超声基础知识
超声基础知识
超声基础知识超声基础知识超声波是一种具有高频率和高能量的声波，其频率超过人耳能够听到的范围。
由于超声波具有穿透力强、不易被吸收、无电离辐射等特点，因此被广泛应用于医学、工业、科学研究等领域。
超声波的频率通常从20kHz到1GHz，超过1GHz的频率称为超高频。
超声波的传播速度一般为340米/秒，与传播介质的密度和弹性有关。
在空气中，超声波的传播速度稍微较低，约为331.45米/秒。
超声波的产生和接收主要依靠超声发射和接收装置。
超声发射装置通常由压电材料制成，通过施加电场可以使其产生机械振动，从而产生超声波。
超声接收装置与发射装置类似，能够将接收到的超声波转换为电信号，并传输给相关设备进行处理和分析。
超声波在医学领域中有着广泛的应用。
超声波可以穿过人体组织，不会对人体产生有害的影响，因此常被用于医学成像和诊断。
超声波成像是利用超声波在组织中传播时的衰减和反射来获取组织的信息。
常见的超声成像技术有B超、彩色多普勒、超声心动图等，可以用于检查器官、肌肉、血管等。
除了医学领域，超声波还在工业领域中有着重要的应用。
超声波可以用于检测材料的缺陷和厚度测量、清洗和焊接等。
在材料检测方面，超声波可以通过检测物体表面反射的超声波来检测材料中的缺陷，如裂纹、气孔等。
在清洗方面，超声波的高能量和高频率可以产生微小气泡，从而产生强烈的冲击和剪切力，可以将污垢和污染物从物体表面清洗干净。
在焊接方面，超声波可以通过将两个材料振动在一起的方式将其焊接在一起。
除以上应用外，超声波在科学研究、海洋勘探、石油勘探等领域也有着重要的应用。
超声波可以用于材料和物质的物理性质研究以及波的传播机制研究。
在海洋勘探和石油勘探中，超声波可以通过穿透海水或地下岩石来探测海底和地下的结构和物质。
总之，超声波作为一种有着高频率和高能量的声波，在医学、工业、科学研究等领域中有着广泛的应用。
随着科技的发展，超声技术将不断创新和进步，为人类的生活和工作带来更多的便利和应用价值。
超声基础知识介绍
频谱多普勒
多普勒波包括以下含义(数据) －速度 －速度范围（宽度） －血血流量大大小小 －血血流方方向
一一个心心跳周期
宽的速度范围
快 迎向 基准线 逆流 快 最高高峰 时间 慢 背向
收缩 舒张 舒张结束
脉冲波多普勒和连续多普勒
脉冲波多普勒（PW） Pulse Wave
Ø 发射和接收是同一一个晶片片 Ø 卓越的距离分辨率 (Range Resolution) Ø 流速测量上限值受奈奎斯特频率限制 Ø 脉冲重复频率（PRF）决定流速的测量 范围，极限约 5 ~ 7m/s
无无法显示示图像。您的计算机可能因内存不足足而而无无法打开图 像，或图像已遭损坏。请重新启动计算机，然后再次打开 该文文件。如果仍然显示示红色色 x ，则可能需要删除此图像， 然后重新插入入该图像。
潜艇
5. 超声诊断的优点
• 安全、无无辐射。适用用于胎儿儿诊断。 • 设备可移动，成本低。 • 实时成像 • 通过扫描角角度变化，获得更佳的图像。 • 多普勒－检测血血流量信息。
彩色色多普勒
受角角度影响、受其他运动影响、易混迭
能量多普勒及与彩色色多普勒的区别
能量多普勒基本原理：
是取其红细胞的能量总积分，配以红色色成为血血流 信息的图像显示示。彩色色亮度表示示多普勒信号能量的大大小小。 血血流信号显示示与血血流方方向无无关
二二者的区别：
• 彩色色多普勒—速度信息，能量多普勒—能量信息。 • 显示示与血血流方方向的关系： 彩色色多普勒—有关（红迎蓝离），能量多ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ勒—无无关 显示示与角角度及混叠的关系 彩色色多普勒—有关， 能量多普勒—无无关
超声原理
超声波仪器的成像原理
• 探头发射声波 • 不同组织界面面反射声波 • • • 探头接收声波 信号处理（主机） 显示示图像（显示示器）
超声基础知识部分
第一单元超声波检测的物理基础1、机械振动：有些物体在某一固定的位置（即平衡位置）附近作周期性的往复运动，这种运动形式被称为机械振动，简称振动。
2、自由振动：做振动的系统在外力的作用下物体离开平衡位置以后就能自行按其固有频率振动，而不再需要外力的作用，这种不在外力作用下的振动称为自由振动。
3、无阻尼自由振动：理想情况下的自由振动叫无阻尼自由振动。
自由振动时的周期叫固有周期，自由振动时的频率叫固有频率，它们由振动系统自身条件所决定，与振幅无关。
4、简谐振动：最简单最基本的直线无阻尼自由振动称为简谐振动，简称谐振。
5、在周期性外力的作用下产生的振动称为受迫振动，这个周期性的外力称为策动力。
6、机械波：机械振动在弹性介质中的传播过程，称为机械波。
机械波产生的条件：有机械振动振源和传播振动的弹性介质。
7、波长：在同一波线上两个相邻的振动相位相同的质点之间的距离，称为波长（即一个“波”的长度），用符号λ表示。
波长的常用单位是毫米（mm）或米（m）。
8、频率：单位时间内波动通过某一位置的完整波的数目，称为波动频率，也是质点在单位时间内的振动次数，用符号f表示。
频率的常用单位是赫兹（Hz），即（次）/秒。
波的频率是波源的振动频率，与介质无关。
9、周期：周期在数值上等于频率的倒数，它是波动前进一个波长的距离所需要的时间，用符号T表示。
周期的常用单位有秒（s）。
10、波速：在波动过程中，某一振动状态（即振动相位）在单位时间内所传播的距离叫做波速，用c表示，其常用单位为米/秒（m/s）。
波速的影响因素有：（1）介质的弹性模量和密度；（2）波的类型；（3）传播过程中的温度。
11、惠更斯原理：媒质中波动传到的各点，都可以看作是发射子波的波源，在其后的任一时刻，这些子波的包迹就决定新的波阵面。
惠更斯原理对任何波动过程都适用，不论是机械波或电磁波，不论这些波动经过的媒质是均匀的或非均匀的。
利用惠更斯原理可以确定波前的几何形状和波的传播方向。
超声基础知识.doc1
超声基础知识.doc1第⼀章、超声诊断物理基础第⼀节超声波的概念⼀、超声波的基本概念1、声波的性质超声波是指频率超过⼈⽿听觉范围（20~20000HZ）的⾼频声波，即：频率>20000HZ的机械（振动）波。
超声波不能在真空中传播，超声波的振态在固体中有纵波、横波、表⾯波、瑞利波、板波等多种振态，⽽在液体和⽓体中只有纵波振态，在超声诊断中主要应⽤超声纵波。
2、诊断常⽤的超声频率范围2~10MHZ(1MHZ=106HZ)3、超声波属于声波范畴它具有声波的共同物理性质①⽅式------必须通过弹性介质进⾏传播在液体、⽓体和⼈体软组织中的传播⽅式为纵波(疏密波) 具有反射、折射、衍射、散射特性,以及在不同介质中(空⽓、⽔、软组织、⾻骼)分别具有不同的声速和不同的衰减等②声速------在不同介质中，声速有很⼤差别：空⽓(20℃)344m/s,⽔（37℃）1524m/s,肝1570m/s,脂肪1476m/s,颅⾻3360m/s⼈体软组织的声速平均为1540m/s,与⽔的声速相近。
⾻骼的声速最⾼相当于软组织平均声速的2倍以上⼆、基本物理量声学基本物理量波长、频率、声速及三者的关系λ=С/f 声速：不同介质的声速空⽓(20℃)344m/s、⽔(37℃)1524m/s、肝脏\⾎液1570m/s、脂肪组织1476m/s、颅⾻3360m/s。
⼈体软组织平均声速掌握1540m/s 三、声场（⼀）超声场概念超声场是指发射超声在介质中传播时其能量所达到的空间。
超声场简称声场，⼜可称为声束。
（⼆）声场特性1、①扫描声束的形状、⼤⼩（粗细）及声束本⾝的能量分布，随所⽤探头的形状、⼤⼩、阵元数及其排列、⼯作频率（超声波长）、有⽆聚焦以及聚焦的⽅式不同⽽有很⼤的不同②声束还受⼈体组织不同程度吸收衰减、反射、折射和散射等影响即超声与⼈体组之间相互作⽤的影响。
2、声束由⼀个⼤的主瓣和⼀些⼩的旁瓣组成超声成像主要依靠探头发射⾼度指向性的主瓣并接收回声；旁瓣的⽅向总有偏差，容易产⽣伪像。
超声诊断基础知识
无回声(Echoless)
液体内部十分均质，其 声阻抗无差别，没有反 射界面形成。正常状态 下呈现无回声表现的有 胆汁、尿液等。病理情 况下呈现无回声表现的 有鞘膜、胸腔、腹腔积 液及各个脏器的囊性病 变、液化性病变等。
低回声(Low-echo)
在超声介质比较均匀， 其的声阻抗差别较小， 仅有少数反射界面，在 正常灵敏度时表现为低 回声状态，如正常肾实 质、肝脏、脾脏及透明 细胞癌及玻璃样变性的 病理组织等。
频率越低，波长越长，分辨力越低， 但穿透力越好, 适合于心脏等深部脏器的 探查。
（三） 超声波的物理特性：
1.方向性（束射性） 2.反射、折射 3.衍射、散射 4.吸收衰减特性 5.多普勒 ( Doppler ) 效应
1.方向性（束射性）
是超声对人体定向探测的基础。 频率越高，方向性越好。
超声在介质中传播时，由于不同介质的声 阻抗不同，界面大小不一，可发生反射、 折射与衍射、散射。 回声反射的强弱由界面两侧介质的声阻抗 差决定。 人体软组织声阻抗差异很小，只要有1‰ 的声阻抗差，便可产生反射。
4 心内超声成像
用心导管技术，把心导管探头插入右心 内，对心内结构成像。
5 超声引导下介入性超声
a. 细胞学检查、组织学活检、引流； b. 注人药物治疗：注人酒精、药物； c. 微波、激光、射频、冷冻、高温等 消融治疗； d. 乳腺肿瘤微创手术治疗。
LATER
谢谢大家！
4.吸收衰减特性
超声波在介质内的传播过程中，随着传 播距离的增大，声波的能量逐渐减少， 这一现象称为超声波衰减。 声波衰减与介质对声波的吸收、散射以 及声束扩散等原因有关，其中吸收是衰 减的主要因素。
5. 多普勒 ( Doppler ) 效应
超声诊断基础必学知识点
超声诊断基础必学知识点
超声诊断是一种以超声波为媒介进行诊断的医学技术。
以下是超声诊断的基础必学知识点：
1. 超声波产生和传播原理：超声波是指频率超过人耳能听到的20kHz 的声音波。
超声波通过超声发射器产生，并经过介质传播，最后通过超声接收器接收。
2. 超声图像的形成原理：超声波在体内遇到不同组织的界面时，会发生反射、散射和传播，形成声波回波。
通过接收和处理回波信号，可以生成超声图像。
3. 超声图像解剖学：了解人体常见的超声图像解剖结构，包括器官、血管、淋巴结等。
4. 超声诊断设备：了解超声诊断设备的基本组成，包括超声发射器、超声接收器、显示器等。
5. 超声检查技术：掌握超声检查的基本操作技术，如探头的选择、扫描方式、探头的移动和操作等。
6. 超声图像评估：学习如何评估超声图像的特征，包括组织的形态、内部结构、血流情况等。
7. 超声诊断常见病变：了解超声图像上常见的病变表现，如肿块、囊肿、结石等。
8. 超声引导下穿刺和介入治疗：了解超声引导下进行穿刺和介入治疗
的技术和步骤。
9. 超声检查的安全性和注意事项：了解超声检查的安全性和注意事项，如探头选择、扫描时间和强度等。
以上是超声诊断的基础必学知识点，通过学习和实践，医生可以进行
基本的超声检查和超声诊断。
超声基础知识ppt课件
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2. 超声成像模式 – B模式 (亮度/辉度 brightness) 图像
B模式表现为亮度指示模式。B模式是一种组合成像模式，它可以把人体内不同的组织类型和界面在图像上显示出来。
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2. 超声成像模式 – B模式
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2. 超声成像模式 – B模式
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2. 超声成像模式 – B模式
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2. 超声成像模式 – B模式
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2. 超声成像模式 – B模式
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2. 超声成像模式 – B模式
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当超声波遇到朝相同方向运动的目标时, 反射回波是以相对较低的频率返回的
当超声波遇到静止目标时，反射的回波是以相同的频率返回的
当超声波遇到朝相反方向运动的目标时, 反射回波是以相对较高的频率返回的
2. 超声成像模式 – 彩色多普勒效应
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这幅图象是用彩色来表示平均速率。
通常情况下的超声波束
此区域为 红色, 所以流向超声波束的方向, 方向从左到右
此区域为 蓝色, 所以背向超声波束的方向, 方向从右到左
2. 超声成像模式 – 彩色多普勒效应
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使用强度来代替速率标识血流的信息。我们称之为能量多普勒 (PDI)。彩色血流是没有角度依赖性的, 而且不会产生混叠。
吸收是声波在人体内传播或反射的过程中，由于体内组织的特性使声能耗失，耗失的能量转换为热能的现象。
1. 超声基础知识
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频率与灵敏度和衰减性是相关的
能量/声强与灵敏度和衰减性是相关的
回声强度
cm深度
噪声
回声强度
cm深度
无TGC
有TGC
TGC
TGC - Time Gain Compensation 时间增益补偿
超声基础知识
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（velocity of sound,sound velocity）: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。
超声基础知识入门超声基础知识总结
超声基础知识入门超声基础知识总结
超声基础知识入门：
1. 超声波：超声波是一种频率高于人耳可听到的声音的声波。
在医学中，常用的超声
波频率范围是1~20兆赫（MHz）。
2. 超声传感器：超声传感器是将声波转化为电信号的装置。
它由发射器和接收器组成，发射器发出超声波，接收器接收到反射回来的超声波并转化为电信号。
3. 超声图像：超声波在人体组织内反射、折射和散射产生回波，这些回波可用来形成
超声图像。
超声图像显示了人体器官、血管、肿块等结构的形态和位置。
4. 超声成像模式：常见的超声成像模式包括B模式（二维图像）、M模式（时间-振幅图像）、Doppler模式（血流图像）等。
5. 超声引导下穿刺：超声引导下穿刺是一种常见的医疗技术，通过超声图像引导医生
准确定位并操作穿刺针，用于取样、注射药物等操作。
6. 超声检查：超声检查是一种无创、无辐射的影像学检查方法，广泛应用于临床诊断。
常见的超声检查包括腹部超声、妇科超声、心脏超声等。
7. 超声诊断：通过观察和分析超声图像，医生可以对疾病进行诊断。
超声诊断可以发
现各种器官的异常结构、肿块、囊肿、积液等。
8. 超声治疗：超声波的能量可以用于治疗某些疾病，如肌肉拉伤、骨折、肿瘤等。
超
声治疗可以促进组织修复，减轻疼痛和炎症。
以上是超声基础知识的简要总结，希望对您有帮助。
超声基础知识
用于透声差、肥胖、年龄大、术后、皮下脂肪厚的人群 。减少伪像，增强组织轮廓。
2020/4/27
10、“迎红离蓝”
红色 代表血液流向探头。 血流速度加快时，颜色 会逐渐转变成 黄色
超声常用术语
兰色 代表血液流离探头。 血流速度加快时，颜色 会逐渐转变成 天兰色
2020/4/27
超声前沿技术
➢ 信息发射采集技术 复合空间成像、相干信息成像、编码信息成像、宽带多谱勒血 流成像技术。
记录设备
录像机 打印机 彩色打印机
图象档案管理
超声波诊断仪
4、超声波诊断仪的构成
探头
• 超声换能器（超声探头）是超声诊断仪中最主要的部件 之一。
• 其功能是将电子线路产生的电激励信号转换成超声脉冲 信号入射人体；并将人体组织产生的超声回波信号转换 成接收的电信号。
2020/4/27
超声波诊断仪
4、超声波诊断仪的构成
10、宽频
2.动态接收：在接收回声时，随深度变化选取不同的频率， 近场常取高频，中场取中频，远场只保留低频，达到好的 分辨率与好的穿透力的要求。 3.宽频接收：在接收回声时，所有频率的回声均接收，在中 近场包含不同频率回声，在远场由于高频成分衰减，只能 接收到稍低频率的回声。
2020/4/27
超声常用术语
2020/4/27
超声常用术语
10、阵元
• 阵列式换能器的基本换能单元称为阵元。 • 阵元在电气上有独立的引线，能直接激励而发射超声
信号，也能接收回波而输出电信号。 • 振子是由压电材料经高温烧结、电极化处理、打磨、
加上电极等一系列加工后形成的压电元件。 • 为了提高各个阵元的性能，常把一个阵元再切割为几
个微元（振子）。
超声基础知识
M型超声心动图
(三)人体不同组织和体液回声强度
1、回声强度：
强回声、高回声、中回声、低回声、弱回声、无回声
2、人体组织回声强度：
骨骼>肾窦>胰腺>肝、脾实质>肌肉>肾皮质>肾髓质（肾椎 体）>血液>胆汁和尿液
人体组织的回声强度：
回声强度
人体组织
强回声
骨骼、肺等含气组织
高回声
脏器包膜、囊肿壁、肾窦、肝血管瘤
等回声
肝、脾、甲状腺、乳腺、睾丸实质
低回声
肌肉、皮下脂肪、淋巴结
弱回声
缓慢流动的血液、液体内的组织碎屑
无回声
正常的胆汁、尿液、脑脊液、玻璃体
声像图方位识别： 首先要明确探头的体表位置，进而确认解剖切面。
超声基础知识
吉林省人民医院 超声科 潘莉莉
一、超声诊断的基本原理
（一）超声波的产生和接收 1、 超声波：超过20kHz的声波
人耳能感知声波频率20Hຫໍສະໝຸດ -20kHz2、传播特性：
声阻抗差＞0.1%发生反射 反射、折射、散射
3、超声探头发射和接收超声波
（二）超声成像方式 1、脉冲回声式
B型 M型 2、多普勒技术
超声基础知识及热点问题
Ⅰ级：绒毛板处为一光亮线，但出现了轻度起伏，实质内出现较粗颗粒， 反光较强，仍未出现基底层。见于孕29～36周，提示胎盘趋向成熟但尚 未成熟。
Ⅱ级：分为早期与晚期。Ⅱ级早期绒毛板出现切迹，延伸入胎盘实质但 尚未达基底层，实质内颗粒变粗，出现短柱状反光强的回声，基底层可 出现呈不规则反光较强细光条，提示胎盘为成熟早期。Ⅱ级晚期绒毛板 变化与Ⅱ级早期相同，实质内除Ⅱ级早出现的回声外，又可见到不完全 光环，分布尚不广泛；基底层清晰可见，但不一定伸展到整个胎盘。 Ⅱ 级胎盘多出现在孕36～40周。 Ⅱ级晚期胎盘提示胎盘已成熟。
胎盘：位置（胎盘早剥20w、前置胎盘28w）、分 级（绒毛膜板、实质、基底膜）
羊水 ：正常、过多（2000ml）、过少（300ml）、 AFI（5~18）
脐带：脐带绕颈、单脐动脉（泌尿道及心血管畸形）
胎盘分级
胎盘的分级法是以胎盘的绒毛板、胎盘实质及胎盘的基底层三部分结构 的变化作为分级的依据。
超声成像表现内容和诊断术语
边缘回声、内部回声（光点的分布、回声 的强弱、图像的形态）、无回声区、实性 区、透声情况。
回声强度：强、高、中、低、无；形态、 边界、内部（光团、光斑、光点、光带、 光环、光线）
超声图像的阅读
超声图是切面图：纵切面、横切面、 斜切面
超声图的方位
超声仪的种类
频谱多普勒（spectral Doppler）：属于图示技术，它是一 种曲线显示。得到的是峰值流速。频谱多普勒的曲线纵向表 示血流的方向，朝向探头的血流（动脉）曲线显示在基线之 上，背离探头的血流（静脉）曲线显示在基线之下。纵向亦 表示血流的速度。横向表示时间。
超声知识点总结归纳
一、超声的原理1. 超声波的产生超声波是指频率超过20kHz以上的声波。
在超声检查中，超声波是由超声探头产生的，探头内装有压电晶体，当晶体受到外加电压时，会产生机械振动，从而产生超声波。
2. 超声波的传播超声波在人体内部传播时，会发生反射、散射、折射等现象。
不同组织和器官对超声波的反射程度不同，这就形成了超声图像上的对比度。
3. 超声图像的形成超声图像是通过记录超声波的发射和接收信号，然后通过计算机处理形成的。
超声图像可以显示组织和器官的形态、结构和血流情况，是超声检查的主要成果。
二、超声的应用1. 超声的临床诊断超声检查可以用于诊断各种器官和组织的病变，如心脏、肝脏、肾脏、乳腺、甲状腺等。
通过超声检查，可以观察器官的形态、大小、结构、血流情况等，从而帮助医生做出正确的诊断。
2. 超声在妇产科的应用超声在妇产科的应用非常广泛，可以用于检查怀孕、观察胎儿发育情况、诊断子宫肌瘤、卵巢囊肿等。
此外，超声还可以用于引导产前筛查和指导产科手术。
3. 超声在心脏病学的应用超声检查可以用于观察心脏的结构、功能和血流情况，对心脏瓣膜病、心肌病、心包疾病等疾病的诊断有很好的帮助。
4. 超声在肿瘤学的应用超声可以用于检测肿瘤的部位、大小、形态以及血流情况，对辅助诊断和术前评估具有重要意义。
5. 超声在其他领域的应用超声还可以用于检查血管、淋巴结、肌肉、关节等组织和器官，对各类疾病的诊断都有重要意义。
1. 安全性高超声检查不需要使用放射线，对人体无损害，适用于各个年龄段的患者，特别适用于孕妇和儿童的检查。
2. 易于操作超声检查仪器操作简单，探头直接接触患者身体部位即可进行检查，操作方便，适合用于门诊和急救情况。
3. 观察实时超声检查所得的图像是实时的，医生可以通过观察超声图像动态变化，帮助做出正确的诊断。
4. 无创性超声检查是一种非侵入性检查方法，不需要穿刺或开刀，对患者没有任何伤害。
四、超声的临床意义1. 早期诊断超声检查对一些隐性疾病的早期诊断非常重要，如肿瘤、结石等疾病，可以帮助医生及早发现病变，提高治疗成功率。
超声基础知识入门_超声基础知识总结
超声基础知识入门_超声基础知识总结超声基础知识入门_超声基础知识总结超声基础知识总结物理基础基本概念――人耳听觉范围：20-20000HZ 超纵声波频率＞20000HZ――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（λ）、声速（c）；三者关系：λ＝c／f 人体软组织的声速平均为1540m/s，与水的声速相近；骨骼的声速最高，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。
声束的影响因素：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。
声束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高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）近场声束集中，呈圆柱状；直径――探头直径（较粗）；（横断面声能分布不均匀）长度――超声频率和探头半径。
公式：L＝（2r·f）／c L为近场长度， r为振动源半径， f为频率，c为声速（2）远场声束扩散，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）声束两侧扩散的角度为扩散角（2θ）；半扩散角（θ）。
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；――近场变断、扩散角变小；增加探头孔径（直径）――但横向分辨率下降。
采用聚焦技术――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――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――（1）利用延迟发射是声束偏转，实现发射聚焦或多点聚焦；可提高侧向分辨力；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。
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超声基础知识第二章超声基础知识（超声波的定义及其特性1. 超声波的定义20000Hz物体的机械振动是产生波的源泉，波的频率取决于物体的振动频率。
频率范围在20,内的波称为可听声波,频率范围在20Hz内的波称为次声波,频率范围在2X104 ,10 8 Hz的波称为超声波,频率范围在10 8 ,10 12 Hz的波称为特超声波。
次声波、可听声波、超声波、特超声波统称声波。
可见，整个声波频谱是比较宽的, 其中只有可听声波才能为人耳所听到，而次声、超声、特超声虽然属于声波却不能为人耳所察觉。
在自然界存在着多种多样的超声波，如某些昆虫和哺乳动物就能发出超声波，又如风声、海浪声、喷气飞机的噪声中都含有超声波成分。
在医学诊断上所使用的超声波是由压电晶体一类的材料制成的超声探头产生的。
眼科方面所使用的超声频率在5,15MHz 范围内,心和腹部所使用的超声频率在2,10MHz范围内。
2. 超声波的特性超声波和可听声波一样，也是一种机械波，它是由介质中的质点受到机械力的作用而发生周期性振动产生的。
依据质点振动方向与波的传播方向的关系，超声波亦有纵波和横波之分。
由超声诊断仪所发射的超声波，在人体组织中是以纵波的方式传播的。
就是因为人体软组织基本无切变弹性，横波在人体组织中不能传播。
与普通声波（可闻波）相比,超声波具有许多特性，其中最突出的有：？由于超声波的频率高，因而波长很短，它可以像光线那样沿直线传播，使我们有可能只向某一确定的方向发射超声波；?由超声波所引起的媒质微粒的振动，即使振幅很小，加速度也非常大，因此可以产生很大的力量。
超声波的这些特性，使它在近代科学研究、工业生产和医学领域等方面得到日益广泛的应用。
例如，我们可以利用超声波来测量海底的深度和探索鱼群、暗礁、潜水艇等。
在工业上，则可以用超声波来检测金属内部的气泡、伤痕、裂隙等缺陷。
在医学领域则可以用超声波来灭菌、清洗，更重要的用途是做成各种超声波治疗和诊断仪器。
（超声波的物理基础振动是声学的基础，只有声源的振动才能发射出声波。
超声波与普通声波一样，是振动在弹性介质中的传播。
因此机械振动源和弹性介质是超声波产生的物理基础。
机械振动中最简单的形式是一个自由度振动系统，如图2-1，一个弹簧振子,质量元件的质量为m置于无摩擦的表面上，弹簧的弹性系数为k。
如果系统具有一初始位移量，则必然有一个弹性力使系统产生振动。
根据虎克定律，弹性力 F k =-k E。
即是说，在弹簧的弹性限度内，弹性力Fk的变化与位移量的变化成正图2-1弹性质点振动系统在振动过程中，它只是自身做能量的转换，由势能转化为动能。
在平衡位置处，动能最大，势能为零；在最大振幅处，势能最大，动能为零。
对于无阻尼的自由振动来说，振子的势能和动能的和保持恒定值，所以孤立质点的振动不会发生能量的传递。
但是，在连续的弹性介质中，当某一质点受到外界作用而在其平衡位置做机械振动时，通过质点间的弹性力作用，就会把这个振动传给与它相邻的质点，使后者也在自己的平衡位置附近振动，如此继续下去，机械振动就在整个媒质中传播开来。
换句话说，机械振动的能量在弹性介质中传播开来，这就形成机械波。
如超声波，由超声换能器产生振动，引起接触器的振动，接触剂的振动又引起人体皮肤、脂肪及内脏的振动，超声波能量就这样进入了人体。
由此可见，获得超声波要有两个条件:(1) 一个做机械振动的物体，以持续的提供能量，即波源或振源;(2) 必须有能传播这种振动的弹性媒质，固体、流体、气体都是弹性介质，都可以传播超声波，真空中没有介质存在，所以不能传播机械波，包括超声波。
三( 超声波的分类1、按质点振动方向和波传播方向的关系分类相对于波的传播方向，质点的振动方向可以不同。
纵波是质点的振动方向与波的传播方向相同的波。
例如音叉在空气介质中振动所产生的声波, 空气介质中的质点沿水平方向振动, 振动的方向与声波的传播方向一致, 传播时介质的质点发生疏密的变化。
纵波可以在固体、液体、气体介质中传播。
横波是质点振动方向与波的传播方向垂直的波。
一个典型的例子便是如图2-2所示的软绳上的波,我们不妨把软绳看成密集质点的集合, 如果不断地摆动软绳的一头,则一系列的横向振动的波就由绳子的左端向右端移去, 而绳上各质点并不随波的传播方向移去, 只是在各自的平衡位置附近作横向(剪切形式)的振动。
横波不能在液体及气体介质中传播, 这是因为液体和气体无切变弹性。
原点拡动方I 诃 质点佃I 方向波动传播方向2、按波阵面的形状分类波从波源出发，在介质中向各个方向传播。
在某一时刻介质中周相相同的各点 组成的面为波面。
显然波面有无数个，最前面的一个波面也就是波源最初振动状态 传播的各点组成的面，通常又叫波阵面。
波面有各种形状，波面为平面的波称为平2-3。
超声诊断中，探头发射的超声波在近场可11图2-2波的传递咅貿血證临气金质中产爪報液面波，波面为球面的波称为球面波，波面为柱面的波称为柱面波。
如图平面波对于研究问题来说最为简单,原点拡动方I诃质点佃I方向视为平面波，在远场可视为球面波（或球面的一部分）。
但为了方便起见，我们把它都视为平面波。
超声波与人体内微小障碍物（如红细胞）发生作用时，障碍物散射的超声波是球面波。
3、按发射超声的类型分类可分为连续波和脉冲波。
连续波目前只在连续波多普勒血流仪中采用，A型、M 型、B型及脉冲多普勒血流仪均采用脉冲波。
四（超声波的基本物理量1.声速声波在介质中单位时间内传播的距离，称为声速。
用符号c表示，单位为m,s（米, 秒）。
声波的传播过程实质上是能量的传递过程，它不仅需要一定时间，而且其传递速度的快慢还与介质的密度、弹性以及波动的类型有关。
对于纵向传播的平面波其声速为c=/ k / P式中：P为介质密度，k为介质的体积弹性模量。
又由于弹性模量与温度有关，因而声速还受温度的影响。
例如，空气的温度在0?时,声速为332m/s,气温每升高1?,则声速增加0.6m/s,至15?时，则为341m/s。
表2-1给出了在人体组织器官中与超声诊断有关的介质中的声速。
表2-1在有关介质中的超声速度介质传播速度（m/s）介质传播速度（m/s）空气(0?)肾脏332 1560石蜡油(33.5?) 肝脏1420 1570海水(30?)头颅骨1545 3360生理盐水巩膜1534 1604人体软组织（平均值）角膜1540 1550血液房水1570 1532脑组织水晶体1540 1641脂肪玻璃体1476 1532肌肉（平均值）15682.周期和频率介质中的质点在平衡位置往返振动1次所需要的时间叫周期，用T表示，单位是秒（S）；在1s的时间内完成振动的次数称为频率,用f表示,单位为周/S，又称作Hz（Hz）。
周期与频率成互为倒数关系,以下式表示：,T超声诊断常用的频率范围在0.8,15MHz之间,而最常用的为2.5,10MHz。
3. 波长在一个周期内，声波所传播的距离就是一个波长，用入表示。
对于纵波，等于两相邻密集点（或稀疏点）间的距离,如图2-4（a）所示;对于横波,则是从一个波峰（或波谷）到相邻波峰（波谷）的距离,如图2-4（b）所示。
1111波长披氏图2-4波长的定义波长入、声速c与频率f之间满足以下关系：入，c/f频率和波长在超声成像中是两个极为重要的参数，波长决定了成像的极限分辨率,而频率则决定了可成像的组织深度。
表2-2给出了医学超声诊断常用的几种超声波频率与其波长、周期和极限分辨力的关系。
表2-2波长、周期与极限分辨力之间的关系频率(MHz)波长(mm)周期(卩s)极限分辨力(mm)1 1.5 1 0.752 0.75 0.5 0.3752.5 0.6 0.4 0.33 0.5 0.33 0.253.5 0.43 0.29 0.225 0.3 0.13 0.17.5 0.2 0.13 0.110 0.15 0.1 0.07515 0.1 0.06 0.05 注:取超声波在人体中传播的平均声速c=1540m/s作为换算标准4. 声压纵波在弹性媒质内传播过程中，媒质质点的压强是随时间变化的，媒质质点的密度时密时疏，从而使平衡区的压力时强时弱，结果导致有波动时压强(P W )与无波动时压强(P O )之间有一定额压强差(P W ,P O ),这一波动压强称为声压。
对于一无吸收媒质的平面波，有波动时压强的最大值与没有波动作用时各点压强的差值称为压强振幅(P m ),它可由下式确定:即:声压振幅P m与媒质密度p、质点运动速度的最大值V m及波速C成正比。
声压有效值为：P= P m 1125. 声强声强是表示声的客观强弱的物理量，它用每秒钟通过垂直于声波传播方向的1平方厘米面积的能量来度量,它的单位是焦耳,(秒?平方厘米),J/(s?cm 2 ),。
声强与声源的振幅有关，振幅越大,声强也越大；振幅越小,声强也越小。
当声源发出的声波向各个方向传播时，其声强将随着距离的增大而逐渐减弱。
这是由于声源在单位时间内发出的能量是一定的，离开声源的距离越远，能量的分布面也越大，因此通过单位面积的能量就越小。
基于这一原理，在超声诊断探头发射超声时，必须考虑波束的聚焦，它可以减小声能的分散，使声能向一个比较集中的方向传播，因而可以增加诊断探测的深度。
6. 声阻抗率声阻抗率是描述弹性媒质传播声波的一个重要物理量。
对于各向同性的均匀媒质中无衰减的平面自由行波来说，媒质中某点有效声压P与振动质点速度有效值V 之比称为声阻抗率,它用Zs表示:Zs = P,V= p c实际上,声压与质点振速不一定同相位，所以声阻抗率是2个同频率、但不同相的余弦量的比值，并不是一个恒量。
对于无衰减的平面行波，声压和振速可视为同相，媒质各点的声阻抗率是同一个恒量P C,对一定频率的声波来说，它只决定于媒质密度p和波速C的乘积。
声阻抗率和电学中一个无限长、无损耗传输线的特性阻抗相似，其中声压相当于电压，振速相当于电流强度，声阻抗率相当于电阻。
通常声阻抗率是一个复数，其实部称为声阻率，虚部称为声抗率。
人体正常组织的声阻抗率的平均值约为1.5 X 10 6牛顿?秒/米3 （N?s,m 3 ）, 而与超声测量有关材料的密度和声阻抗率则如表2-3所示。
表2-3几种物质及人体组织的声阻抗率介质密度(g,cm 3 ) 声阻抗率(X 10 6 N?s,m 3 )空气(0?) 0.00129 0.000428水(37?) 0.9934 1.513生理盐水(37?) 1.002 1.537石蜡油(33.5?) 0.835 1.186血液 1.055 1.656脑脊水 1.000 1.522羊水 1.013 1.493肝脏 1.050 1.648肌肉（平均值）1.074 1.684软组织（平均值）1.016 1.524脂肪0.955 1.410颅骨 1.658 5.570水晶体 1.136 1.874五（超声波的传播特性超声波在人体组织内传播不仅有衰减，同时还存在着反射、折射与透射现象。