北航10系-1-超聲測量基礎(chǔ)(編輯修改稿)
2025-05-27 18:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 量原理 ?人體運(yùn)動結(jié)構(gòu)（心臟瓣膜）或散射子（血液紅細(xì)胞）反射回來的超聲波發(fā)生多普勒頻移。 ?檢測目標(biāo)的運(yùn)動速度信息，分析顯示人體內(nèi)部器官運(yùn)動狀態(tài)。 醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 D型超聲在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用 ? 超聲多普勒應(yīng)用臨床以來，應(yīng)用價值愈加明顯，以運(yùn)動器官為主要研究對象的心血管科，成為不可或缺的診斷工具。 醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 數(shù)字 B超成像原理與設(shè)備結(jié)構(gòu)圖 關(guān)于數(shù)字超聲設(shè)備各部分的原理與實現(xiàn)方法， 我們在后面的內(nèi)容中加以介紹。 醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 第 3節(jié) 超聲的物理基礎(chǔ) 醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 超聲波的一般概念 機(jī)械振動與機(jī)械波 ? 機(jī)械振動：物體沿著直線和曲線在某一平衡位置附近作往復(fù)周期性的運(yùn)動。 ? 機(jī)械波：振動的傳播過程稱為波動。 機(jī)械振動在彈性介質(zhì)中的傳播過程稱為機(jī)械波。 ?產(chǎn)生機(jī)械波必須具備以下兩個條件： 1. 要有作機(jī)械振動的波源。 2. 要有能傳播機(jī)械振動的彈性介質(zhì)。 ?超聲波是一種機(jī)械波 超聲的物理基礎(chǔ) 醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 生物組織中的超聲特性 ? 人體結(jié)構(gòu)對超聲而言是一個復(fù)雜的介質(zhì)，各種器官與組織、包括病理組織，隨組織的類型和形狀不同， 生物組織的超聲特性存在差異 。 ? 聲反射、折射、透射、散射；以及聲強(qiáng)、聲阻抗、聲速和聲衰減等 特性在確定醫(yī)學(xué)超聲探測與成像技術(shù)的有用性方面起了至關(guān)重要的作用 。 36 醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 描述超聲波的傳播特性 ?傳播特性： 波的 透射、反射與散射 疊加、干涉、繞射等 障礙物的尺寸小于或近似等于超聲波長時，發(fā)生散射。 散射是使超聲掃描成像得以實現(xiàn)的最基本現(xiàn)象。 由于散射波攜帶了被測介質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息，散射波的分析和屏幕顯示就反映了組織的結(jié)構(gòu)狀況。 超聲的物理基礎(chǔ) 醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 超聲波的反射和折射 (透射 ) ?當(dāng)波傳播到兩種介質(zhì)的分界面時，一部分反射形成 反射波 ，另一部分進(jìn)入介質(zhì)形成 折射波 。 38 醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 反射和折射 (透射 ) 1122itsin csin c? ?????超聲的反射和折射聲符合反射定律 (?i = ?r) 和 折射定律 (斯涅兒定律 )：聲在入射介質(zhì)中的傳播速度與折射介質(zhì)中的傳播速度之比，也就是 入射角和折射角的正弦之比為一常數(shù) n n= 醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 散 射 ? 當(dāng)超聲波遇到的障礙物的尺寸小于和近似等于波長時，則要發(fā)生散射。 ? 散射 是使超聲掃描成像得以實現(xiàn)的最基本現(xiàn)象。 ? 正是由于散射波攜帶了被測介質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息，對散射波的分析和屏幕顯示就反映了組織的結(jié)構(gòu)狀況。 40 醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 ? 在研究散射時，散射截面 S是一個重要的概念。它定義為由障礙物所產(chǎn)生的總反射功率與入射強(qiáng)度之比。 41 ? 一般有以下三種情況： 醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 設(shè)障礙物的尺寸 D和波長的大小 λ ? 當(dāng) Dλ 時， 散射截面 S=1，只反射無散射。選用診斷用超聲波時，為了提高圖像分辨率，常視所要探查的對象加以選用比探查對象小得多的波長，繞射不顯著，分辨率高。 ? 當(dāng) Dλ 時， 由散射形成的輻射范圍分布在所有方向上，入射波繞著設(shè)置障礙物被衍射，繞射現(xiàn)象明顯。 ? 當(dāng) D與 λ 相當(dāng)時， 既反射又繞射，散射的輻射分布復(fù)雜。 42 醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 鏡面反射和散射 43 醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 散射波的強(qiáng)度 ? 在發(fā)生散射時，散射波的強(qiáng)度與障礙物的大小有關(guān)，隨障礙物直徑與波長的比值增大而加強(qiáng)。 ? 單一障礙物散射對于入射波能量消耗不致妨礙超聲檢測； ? 但有許多的散射中心時，入射波的能量將由此漸漸地被大量甚至全部散射殆盡。 ? 散射是引起超聲衰減的重要因素之一。 44 醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 描述超聲波的物理量 ?聲速 C、波長 λ 、周期 T、頻率 f、 C=λ/T=fλ ? 聲壓 ? 聲強(qiáng) ? 聲阻抗 ? 聲衰減 超聲的物理基礎(chǔ) ?下面主要介紹幾個與人體組織超聲測量與成像最相關(guān)的幾個物理量。 醫(yī)學(xué)超聲測量與儀器 組織中的聲速 超聲波從聲源通過介質(zhì)向周圍傳播，介質(zhì)可以是固體、氣體和液體，人體組織是超聲波的傳播介質(zhì)。 46 ?聲波的傳播過程實質(zhì)上是能量的傳遞過程 , 其傳遞速度的快慢與 介質(zhì)的密度、彈性模量 有關(guān)。 ?對一定的介質(zhì)，彈性模量和密度為常數(shù)，聲速也是常數(shù)。 ?聲波在介質(zhì)中單位時間內(nèi)傳播的距離 ,稱為 聲速 。 醫(yī)學(xué)超聲
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