超聲應(yīng)用基礎(chǔ)知識

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1、超聲應(yīng)用基礎(chǔ)知識武漢大學(xué)人民醫(yī)院超聲影像科陳文衛(wèi)超聲波頻率在20000HZ以上的聲波，屬機械波，超聲應(yīng)用的是縱波超聲波長，頻率及聲速關(guān)系λ（波長）＝Ｃ（聲速）∕f（頻率）超聲波在人體內(nèi)平均傳播速度1500或1540m/s頻率：3.0ＭＨz單位時間振動3.0×106次數(shù)3.5MHz探頭：波長（λ）＝１５４０∕３５０００００＝0.４４mm超聲診斷主要利用超聲什么物理原理？1.反射是超聲診斷的主要物理原理。障礙物直徑大于入射超聲波長的1/2(﹥λ/2)，即會在障礙物表面產(chǎn)生反射，邊緣少量繞射2.背向散射接收后，可供分析組織臟器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特性超聲分

2、辨率、穿透率、背向散射回聲縱向分辨率力：是指縱向（前后）距離兩個障礙物能被分辨的最小間距，主要與超聲頻率有關(guān)。如3.0MHz超聲，理論最大分辨力為0.5mm/2即0.25mm橫向分辨力:是指橫向距離上(與聲束垂直的平面上)兩個障礙物能被分辨的最小間距，主要與聲束直徑有關(guān)，提高橫向分辨力，用聲學(xué)聚焦使聲束變窄穿透力：能產(chǎn)生有效反射回聲的傳播距離。與超聲頻率有關(guān)背向散射回聲:超聲回聲被接受后，可用來分析組織臟器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特性多普勒效應(yīng)振動源（探頭發(fā)射晶片）與接收器（超聲探頭接受晶片）之間存在相對運動時，接收到的振動頻率固有運動而發(fā)生改變的物理現(xiàn)

3、象。fd＝2vcosθf0∕cV=fdc/2cosθf０與超聲波傳導(dǎo)有關(guān)的聲學(xué)概念1.聲阻抗：聲波在介質(zhì)中傳播所受到的阻力。Z=ρ.cρ介質(zhì)密度，c介質(zhì)聲速聲阻抗與聲波的傳導(dǎo)與聲速的衰減有關(guān)組織聲阻抗、組織密度、超聲波傳導(dǎo)速度與聲衰減關(guān)系1.組織聲阻抗大，組織密度高，聲波傳導(dǎo)速度快2.組織聲阻抗大，組織聲衰減越大。血液除外人體組織聲阻抗值大?。◤拇蟮叫。┕趋扩兗∪猢冄憨兡I、肝臟﹥?nèi)橄侃兯冎京兎惟兛諝廛浗M織以肝值略小，腎略大聲速在組織中衰減規(guī)律（從大到?。┓惟児趋扩兗∪猢兏惟?nèi)橄侃冎京冄憨兡蛞?、膽汁θβαC1C2皮膚2.反射：是

4、障礙物直徑﹥?nèi)肷涑暡ㄩL的（λ/2）時，在障礙物表面可產(chǎn)生反射超聲波在聲阻抗不同的兩種組織中傳播，就會產(chǎn)生反射。其意義在于：因有反射存在，聲波在組織中傳播，聲波能量就會衰減，遠(yuǎn)場圖像就會不清晰如：肌肉與血液損耗1%脂肪與肌肉損耗15%軟組織與骨骼損耗50-70%3.折射：當(dāng)超聲波從一個組織界面進入到另一個組織界面，其傳播方向就會發(fā)生改變超聲波在聲阻抗不同的兩種組織中傳播，就會產(chǎn)生折射。其意義在于：（1）當(dāng)超聲波垂直于界面進入組織時，不發(fā)生折射；（2）人體軟組織聲速相差不大，折射角較小，可以忽略，但會引起折射偽差4.透射:超聲波穿過多

5、層聲阻抗不同的組織向深層傳播的過程，其意義在于：超聲換能器使用匹配層的原理；超聲耦合劑使用不可太厚；人體軟組織聲速相差不大，折射角較小，可以忽略，但會引起折射偽差5.繞射：是障礙物直徑﹤?cè)肷洳ㄩL的1/2，超聲可繞過障礙物繼續(xù)傳播．其意義在于：距離障礙物越近，繞射現(xiàn)象越明顯6.散射：是障礙物表面粗糙，入射超聲波與障礙物表面粗糙的微粒相互作用后，小部分聲能激發(fā)微粒，引起聲波發(fā)散，此時產(chǎn)生散射．其意義在于：探頭可以在任何方向接受到散射波是形成超聲圖像的另一基礎(chǔ)是多普勒測量血流的原理與聲衰減有關(guān)的聲學(xué)概念聲衰減：超聲波在組織中傳播，入射的聲能就會隨

6、傳播距離的增加而減少，包括：擴散衰減，散射衰減，吸收衰減1.擴散衰減：入射聲波隨著傳播距離的增加向聲束周圍擴散而導(dǎo)致的單位面積聲能量的減少．要探測較深的組織，必須增加聲能2.散射衰減：入射聲波改變傳播方向，而導(dǎo)致的入射聲波能量減少．包括反射、折射、散射．高頻探頭穿透力差3.吸收衰減：由于組織的粘滯性在聲場中產(chǎn)生內(nèi)部摩擦，熱傳導(dǎo)和彈性遲滯等使聲能減少．在氣體和液體中主要由內(nèi)部摩擦，熱傳導(dǎo)引起用于胎兒診斷的超聲的強值有什么限定？1.連續(xù)波鑒測胎心：Ⅰ（SATA-空間峰值聲強）20mw/cm22.脈沖波鑒測胎兒：Ⅰ（SAPA-空間平均脈沖聲強）≤

7、20mw/cm23.兒科及胎兒：Ⅰ（SATA）180mw/cm2Ⅰ(SAPA)350mw/cm2超聲對人體有什么生物學(xué)效應(yīng)？1.熱反應(yīng)：超聲機械能作用到人體組織，由于組織粘滯吸收效應(yīng)，使一部分超聲能量轉(zhuǎn)化為熱能。高強度聚焦超聲2.空化作用：在超聲輻射下，局部組織產(chǎn)生壓力增大，降低的交替變化，組織“斷裂”引起氣體液化形成3.機械作用：超聲機械能作為聲壓及力，作用于生物組織，可致組織損傷。超聲入射角對多普勒測量血流值影響1.fd=2v×focosθCosθ＝00，值為1Cosθ＝900，值為0２.心血管超聲時cosθ≦00－200，值1－0.9

8、4外周血管超聲時Cosθ≦600，值0.50血管多普勒頻譜分析技術(shù)基礎(chǔ)：快速傅立葉變換（fastFourierfransform）:把復(fù)雜的多頻率信號分解為若干個單頻信號之和，并