聲波及超聲診斷儀v5

聲波及超聲診斷儀

sonicwavesandultrasonicdiagnosticapparatus1簡諧運(yùn)動機(jī)械波判斷方法運(yùn)動方程特征量振動能量振動合成阻尼與共振波動方程波的能量波的干涉駐波多普勒效應(yīng)惠更斯原理復(fù)習(xí)2聲波超聲波聲壓聲強(qiáng)級響度級特點(diǎn)物理特性基本原理聲阻聲強(qiáng)診斷原理檢查方法知識結(jié)構(gòu)3超聲成像儀

ultrasonicimagingdevice4聲波及超聲診斷儀一、聲波的性質(zhì)二、人的聽覺范圍三、超聲波的性質(zhì)四、超聲成像的檢查方法五、總結(jié)5一、聲波的性質(zhì)

propertiesofsoundwave1、超聲和次聲2、聲壓和聲阻3、聲強(qiáng)4、反射和折射6超聲和次聲

在連續(xù)介質(zhì)中傳播的彈性波，若其頻率f在20

2

104Hz之間，則能使人產(chǎn)生聲音的感覺，這種波稱為聲波(soundwave)；

若其頻率在10

4

20Hz之間，則這種波稱為次聲波(infrasonicwave)；若其頻率在2

104

5

108Hz之間，則這種波稱為超聲波(supersonicwave)。

7人能聽到聲音的頻率為20Hz～20000Hz，其中最敏感的頻率2000Hz～3000Hz。老年人的聽覺隨著年齡而衰退，能聽到的頻率約為50Hz～12000Hz。人對聲音頻率的反應(yīng)8聲壓soundpressure在媒質(zhì)中，有聲波傳播時的壓強(qiáng)與無聲波傳播時的靜壓強(qiáng)的差值為聲壓，以P表示：聲壓幅有效聲壓9聲阻acousticimpedance在同一聲壓下，質(zhì)點(diǎn)振動速度v與ρc成反比。將此式與歐姆定律相比較，聲壓與電壓對應(yīng)，振動速度與電流對應(yīng)，則ρc與電阻對應(yīng)，稱為聲阻抗Z10聲強(qiáng)soundintensity定義：是單位時間內(nèi)通過垂直聲波傳播方向的單位面積上的能量。

11聲壓、聲阻、聲強(qiáng)聲壓P電壓U聲阻Z電阻R聲強(qiáng)I功率P振動速度v電流I有效聲壓PC有效電壓UC12反射和折射

reflection&transmission在聲波的傳播過程中，當(dāng)遇到兩種不同媒質(zhì)的界面時，要發(fā)生發(fā)射、折射，他們遵守反射、折射定律。incidence--reflectionincidence--transmission13

折射系數(shù)反射系數(shù)反射和折射

reflection&transmission對于垂直入射的情況，有理論證明：

阻抗差值越大，反射越強(qiáng)；聲阻抗相近時，透射強(qiáng)，反射弱。

人體各部分聲阻抗是不同的，導(dǎo)致超聲波入射到各組織界面反射時的反射量不同，成為超聲診斷的物理基礎(chǔ)。14二、人耳的聽覺范圍

humanear'shearingrange人耳的靈敏度對于每一個頻率都有一個最小聲強(qiáng)，低于它的聲音人耳就聽不見了，這個最小聲強(qiáng)稱為聽閾(thresholdofhearing)；

同時，還有一個最大聲強(qiáng)，高于它的聲音會使人耳感到不適或痛苦，這個最大聲強(qiáng)稱為痛閾(thresholdoffeeling)。15聲強(qiáng)與聲強(qiáng)級

soundintensity&intensitylevel

人耳對聲音的感覺，近似地與聲強(qiáng)的對數(shù)成正比，常用聲強(qiáng)級L來表示：

16聲強(qiáng)增加10倍，聲強(qiáng)級增加多少？聲強(qiáng)增加1倍，聲強(qiáng)級增加多少？170-50分貝：舒適，細(xì)語聲；50-90分貝：妨礙睡眠、難過、焦慮；90-130分貝：耳朵發(fā)癢、耳朵疼痛；130分貝以上：耳膜破裂、耳聾。

噪音對人體的危害是很大的，噪音量（分貝）對人體影響：18中國環(huán)境噪聲容許范圍：夜間（22時至次日6時）噪聲不得超過30分貝，白天（6時至22時）不得超過40分貝。環(huán)境噪聲基本標(biāo)準(zhǔn)19響度與響度級

loudness&loudnesslevel

聲強(qiáng)、聲強(qiáng)級是根據(jù)聲波的能量來確定的，是客觀物理量。響度是人耳對聲音強(qiáng)弱的主觀感受，不僅取決聲強(qiáng)，也與聲音的頻率有關(guān)。

為比較聲音響度的大小，提出了響度級的概念。以1000Hz聲音的響度為標(biāo)準(zhǔn)，將其他頻率聲音的響度與其比較，只要它們響度相同，則有相同的響度級。響度級的單位是方(phon)。

把頻率不同，響度級相同的各點(diǎn)連成的一條線，就構(gòu)成了等響曲線。2021聽閾

thresholdofhearing同一頻率，聲強(qiáng)越大，響度越大同一聲強(qiáng)，頻率不同，響度不同人耳對2000－3000Hz最敏感20Hz，20000Hz，聽閾曲線，痛閾曲線組成人的聽覺區(qū)域。1000Hz時，響度級等于聲強(qiáng)級22超聲成像ultrasonograghy,USG

定義：利用超聲波的物理特性和人體組織器官的聲學(xué)特性相互作用而產(chǎn)生的信息，經(jīng)處理后形成圖形和曲線，借此進(jìn)行疾病診斷的一種物理檢查方法。三、超聲波的性質(zhì)23超聲的概念振動頻率>20,000Hz的聲波——超聲波醫(yī)用頻率2.5—13MHz(常用2.5—5MHz)

24超聲波的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)USG特點(diǎn)：對軟組織的分辨能力強(qiáng)信息的顯示有多種方法USG優(yōu)點(diǎn)：無損傷、無痛苦、無輻射實(shí)時、快捷、準(zhǔn)確、方便25超聲發(fā)展概況40年代探索階段50年代

A型、M型超聲儀70年代灰階實(shí)時超聲（B型）雙功能超聲儀（B型+頻譜）80年代彩色多普勒超聲儀（B型+彩色+頻譜）90年代新技術(shù)（超聲造影、諧波成像、超高頻探頭、三維超聲等）26超聲的三個基本物理參數(shù)頻率(f):聲波每秒振動次數(shù)，Hz。波長(λ):聲波在一個振動周期內(nèi)所通過的距離，mm聲速(C):聲波在介質(zhì)中每秒傳播的距離，m/sＣ=f×λλC（m/s）人體軟組織聲速平均為1540m/s27超聲的物理特性⒈指向性⒉反射、折射、散射和繞射⒊吸收與衰減⒋分辨力與穿透力⒌多普勒效應(yīng)28

近場遠(yuǎn)場DθD聲源直徑θ擴(kuò)散角頻率高，波長短，呈直線傳播1.超聲波的指向性29超聲波的入射、反射和折射示意圖大界面

折射波

入射波

反射波

302-1.超聲波的反射和折射2-2.超聲波的散射

遇界面遠(yuǎn)小于波長的微小粒子，超聲波將產(chǎn)生散射，人體內(nèi)的散射源為紅細(xì)胞和臟器內(nèi)的細(xì)微結(jié)構(gòu)。312-3.超聲波的繞射

目標(biāo)大小約為1～2λ或稍小，超聲波將繞過該靶目標(biāo)繼續(xù)前進(jìn)，很少發(fā)生反射。32⒊超聲波的吸收與衰減聲衰減定義：是指聲能隨著傳播距離而減弱的現(xiàn)象衰減量=頻率×深度頻率高，衰減重原因：吸收損耗、聲束擴(kuò)散、反射和折射33⒋超聲波的分辨力與穿透力頻率高，分辨好，穿透差頻率低，分辨低，穿透強(qiáng)對應(yīng)的臨床應(yīng)用：檢測淺表器官，采用高頻探頭檢測深部臟器，采用低頻探頭34血流信息獲取

V=血流速度C=聲速

cosθ=血流與探頭間夾角血管VC探頭θ⒌多普勒效應(yīng)35超聲波的發(fā)射與接收超聲診斷儀由探頭（換能器）和主機(jī)構(gòu)成超聲波的發(fā)射與接收均由換能器來完成發(fā)射：電訊號→換能器→超聲波(逆效應(yīng))

接收：反射波→換能器→電信號(正效應(yīng))36逆壓電效應(yīng)示意圖+++++++++++++++++

-------------

-------------

++++++++++++++++++--+發(fā)射超聲37正壓電效應(yīng)示意圖+++++++++++++++++

-------------

-------------

+++++++++++++++++正壓負(fù)壓接收超聲38超聲成像的基本原理聲阻抗特性聲衰減特性多普勒效應(yīng)39人體組織的聲學(xué)特征無回聲（無反射型）—膽汁、尿液、血液低回聲（少反射型）—肝、脾強(qiáng)回聲（多反射型）—血管壁、結(jié)石極強(qiáng)回聲（全反射型）—肺、胃腸道40回聲類型肝膽汁膽囊壁41基本檢查方法：A型、M型、B型、D型四、超聲成像的檢查方法42Ａ型（超聲示波法）機(jī)理：以波幅變化反映回聲情況特點(diǎn)：一維波形圖，不直觀用途：鑒別液、實(shí)性包塊，測距目前臨床不再使用43A型超聲診斷儀

amplitudeultrasounddiagnosis回波強(qiáng)度探頭深度（時間）一維成像，測量器官長度44Ｍ型（超聲掃描法）機(jī)理：以單聲束取樣，獲得活動界面回聲，再以慢掃描方式展開特點(diǎn)：一維－時間運(yùn)動曲線圖用途：分析心臟和大血管的運(yùn)動幅度45M型超聲診斷儀

motionultrasounddiagnosis時間深度探頭二維成像，顯示器官運(yùn)動軌跡46M型曲線圖47Ｂ型（超聲顯象法）機(jī)理：不同的光點(diǎn)反映回聲變化，用切面顯示正常組織與異常組織特點(diǎn)：二維斷面圖像，灰階/彩階實(shí)時顯示，直觀用途：及其廣泛

48B型超聲診斷儀

brightnessultrasounddiagnosis探頭時間深度二維成像，顯示器官斷層圖像49肝臟B超心臟B超50D型（超聲多普勒法）機(jī)理：利用Doppler原理對心血管內(nèi)血流進(jìn)行探測分析頻譜多普勒（PW+CW）以頻譜曲線顯示，檢測血流動力學(xué)參數(shù)

彩色多普勒血流顯像（CDFI）

彩色編碼實(shí)時顯示血流方向、速度及血流性質(zhì)51二尖瓣血流CDFI二尖瓣血流－PW52超聲探頭與掃查方式常規(guī)探頭：扇型、線陣型、凸弧型專用探頭：腔內(nèi)探頭（食管、直腸、陰道）術(shù)中探頭穿刺探頭53探頭類型54超聲掃查方式示意圖線陣型扇型凸弧型55凸弧型探頭掃查凸弧型B超切面56扇型探頭掃查扇型探頭B超切面57線陣型探頭掃查線陣型B超切面58

圖像記錄和保存方式照片熱敏打印記錄錄像磁光盤計算機(jī)工作站59超聲檢查方法體位：仰臥位、側(cè)臥位、半臥位、站立位途徑：體表、腔內(nèi)、術(shù)中

(探頭表面涂布耦合劑)60超聲檢查前準(zhǔn)備根據(jù)檢查部位的不同而不同⒈腹腔臟器：空腹⒉盆腔臟器：膀胱充盈⒊心臟：忌服影響心肌收縮力的藥物⒋表淺器官及外周血管：無須特殊準(zhǔn)備61