超声物理学的现象. 刘明姬..ppt

超声的物理学现象与成像的原理详解
中山大学附一黄埔院区麻醉科刘明姬
内容
超声波物理学概念
超声探头原理--超声波的产生及传播
优化超声图像需要超声物理知识
选择合适探头
增益设置
深度设置
组织回声超声特性
超声伪像
成像模式
超声波的相关概念-定义
超声波
是指声波振动频率超过人类听觉可辨别范围
(大于20000Hz)的声波,简称超声。
超声波的相关概念-单位
MHz 兆赫
KHz 千赫
Hz 赫兹
换算是以1000为换算原理
例:1MHz=1000KHz

常用医学超声检查频率为2-10MHz
声波和超声的行为原则却是相似的
物理量定义
频率(frequency): 一秒内出现振动波
的次数为频率(f),其单位为赫
兹(Hz)。
波长(wavelength):两个相邻密部
或疏部之间的距离为波长()。
声速(wave velocity): 每秒声波传播
的距离为波速(C),
C=f
超声学的相关概念-主要物理参数
纵波:空气、液体中传播
横波、纵波:固体中传播
声速
从声波传播速度考虑,人体组织可分3类:
软组织:约1541m/s
气体:约350m/s
骨骼:约3852m/s
医用:以软组织
的平均声速1540m/s
t 组织厚度=C·─── 2
可通过声速测量软组织的厚度
声阻抗
定义:介质中某点的声压(P)与质点振动速度(V)之比
为该点的声阻抗(Z)。
声阻抗是“机-电类比”中与电阻
抗相类比而称的。
意义:表示介质传播超声波能力的
重要物理量。
声阻:为介质的密度() 和声速(C)
的乘积(Z), Z=C
Z =ρ·C
单位为( Kg/m2)·s
超声探头原理-压电式转换器原理
一些晶体类物质,如石英或电气石等,可呈现一种被称为压电效应的特性。
----即当施加给它们一定的电压时,它们会改变形状;相反当用力挤压使其变形时,则会产生电压。
当这种物质接收电脉冲时,会不停的变形从而产生震荡,将电能转化为机械能。
这种震荡在晶体的共振频率重复发生,且频率的高低与晶体的厚度成反比。
现代超声探头使用的是比石英具有更大压电性能的物质,如锆钛酸铝等。
探头的压电晶体将电流转换成机械性压力波然后将返回的机械性压力信号转换成电信号。
探头(换能器)原理