05级临床医学专升本(超声物理基础)

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------05级临床医学专升本(超声物理基础)教案首页SWH-QR-JYS-12/A1 次课授课时间 2006-10-19 教案完成时间 2006-10-9 第课程名称诊断学年级2005 级专业，层次临床医学专升本教员张萍专业技术职务讲师授课方式 (大班) 讲授/实习(大班/小班) 学时 2.0 学时授课题目（章，节）第三章超声检查第一节超声诊断的基础知识第二节超声诊断法的种类基本教材或主要参考书全国医学高等专科学校教材《诊断学》第五版，邓长生主编， 2005 全国高等学校教材《医学影像学》第五版，吴恩惠主编， 2005 教学目的与要求：⒈掌握超声波的概念⒉掌握人体组织的声学分型⒊掌握超声检查法的种类 4.熟悉超声波的物理特性，了解超声诊断仪工作原理大体内容与时间安排，教学方法：⒈超声波的概念和诊断用超声波(10 分钟) ⒉超声波的物理特性和超声诊断仪工作原理(20 分钟) ⒊人体组织的声学分型(15 分钟) ⒋超声检查方法的种类(30 分钟) ⒌复习总结(5 分钟) 教学方法：采用讲授为主，注意理论联系实际，并充分利用绘图、多媒体动画等手段，详细讲解并特别强调重点和难点内容。

教学重点，难点：1 / 11重点：超声检查的方法。

难点：超声波的物理特性，多普勒超声的原理。

教研室审阅意见：教学内容符合教学大纲要求，教学进程、教学方法安排恰当，时间分配合理，同意实施。

（教学组长签名）（教研室主任签名）2006 年 3 月 5 日教案续页基本内容辅助手段和时间分配第三章超声检查（ultrasound examination）第一节超声诊断的基础知识一、超声波（Ultrasound）的定义 1．定义：频率大于 20190Hz 的机械振动波次声波20Hz--20190Hz超声波（声波） 2. 超声波的三个基本物理量：频率（F），波长（），声速（C），⑴波长：在振动的一个周期内，超声波所传播的距离。

⑵声速：超声波在介质中传播，单位时间内传播的距离。

单位是米/秒。

声速大小与介质的密度、弹性以及温度密切相关，温度一定时，介质声速的顺序为固体液体气体。

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 人体软组织中平均声速为 1540 m/s。

⑶频率：单位时间（秒）内完成振动的次数。

单位为周/秒或赫兹。

频率（F）、波长（）和声速（C）三者的关系，用下列公式表示：C = F ·二、诊断用超声波 1. 频率与分辨力和穿透力的关系：⑴穿透力：超声波能穿透介质最大厚度的能力。

⑵分辨力：超声波能分辨并显示两个界面之间最短距离的能力。

⑶频率与分辨力和穿透力的关系：频率越高，波长越短，分辨力越强，穿透力越差。

纵向分辨力的极限是 1/2 ，实际分辨力为理论值的1/5～1/4。

临床应用时，要根据探测的脏器和目的选择不同频率的探头，总的原则是：探查大的或深部的脏器（如肝脏），需穿透力强的探头，可选择频率较低的探头；反之，则选频率高、分辨力高、穿透力不太强的探头，如探查眼球。

3 / 11三、超声波的物理特性 1. 反射和折射: 超声波束传播途中遇到两种声阻抗不同的介质构成的声学界面，且界面的线度远远大于波长时，入射声波的能量一部分被返回到同一介质中，称为反射；另一部分声能则穿过界面进入第二种介质，产生折射。

声阻抗(z) ＝声速(c) 介质密度( ) 声阻抗差0. 1% 即可发生反射，反射回声的强度决定于声阻抗差和入射声 5 分钟画示意图解释波长、频率。

5 分钟通过示意图举例说明 15 分钟多媒体动画演示反射和折射和散射的形成。

教案续页基本内容辅助手段和时间分配波的强度。

反射是 A、 B、 M 型超声的成像基础。

超声波的反射方向和折射方向与入射角有关。

如入射声束与界面垂直，入射角为零，则反射回声沿原入射途径返回，几乎完全被探头所接收；进入第二种介质的折射声束方向不变。

当入射声束与界面不垂直时，反射回声沿着与入射角相等的反射角发生反射，反射回声可能部分或全部的不能被探头所接收；进入第二种介质的声束方向也发生改变。

2. 散射：超声波通过直径远远小于波长的微粒（如红细胞），微粒吸收超声波能量后，再向各个方向辐射声波，称为散射；朝向探头方---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 向的散射波称为背向散射或后散射（backscatter）。

血流信号主要由红细胞散射构成 3. 吸收和衰减：⑴吸收：超声波在介质中传播，由于介质的导热性和粘滞性以及介质分子间的摩擦，介质吸收声能，使其耗损的现象。

⑵衰减：超声波在介质中传播，随着传播距离增加，声能逐渐减弱的现象。

衰减的原因：反射、散射、吸收和声束发散。

超声波的衰减特性对于判断病变的性质有一定的价值。

人体常见组织的衰减系数组织衰减系数(dB/cm) 羊水肝颅骨肺 4.0810-2 1.76 20 40 空气反射极大，后方组织难以成像，故检查时需在检查部位涂抹耦合剂，腹腔和盆腔脏器检查需作肠道准备，空腹、胀尿、灌肠等；骨组织衰减明显，故骨骼成像困难。

四、人体组织的声学分型图示吸收和衰减现象15 分钟用颈部血管和心教案续页基本内容辅助手段和时间分配 1. 无反射型（无回声型）：包括血液、尿液及胆汁等各种均质的液性物质，其内部不存在声阻抗差，不构成声学界面，不产生回波，称无反射型。

5 / 11超声图像表现：液性暗区。

2. 少反射型（低回声型）：指人体中结构均匀的实质性脏器或组织。

如心肌、肝、脾等，这些脏器中的组织结构较均匀，界面声阻抗差小，超声波反射较弱。

超声图像表现：均匀细小的弱回声光点。

3. 多反射型（强回声型）：指那些非均质性、实质性结构，如乳腺或结构较致密的实质性结构与液性物质的界面上，如心内膜、心包、瓣膜、血管壁等。

构成声学界面的两种介质的声阻抗差较大，反射强，形成多反射型。

超声图像表现：粗大不均匀的强回声光点、光斑、光带等。

4. 全反射型（含气型）：肺、胃肠道等器官，存在软组织与气体构成的界面，声阻抗差很大，可达3000 多倍，声能几乎全部从界面上反射回来，而进入第二种组织的声能很少。

超声图像表现：很强的回声，其后方为无回声或很弱的回声区域。

含气组织的这种声学特性，致使超声对肺和胃肠道的诊断---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 受到很大限制。

五、超声诊断仪的工作原理交控电路中的同步信号发生器产生同步触发脉冲信号，这些信号作用到发射电路，产生高压电脉冲，激励超声换能器（探头），由压电晶片组成的换能器将电能转换成机械能，产生机械振动，发射超声波，对人体组织器官进行探查，然后换能器接收反射回声信号，并将回声信号转换为高频电信号，通过计腔内血液、胆囊腔内的胆汁声像图举例说明以心肌、肝实质和脾实质的声像图举例说明以心脏瓣膜、肝包膜声像图举例说明以直肠内气体声像图举例说明 5 分钟用示意图简要说明教案续页基本内容辅助手段和时间分配 30 分钟以眼球 A 超多媒体动画演示算机接收、放大、处理后，在显示器上显示出来，并将有价值的图像存贮。

第二节超声诊断法的种类一、 A 型诊断法（Amplitude Mode）幅度调制式：以波幅的高低代表回声的强度，图像的纵坐标代表波幅的高低，横坐标则代表探测界面的深度，显示一维图像。

目前临床上已基本被 B型超声诊断法所替代。

二、 B 型诊断法（Brightness Mode）辉度调制式或灰阶成像（gray scale display）：以光点的亮度代表回声的强度，回声强光点亮，回声弱则光点暗。

7 / 11反射界面之间的位置关系从纵坐标显示出来，图像的上部代表距探头近的表浅界面，图像的下部代表离探头较远、位置较深的界面。

采用连续扫描的方式显示脏器的断层切面图像，所以称为实时(Real-Time)二维超声图像。

能直观、实时地显示各脏器的解剖结构、空间位置和活动状态等，为超声检查的基础。

三、 M 型诊断法（Motion Mode）超声光点扫描法：用单声束垂直取样获得界面回声并以辉度调制的方式显示回声的强弱，纵坐标代表反射界面的空间位置关系和深度，横坐标代表扫描时间，显示的是声束上各反射点运动的轨迹图，主要用于心脏超声检查。

四、 D 型诊断法（Doppler Mode） 1. 多普勒诊断法的物理基础⑴多普勒效应（Doppler effect）：由于声源与观察者之间出现相对运动，使声波频率发生变化的现象。

振动源与观察者作相向运动时频率增加（声波密集），背向运动时频率降低（声波疏散）。

心脏、血管内血流发生与探头的相对运动，产生多普勒效应。

用颈动脉和胎儿的 B 超图像举例说明用二尖瓣前后叶波群的 M 超图像举例说明用多媒体动画演示多普勒现象---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------教案续页基本内容辅助手段和时间分配⑵超声检测多普勒效应的两个基本条件：a. 声源与目标之间有相对运动； b．有足够强的反射源或散射源。

⑶多普勒方程 fd=fR-fo=［(2Vcos)/C］ f0 fd：多普勒频移， Hz； V：血流速度 m/s C：超声波在人体中传播速度 m/s f0 ：发射超声波频率 Hz fR：接收超声波频率 Hz ：声束轴线与血流方向间的夹角 a. 血流速度与多普勒频移成正比，故多普勒频移可换算成血流速度。

b. 角改变与血流方向的关系当 0 90 cos 为正值 fd 为正向 90 180 cos 为负值 fd 为背向 =0 或 180 cos =1 fd 最大 =90 cos 为 0 fd=0 故测量心脏血流 20 腹部及四肢血管60 2. 频谱多普勒（Spectrum Doppler）⑴脉冲式（Pulsed Wave, PW） :采用单个换能器以很短的脉冲发射期发射超声波，在脉冲间期内有一可听期。