超声物理基础及图像基础
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超声部分·超声物理基础:1、超声波:振动频率在每秒20000次(Hz)以上的波,具有机械波的特性。
2、压电效应:在晶体两端施加压力或拉力时,晶体因受压缩而拉伸两面产生异名电荷;而施加交变电场,晶体会出现与交变电场频率相同的机械振动。
这种压力与电荷相互转换的物理现象称为压电效应。
正压电效应:机械能→电能;逆压电效应:电能→机械能。
3、反射与透射:当声波从一种介质向另一种介质传播时,由于两种介质声阻抗不同,在其分界面上,一部分声波返回第一种介质称为反射;另一部分声波穿过界面进入第二种介质继续向前传播,称为透射。
4、吸收和衰减:超声波传播过程中,声能随距离增加而减少,这种现象称为衰减。
主要由反射、散射和吸收所致。
吸收是指超声波在介质中传播时,由于介质质点之间的摩擦使一部分声能转为热能。
5、方向性:超声波在传播过程中波束集中于一个方向的特性。
近声源处声束平行传播,声场分布圆柱状,声场宽度与换能器电压晶体直径相近,称为近场。
远声源处声束逐渐扩散增宽,并随距离增大而增大,称为远场。
6、分辨力:超声检查时所能分辨出两界面间最短距离的能力,可分为纵向分辨力和横向分辨力。
纵向分辨力是指位于声束轴线上两个物体之间最小间距的能力,与声波频率和脉冲时间有关。
横向分辨力是指位于声束轴线垂直平面上两个物体之间最小间距的能力。
7、多普勒效应:由于接收器与声源之间的相对运动而出现的声波频率改变现象。
声源向接收器靠近时,接收器接收到的声波频率比声源发出的频率高;远离时则频率降低。
8、生物效应:热效应、空化效应、机械机制。
(1)热效应:声波的传播引起介质中的分子振动摩擦,声能转化成热能而被吸收。
(2)空化效应:超声波作用于组织介质中的微泡,使微气泡收缩和膨胀。
若气泡保持相对恒定而不破裂则称为稳态空化作用,若微泡膨胀破裂则称为瞬态空化作用。
(3)机械机制:介质中某些非热效应非空化效应的现象。
可能与辐射压、辐射力及声波流动有关。