B超与多普勒课件第一章.ppt

无限薄层全透射。当Z1=Z3时，若k2d1，即dλ2/2π时，这一层媒质对声波的全透射波没有影响。 半波长层全透射。当k2d=nπ，即d=nλ2/2时，全透射。 匹配层全透射。当三层媒质的声阻抗都不相等时，则只要在I和III中插入一个d为1/4波长的奇数倍的介质层，并令Z2=（Z1Z3）1/2，则全透射。 四、散射和绕射 超声在传播时，遇到与超声波波长近似或小于波长（小界面）的介质时，产生散射与绕射。 散射为小介质向四周发散超声，又成为新的声源。 绕射是超声绕过障碍物的边缘，继续向前传播。 五、超声波的叠加原理 在同一介质中，几列波在传播时相遇，相遇处质点的振动时各列波引起的分振动的合成，任一时刻该质点的位移是各列波引起的分位移的矢量和。 相遇后的各列波仍保持各自特性不变，并按原来方向继续前进。 第六节 超声在生物组织中的衰减 一、衰减（attenuation） 超声在媒质中传播时，其声强将随着距离的增加而减弱的现象。 声束本身的扩散，使单位面积中的能量下降，超声的反射、折射与散射的结果使能量不再沿着原来的方向传播，从而使原来传播方向上的声强减弱。 传播过程中，由于媒质的吸收，使声能减少。 衰减系数 衰减系数一般是频率的函数，而且为线性关系（软组织中） α的单位为(mm)-1,β为衰减常数μs/mm，f为频率MHz 随着频率和距离的增加，衰减迅速增加，其快慢程度常用dB/(MHz·cm)。 半值层（半价层） ——声强下降到初始强度一半时所经过的传播距离就是半价层的数值。 半价层值与衰减系数成正比 二、衰减相互作用 （一）吸收 三个因素会影响超声的吸收 媒质的黏性 ——由于媒质具有黏滞性，质点运动时相互产生弹性摩擦，使一部分声能转化为热能。 松弛时间 ——质点被超声推动之后回到其平衡位置所需的时间。时间短意味着质点能很快回到原来位置,通常是在下一个压缩波到来之前。否则就要额外的能量停止质点朝原点移动并改变其运动方向。额外能量被转化为热能。 频率 　——当频率较高时，分子振动加快，将导致黏性媒质中产生更多热能；频率较高时，分子可能没有足够时间建立新平衡，从而导致吸收更多的热能。 垂直入射时，人体各组织界面的声压反射系数 水 脂肪 肌肉 皮肤 脑 肝 血液 颅脑 水 0 0.047 0.020 0.029 0.007 0.035 0.007 0.570 脂肪 0 0.067 0.076 0.054 0.049 0.047 0.610 肌肉 0 0.009 0.013 0.015 0.020 0.560 皮肤 0 0.022 0.006 0.029 0.570 脑 0 0.028 0.570 肝 0 0.028 0.550 血液 0 0.570 颅脑 0 超声波在人体组织中的平均衰减系数 人体组织 平均衰减系数[dB/(cm·MHz)] 频率范围MHz 眼球玻璃体液 0.10 6~30 血液 0.18 1.0 脂肪 0.68 0.8~7.0 延髓(顺纤维) 0.80 1.7~3.4 脑 0.85 0.9~3.4 肝 0.94 0.3~3.4 肾 1.00 0.3~4.5 脊髓 1.00 1.0 延髓(横越纤维) 1.20 1.7~3.4 肌肉(顺纤维) 1.30 0.8~4.5 心肌 1.80 0.3~4.5 眼球晶状体 2.00 3.3~15 肌肉(横越纤维) 3.30 0.8~4.5 颅骨 20.00 1.6 肺 41.00 1.0 第七节　超声的生物效应 一、超声的生物效应 ——超声对生物组织产生的作用，与超声波的声强、频率及生物组织本身的性质有关，且在声强低的情况下效应是可逆的，而声强超过一定阈值时则会产生不可逆效应。 1、热效应 ——由于生物组织的声吸收特性，超声能量射入组织后，部分超声能量将会变成热能，并使其温度升高的一种效应。 2、空化效应 ——充有水气或水蒸汽的空腔在外场作用下发生振荡的任何现象，可使液体分子产生断裂而迅速形成近似真空的空穴（微气泡）并消失，可使局部产生高温高压。 稳态空化——空化泡半径不超过原半径的75％的动力学过程，这时声压在一个大气压以下。 瞬态空化——空化气泡半径变化很大，直至发生破裂过程，声压值很高（几十个大气压以上） 瞬态及稳态过程都会引起生物效应，能引起自由基变化而影响细胞结构。 3、机械效应 ——超声波在人体中传播时的振动和压力会对细胞和组织结构产生直接的效应，细胞和细胞器可以会被高强度超声波产生的剪切力所粉碎。 4、理化效应 （1）弥散作用（2）触变作用（3）空化作用诱导的理化反应（4）聚合作用和解聚作用（5）与炎症、修复过程有关的细胞、分子机制 二、人体超声生物效应 治疗超声