着的，咋测量它的速度呢？这可难不倒咱聪明的实验者们。

咱就好比是在跟超声波玩一场捉迷藏的游戏。

首先得有合适的工具吧，就像你去抓迷藏得有双能跑的鞋一样。

那些个专业的仪器就是咱的秘密武器啦。

然后呢，设置好实验的场景，这就像是给游戏搭个舞台。

让超声波能在里面尽情地“奔跑”。

接着就开始实际操作啦。

你想想，这就像是你在努力追寻那个藏起来的小伙伴。

通过各种巧妙的方法，一点一点地去接近真相。

比如说，用一个发射器发出超声波，再在另一个地方用接收器接收。

这中间的时间差可就是关键啦！时间过得越久，是不是就说明超声波跑的路程越远呀？那咱就能算出它的速度啦。

哎呀，这多有意思啊！就好像你知道小伙伴从这个点跑到那个点用了多久，就能算出他跑的速度一样。

在这个实验过程中，可不能马虎哟！一点点的误差都可能让结果变得不准确。

这就好比你找小伙伴的时候，看错了方向或者听错了声音，那不就找不到啦。

而且哦，这个实验还得反复做几次呢，为啥呀？就像你投篮，多投几次才能更准嘛。

这样得到的结果才更可靠呢。

你说，咱生活中有多少神奇的东西等着我们去探索呀。

这超声波传播速度的测量实验，不就是一个很好的例子嘛。

通过这个实验，我们能更加了解这个看不见摸不着的世界。

这实验啊，就像是打开了一扇通往未知世界的门，让我们能看到那些平时注意不到的奇妙之处。

它让我们感受到科学的魅力和乐趣。

所以呀，大家可别小看了这些实验哦。

它们可是我们探索世界的重要途径呢。

让我们一起投入到这有趣的科学世界中吧，说不定还能发现更多的惊喜呢！。