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超声波的传播
➢超声波在组织内的传播特性
2.衍射和散射：当声波遇到线度为1-2个波长的障碍物，声波的传播方向 将偏离原来的方向产生衍射；当声波传播过程中遇到线度远远小于波长 的粒子，粒子吸收声波能量后再向四周各个方向辐射，成为散射。
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超声波的传播
➢超声波在组织内的传播特性
3.多普勒效应：振源与散射体之间存在相对运动时，振源发射的超声波射 向散射体后，产生散射波的频率发生改变的现象。
超声声学基础
➢超声波的分辨力—空间分辨力
3.层厚分辨力（与声束轴线垂直方向）：与探头厚度方向上声束宽度和曲面的 聚焦性能有关，一般用声透镜聚焦来改善横向分辨力。
超声声学基础
➢超声波的分辨力—时间分辨力
单位时间成像的幅数，即帧频，表示时间分辨力，帧频越高，时间分辨力 越好，越能真实反映运动脏器的瞬间变化情况。扫描时的线密度、FOV、焦点
超声波的传播
➢超声伪像种类
声影
当声束遇到强反射界面或声衰减很大的组织时，其后方出现超 声不能达到的无回声区称为声影
超声波的传播
➢主要超声伪像
后方回声增强 当声束通过声衰减甚小的器官组织或病变（如胆囊、膀胱、囊肿） 时，其后方回声较同深度的邻近组织回声增强
超声波的传播
➢超声伪像种类
镜面伪像
当声束遇到深部的镜面(声阻抗差异较大的平整的大界面) ，在近侧 的结构同时在图像的该界面另一侧出现的伪像
一个周期内在介质中传播的距离；声速 是声波在介质中的传播速度。 (人体组
织内C=1540m/s)三者的关系：λ=C/f 。 •声阻抗：声阻抗是介质某表面产生的声压和通过该面积的质点体积速度之比，
与介质的密度和弹性有关，两者介质之间声阻抗的差异称为声阻抗差。
2
超声诊断原理与基础
二、超声波的发射与接收 --超声探头
3
超声探头 外壳 电缆
压电晶体 匹配层
至
超
声
接
收 装
吸声材料
电极 声透镜
置
超声波的发射与接收
压电
晶体
自然界中存在着某些特殊晶体，
+
-
-
+
+
-
当受到外力的作用产生形变时， 会在晶体表面产生电荷的聚集 而形成电压，这种效应叫做压 电效应，这种晶体叫压电晶体。 具有正压电效应和逆压电效应。
超声波的发射与接收
微波
红外线
可见光
紫外线
X-射线
伽玛射线
1
波的基本概念
➢机械波根据频率分类
次声波
声波
超声波
1
波的基本概念
➢机械波根据传播与振动方向关系分类
横波
纵波
1
波的基本概念
➢电磁波根据频率分类
1
超声波的基本物理量
•振幅：质点从平衡位置到最大位移的距离 •频率、波长、声速：频率(f)是单位时间内质点振动的次数；波长(λ)是声波
超声多普勒效应测血流速度
3
超声波的传播
➢超声波在组织内的传播特性
4.衰减特性：声波在介质中传播时，由于介质的黏滞性、热传导性、分组 吸收及散射等原因导致声能减少。 5.生物学效应：超声通过介质时，与介质产生相互作用。对生物组织的作 用引起生物学效应。
3
超声波的传播
➢超声伪像：超声显示的断层图像与其相应解剖
超声波的发生是利用逆压电效应 • 当在压电材料两端加一交变电场时，则压电材料出现与
交变电场同样频率的机械振动，将电能变为机械能。这种 效应称逆压电效应。
+++++++
-+++
---------
+++++++
-
-
-
+
+
+
---------
超声波发射形成
超声波的发射与接收
超声波的接收是利用正压电效应
当在压电材料两端加一压力时，则在此材料的两个电 极面上将产生电荷，将机械能变成电能。这种效应称为正 压电效应。
+++++++
-+ -
+
+
-
---------
F
+++++++
++ +
------------
F
超声波的发射与接收
孔径
阵元
阵元是换能器的基本单元 孔径是发射或接收中同时使用的阵元数
1
超声诊断原理与基础
三、超声波的传播
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超声波的传播
➢超声波在组织内的传播特性
1.反射和折射：超声波在体内传播中遇到不同介质形成的界面时，一 部 分产生反射，另一部分可透过该界面进入下一介质，称为透过，若透过 的声波改变方向传播时，称折射。
θ θ1 θ2
θ θ1 θ2
当声波有稀疏介质（C小）进入稠密介质（C 大）时，折射角将大于入射角
断面图像之间存在的差异
主要原因分类： 1.反射、折射 2.衰减 3.断层厚度伪像： 近场远场（聚焦区外），声束发散所致 4.旁瓣效应 5.声速伪像 6.仪器设备 7.操作者技术因素：增益、DGC、聚焦调节不当
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超声波的传播
➢超声伪像种类
混响
超声波在探头和界面之间来回反射引起，可将探头似的侧动，并适 当加压，观察反射的变化，进而识别混响伪像
个数及扫查深度都将影响帧频。
图像上显示
超声声学基础
➢超声波的分辨力—对比分辨力
灰阶分辨能力，它是画面上最大亮度与最小亮度之比。
相关调节 参数显示
“黑”到 “白”的分 辨能力
超声声学基础
➢超声波的穿透力:是指 超声波检测的最大
深度。
当前检查频率 （开启谐波功能）
近场
（近场长度L=2rf/c, r为探头的半径）
远场
显示当前检测深度
影响因素：频率λ=C/f (频率越低--波长越大--穿透力越好，反之亦然)、 衰减系数、发射声功率、仪器的信噪比（相对恒定）、动态范围和增益
超声诊断原理与基础
五、超声临床应用 模式及调节
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超声临模式 •M 模式：运动模式
➢C 模式：彩色多普勒模式 -- 彩色多普勒 -- 能量图
超声诊断原理与基础
四、评价超声系统性 能的基本参数
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超声波的传播
➢超声波的分辨力—空间分辨力
1.轴向/纵向分辨力（声束传播方向）：声束长轴方先生区分两个细小目标的能
力，与f密切相关，频率越高（波长越短），轴向分辨力越好。
超声声学基础
➢超声波的分辨力—空间分辨力
2.侧向/横向分辨力（与声束轴线垂直方向）:与线阵、凸阵探头长轴方向上扫描 声束的宽度有关。通常采用各种电子聚焦技术，使声束变窄，改善侧向分 辨力。
超声医学基础课件
超声诊断原理与基础
一、超声波的基本概念和 物理量
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波的基本概念
根据频率不同
次声波(<20Hz) 声波(20~20000HZ) 超声波（＞20000Hz）
垂直：横波
振动方向和传播方向
机械波
传播需要介质
根据频率不同
平行：纵波（液体、气体中传播，人体软 组织中传播的超声波主要是纵波）
无线电波