超声医学物理基础医学

超声医学基础超声医学基础（一）超声医学是指利用超声波在人体内部进行的一种非侵入性的诊断技术。

它是一种基于物理的技术，利用超声波在人体内产生的回声信号来获取人体内部的图像。

因为它不会影响人体组织，因此非常安全，是现代医学中常用的一种影像技术。

超声波是一种机械波，与我们所熟悉的光学相比，它的波长更短。

超声波一般是在人体表面施加一个小的震动，震动通过人体内的组织传递，形成回声信号。

这些回声信号被传回到超声探头，然后被转换为图像，并显示在屏幕上。

超声医学技术非常安全，因为它不需要使用放射性物质和有害化学物质。

它可以在不影响人体组织的情况下提供清晰的图像，并帮助医生进行诊断。

超声医学广泛应用于多种疾病的诊断，例如内脏器官疾病、乳腺疾病、妊娠监测、心脏疾病等。

它非常适合进行儿科检查，因为它可以提供非常清晰的图像，可以帮助医生准确地诊断和治疗。

总之，超声医学是一种安全、无创、高效的影像技术，广泛应用于现代医学诊断和治疗。

超声医学基础（二）超声医学是一种基于声波物理原理的影像技术，利用声波的散射和吸收特性以及生物医学工程学上信号的处理，从而建立人体内部的显像图像。

超声波是机械波，其在常温下的速度为1540m/s，和我们所熟知的光学相比波长较短。

超声机由发射器、接收器、信号处理器和显示器组成。

发射器和接收器是同一个装置，称为超声探头。

超声探头在人体表面施加一个小的震动，震动通过人体内的组织传递，形成回声信号，这些回声信号被传回到超声探头，然后被转换为图像，并显示在屏幕上。

超声医学具有多种优点：首先，它是一种非侵入性的技术，不会对人体的健康造成伤害，和放射学的影像技术相比，更安全；其次，它可以直观地观察人体器官的形态和结构，为诊断和治疗提供了非常重要的信息；第三，超声医学具有良好的可重复性，因此在随访和监测方面具有很大的优势。

然而，超声医学也有一些局限性。

例如，它不能用于诊断肺部和骨骼疾病，也不能用于超重度肥胖患者。

其他主治系列-超声波医学【代码：346】-基础知识-超声诊断物理基础[单选题]1.以下属于小界面的是()。

A.心包膜与心包腔内薄层心包液体界面B.心外膜与心室肌层界面C.心室内膜（江南博哥）面（被肌小梁分成无数小孔）与心腔内血液界面D.乳头肌（细线状与瓣膜相连）与心腔血液界面E.血液中的红细胞正确答案：E参考解析：小界面是指小于声束波长的界面。

肝、脾等实质器官或软组织内的细胞、包括红细胞，都属于小界面范畴。

而人体许多器官如肝、脾、胆囊的包膜、心包膜、腹壁各层肌肉筋膜以及皮肤层等都是典型的大界面。

现代超声诊断仪正是利用大界面反射原理，能够清楚显示体表和内部器官的表面形态和轮廓；还利用无数小界面后散射的原理，清楚显示人体表层以至内部器官、组织复杂而且细微的结构。

[单选题]2.人体中不会产生多普勒效应的是()。

A.胎心B.瓣膜C.正常的心肌组织D.静止不动的肝组织E.血流正确答案：D[单选题]3.超声波归属于何种波？()A.光波B.电磁波C.机械波D.微波E.粒子波正确答案：C[单选题]4.超声波是由波源振动而产生，其最低振动频率不小于()。

A.3000次/秒B.5000次/秒C.15000次/秒D.18000次/秒E.20000次/秒正确答案：E[单选题]5.下列组织传播超声的速度最快的是()。

A.血液B.胆汁C.骨骼D.肌肉E.肝脏正确答案：C参考解析：人体软组织的声速平均为1540m/s，与水中的声速相近。

骨骼的声速最快，相当于软组织声速的2倍以上，约3360m/s。

[单选题]6.超声波在人体组织传播过程中的衰减与下列无关的是()。

A.运动目标使超声波产生频移B.声能转换成热能被吸收C.声束在传播中逐渐扩散D.超声波被不同声阻抗界面反射E.超声波被介质散射正确答案：A[单选题]7.关于声场的描述，不正确的是()。

A.近场声束集中，呈圆柱形B.近场横断面上的声能分布均匀C.远场声束扩散，呈喇叭形D.远场横断面上的声能分布比较均匀E.探头形状不同，声场范围有很大的不同正确答案：B[单选题]8.常用的超声诊断频率是()。

超声诊断的物理基础超声诊断是一种通过利用超声波在人体组织内的传播和反射特性，来获取人体结构和病变信息的无创检查方法。

超声波是一种机械波，具有高频率、短波长和强穿透力的特点，被广泛应用于临床医学领域。

超声波的物理特性为超声诊断提供了基础。

首先，超声波的频率决定了它在人体组织中的传播速度。

一般来说，超声波在软组织中的传播速度约为1540米/秒。

不同组织的声速略有差异，这也是超声诊断中可以区分不同组织结构的原因之一。

超声波的传播和反射特性使得超声诊断成为一种无创的检查方法。

超声波在人体组织中传播时，会遇到不同组织的界面，如肌肉和骨骼之间的交界处。

当超声波遇到这些界面时，会发生反射和折射，一部分能量被反射回来形成回波，另一部分能量继续传播。

通过接收回波信号，超声设备可以计算出声波从发射到接收的时间，从而确定声波传播的距离。

超声波的反射特性也使得超声诊断可以观察到人体内部的结构和病变。

不同组织对超声波的反射能力不同，这取决于组织的声阻抗差异。

声阻抗是指声波在穿过介质界面时遇到的阻力，它与介质的密度和声速有关。

当声波从一个组织进入另一个组织时，如果两者的声阻抗差异大，则会发生明显的反射。

这样，超声波就可以探测到组织的边界和病变部位。

超声波的频率也决定了它的穿透能力和分辨率。

低频超声波能够穿透较深的组织，但分辨率相对较低，无法清晰地显示细小结构。

高频超声波则能够提供更高的分辨率，但穿透能力相对较弱。

因此，在超声诊断中，医生需要根据不同情况选择适当的频率，以获得较好的图像质量。

超声波的多次反射和散射也会影响超声图像的质量。

当声波在组织中传播时，会受到散射和吸收的影响，导致声波的能量逐渐减弱。

这也是为什么超声波不能穿透骨骼和气体的原因，因为它们对超声波的传播具有较强的散射和吸收能力。

超声诊断是一种基于超声波的无创检查方法，其物理基础包括超声波的频率、传播速度、反射特性和穿透能力等。

通过利用超声波在人体组织内的传播和反射特性，超声诊断可以获取人体结构和病变信息，为临床医学提供重要的辅助诊断手段。

[医学类试卷]CDFI上岗证考试（超声物理基础）模拟试卷3 1 人体软组织中传播的波是（A）横波（B）电磁波（C）纵波（D）既有横波也有纵波（E）以上都不对2 以下介质中声速最慢的是（A）0℃水（B）空气（C）血液（D）肝脏（E）肌肉3 声波垂直入射到两层相邻的介质（A）两个介质特性阻抗差异越大，反射越弱（B）两个介质特性阻抗差异越大，反射越强（C）反射能量小于折射能量（D）反射能量与折射能量相同（E）以上都不对4 软组织中的声衰减量（A）随总增益增大而增大（B）随组织厚度而增加（C）随波长减小而增大（D）使用DSC时无关紧要（E）由TGC(STC)曲线的范围决定5 超声通过以下人体软组织可以引起不同程度的衰减，其中衰减程度最高的是（A）脂肪（B）肌肉（C）软骨、肌腱（D）正常肺（E）肝、脾、肾6 高频探头(7．5MHz)的特点是（A）穿透力好（B）横向分辨力高（C）侧向分辨力高（D）纵向分辨力高，但穿透力差（E）纵向分辨力低7 超声在介质中吸收导致（A）超声转换成热能（B）超声能量耗散转换成X射线（C）超声转换成可见光（D）超声能量耗散转换成γ射线（E）超声能量转换成光子束8 声像图的纵向分辨力与哪项有关（A）声阻抗（B）信号的频率（C）组织密度（D）声速的大小（E）以上都不对9 低频探头的特点是（A）波较长，穿透力较大（B）波较短，穿透力较大（C）波较短，穿透力较弱（D）波较长，穿透力较弱（E）较差的分辨力和较差的穿透力10 当障碍物的直径大于1／2λ时，将发生（A）折射（B）反射（C）衍射（D）不反射（E）不折射11 声像图中，表现为很强回声，其后方留有声影的是（A）皮肤（B）脂肪（C）纤维组织（D）结石（E）实质脏器12 鉴于超声的生物效应，超声剂量(声强)规定为（A）I SPTA＜100 mW／cm2（B）I SPTA＜100 W／cm2（C）I SPTA＜20 mW／cm2（D）I SPTA＜20 W／cm2（E）越大越好13 关于横向分辨力，以下正确的是（A）取决于多普勒频移（B）不能在远场测量（C）提高探头频率（D）取决于声束直径（E）以上都不对14 当介质的粒子运动平行于声波传播方向时的发射波称为（A）纵波（B）横波（C）表面波（D）切变波（E）X线15 描述声传播、波长和频率关系的公式为（A）ν=fλ（B）Z=pc（C）波长=2(频率×速度)（D）波长=(频率×速度)（E）以上都不对16 两种材料界面上的反射因子大小主要取决于声波穿过界面时的什么变化（A）声阻抗（B）声速（C）密度（D）探头频率（E）与上述各项无关17 下列哪种物质中声速最高（A）软组织（B）水（C）空气（D）骨骼（E）血液18 声频在20000Hz以上称之为（A）次声（B）可闻声（C）超声（D）X线（E）多普勒频移19 5MHz表示（A）每秒振动50万次（B）每秒振动5000万次（C）每秒振动50次（D）每秒振动500万次（E）每秒振动50次20 纵向分辨力为（A）区分平行于超声束的两个物体的能力（B）区分垂直于超声束的两个物体的能力（C）与深度分辨力相同（D）与横向分辨力相同（E）A和C21 若频率减小，波长将（A）减小（B）增大（C）减少为1／10（D）增大10倍（E）不变22 纵向分辨力是指前后两点间可分辨的最小距离，其理论计算值应是（A）1／4λ(λ是波长)（B）1／3λ（C）1／2λ（D）λ=1（E）λ>123 关于波长与频率的关系，哪些是正确的（A）波长与频率成反比（B）频率越高，波长越短（C）频率越低，波长越长（D）频率越高，纵向分辨率越好（E）波长与频率成正比24 在保证获取必要的诊断资料前提下，采取的正确措施是（A）尽可能采用最小辐射强度（B）用最短辐照时间（C）辐照时间长短无所谓（D）早孕胚胎最好不做或少做超声检查（E）对3个月以上胎儿检查应控制在3～5分钟内25 在细胞和组织中，超声能量发生变化的主要机制包括（A）振动和辐射（B）吸收和反射（C）热和空化效应（D）直接和间接（E）反射和折射。

物理基础第一节声波的定义及分类一、定义物体的机械性振动在具有质点和弹性的媒介中的传播现象称为波动，而引起听觉器官有声音感觉的波动则称为声波。

根据声波的传导方向与介质的的振动方向的关系，声波有纵波和横波之分。

二、横波所谓横波是指介质中的质点都垂直于传播方向运动的波。

人体的骨骼中，不但传播纵波，还传播横波。

三、纵波即介质中质点沿传播方向运动的波。

在纵波通过的区域内，介质各点发生周期性的疏密变化，因此纵波是胀缩波。

理想流体(气体和液体)中声振动传播方向与质点振动方向是平行的，只存在于纵波。

人体中含水70—80％，故除骨路、肺部以外软组织中的声速和密度均接近于水。

目前医用超声的研究和应用主要是纵波传播方式。

第二节超声显像物理基础一、超声波基本物理量1、超声波是声源振动的频率大于20000 Hz的声波。

2、超声波有三个基本物理量，即频率（f），波长（λ），声速（c），它们的关系是：c=f·λ或λ=c/f，传播超声波的媒介物质叫做介质，不同频率的超声波在相同介质中传播时，声速基本相同。

3、相同频率的超声波在不同介质中传播，声速不相同，人体软组织中超声波速度总体差异约为5％。

因此目前医用超声仪一般将软组织声速的平均值定为1541m/s。

通过该声速可测量软组织的厚度，由于目前超声仪所采用的是脉冲回声法，故该回声测距的公式是：t组织厚度=Ｃ·───2利用超声方法进行测距的误差也是5％左右。

4、声阻抗是用来表示介质传播超声波能力的一个重要的物理量，其数值的大小由介质密度ρ与声波在该介质中的传播速度c的乘积所决定，即：Z=ρ·c单位为Kg／m2·s。

5．临床常用的超声频率在2～10 MHz之间。

二、超声波的物理性能l、超声波在介质中传播时，遇到不同声阻的分界面且界面厚度远大于波长，会产生反射，反射的能量由反射系数R I=〔（Z2-Z1）/（Z2+Z1）〕2决定。

Z1、Z2为两种介质的特性声阻抗，Z=ρ·c (密度·声速）当Z1=Z2，为均匀介质，则RI＝0，无反射。

超声基础知识.doc1第⼀章、超声诊断物理基础第⼀节超声波的概念⼀、超声波的基本概念1、声波的性质超声波是指频率超过⼈⽿听觉范围（20~20000HZ）的⾼频声波，即：频率>20000HZ的机械（振动）波。

超声波不能在真空中传播，超声波的振态在固体中有纵波、横波、表⾯波、瑞利波、板波等多种振态，⽽在液体和⽓体中只有纵波振态，在超声诊断中主要应⽤超声纵波。

2、诊断常⽤的超声频率范围2~10MHZ(1MHZ=106HZ)3、超声波属于声波范畴它具有声波的共同物理性质①⽅式------必须通过弹性介质进⾏传播在液体、⽓体和⼈体软组织中的传播⽅式为纵波(疏密波) 具有反射、折射、衍射、散射特性,以及在不同介质中(空⽓、⽔、软组织、⾻骼)分别具有不同的声速和不同的衰减等②声速------在不同介质中，声速有很⼤差别：空⽓(20℃)344m/s,⽔（37℃）1524m/s,肝1570m/s,脂肪1476m/s,颅⾻3360m/s⼈体软组织的声速平均为1540m/s,与⽔的声速相近。

⾻骼的声速最⾼相当于软组织平均声速的2倍以上⼆、基本物理量声学基本物理量波长、频率、声速及三者的关系λ=С/f 声速：不同介质的声速空⽓(20℃)344m/s、⽔(37℃)1524m/s、肝脏\⾎液1570m/s、脂肪组织1476m/s、颅⾻3360m/s。

⼈体软组织平均声速掌握1540m/s 三、声场（⼀）超声场概念超声场是指发射超声在介质中传播时其能量所达到的空间。

超声场简称声场，⼜可称为声束。

（⼆）声场特性1、①扫描声束的形状、⼤⼩（粗细）及声束本⾝的能量分布，随所⽤探头的形状、⼤⼩、阵元数及其排列、⼯作频率（超声波长）、有⽆聚焦以及聚焦的⽅式不同⽽有很⼤的不同②声束还受⼈体组织不同程度吸收衰减、反射、折射和散射等影响即超声与⼈体组之间相互作⽤的影响。

2、声束由⼀个⼤的主瓣和⼀些⼩的旁瓣组成超声成像主要依靠探头发射⾼度指向性的主瓣并接收回声；旁瓣的⽅向总有偏差，容易产⽣伪像。

第二章医学超声的物理基础超声波是一种机械波，机械振动与波动是医学超声的物理基础。

它是由弹性介质中的质点受到机械力的作用而发生周期性振动产生的。

依据质点振动方向与波的传播方向的关系，超声波亦有纵波和横波之分。

由超声诊断仪所发射的超声波，在人体组织中是以纵波的方式传播的。

就是因为人体软组织基本无切变弹性，横波在人体组织中不能传播。

§2.1 超声波的一般概念一、机械振动与机械波宇宙中的一切物质，大至宏观天体，小至微观粒子都处于一定的运动状态，振动和波动是物质运动的基本形式之一。

物体的机械振动是产生波的源泉，波的频率取决于物体的振动频率。

（一）机械振动物体沿着直线和曲线在某一平衡位置附近作往复周期性的运动，称为机械振动。

一切发声物体的运动及超声波源的运动等则是人们难以觉察到的振动现象。

物体（或质点）受到一定力的作用，将离开平衡位置，产生一个位移，该力消失后，由于弹性作用，它将回到其平衡位置，并且还有越过平衡位置移动到相反方向的最大位移位置，然后再返回平衡位置。

这样一个完整运动过程称为一个“循环”或叫一次“全振动”。

振动是往复、周期性的运动，振动的快慢常用振动周期和频率两个物理量来描述。

（二）机械波振动的传播过程，称为波动。

波动分为机械波和电磁波两大类。

机械振动在弹性介质中的传播过程，称为机械波。

交变电磁场在空间的传播过程，称为电磁波。

介质包括各种状态的物质，可以是弹性介质（液体、气体或固体）也可以是非弹性媒质；弹性介质传播机械波的机理可用图2-1加以说明。

弹性介质是由许多很小的微粒（称为质点）所组成，质点间由弹性力相互联系着，恰似由小弹簧联系在一起。

当外力F作用于质点A时，A就会离开平衡位置，这时A周围的质点将对A产生弹性力使A回到平衡位置。

当A 回到平衡位置时，具有一定的速度，由于惯性，A不会停在平衡位置，而会继续向前运动，并在相反方向离开平衡位置。

这时A又会受到反向弹性力，使A又回到平衡位置，产生振动。

072 超声波医学考试大纲①基础知识;②相关专业知识;③专业知识单 元细 目要 点要求科目（1）超声波的基本概念 ① 声波的性质② 可听声与超声的频率范围 ③ 诊断常用的超声频率范围 （2）声学基本物理量 （3）介质中声的传播① 方式（纵波、横波、表面波） ② 声速 （4）声场 ① 概念 ② 特性 ③ 声束的组成 ④ 近场、远场⑤ 超声波指向性优劣的指标 1.超声波的基本概念⑥ 聚焦声束掌握 ① （1）束射特性（方向性） ① 大界面与界面反射 ② 小界面与后散射 （2）衰减特性 ① 衰减的概念 ② 衰减的原因③ 不同介质声衰减的显著差别（肺、骨骼、肝、脾、体液）④ 衰减与距离、频率的关系 ⑤ 衰减系数（dB/cm•MHz） ⑥ 人体衰减吸收的重要因素 （3）超声分辨力 ① 空间分辨力掌握 ② 对比分辨力、细微分辨力、时间分辨力 了解 ③ 影响分辨力的诸多因素 （4）超声多普勒效应 （5）生物学效应 ① 超声能量物理参数② 超声的生物学作用及其机制 一、超声诊断物理基础 2.超声物理特性③ 诊断用超声的安全原则和规定掌握①（1）多普勒基本概念掌握 （2）脉冲波多普勒技术的局限性了解二、多普勒超声技术基础及应用1.频谱多普勒（3）增大脉冲波多普勒技术检测血流速度、检测深度的方法掌握①（1）彩色多普勒技术原理 了解 （2）彩色多普勒技术的种类 掌握 （3）彩色多普勒血流显示方式 掌握 2.彩色多普勒（4）彩色多普勒血流显像技术的局限性了解 ①（1）血流动力学基础知识 （2）频谱多普勒技术的调节方法 （3）频谱多普勒波型的意义 掌握（4）用频谱多普勒判断血流性质 了解 3.频谱多普勒技术的应用（5）频谱多普勒的用途掌握 ①（1）彩色多普勒的调节方法（2）彩色多普勒技术检测血流的用途 掌握 4.彩色多普勒技术的应用（3）彩色多普勒技术的临床应用 了解 ① （1）超声产生原理 ① 压电效应 ② 压电材料掌握 （2）超声探头的基本构造 了解 （3）超声探头的种类及临床应用 掌握 （4）探头的中心频率和频宽（频带宽度） 掌握（5）探头的振子数（elements）与“声通道”数① 单阵元声通道、多振子组合（阵元）的通道② 低密度振子③ 高密度振子 1.超声探头④ 高密度振子和增加组合通道的意义了解① （1）声束扫描与声像图（静态超声） ① 超声扫描线的移动与超声断层图—声像图了解② M 型超声及产生原理（M-超声心动图） （2）实时超声成像原理 ① 电子线形扫描/弧形扫描 ② 电子扇形扫描2.超声成像原理③ 机械扇形扫描、环阵（机械）扇形扫描、帧频掌握①（1）超声发射与接收① 脉冲式超声及其意义。

超声基础知识入门_超声基础知识总结超声基础知识入门_超声基础知识总结超声基础知识总结物理基础基本概念――人耳听觉范围：20-20000HZ 超纵声波频率＞20000HZ――纵波（疏密波）：粒子运动平行于波传播轴；诊断最常用超声频率：2-10MHZ 基本物理量：频率（f）、波长（λ）、声速（c）；三者关系：λ＝c／f 人体软组织的声速平均为1540m/s，与水的声速相近；骨骼的声速最高，相当于软组织平均声速的2倍以上。

超声场：发射超声在介质中传播时其能量所达到的空间；简称声场，又称声束。

声束的影响因素：探头的形状、大小；阵元数及其排列；工作频率（超声的波长）；有无聚焦及聚焦的方式；吸收衰减；反射、折射和散射等。

声束由一个大的主瓣和一些小的旁瓣组成。

超声的成像主要依靠探头发射高度指向性的主瓣并接收回声；旁瓣的反向总有偏差，容易产生伪像。

声场可分为近场和远场两部分（1）近场声束集中，呈圆柱状；直径――探头直径（较粗）；（横断面声能分布不均匀）长度――超声频率和探头半径。

公式：L＝（2r·f）／c L为近场长度， r为振动源半径， f为频率，c为声速（2）远场声束扩散，呈喇叭状；声束扩散角越小，指向性越好。

（横断面声能分布较均匀）声束两侧扩散的角度为扩散角（2θ）；半扩散角（θ）。

超声波指向性优劣指标是近场长度和扩散角。

影像因素：增加超声频率；――近场变断、扩散角变小；增加探头孔径（直径）――但横向分辨率下降。

采用聚焦技术――方法：固定式声透镜聚焦；电子相控阵聚焦；声束聚焦：采用声束聚焦技术，可改善图像的横向和（或）侧向分辨力。

固定式声透镜聚焦――将声透镜贴附在探头表面。

常用于线阵探头、凸阵探头；可提高横向分辨力，但远场仍散焦。

电子相控阵聚焦――（1）利用延迟发射是声束偏转，实现发射聚焦或多点聚焦；可提高侧向分辨力；常用于线阵探头、凸阵探头；（2）动态聚焦：在长轴方向上全程接收聚焦。

（3）利用环阵探头进行环阵相控聚焦；可改善横向、侧向分辨力；（4）其他聚焦技术：如二维多阵元探头。

超声研究生考试科目
超声研究生的考试科目主要包括以下几个方面：
1. 基础医学课程：包括解剖学、生理学、病理学、药理学等，这些课程是医学研究的基础，对于超声研究生的学习和发展非常重要。

2. 临床医学课程：包括内科学、外科学、妇产科学、儿科学等，这些课程是超声研究生必须掌握的临床技能和知识，对于将来的临床实践和研究非常重要。

3. 超声医学课程：包括超声物理学、超声诊断学、超声介入学等，这些课程是超声研究生必须掌握的核心技能和知识，是进行超声研究和临床实践的基础。

4. 科研方法学课程：包括统计学、科研设计、实验技术等，这些课程是超声研究生进行科学研究和创新的基础，能够帮助研究生掌握科学研究的思路和方法，提高研究能力和创新能力。

5. 综合素质课程：包括人文社会科学、跨学科综合性课程等，这些课程有助于提高研究生的综合素质和跨学科能力，对于研究生的全面发展和未来的职业发展非常重要。

总之，超声研究生的考试科目非常广泛，需要掌握的知识和技能也比较多。

因此，建议考生在备考时要全面复习，注重实践和理论相结合，同时也要注意提高自己的综合素质和跨学科能力。