1第五章超声波成像2第二章超声波成像•主要内容•2.1超声波的物理性质•2.2超声探测的物理基础•2.3超声成像系统工作原理•2.4超声多普勒成像系统*3第一节超声波的物理性质45.1.1超声的基本概念•1．超声：指超过人耳听觉范围（20Hz～20kHz）。频率＞20kHz的声波叫做超声波。•2．超声波：属于声波范畴，具有声的共同物理性质。如：必须通过弹性介质进行传播，传播方式为纵波（疏密波），具有反射、折射、绕射，以及在不同介质中（空气、水、软组织、骨骼）中具有不同的声速和不同的衰减等。•3．超声频率：诊断最常用的超声频率是1M～40MHz。55.1.1超声的基本概念•4．超声波特点•（1）直线传播且易会聚：频率高，波长短，直线传播，具有较强的穿透能力，能量容易会聚。•（2）容易电声转换且能量大：使介质的微粒振动，虽然振幅很小，但加速度非常大，具有很大的能量，能量和频率f2成正比。•（3）物理机制复杂且参数多：在产生、传播、接收与相互作用、能量转换等过程中，其物理机制复杂、相互影响的因素多。65.1.1超声的基本概念•（4）超声工作安静且危害少：超声工作时人耳听不到，环境安静。在影像学诊断工作中，小剂量超声波对人体无危险性。•超声成像是以人体解剖学、病理学等形态学为基础，依靠超声的各种成像技术来获取人体器官及组织的断面解剖图像。75.1.2超声的基本物理量•基本物理量：频率（f）、波长（λ）、声速（c）。•三者关系：f=c/λ•λ与f成反比，f愈高，λ愈短。•（一）声速•不同f的超声在相同的介质中传播时，声速c基本相同；•同一f的超声波在不同的介质中传播时，c是不同的。85.1.2超声的基本物理量•在不同的介质中，c有很大的差别：–空气（20℃）344m/s–脂肪1476m/s–水（37℃）1524m/s–肝脏1570m/s–颅骨3360m/s•超声在人体组织中的传播速度是超声诊断设备测量病变组织位置和大小的依据。•人体软组织的声速平均为1500m/s左右，与水的声速相近。骨骼的声速最高，相当于软组织的2倍以上。95.1.2超声的基本物理量•（二）周期和频率•周期T：介质中的质点在平衡位置往返摆动一次（传播一个波长）所需要的时间，单位为s。•频率f：质点在1s时间内完成振动的次数（弹性介质中任一给定点在单位时间内所通过的波数），即单位时间内声源振动的次数，单位Hz。•105.1.2超声的基本物理量•f由波源的机械振动所决定，与声波传播的介质无关。•T与f互为倒数：T=1/f•超声诊断仪采用不同的频率，主要根据受检脏器或组织的深度和病灶的大小来选择，常用的f在1MHz～15MHz之间，最常用的是1MHz、3MHz、3.5MHz、5MHz、7.5MHz。115.1.2超声的基本物理量•（三）波长•波长λ：超声在一个周期内传播的距离（波上任意两个相邻的同相位点之间的距离），单位m。对于纵波，等于两相邻密集点（或稀疏点）间的距离；对于横波，则是从一个波峰（或波谷）到相邻波峰（或波谷）的距离。•λ决定了成像的纵向极限分辨力，在纵向上需检出的病灶必须大于半个波长时，才能被正确分辨；•f决定可成像的组织深度，f越高可检出深度越浅。125.1.2超声的基本物理量•（四）声压•声波作为纵波在弹性介质中传播时，介质各部分时而密集时而稀疏，介质各部分的压强相应变化。•没有声波传播时，介质某处的静压强P0，该处形成密部的瞬间，压强P高于P0；该处形成疏部的瞬间，压强P低于P0。•声压：声波在介质中传播产生的瞬时压强值P与P0的比值，单位是Pa。135.1.2超声的基本物理量•声压是变化的，若声源作周期振动，声压也随着周期性变化。声压的大小用幅值Pm表示。声压幅值Pm与c、介质密度ρ、声波的振幅A和角频率ω有关：•Pm＝Aωρc145.1.2超声的基本物理量•（五）声强•声强：超声在传播过程中，垂直于超声传播方向上单位面积在单位时间内通过的超声能量，用W/m2来度量。是表示超声传播过程中声能强弱的物理量：••在同一介质中，密度ρ和c不变，声强主要与•f2、质点振幅A2成正比。•声压与声强关系：••ρ和c不变，声强与Pm2成正比。2222IfAcπρ=2/2mIPcρ=155.1.2超声的基本物理量•（六）声阻抗•声阻抗（特性阻抗）：对于各向同性的均匀介质中的声波，介质中某点声...
