1、声速 声波的传播速度取决于媒质的性质（弹性模量、密度）和温度，与声波的频率无关。

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1 1、声速 声波的传播速度取决于媒质的性质（弹性模量、密度）和温度，与声波的频率无关。
第一节 声波 声波是纵机械波。 弹性媒质可以是气体、液体、固体。 超声波 20000Hz以上 声波 可闻声波 20~20000Hz 次声波 20Hz以下 一、 声波 1、声速 声波的传播速度取决于媒质的性质（弹性模量、密度）和温度，与声波的频率无关。 在0摄氏度和标准大气压下，空气中的声速为332m／s，温度每升高(或降低)l摄氏度，声速约增大(或减小)o．6m／s。

2 二、声压 声阻抗 声强 声强级 1、声压: 声波在介质中传播时,介质的密度将做周期性的变化,从而引起该处瞬时压强的变化,我们把这时的压强瞬时值与无声波传播时压强值(这时的大气压)之差称为声压. 介质中某一点的声压 声幅 数字声压计

3 二、声阻抗 Z 声阻抗是指介质对声波传递的抵抗作用, 等于声压与介质振动速度之比, 注意：对一定频率的声波来说,它只决定于媒质密度ρ和波速u的乘积。 人体组织可分三类: 1. 低声阻的气体或充气组织.如肺泡组织. 2. 高声阻的矿物组织.如骨骼. 3. 中等声阻的液体和软组织,如肌肉. 超声检测主要适用于第三类组织

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5 三、声强（声波的能流密度） 声波的强度称为声强。即单位时间内通过垂直于声波传播方向上单位面积的能量。 影响声强大小的因素：振幅和频率 声强与声源的振幅有关,振幅越大,声强也越大;振幅越小,声强也越小。当声源发出的声波向各个方向传播时,其声强将随着距离的增大而逐渐减弱。 基于这一原理,在超声诊断探头发射超声时,必须考虑波束的聚焦,它可以减小声能的分散,使声能向一个比较集中的方向传播,因而可以增加诊断探测的深度。

6 3、声强级(声压级) 听阈：人耳能感觉到的最小声强叫做听阈。 痛阈：声强过大的声音会引起人耳疼痛，使人耳 疼痛的最小声强称为痛阈。 人耳最敏感的频率范围：1000Hz－5000Hz。 人们发现：人耳对声音的主观感觉与声强的大小不成正比，而是与其对数大致成正比。所以通常采用对数标度表示声强的等级，称为声强级。 声波仪器的探测灵敏度: 用声强级来表示灵敏度.

7 第二节　超声波在介质中的传播特性 一、声波的反射和透射 超声通过声阻抗不同的两种媒质，在其分界面上将产生反射。例如从软组织到骨骼的分界面上，有50％～70％的能量反射回去。除反射外，还有一部分能量从界面上透射通过。 在做超声检查时在探头上涂抹液体石蜡油或甘油的目的就是防止在探头和体表间产生空气层，使有良好透声性，减少声能的损失。耦合剂材料的选择应使其自身的声阻大小介于探头与皮肤声阻的中间值，这样才能增加超声的初始透射率。 另外，人体各部分组织的声阻是不同的，因此超声波入射到人体内各组织界面时会产生反射。实验指出，两种组织的声阻相差0．1％，就能产生出可检测的反射信号。超声脉冲反射诊断法就是依据了超声的这一性质。

8 四、声波的反射和透射 声波在传播过程中遇到两种声阻不同介质的界面时，将发生反射和折射．反射声强与入射声强之比，叫做声强反射系数：透射声强与入射声强之比，叫做声强透射系数。 Ii Ir It 表明：当两种介质的声阻相差较大时，反射强而透射弱；而两种介质的声阻相近时，透射强而反射弱．

9 超声成像可以是反射成像，也可以是透射成像或散射成像

10 二、全反射 全反射现象对超声诊断无意义，应尽量避免 　　超声波的折射规律与光波的折射定律相同．当入射角超过临界角时，相应的折射波消失，出现全反射现象。 　　 　　我们在进行超声检查时，需要尽可能地将声束垂直于界面，避免入射角过大，否则将会引起反射体的实际位置与显示位置发生错位，甚至出现全反射，从而导致超声无法检查该界面以下的组织器官。 三．衍射 　　当障碍物的直径等于或小于λ／2，超声波将绕过该障碍物而继续前进，这种现象称为衍射（Diffraction）． 　　故超声波波长越短（即频率越高），能发现障碍物越小，也就是说分辨力越好，超声图象也越清晰，不过对组织的穿透力较差。所以临床上高频探头多应用于儿童和浅表器官的检查。

11 四．散射 　　超声波在传播中遇到粗糙面或极小的障碍物（或一组小障碍物形式）时，将有一部分能量被散射（Scattering）。红细胞的直径比超声波要小得多，红细胞是一种散射体，声束内红细胞数量越多，强度就越大。红细胞的背向散射是多普勒超声诊断的基础。 散射模型图

12 五．干涉与驻波 　　干涉 频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而且振动加强的区域和振动减弱的区域相互隔开。这种现象叫做波的干涉。
注意：在超声诊断上，反向散射波和反射波的存在可以与入射波形成干涉，这将使探头接受到的是它的干涉声场，造成图像分析的复杂化． 　应用：干涉过程中存在界面的位相信息，如将这一信息提取组图，则为超声相干成像的基础．

13 驻波（是一种特殊的干涉）　 　　频率和振幅均相同、振动方向一致、传播方向相反的两列波叠加后形成的波。波在介质中传播时其波形不断向前推进，故称行波；上述两列波叠加后波形并不向前推进，故称驻波
　　振幅为零的点称为波节，振幅最大处称为波腹。波节两侧的振动相位相反。相邻两波节或波腹间的距离都是半个波长。 应用：利用该特点可以提高探头发射声波的效率． 注意：驻波的主要特点是在驻波区域没有能量的传播，只有质点的振动，故在超声诊断仪中要采取克服措施．

14 六．声波衰减 　　超声波在介质内的传播过程中，随着传播距离的增大，声波的能量逐渐减少，这一现象称为声波衰减（Acoustic attenuation）。 衰减的原因： （１）扩散衰减:在空间传输中由能量分布的改变 （２）散射衰减:本质部分声能转化为热能而散失掉 （３）吸收衰减:本质是声能转变为其它形式能量　其中吸收是衰减的主要因素。

15 衰减与超声频率有关 　　实验结果表明,在1～15MHz超声频率范围内,人体组织对超声波的吸收衰减系数几乎与频率成正比。人体软组织对超声的平均衰减系数约为0.81dB·cm －1 ·MHz －1 ,其含义是超声波频率每增加1MHz或超声传播距离每增加1cm,则组织对超声的衰减增加0.81dB。

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17 注意：说明频率的因素甚为重要。因此,根据探查部位的组织不同和深度不同,合理选择使用探头的频率,对诊断效果将有较大影响。

18 第二节 超声诊断仪器 1．A型超声诊断仪 波形的幅度表示回波的强弱，它表征反射界面两侧 声阻差的信息；
第二节 超声诊断仪器 1．A型超声诊断仪 波形的幅度表示回波的强弱，它表征反射界面两侧 声阻差的信息； 波形间的距离表示超声在两界面间传播的时间，它反映两界面间的距离．

19 A型超声原理

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21 A超的缺点: 由于一维扫描只能依据图形中超声波回波幅值的大小和回波的疏密对人体脏器进行诊断，这样一维超声扫描所提供的信息量较少，波形诊断即不形象也不直观. 绝对大多数医院已淘汰不用

22 2．B型超声诊断仪 B型超声诊断仪的工作原理：显像原理是采用超声脉冲回波辉度调制的二维灰阶显示，它形象地反映出人体某一断面的信息。

23 B型扫描系统使探头内的换能器以固定方式向人体发射超声波，并以一定的速度在一个二维空间运动，即进行二维空间扫描，随着探头的移动，荧光屏上会出现许多列光点，形成二维断层图像 .
注意:在屏幕上显示时， 纵坐标代表声超声波传入 体内的深度(时间)， 亮度则对应空间点上的超声回波的能量， 横坐标代表声束对人体扫描的宽度。

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26 强调的是： 第一 声像团是组织结构某一断面图像，与解剖结构相似但并不相同，如肝脏声像图中黑白灰度不等的点、片、线影像，与肝脏结构的被膜、血管、胆管、肝小叶等有关，是其形成的超声反射、散射、衰减等声像特性的综合反映，而非肝脏某结构的解别图像。 第二，声像图中所显示的脏器大小、距离与介质传播速度有关，体内各种介质声速不等，故声像图中测量的大小与实际解剖大小有一定差距。 第三，声像图是断层体积内组织结构的综合，该体积厚薄与探头发出声束宽度有关。

27 第四，声像图的断面方位与探头的形态和放置于人体的位置有关，超声探头可取得人体任何部位的任意断面图像，因而声像图中要标明取图的部位和方位。此外，多数声像图是依靠检查者干涉法获得的，与CT、MRI图像比较其显示范围小，层面方位精确度低，这也影响图像的标准化。 第五，有些超声仪将黑白灰阶图像用某种颜色标记，此称彩阶不是彩超.

28 扫描：声束掠过某剖面的过程. 线性扫描 扇形扫描

29 二维回声成像原理

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32 2．M型超声诊断仪 M型超声诊断仪主要用于检测体内运动脏器．检查心脏的M超通常叫做超声心动图仪，它是在A超和B超的基础上发 展起来的，M超与B超一样，都是利用探头向体内发射脉冲，并接收声阻不同的界面反射回的强弱不同的回波，进行辉度调制．

33 M超的探头使用，像A超一样将探头固定于体表某一探测点上，探头并不移动，因而荧光屏上得到的回波信号是一串自上而下的光点群。水平方向代表时间，故M超所探查的是体内组织位置随时间变化的运动曲线。

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35 2．彩色多普勒血流显像仪——彩超 彩超能用彩色反映出血流的运动状态：红色表示朝向探头的血流，蓝色表示离开探头的血流，而湍流的程度用绿色成份的多少表示，色彩的亮度表示速率大小。
这种色彩图像叠加在B超的黑白图像上，所以整个画面还可以反映解剖图像。彩超都可附有血流的频谱图，它可以定量显示区部血流的速率大小，血流速度的离散度等指标。

36 彩超原理： 当探头发出的超声脉冲波通过探头进入人体后，产生一系列的回波信号，这些信号由探头的接收器接收到，然后分为振幅(强度)和频率两种信号。 振幅信号经过检波器输入数字扫描转换器，以黑白灰阶显示二维图像。 频率信号输出正交电路检波器，与来自发射器的两个具有90度相位差的脉冲信号相乘，其输出信号分为两路． 一路进入距离选通电路，经过快速博里叶转换

37 进行实时的频谱分析，然后输入数字扫描转换器，以黑白灰阶显示脉冲波相连续波多普勒的频谱；另一路通过低通滤波器进入可将不同时刻的信号取值进行相关关联的自相关器，在自相关器中计算出速度方向、平均速度和速度方差。然后输入数字扫描转换器和彩色编码器，以彩色显示血流的图像。超声反射信号经过处理后，形成二维灰阶图像上叠加的彩色血流显像。 彩色多普勒血流图像中的颜色，是根据血流方向、速度和性质规定的彩色，而不代表红细脑的含氧多少。

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41 超声多普勒血流仪

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