超声诊断基础知识
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超声基础知识总结物理基础基本概念一一人耳听觉范国:20-20000Hz超纵声波频率>20000Hz—一纵波(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(入)、声速(c);三者关系:X=c/f人体软组织的声速平均为1540m/s,与水的声速相近:计骼的声速最髙,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。
声朿的影响因素: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。
声朿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髙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)近场声朿集中,呈圆柱状:直径一一探头直径(较粗);(横断而声能分布不均匀)长度一一超声频率和探头半径。
公式:L= (2r • f) / cL为近场长度,r为振动源半径,f为频率,c为声速(2)远场声朿扩散,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)声朿两侧扩散的角度为扩散角(20 );半扩散角(0 )° 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;一一近场变断、扩散角变小:增加探头孔径(直径)一一但横向分辨率下降。
采用聚焦技术一一方法: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。
固定式声透镜聚焦一一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。
电子相控阵聚焦一一(1)利用延迟发射是声朿偏转,实现发射聚焦或多点聚焦:可提髙侧向分辨力: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。
超声基础知识超声基础部分1.何谓超声波?诊断⽤超声波是如何产⽣的?⼈⽿能感知的声波频率范围为20—20000Hz。
低于20Hz者称为雌声波,⾼于20000Hz者称为超声波。
医⽤诊断⽤超声波的范围多在1—15MHz。
超声波是机械波。
可由多种能量通过换能器转变⽽成。
医⽤超声波是由压电晶体(压电陶瓷等)产⽣。
压电晶体在交变电场的作⽤下发⽣厚度的交替改变,即机械振动。
其振动频率与交变电场的变化频率相同。
当电场交变电频率等于压电晶⽚的固有频率时其电能转换为声能(电—声)效率最⾼,即振幅最⼤。
压电晶体只有两种可逆的能量转变效应。
上述在交变电场的作⽤下,由电能转换为声能,称为逆压电效应。
相反,在声波机械压⼒交替变化的作⽤下,晶体变形⽽表⾯产⽣正负电位交替变化,称压电效应。
超声探头(换能器)中的压电晶⽚,在连接电极电压交替变化的作⽤下产⽣逆压电效应,称为超声发⽣器;⽽在超声波机械压⼒下产⽣压电效应,⼜成为超声波接收器。
这是超声波产⽣和接收的物理学原理。
2.超声波物理特性及其在介质中传播的主要物理量有哪些?它们之间有何关系?(1)频率(frequency):质点单位时间内振动的次数称为频率(f)。
(2)周期(cycle):波动传播⼀个波长的时间或⼀个整波长通过某⼀点的时间(T)。
(3)波长(wavelength):声波在同⼀传播⽅向上,两个相邻的相位相差2π的质点间的距离为波长(λ)。
(4)振幅(amplitude):振动质点离开平衡位置的最⼤位移称振幅,或波幅(A)。
(5)声速(velocityofsound,soundvelocity):单位时间内,声波在介质中传播的距离称声速(C)。
介质不同,超声在介质中的声速度也不同,但是在同⼀介质中,诊断频段超声波的声速可认为相同。
声波在介质中的传播速度与介质的弹性系数(k)和介质密度(ρ)有关。
其声速与k和ρ⽐值的平⽅根成正⽐,即式中C为声速,E为杨式模量。
根据物理学意义,c、f、T、λ之间有下列关系:f=1/T,c=λf=λ/T,λ=c/f超声在⼈体软组织(包括⾎液、体液)中的声速约为1540m/s;⾻与软⾻中的声速约为软组织中的2.5倍;⽽在⽓体中的声速仅为340m/s左右。