第三节 超声诊断基础 Basis of ultrasonic diagnosis
超声诊断基础 Basis of ultrasonic diagnosis
将声学原理与电子技术、新材料及计算机数字技术的 最新成就相结合
压电材料自身带有正负电荷
外力作用下压电材料表面出现正负电荷
超声探头（transducer)（换能器）（probe)
探头是用压电材料制成的压电 晶片，能够产生和接收超声波。 完成电能 （electricalenergy)和机 械能(mechanical energy)的互相 转变。
电能
（逆压电效应）
速度、方向、及其随时间的变化规律等）
（二）多普勒效应（ Doppler effect）
第二节 超声成像技术 Techniques of ultrasonography
一、超声波反射（reflection）原理成像
波 幅
深度
A型超声（示波法）：不同声阻抗介质具有不同的反射波幅
一、超声波反射（reflection）原理成像
反射：二维超声（two-dimensional US) 成像基础
散射： 背向散射（back scattering) Doppler US成像基础。
超声波反射强度(声强，acoustic intensity )：
反射系数 R = (Z2 - Z1 )2/(Z2+Z1)2
声阻抗（acoustic impedance, Z)
Z= ρ ×c (介质密度和传播速度之积)
相邻组织的声阻抗相差1/1000，即有回声反射
（二）多普勒效应（ Doppler effect）
1842年，奥地利物理学家Christian Johan Doppler 发现 多普勒频移（Doppler shift)：由于相对运动而导致接收
频率与发射频率之间具有差异 多普勒效应（Doppler effect) 利用多普勒效应可研究组织和血液运动的状态（性质、
换能器 （探头）
产生、接收 超声波
ic features of human body
介质：传播声音的媒介，如气体、液体、 固体 人体内：组织、器官
界面(boundary)：两种介质(medium) 的接触面（interface) 大界面：界面尺寸大于超声波长 小界面：界面尺寸小于超声波长
超声波在人体组织内的传播 Propagation of ultrasound through tissues
超声波的声场特性—声束指向性（方向性）(ultrasonic beam directivity)
超声波的良好指向性，有利于较小的目标产生有规律的反射信号
超声波的衰减
attenuation of ultrasound 定义：由于组织对超声波的吸收造成声能的减小 ➢ 不同组织，吸收系数不同，衰减程度不同 ➢ 相同组织，入射深度越大，衰减越大 ➢ 相同组织，入射超声频率越高，衰减越大 ➢ 超声波在人体组织中衰减的一般规律：骨组织＞肝组织
二、超声波背向散射－多普勒频移（Doppler shift）原理成像
彩色多普勒血流显像 (color Doppler flow imaging， CDFI ) 用一种运动目标显示器，计算血细胞移动方向、速度和
分散情况 用颜色和亮度显示血流方向和速度，并叠加于B型声像
图上，得到血流的空间分布和流速信息
＞脂肪＞血液＞纯液体
超声波的衰减
attenuation of ultrasound
超声波在人体组织内的传播 （Propagation of ultrasound through tissues）
（一）反射、折射和散射 reflection/refraction/scattering
入射
反射
散射
折射
B型超声（2D)：界面反射回声波幅（强弱）用灰度表示 显示二维切面图，直观，符合解剖断面图
一、超声波反射（reflection）原理成像
位 置
M型超声（M型超声心动图 ultrasonocardiogram UCG）时间 时间位置曲线图，了解运动目标
（如二尖瓣）随时间变化所处的位置
一、超声波反射（reflection）原理成像
压电材料(piezoelectric material)： 自然界存在一些自发极化或
人工极化的物质,其内部具有重合 的正负电荷，如石英、电气石； 硫酸锂、钛酸钡
逆压电效应(electrostriction effect)
压电材料自身带有正负电荷
电场作用下压电材料发生伸缩，产生超声波
正压电效应(piezoelectric effect)
三维声像图（three-dimensional ultrasonogram，3D) ： 1、二维图像计算机重建（静态） 2、实时三维（即时、动态）
二、超声波背向散射－多普勒频移（Doppler shift）原理成像
时间
频谱多普勒（Spectral Doppler） 脉冲波多普勒（pulsed wave Doppler, PW）： Y轴：速度；X轴：时间 血流信息：方向、性质、速度、血流量、阻力指数、搏动指数、压力阶 差等血流动力学参数定量指标。
第一节 超声物理基础 Physics of ultrasound
超声波 （Ultrasound wave）
声波：20～20,000Hz，正常人能听到的声音频率 超声波：大于20,000Hz 1～60MHz： 超声医学影像诊断频率
超声波的产生和接收
produce and receive of ultrasound
超声医学基础
Ultrasonography, US
主要内容
超声物理基础 （Physics of ultrasound） 超声成像技术（Techniques of ultrasound） 超声诊断基础（Basis of ultrasonic diagnosis） 超声检查的主要应用（Application of ultrasonic examination） 超声检查的优点和局限性（Virtue and limitation of ultrasound）