超声物理基础及图像基础---袁光华.ppt

2,回声强度的分级与描述 （八）超声波的干涉 当两个或两个以上的声源同时向周围传播，介质内有些质点因为两个声波的叠加，使振动幅度增加；有些质点则可以相互产生减弱作用。这种现象叫做声的干涉。如图1-1-12所示。 图1-1-12 波的干涉 a为幅度加倍，b为相互抵消，合成为零，c为部分加强，部分减弱。 三, 超声波的分辨力、穿透力 分辨力 能在荧光屏上被分别 显示为两个点的最小间距的能力。 依方向不同可分为轴（纵）向分辨力和侧（横）向分辨力。 (1) 轴向分辨力 轴向分辨力 是指声束穿过介质中能被分辨为 前后两点的最小间距，它与超声 波的频率成正比。从单纯理论上计算所能测到物体的最小直径，叫做最大理论分辨力。在数值上为1/2λ。在实际的B型超声设备中，轴向分辨力可以达2mm以下。 图1-2-10表示出不同频率的超声波的轴向分辨力。 图1-2-13 轴向分辨率与频率的关系 ( 2) 侧向分辨力 侧向分辨力是指与声束相垂直的面上，能被分辨两点的最小间距。它与超声束的宽窄带有关。声束越窄（细），其侧向分辨力越好。如图1-2-11所示： 图1-2-14 声束宽窄与侧向分辨力的关系 (3) 分辨力的测量 通常采用生物模块来测量超声波的轴向和侧向分辨力，图1-1-16（A）为生物模块的照片。1-1-16（B）为实测的分辨力。 图1-1-15（A）生物模块 图1-1-15（B）为实测的分辨力图片 (4)、穿透力 分辨力的增加将以穿透力的损失为代价。所有的人体组织都表现出随频率增加超声衰减也增加。典型软组织衰减系数为0.5dB/mmMHZ.3MHz系统可达到最大穿透力为220mm（a）5MHz系统可达到最大穿透力为150mm（b）10MHz系统可达到最大穿透力为50mm（c）60MHz系统可达到最大穿透力为5mm（d） 由于人体软组织对超声的吸收衰减系数不同，其波长对探查结构的容许尺寸的因素是有帮助的。应针对不同部位的诊断，可选择不同频率的超声探头。 图1-1-16在理想成像情况下，穿透力相对频率的关系 a b c d 四, 超声生物效应 一定强度的超声在生物体中传播时，通过它们之间一定的相互作用机制（热机制、机械机制或空化机制）致使生物体系的功能和结构发生变化。   (1)．空化作用： 所谓空化作用就是指在液体中产生强超声时，会出现一种类似雾状的气泡，此种现象称超声空化作用。这种现象类似日常生活中所遇到的轮船推进器在产生推动力的同时会溅出气泡那样。这种空化作用使超声具有强烈的破坏作用。 由于生物组织大多数属软组织，因此，在超声作用下，其细微结构多少会发生形变。 在较大强度超声的作用下，如超声治疗所用的1W/cm2以上的剂量，则生物组织会由于超声空化作用而产生不能复原的破坏性形变，以至使细胞坏死和整个生物组织坏死，这种强度剂量在超声治疗中，用以粉碎结石、血栓。在外科手术中，用更强的超声来作为非侵入性手术刀。但作为超声诊断，一般是禁止使用这种剂量的。 (2) 热作用： 生物组织在超声机械能的作用下，由于沾滞吸收，将一部分超声能转化为热能，使生物组织的温度上升。 当超声辐射达到治疗剂量的强度时，热作用明显，并能使热量深入人体组织器官，甚至还会随着血液传导热能。在用超声进行治疗中得知，频率为800KHz、剂量为4w/cm2的超声照射20s后，会在组织器官0.2~3cm的深处产生热作用，而起到治疗效果。(HIFU) (3) 化学作用: 超声的空化作用和热作用与化学作用是有机联系的；化学作用是氧化和还原作用。 在高剂量超声情况下，因超声的化学作用还会破坏有机结构的蛋白质 . (4)、超声诊断的安全因素 超声诊断仪的输出脉冲声强是关系到人身安全的问题，尤其是孕产妇、胎儿影响更甚 ，超声诊断仪的超声源已列入国家强制检定项目。美国的510（K）导侧对于超声诊断设备的超声辐射。针对人体不同部位作规定 声强的定义 空间峰值时间平均超强——Ispta ： 在声场中或某一指定平面上的时间平均声强的最大值。单位为w/cm2。 空间峰值脉冲平均声强——Isppa ： 在声场中或某一指定平面内的脉冲平均声强的最大值。单位为w/cm2。