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超 声 诊 断 学 讲 第一章 超声诊断的成像原理与应用 目的要求 : 1.掌握超声诊断的成像原理。 2.了解超声影像技术的发展动态及其在医学影像技术中的地位。 （教材：《医学影像学》第六版 13-17 页） 医学影像诊断学 （medical imageology ）是一门新兴的医学诊断技术， 它包括超声显像、普通 X 线诊断、 X 线电子计算机体层成像 (CT) 、核素成像、磁共振成像 (MRI) 等。超声诊断 学以电子学与医学工程学的必威体育精装版成就和解剖学、 病理学等形态学为基础， 并与临床医学密切 结合，既可非侵入性地获得活性器官和组织的精细大体断层解剖图像和观察大体病理形态学 改变，亦可使用介入性超声或腔内超声探头深入人体内获得超声图像， 从而使一些疾病得到早期诊断。目前超声诊断已成为一门成熟的学科， 在临床诊断与治疗决策上发挥着重要作用。 第一节 超声成像的物理基础 基本概念： 1.1 超声：超声（ ultrasound ）是指振动频率每秒在 20 000 次（单位是赫兹， Herze Hz ） 以上，超过人耳听觉范围的声波。 1.2 超声成像：超声成像（ ultrasonography ，USG）是利用超声波的物理特性和人体器官组 织声学特性相互作用后产生的信息， 经信息处理后形成图像的成像技术， 借此进行疾病 诊断的检查方法。 1.3 声源：声源（ acoustic source ）是能发声的物体。振动是产生声波的根源。在超声成 像中，探头晶片振动即产生超声波，所以探头晶片就是声源。 1.4 声场：超声振动波及的范围。 1.5 介质：气体（空气） ，或液体，或固体，是传播声音的媒介物称为介质。 1.6 均匀介质：声场内介质声阻抗一致。 1.7 非均匀介质：声场内介质声阻抗不相等。 1.8 界面：两种不同声阻抗物体的接触面。 1.9 界面反射：超声在非均匀介质中传播时，从一种介质进入另一种介质，即通过界面时， 就有反射。 1.10 大界面：界面尺寸大于超声束直径。（入射超声遇到大界面时，呈镜面反射模式）。 1.11 小界面：界面尺寸小于超声束直径。（入射超声遇到小界面时，呈散射模式）。 超声的物理特性： 2.1 超声波的物理量 : 2.1.1 超声波的基本物理量 : 超声和一切声波一样，具有频率（ f ）、声速（ c）、和波长（ λ ）三个物理量，三者之 间的关系可用下列公式表示： c=f · λ 。 ①频率 (f) ：单位时间内质点振动的次数， 一般以每秒振动次数表示， 单位为赫兹（ Herze ， Hz），每秒振动 1 次为 1Hz。 ②声速（ c）：单位时间内声波在介质中传播的距离，常用单位为 m/s 或 cm/s。人体软 组织平均声速为： 1540m/s，或近似于是 1500m/s。 ③波长 （λ ）：声波传播过程中相邻的两个周期中， 对应点的距离或相邻的两个波峰或 波谷间的距离。 2.1.2 声阻抗： 声阻抗（ Acoustic impedance ） 是用来表示介质传播超声波能力的一个重要的物理量， 其数值的大小由介质密度 ρ 与声波在该介质中的传播速度 C 的乘积所决定，即：Z= ρ ·C ，单位为 Kg／ m2·s。超声显像时回声水平的强弱取决于构成界面的各种组织之 间声阻抗值的大小。差值越大，回声水平越强，否则相反。 2.2 超声波的主要物理特性： 2.2.1 束射性或指向性： 由于超声波频率很高， 波长很短，故在介质中呈直线传播， 具有良好的束射性或指向性。 从声源发出的超声波最近的一段声束几乎平行， 这段区域为近场区。 远离此区后， 声束 向前稍有扩散，为远场区。扩散的声束与平行声束间形成的夹角叫做扩散角（ θ ）。因 而超声成像中多使用聚焦式声束，以提高成像质量。 1 2.2.2 反射、折射和散射： ①反射、折射： 当声波从一种介质向另一种传播时，如果两者的声阻抗不同，就会在其 分界面上产生反射和折射现象， 使一部分能量返回第一种介质。 另一部分能量， 穿过界 面进入第二种介质，继续向前传播。当两种不同介质的声阻抗差大于 0.1 ℅时，便能产 生超声反射。 ②散射：如果界面的尺寸小于声束的直径，为小界面。入射超声遇到小界面时，发生散 射现象。 ③绕射： 声波在传播过程中， 如遇到直径小于超声半个波长的障碍时， 其声波会绕过障 碍物而继续传播为绕射。如障碍物直径比波长的 1/2 小，则绕射现象更为明显。所以， 诊断用的超声波仪器， 常规要求对探测的对象加以选探， 以使波长较被探测对象小很多， 使绕身现象不显著或很小发生，从而提高分辨率。 2.2.3 吸收与衰减： 质点振动在介质中传播时， 引起能量的传播。 随着传播距离的增加、 质点振动的振