医学图像技术---超声成像课件

Ｃ=f ×λ
λ
人体软组织超声声速平均为1540m/s
C（m/s）
2021/1/8
Medical Imaging Technology
脉冲波
脉冲宽度 脉冲重复周期 脉冲重复频率 间歇期
占空因子 峰值功率 平均功率
2021/1/8
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声速
超声波传播的速度与所经过的介质有关。在 致密性介质中传播快，在可压缩介质中传播慢， 如在软组织为1500 m/s,在骨中为3400 m/s, 在空 气中为330 m/s. 在不同的介质中传播时频率不变。
振动频率<20Hz的声波——次声波 医用频率2.5—13MHz(常用2.5 —5MHz)
2021/1/8
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超声波的基本概念
频率( f): 声波每秒振动次数，Hz。 波长(λ): 声波在一个振动周期内所通过的距离，mm 声速(C): 声波在介质中每秒传播的距离，m/s
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超声波的散射
遇界面远小于波长的微小粒子，超声波将 产生散射，人体内的散射源为红细胞和脏器 内的细微结构。
2021/1/8
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超声波的绕射
目标大小约为1～ 2λ或稍小，超声波将 绕过该靶目标继续前进，很少发生反射。
2021/1/8
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声压和声强
声压:
Pm Acw
声强:
I 0.5 A2w2c
A:声振动幅值 ρ：介质密度 c：波速 ω：声波圆频率
2021/1/8
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声阻抗
介质的密度与超声在介质中传播速度的乘积 称声阻抗。
超声波的入射、反射和折射示意图 2021/1/8
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超声波的反射与折射
2021/1/8
Medical Imaging Technology
超声波的反射与折射
反射、折射与透射：凡超声束所遇界面的直径大于 超声波波长（称大界面）时，产生反射与折射。成角入 射，反射角等于入射角，反射声束与入射声束方向相反。 垂直入射时，产生垂直反射与透射。反射声强取决于两 介质的声阻差异及入射角的大小。垂直入射时，反射声 强最大。反射声能愈强则折射或透射声能愈弱。进入第 二介质的超声继续往前传播，遇不同声阻抗的介质时， 再产生反射，依次类推，被检测的物体密度越不均匀，
频率高，分辨好，穿透差 频率低，分辨低，穿透强 对应的临床应用：
检测浅表器官，采用高频探头 检测深部脏器，采用低频探头
2021/1/8
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超声物理
超声波的基本概念 超声波在介质中的传播特性
多普勒效应 超声波的发生与接收－压电效应
超声场
蝙蝠选择超声的理由
A.声波在一定范围内，频率越高，反射越大； B.对于同样大小的声源，发射声波的频率越高，声波的方 向性就越好； C.对于同样大小的反射体，同样大小的波长，声波的强度 越大，回波越强。
2021/1/8
Medical Imaging Technology
什么是超声？
次声
超声
振动频率>20,000Hz的声波——超声波(Ultrasonic)
界面越多，则产生的反射也愈多。
2021/1/8
Medical Imaging Technology
超声波的散射与绕射
超声在传播时，遇到与超声波波长近似或 小于波长（小界面）的介质时，产生散射 与绕射。
散射为小介质向四周发散超声，又成为新 的声源。
绕射是超声绕过障碍物的边缘，继续向前 传播。
2021/1/8
声阻抗值一般为固体>液>气体。
zs c
瑞利，Rayleigh
2021/1/8
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超声物理
超声波的基本概念 超声波在介质中的传播特性
多普勒效应 超声波的发生与接收－压电效应
超声场
血流动力学效应
2021/1/8
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血流动力学效应
2021/1/8
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多普勒效应
Doppler effect
声源和接收体作相对运动时，接收体在单位时间 内收到的振动次数（频率），除声源发出者外， 还由于接收体向前运动而多接收到（距离/波长个） 振动，即收到的频率增加了。相反，声源和接收 体作背离运动时，接收体收到的频率就减少，这 种频率增加和减少的现象称为多普勒效应。
超声波的反射与折射
超声在密度均匀的介质中传播，不产生反射 和散射。当通过声阻抗不同的介质时，在两 种介质的交界面上产生反射与折射或散射与 绕射。
2021/1/8
Medical Imaging Technology
超声波的反射与折射
入射波
反射波
△Z＞0.1%即可产生反射 声阻抗差大，反射强
大界面
折射波
2021/1/8
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超声波的基本概念
声音
实质是机械振动在媒质中的传播
2021/1/8
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纵波
2021/1/8
Hale Waihona Puke Medical Imaging Technology
自然界存在听不到的声音
1830年法国Savart,音调极限实验，24000赫兹
2021/1/8
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超声成像
2021/1/8
Medical Imaging Technology
超声物理
超声波的基本概念 超声波在介质中的传播特性
多普勒效应 超声换能器
超声场
血流动力学效应
2021/1/8
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2021/1/8
Medical Imaging Technology
超声波的吸收与衰减
声衰减定义： 是指声能随着传播距离而减弱的现象 衰减量=频率×深度
频率高，衰减重 原因：吸收损耗、声束扩散、反射和折射
2021/1/8
Medical Imaging Technology
超声波的分辨力与穿透力