医用超声诊断仪基础知识.ppt

一、?超声波的产生和类型 振动频率在20—20000Hz范围内的波,为人耳可听及的声波.20000Hz—108Hz之间的波为超声波. 108Hz—1012Hz之间的波为特超声波.超声和声的物理特性在本质上都是一致的,两者都是机械波.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而产生的. 1.?根据质点振动方式和声波传播方法分类 ① 纵波???? 介质中的质点受到拉应力和压应力的作用而振动,以质点疏密相间的形式传递能量,声波传播方向与质点振动方向相一致.这种振动和传播方式的波称为纵波 ② 横波????? 弹性介质中质点受到剪切力的作用而振动,以质点产生的相对横向位移,而出现波峰和波谷的形式传递能量,其振动方向与声波传播方向垂直；这种切变振动和相垂直传播方式的波，称为横波，又可称为切变波． 纵波示意图 横波示意图 2．根据声波在弹性媒质中传播时，质点的振动状态分类 ①平面波：　　波阵面为一平行平面的波,称为平面波。②球面波：　　波阵面为同心球面的波,称为球面波。③柱面波：　　波阵面为同轴柱面的波,称为柱面波 。 平面波、球面波示意图 声速 声波在媒质中传播时，单位时间声波传播的距离叫做波速。它的大小由媒质的性质所决定； 超声在水中的声速为1480ｍ／s，在脂肪中传播声速为1450 ｍ／s，在体液中为1496 ｍ／s，在人体中传播的平均声速为1540 ｍ／s ２．周期、频率、波长 质点在其平衡位置来回振动一次所需要的时间，称为质点振动周期。 单位时间内通过的波数，称为声波频率。 在一个周期内，波传播的距离称为波长 。 ３．声压 声波在弹性介质中以质点位移,周期性交替变化的方式传播,导致了声波传播路径上,介质质点压强值的周期性变化,这种压强的变化量称为声压. 也就是说声压为声波在媒质中产生的压力与静压之差。 ４．声强 声强（度）是在某一点上，一个与指定方向垂直的单位面积上，在单位时间内通过的平均声能。 ５．声特性阻抗 声压与声速的比值称为声阻抗 医用超声诊断仪 医用超声诊断仪是将声纳原理、雷达技术、电子技术三者相结合而研制生产的设备，主要应用在临床诊断中，其基本原理是将一束高频超声脉冲发射到生物体内，再接收来自生物体内各组织之间界面处反射的回波，经放大、处理、显示，可观察内脏器官的形状、大小、及各器官的相互位置、器官的活动以及器官内的异物等，从而判断器官的是否正常。 超声诊断仪类型 超声波在医学方面，除了用于治疗和手术外，主要是用于临床诊断。在诊断学方面，现有的医学超声技术可以分为两大类：即基于回波扫描技术和基于多谱勒频移原理的超声诊断技术。 基于回波技术的超声诊断技术的基本原理 利用超声波在组织界面处产生的反射回波形成的图象或信号来诊断疾病。这种技术主要用于解剖学范畴的检测和诊断，目的是了解器官的形态学和组织方面的状况与变化，比如检测体内异物和肿瘤，检查器官的形状及大小变化 。 基于多普勒频移原理的超声诊断技术的基本原理 利用运动物体反射声波时造成的频率偏移现象来获取人体的运动信息。这种技术主要用于了解体内器官的功能状况及血液动力学方面的生理病理状况，如用于测定血液流速、心脏运动状况及血管是否存在栓塞等。目前，超声多普勒技术主要用于心血管疾病的诊断中。 回波扫描诊断技术按显示回波的方式分为如下五类型 ①A型：即将回波以波形的形式显示出来，其纵坐标为回波幅度，用以表示回波的强弱；横坐标为回波接收的时间，该时间与产生回波的组织界面相关。 ②B型：即将回波信号用点的形式显示在显示器上，光点的灰度与回波强弱成正比，为辉度调制型。当探头上的传感器阵元以不同方式移动扫查时，可以形成二维图象。 二、?超声换能器 超声诊断仪是依靠超声换能器产生入射超声波（发射波）和接收反射的超声波（回波）的．所以在医用超声诊断仪中超声换能器又称为探头．??????? 超声换能器的机械振荡是由高频电能激励产生的．反射回来的超声能量又通达超声换能器转换为电脉冲．探头能将电能转换为声能，又能将声能转换成电能，故有换能器之称． 1、?正压电效应 在晶体或陶瓷的一定方向上，加上杌械压力，使其变形，晶体或陶瓷的两个受力面上，产生符号相反的电荷；变形方向相反，两面的电荷极性随之变换．电荷密度同施加的机械力成正比．这种因机械力作用而激起表面的电荷效应，称为正压电效应． ２．逆压电效应 在晶体或陶瓷表面沿轴方向施加电压，在电场作用下引起几何应变，电压方向改变，机械应变方向亦随之改变，形变与电场成比例．这种因电场作用而引起的形变效应，称为逆压电效应．超声诊断仪探头在发射超声波时是逆压电效应．接收超声回波时产生压电效应． 压电振子 在压电体的正反表面上进行极化，覆盖上一层激励电极后，就成为压电振子