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超声诊断设备介绍

超声诊断设备介绍

第一节超声波简介

一、超声波的频率

超声波频率f≥20KHz，诊断超声波频率一般范围在0.5-80MHz，其中3-10MHz最

常用。

二、超声波的发生

超声波可由多种物理能量转变而成，需经过换能器进行转换。目前最常用的换能器是压电

陶瓷即压电晶体，在交变电场的作用中产生厚度的交替改变即声振动,当电场交变频率与

压电晶体的固有频率一致时，换能器的电转换（电?声）效率最高，即晶体的振幅最大。

压电晶体常具有两种可逆的能量转变效应：由电能转变为声能时称逆压电效应；相反，由声

波的压力变化传至压电晶体后其两端的电极随声波的压缩（压力）与张弛（负压）发生正负

电位交替变化，称正压电效应。在逆压电效应中压电晶体成为超声发生器；在正压电效应中

压电晶体成为回声接收器。

逆压电效应电能声能

正压电效应

天然的压电晶体以石英为代表，另有机压电薄膜材料（聚偏氟乙烯PVDF）其声阻抗与

人体软组织声抗十分相近，检查时减少中间传递的声能量损失。压晶体在制成一个器件后称

超声探头，探头在发生超声时称为声源。

第二节超声的传播

从声源发生的声能抵达另一物体时为超声的传播，超声是以波的形式传播的，分纵波、横

波、板体波、表面波等。人体内除骨骼外，在所有软组织中几乎所有都是以纵波的形式传播

的。

1、频率f：由声源决定。周期T=1/f

2、声速c：由传播媒质决定。

3、波长l：l=c/f=CT

4、声扬：声源发出的声波在介质内所影响涉及的范围。

A）指向性：声源直径大于波长时，声束集中在一个狭小的立体角内发射的特性。

B）近场：以接近于圆柱样的形态传播，称Fresnel区。

C）远场：呈倒圆椎形分布。

D）声轴、声束、束宽（beamaxis、beam、beamwidth)

E）分辨力：是指超声波辨别两个相邻物体的能力。

侧向分辨力取决于激励电脉冲的长度及探头的阻尼程度，横向分辨力取决于声束的宽度；

用减少脉冲的乙及增加探头的阻尼以提高轴向分辨力，用声束聚焦的方法可以提高横向分

辨力。

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F）聚焦声束：非聚焦式声束其侧（横）向分辨力等于或大雨声源的直径，因而其噪声大，

组成图形的光点粗糙，使细小结构不易辨认。

第三节超声与生物组织间的相互作用

一、生物组织对入射声束的作用

1、声阻抗与界面：

声阻抗：为声波传递介质中某点的声压和该点速度的比值，它等于密度与声速的乘积。

界面：两种不同声阻抗物体的接触面，界面意味着声传播中的不连续，分大界面（尺寸大

于束宽）、小界面（尺寸小于束宽，也即体5、绕射：当声束传播过程中在一个障碍物的边

缘经过，而声束的边缘与界

面边缘之间的距离小于1-2个波长，界面边缘的声束向该一界面弯曲变化的现象称为绕

射。两者之间距离越小，声束偏向越明显。

6、干涉：入射回声与入射超声在空间相会，产生相位迭加或抵消，在近场区内因离轴声

场的起伏变化，更易产生各种干涉现象，造成图形上的亮斑及暗斑。

7、衰减：入射超声在介质中传播最终转变为反射回声、散射回声、声吸收（声能变成

热能），蛋白质对超声衰减最大（占80%），尤其胶原