超声波传播途径和测量原理
超声诊断指南
超声诊断指南一、超声诊断的特点优点：1、无辐射；2、实时扫查（心脏检查）；3、多切面扫查；4、连续扫查；5、操作简便缺点：遇到气体或骨骼组织超声不易透入而不能检查，故颅内，肺内组织，肠腔等不易检查。
二、超声的物理学概念1、频率>20000Hz，纵波称超声波；2、超声波与光类似，在介质中以直线传播，有反射、折射、散射、绕射、吸收等特性。
两种介质声阻抗有差异时，超声波在传播中就产生反射界面，超声回声图像主要依据反射原理，折射见于侧方声影，散射见于脂肪肝、巨块型肿瘤后方。
3、多普勒效应：声源和接收体间发生相对运动而发生声源的频率发生改变（频移）称多普勒效应，运动对向接收体频率增高，背向接收体频率降低。
4、正压电效应--接收超声、负压电效应--发射超声。
5、超声波频率越高，其分辨率越好，但穿透力差，相反，频率越低，分辨力降低，穿透性好，所以目前临床上检查体表部位一般用7~10MHz，腹部器官一般3~5MHz，心脏一般2~4MHz。
三、超声波类型1、A型超声波--目前临床上基本上不用。
2、B型超声波--二维图像、切面图像，是M型、多普勒超声的基础。
3、M型超声--属一维超声，某一取样线上点运动随时间变化而描绘的曲线，主要用于心脏方面的测量。
4、多普勒超声：利用多普勒原理反映流动液体（主要是血流）的流动和流速、流量。
血液中的多普勒信号主要由红细胞产生。
1)彩色多普勒：一般流向探头为红色，背向探头为蓝色，高速血流为五彩血流。
2)脉冲多普勒(Pulsed wave Doppler，PW)：可测定血管中某点的血流情况，具有距离选通功能，反映高速血流不适合。
3)连续多普勒(Continue wave Doppler，CW)：适应于高速血流，对血流定量如二尖瓣狭窄、PDA、主瓣关闭不全等的最大返流速度或分流速度需CW测量。
4)能量多普勒(DPI)：能显示某一器官或组织中血液分布，可有或无方向性，无大小值显示。
四、超声基本图像和病变1、回声是一种组织与另一种组织由于声阻抗差异产生的反射界面使超声在传导过程中发生反射现象，根据程度不同分为：1）强回声：高于正常肝脾回声，结石、钙化和气体回声很高，往往伴(Ash)声影，另外也见于高于正常的软组织肿瘤。
超声成像原理
c、强回声：反射比较强，回声明亮，也可 伴有声影或多重反射。纤维组织（包 膜）、结石、钙化灶、气体。
d、高回声：回声强度介于等回声与强回声 之间。
e、无回声：均匀液体内无声阻抗差异的界 面既呈无回声暗区。胆汁、尿液、血液。
正常人体各种组织的回声表现：
1、强回声：气体、骨皮质、软骨组织、纤维结 缔组织
侧，图上为背，图下为腹。
2、纵切：图左为患者头侧，图右为患者足 侧，图上为背，图下为腹。
侧卧位： 1、横切：图左为患者左侧，图右为患者右
侧，图上为背，图下为腹。
2、纵切：图左为患者足侧，图右为患者头 侧，图上为背，图下为腹。
（三）图像分析的内容
观察分析超声图像时，首先应了解切面 方位，以便于认清所包括的解剖结构， 并注意分析以下内容 。
骨>肌肉>肝脾>肾、血液>乳腺>水>脂 肪>肺>空气
（四）超声波的特性
1、方向性：直线传播 2、声衰减现象：扩散、散射、组织对声
能的吸收 3、多普勒效应（Doppler效应）：声源
与接受体之间存在相对运动，产生频率 变化。
超声遇到活动的界面，散射或反射回声 的频率发生改变，又名多普勒频移。界 面活动朝向探头时，回声频率升高，呈 正频移；界面活动背离探头时，回声频 衰减低，呈负频移。频移的大小与活动 速度呈正比。
（4）光环——回声呈环状。
（5）光带——回声光点连续排列呈明亮的 带状或线状。
（6）声晕——结节外周呈1~2mm无回声 环形围绕者。肝癌。
（7）声影——声速经过声阻抗差别大及声 衰减系数较大的障碍物时，声能明显衰 减，后方出现条状暗区称为声影，多见 于结石、钙化及致密结缔组织回声之后。
不可不知的超声科普小知识，快来了解
不可不知的超声科普小知识，快来了解声学将声音分为次声、可听声和超声，20Hz以下的声波频率是次声波，20-20000Hz的声波频率时可听声音，所有正常人都可听到，而在声音超过20000Hz 后，正常人已经难以听到，这就是人们所谓的超声波。
超声因其本身的各项优势，多用于常规检查，以此来发现很多潜在的疾病、身体问题等，从而提前对其进行干预、治疗，保证健康，很多人因缺乏对超声的了解，会认为其对身体有所辐射，这完全是错误观念，超声属于“无辐射、无损伤、无痛苦”的“三无检查”，以下我们就来科普一下关于超声的各项小知识，希望能给朋友们带来一些帮助。
1.超声检查原理是什么？超声利用的是声波的反射原理，其与海豚、蝙蝠定位是一个道理，通过超声装置发射常人听不到的声波，在作用到人体对应组织后反射，再被超声接头接收，进行机器加工，形成可观察图像，图像在医生查看后给出对应的判断，得出“超声报告单”，如此检查人员能得出自身当前的检查结果。
2.超声检查包括哪些类型？超声检查主要包括以下数项：A超。
主要是借助波形来展示人体特定器官组织特征，测量的是器官经线并判断其大小，多用于眼科领域；B超。
这是最为常见的超声检查，以平面图形来展示人体组织基本情况；彩超，即彩色B超，以专用医学设备来探查机体内液体具体流动方向，若是流动方向朝向探头，显示器上显示红色，若是相反，代表液体流动方向原理探头，图像显示蓝色，需注意的是，“彩色”并非人体组织颜色，是设备添加的，故而又称“伪彩”；B超出了上述两种外，还有三维B超，将多个二维图形借助相应手段加工为立体图形，此外还包括四维B超，其以三维B超为基础，录制动画；M超。
即超声新动图检查，观察活动界面具体时间变化，多用来检查心脏区域活动情况；D超。
即超声频移诊断、多普勒超声，是记住多普勒原理来进行器官活动、血液流动检查的超声诊断方式。
3.超声检查有哪些方面的应用？超声检查应用方面主要包括以下多点：泌尿外科、肾内科，用于泌尿系结石、前列腺、膀胱、输尿管、肾脏等部位观察；眼科：主要用于测量眼轴、眼底、眼球、晶体状屈光度等情况；妇产科：主要用于检查女性子宫、胎儿、附件状况等，保障胎儿与孕妈妈健康，并就可能出现的问题提前干预；消化科：用于检查消化腺体、肠、胃等；内分泌科：用于检查甲状腺；心内科：主要用于颈动脉彩超、超声心动图检查等，查看颈部大动脉中有无粥样斑块及心脏大小、瓣膜疾病等。
2024版超声医学基础学习课件
声波在介质中传播时遇到 的阻力，与介质的密度和 声速有关。
超声波遇到不同声阻抗的 组织界面时会发生反射、 折射和散射现象，这些现 象是超声成像的基础。
当声源与观察者之间存在 相对运动时，观察者接收 到的声波频率会发生变化。 彩色多普勒超声利用这一 原理来检测血流速度和方 向。
02
超声设备与技术
超声设备种类及功能特点
提高超声医学实践操作能力的途径
加强理论学习
深入学习超声医学相关理论知识， 掌握超声诊断的基本原理和方法。
参加培训和交流
参加各种超声医学培训和交流活 动，学习先进的超声技术和经验， 拓宽视野和思路。
多实践多操作
通过大量的实践操作，不断积累 经验和技能，提高超声医学实践 操作能力。
注重反思和总结
在实践操作中注重反思和总结， 发现问题及时改进，不断提高自 己的超声医学实践操作技能水平。
影响。
避免在皮肤破损、感染等部位进行治疗， 以免加重局部症状。
治疗过程中如出现不适或异常情况，应 立即停止治疗并及时处理。
05
超声医学前沿进展与未来 趋势
新型超声技术研究进展
弹性成像技术
通过测量组织内部的弹性特性，提供更准确的诊断和评估。
超声造影技术
利用特殊造影剂增强超声图像，提高病变的检出率和诊断准确性。
自20世纪初超声波被发现以来，超声医学经历了从A型超声、B型超 声到彩色多普勒超声等多个发展阶段，技术不断革新，应用领域不断 拓展。
超声医学在临床应用中的重要性
无创性
超声检查无需穿刺或注入造影剂，对患 者无创伤、无痛苦，易于接受。
实时性
超声检查能够实时观察人体内部结构和 功能变化，为临床医生提供即时信息。
超声成像原理PPT课件
超声波在人体中传播时产生的现象
1、反射：大界面对入射超声产生反射现 象。
2、全反射：全反射发生时不能使声束进 入第二介质，而出现“折射声影”。
3、折射：由于人体各种组织、脏器中的 声束不同，声束在经过这些组织间的大 界面时，产生声束前进方向的改变，称 为折射。
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4、散射：小界面对入射超声产生散射现 象。散射无方向性。
（1）A型：基本已淘汰。 （2）B型：为辉度调制型。也称二维超声。
一个平面由X轴和Y轴形成的坐标表 示，Y轴代表时间，X轴代表范围。将单 条声束传播途径中遇到各个界面所产生 的一系列散射和反射回声的强度，在示 波屏时间轴上以光点的辉度表达。声束
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顺序扫切脏器时，每一单条声束线上的光点群 按次分布在X轴上，形成一切面声像图。
1、波长：λ 2、频率：f 3、声速：c。声波在人体中平均速度为
1540m/s 三者关系：c=λ*f
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（三）人体组织的声学参数
1、密度： 2、声速： 3、声阻抗(Z)：介质的密度（ ρ ）与介质
中声速（ c ）的乘积。 即：Z＝ρ×c (Kg/m2·s）
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声阻抗是超声诊断中最基本的物理量， 声像图中各种回声图像都主要由于声阻 抗差别造成。
5、衍射：又称绕射。超声波通过一到两 个波长的物体，其传播方向将偏离原来 的方向。
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6、衰减：吸收、散射、声束扩散 7、多普勒效应（Doppler效应）： 8、非线性传播：
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（六）超声图像形成
超声传播系通过介质中粒子的机械振动 进行的，它不同于电磁波，故在真空中 不能传播。
Doppler于1842年首先提出，用于阐明振 动源与接收器之间存在相对运动时，所 接受的振动频率因为运动而发生改变的 物理现象。
超声波测距实习报告
信息科学与工程学院计算机辅助综合设计实习报告班级：通信12-2班姓名：覃模广组员：何**学号：**********指导老师：***时间：2015年1月1.超声波概述1.1超声波基本理论1.1.1超声波发展史人类直到第一次世界大战才学会利用超声波，这就是利用“声纳”的原理来探测水中目标及其状态，如潜艇的位置等。
40年代末期超声波治疗在欧美兴起，直到1949年召开的第一次国际医学超声波学术会议上，才有了超声治疗方面的论文交流，为超声治疗学的发展奠定了基础。
医学上最早利用超声波是在1942年，奥地利医生杜西克首次用超声波技术扫描脑部结构，以后到了60年代医生们开始将超声波应用于腹部器官的探测。
1956年第二届国际超声医学学术会议上已有许多论文发表，超声治疗进入了实用成熟阶段。
如今，超声波已广泛应用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等，在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。
1.1.2超声波的本质声波是声音的类别之一，属于机械波，是人们能感觉得到的纵波，频率大小范围为16Hz-20KHz。
当声波的频率小于16Hz时就称为次声波，大于20KHz则叫做超声波。
其中超声波是种波动形式，它能作为探测和负载信息的载体；超声波也是种能量形式，如果其强度超过一定程度时，它能与传播超声波媒质的相互作用，去影响，甚至破坏后者的状态，性质及结构（用作治疗）。
超声波的反射、折射、衍射、散射在媒质中等传播规律，和可听声波的传播规律没有本质区别。
但超声波波长短，达到厘米，甚至达到毫米。
1.1.3超声波的应用正因为超声波在物理化学方面的独特特性，因此，超声波在许多方面都有广泛的应用。
归结起来，超声波主要应用在以下几个方面：(1) 在检验方面的应用超声波的波长比一般声波要短，具有较好的方向性，而且能透过不透明物质，这一特性已被广泛用于超声波探伤、测厚、测距、遥控和超声成像技术。
而超声波的测距原理：采用了超声波在空气中的传播速度为已知条件，测量的声波在发射后碰到障碍物反射的回来的时间，用发射和接收的时间差确定出发射点至障碍物的实际测量距离。
第四单元 超声波探伤讲课文档
能力知识点1 直接接触法
直接接触法:使探头直接接触工件进行探伤的方法
使用直接接触法应在探头和被探工件表面涂有一层耦合剂作为传 声介质。
常用的耦合剂有机油、甘油、化学浆糊、水及水玻璃等。焊缝 探伤多采用化学浆糊和甘油。
特点：操作方便，探伤图形简单，判断容易，探伤灵敏度高。 但对工件探测面的表面粗糙度要求较高。
固-气界面K≈100%,因此探伤中良好的耦合是一个必要条件。
2、倾斜入射异质界面时的反射、折射、波型转换
第一临界角（α1m） 第二临界角(α2m)
第七页，共57页。
能力知识点2 超声波的性质
由第一、第二临界角的物理意义可知：
1）当α＜α1m时，第Ⅱ种介质中同时存在着折射纵波和折射横波，
这种情况在探伤中不采用。 2）当α1m≤α＜α2m时，第Ⅱ种介质中只存在折射横波,这是常用的斜
第十八页，共57页。
3．水浸聚焦探头 它是一种由超声探头和声透镜组合而成的探头。
4．双晶探头 双晶探头又称分割式TR探头，主要用探测近表面缺陷和薄工 件的测厚。
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能力知识点1 超声波探头
二、探头的主要参数
焊缝超声波探伤常使用斜探头。斜探头的主要性能如下： 1．折射角γ(或探头K值)
声波探伤。 （图4-18）
1、直线性 超声波的波长很短（毫米数量级），因此它在弹性介质中能象光波 一样沿直线传播，并符合几何光学规律。
2、束射性
声源发生的超声波能集中在一定区域（称为超声场）定向辐射。
第六页，共57页。
能力知识点2 超声波的性质
二、异质界面上的透射、反射、折射和波型转换 1、垂直入射异质介面时的透射、反射和绕射
均匀分布。 2）吸收块
超声诊断学
超声诊断学绪论2
第二节 超声诊断仪器与探头 的选择
一、超声诊断仪器的类别：B型，彩超 二、探头的种类与功能
超声诊断学绪论2
超声诊断学绪论1
超声诊断学绪论1
第三节 超声探测方法
（实验课）
超声诊断学绪论2
第四节 超声回声描述与 图像分析内容
超声诊断学绪论2
一、回声描述与命名
(Posterial Wall Enhancement Effect)
与深度增益补偿有关，在整体图 形正补偿，但其中某一小区衰减 特别小时，在此区的补偿过大， 成“过补偿区”，其后壁因补偿 过高而较同等深度的周围组织亮 得多，称为后壁增强效应。
六、声 影(Acoustic shadow)
在常规DGC正补偿调节后， 在组织或病灶后方所显示的 回声低弱甚或接近无回声的 平直条状区。声影系声路中 具较强衰减体所造成。结石、 骨骼。
2·f ·v ·cosθ fd =
c
fd ·c v=
2 ·f ·cos θ
fd: frequency shift
v: velocity of target
θ: angle
c: velocity of ultrasound
f: transmitting frequency
3．超声多普勒血流频谱
①可求心动周期上任一时刻的血流 速度，如收缩期峰值血流速度或舒 张末期血流速度。
（四）人体组织对入射超声的作用
1、散射：小界面对入射超声产生散射，显示细 小结构
2、反射：大界面对入射超声产生反射 3、折射：声束在不同声速组织中传播方向发生
改变
4、全反射：入射角大于临界角时（折射声 影）
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1、超声波局部放电测试原理
绝缘介质局部放电有2种类型；气泡内放电；介质在高场强作用
下游离击穿。一些浇注，挤压的绝缘介质容易夹杂着气隙或气泡，空
气的介电系数较固体介质较小，而场强与介电常数成反比。因此，介
质中的气隙或气泡是第一种局部放电的发源地；当局部电场更高时，
在绝缘薄弱环节处将引起介质的游离击穿。以上两种局部放电，在多
数情况下往往同时发生或互相渗透。
变压器在试验电压（或工作电压）下出现局部放电时，伴随产生
电脉冲，超声波，光，热和化学变化等物理现象。只要变压器内部存
在局部放电，就一定会产生高频的电气扰动，并将向所有与其有连接
的电气回路传播。利用连接到设备端子上的测试装置接到放电信号，
可对变压器局部放电进行定量检测。同时只要存在局部放电，在放电
过程中，随着放电的发生，伴随着爆裂状的声发射，产生超声波，且
很快向四周介质传播，通过安装在变压器油箱外壁上的超声波传感
器，将超声波信号转换为电信号，就能对变压器内的局部放电水平进
行测量，此即为变压器超声波局部放电测量法。
在变压器内部发生局部放电时，伴随有声波能量的放出，超声波
通过不同介质（油纸，隔板，绕组，油等）向外传播。这种超声波信
号以某一速度通过绝缘纸板，绝缘油等介质向变压器油箱外传播，以
球面波的形式向四周传播，超声波穿过绝缘介质到达变压器箱壁上的
传感器有2条途径；一条直接传播，即超声波的纵向波穿过绝缘介质，
变压器油等到油箱内壁，并透过钢板到达传感器；另一条是以纵向波
传到油箱内壁，后沿钢板按横向波传播到传感器，此波为复合波。
超声波具有很强的穿透能力，但是它在穿透各种介质时都会使波
形发生某种程度的畸变，而这种畸变主要表现为幅值的衰减，表一是
超声波在不同介质中的传播速度及其相对于变压器油的相对衰减率。
虽然超声波在钢板中的速度比在变压器油中快的多，但是超声波
在钢板中的衰减很大，所以到达传感器的直接波的幅值比复合波大得
多。超声波的传播波形见图；
尽管电力变压器内绝缘结构十分复杂，但是经绝缘油浸透的绝缘
介质和变压器油的声阻抗十分接近，它们构成许多间隙声通道。所以，
产生在电力变压器较外围的局部放电，其超声信号能够较强的传输到
变压器箱体上的传感器。布置在油箱外壁上不同位置的超声传感器即
检测探头相对于某一放电点之间的距离是不同的，放电产生的超声信
号到达探头的时间也不同。通过超声接收传感器，测量超声波的大小
及通过测量超声波传播的时延时间，即可确定局部放电源的空间位
置。
2、检测频率的确定
当发生局部放电时，由于绝缘弱点中分子的激烈碰撞，气泡的形
成和发展，液体的流动以及固体材料的微小开裂都会发出声波，通常
由于局部放电在气体中产生的声波频率约为几KHZ，而在液体、固
体中产生的声波频率约在几十到几百KHZ。变压器铁芯的噪声在低
频领域，其噪声水平较高，机械振动的噪声大多在20KHZ以下。超
声波局部放电的检测，应避开干扰频率范围而以高频率为对象。但频
率越高，声波在传输过程中的衰减越大，因此超声波局部放电检出的
频率一般在数十到数百KHZ。测试频带应选用40~300KHZ.