超聲成像設備概述培訓課件

超聲成像設備概述超聲成像設備2超聲成像設備概述超聲成像設備3超聲成像設備概述超聲成像設備4超聲成像設備概述超聲成像設備5超聲成像設備概述超聲成像設備6超聲成像設備概述超聲成像設備7超聲成像設備概述超聲成像設備8超聲成像設備概述超聲成像設備9超聲成像設備概述超聲檢查的主要用途10超聲成像設備概述超聲診斷設備的發(fā)展歷史1959年研制出脈沖多普勒超聲（D超）。1954年發(fā)明B超診斷儀，同年產生M超。實時二維切面灰階超聲顯像儀（B型）的問世是超聲技術發(fā)展史上第一個里程碑。1880年發(fā)現(xiàn)晶體壓電效應。1917年利用壓電原理進行超聲探測（超聲探頭的出現(xiàn)）。1942年出現(xiàn)首臺A型超聲檢測儀。屬于一維超聲。11超聲成像設備概述超聲診斷設備的發(fā)展歷史彩色血流圖（CFM）的問世是超聲技術發(fā)展史上又一個新的里程碑。它標志著超聲診斷技術從此跨入了彩超時代。1989年以后是彩超技術發(fā)展的第二階段——改進和提高階段，在這段時間，彩超的臨床應用得到很大的發(fā)展，成為超聲醫(yī)學的重要階段——彩色多普勒時代。1990年以來，進入彩超發(fā)展的第三階段———由模擬數(shù)字混合處理到全數(shù)字化處理的發(fā)展階段——即步入數(shù)字化時代。12超聲成像設備概述超聲診斷設備的發(fā)展歷史1996年后，發(fā)展進入第四階段——全數(shù)字化多功能信息化時代，形成具有綜合圖像形成及處理功能的全數(shù)字一體化工作站。這就是“彩超”的新面貌。1990年3D超聲進入研究階段1999年3D超聲診斷儀進入商品化和臨床實用化階段13超聲成像設備概述超聲成像的物理基礎超聲波的傳播依賴于做高頻機械振動的“波源”和傳播機械振動的彈性介質，所以機械振動和彈性介質是超聲檢測的物理基礎。

在超聲成像中，探頭晶片發(fā)射時即產生超聲，所以探頭晶片就是波源。聲波必須在介質中傳播，在固體、液體、氣體中均可傳播，但在真空中聲波是不能傳播的。

在超聲診斷中，人體臟器、器官都是介質。14超聲成像設備概述超聲成像的物理基礎超聲波是在彈性介質中傳播的機械波。與聲波和次聲波在彈性介質中的傳播類同，區(qū)別在于超聲波的頻率高于20kHz，而聲波的頻率是在20HZ至20KHZ之間，次聲波的頻率低于20HZ。次聲波可聞聲波

超聲波

20Hz以下20Hz-20kHz

20kHz以上超聲波與聲波除了頻率高低有別外，它們在本質上是一致的，都是一種機械振動，都以一定的速度通過介質。15超聲成像設備概述超聲成像的物理基礎超聲波應用范圍20～100KHz很多動物都用超聲波進行交流、導航及追捕它們的獵物。100KHz（105Hz）～1MHz（106Hz）超聲波最重要的應用就是聲吶（聲音導航及測距）。

2.5MHz～5MHz用于心臟、腹部及軟組織成像。這些頻率能穿透組織可到達20-15cm的深度。

5～10MHZ用于對小器官的成像，例如：腮腺、甲狀腺、頸部血管及眼睛顯像，它只需要4-5cm的穿透深度。

10～30MHz用于皮膚及血管內檢查，可以獲得高分辨力的圖像。

40～100MHz用于生物顯微鏡成像，對眼活組織的顯微診斷。16超聲成像設備概述超聲成像的物理基礎

醫(yī)學診斷常用的超聲頻率是2—10MHZ之間，對于淺表器官多采用>7MHZ,對于腹部和心臟分別采用3.5—5MHZ和2—3MHZ17超聲成像設備概述超聲成像的物理基礎描述超聲波的基本物理量聲速：單位時間內，超聲波在介質中傳播的距離稱為聲速，用符號“c”表示。單位為米/秒（m/s）聲速是由傳播介質所決定，不同人體組織器官的聲速不同，平均聲速為1540米/秒，其中空氣最小（350米/秒），骨骼最大（3850米/秒）。頻率：單位時間內質點振動的次數(shù)，用符號“f”表示由探頭中壓電材料決定，在2～10兆赫茲范圍。18超聲成像設備概述超聲成像的物理基礎描述超聲波的基本物理量波長：聲波在傳播時，同一波線上相鄰兩個同相位質點之間的距離稱為波長，用符號“λ”表示。超聲波長與聲速和頻率滿足以下關系式：19超聲成像設備概述1、聲速與介質的關系（1）同一介質

不同頻率的超聲波在同一介質中傳播時聲速基本相同。所以用不同頻率的探頭檢查肝臟時，聲速基本相同。（2）不同介質

同一頻率的超聲波在不同介質中傳播的聲速是不同的。例如：1MHz超聲波在0℃的水中為1500m／s；在0℃的鋼材中為6000m／s；在人體軟組織中平均聲速為1540m／s。聲速、波長與介質的關系超聲成像的物理基礎20超聲成像設備概述聲速、波長與介質的關系

生物材料中的超聲速

橫條代表實驗測的的速度范圍人體軟組織的聲速分布在1500m/s～1680m/s之間,利用超聲方法對軟組織測距存在一定的誤差。而骨組織的聲速則高于2800m/s、肺組織的聲速大約在1200m/s以下。超聲成像的物理基礎21超聲成像設備概述2、波長與介質的關系（1）同一介質不同頻率的超聲波，在同一介質內傳播時其波長與頻率成反比。

1MHz的超聲波在人體軟組織中傳播時，其波長為1.5mm。

3MHz的超聲波在人體軟組織中傳播時，其波長為0.5mm。

5MHz的超聲波在人體軟組織中傳播時，其波長為0.3mm，

所以頻率越高的超聲波在同一臟器組織中傳播其波長愈短。

例如：用高頻率的探頭檢查肝臟其波長也愈短。

22超聲成像設備概述2、波長與介質的關系（2）不同介質

同一頻率的超聲波，在不同介質內傳播，因傳播聲速不同，則波長也不相同。頻率為3MHz的超聲波在人體軟組織中傳播時，其波長為0．5mm，而在空氣中傳播，其波長為0.114mm。

所以用同一種探頭檢查人體不同的組織時，由于聲速存在差異，所以波長也是不相同的。23超聲成像設備概述超聲的物理特性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24超聲成像設備概述1.超聲的束射性超聲的能量高度集中，在一個較小的立體角內成束狀向前傳播，即超聲波的束射性（聲束）。從聲源發(fā)出的超聲波最近的一段聲束幾乎平行，這段區(qū)域為近場區(qū)。遠離此區(qū)后，聲束向前稍有擴散，為遠場區(qū)。擴散的聲束與平行聲束間的夾角叫做擴散角（θ）超聲波指向性優(yōu)劣的指標是近場的長度和擴散角。25超聲成像設備概述2-1.超聲波的反射反射超聲波的反射是超聲成像的物理基礎

當聲波從一種介質向另一種介質傳播時，如果兩者的聲阻抗不同，就會在其分界面上產生反射，使一部分能量返回第一種介質。1.聲阻抗(z)=介質密度(ρ)×聲速(c)△Z＞0.1%即可產生反射2.聲阻抗差大，反射強大界面

折射波

入射波

反射波

26超聲成像設備概述聲阻抗聲阻抗是表示介質聲學特性的一個重要物理量。聲阻抗（Z）等于介質的密度（ρ）和聲速（C）的乘積，聲Z=ρ×C。物質的密度一般是固體＞液體＞氣體，超聲在介質中的速度是固體＞液體＞氣體，故聲阻抗值一般也是固體＞液體＞氣體。人體正常組織的聲阻抗骨骼最大，氣體最低。聲像圖中各種回聲顯像均主要由于聲阻抗差別造成。2-1.超聲波的反射27超聲成像設備概述人體不同組織聲阻抗值28超聲成像設備概述2-1.超聲波的反射

分界面兩邊的聲阻抗差將決定入射超聲如何在透射和反射之間分配。如果兩種介質的聲阻抗相同，即Z1＝Z2時，稱為均勻介質，則不產生反射，如果聲阻抗不同，一部分超聲波被反射。和光學情況一樣，反射角等于入射角。(反射系數(shù)R1)R1=(透射系數(shù)r1)公式129超聲成像設備概述聲阻抗差異大的界面反射特性

從公式1中得知，如果Z1和Z２相差很大時，無論Z1≥Z２(固體→氣體)或Z1≤Z２(氣體→固體)將會發(fā)生近乎全部反射而沒有透射。2-1.超聲波的反射如在水和空氣的界面上，其中：

Z水＝1.492kg／m2／s，Z氣=0.00428kg／m2／s

，根據(jù)公式1計算，則反射回來的能量比為：R≈0.99,即99%此時入射超聲能量中有99％被反射。

30超聲成像設備概述

由此可見，超聲從液體(或固體)向氣體中傳播幾乎是不可能，反之從氣體向液體(或固體)中傳播也幾乎不可能。為什么說超聲在人體診斷中對肺組織是困難的，就是因為肺組織中充滿氣體的緣故。按同樣的道理，在臨床診斷時，要在探頭與人體受檢部位之間涂上足夠的超聲耦合劑，以減少空氣對聲波傳送的影響。2-1.超聲波的反射31超聲成像設備概述2-1.超聲波的反射聲阻抗差異小的界面反射特性

如果Z1和Z２相當接近，則反射很少。人體組織的聲阻抗只要有0.1%的差異，超聲探頭即可檢測出反射波，并將其轉化為電信號，經處理后在顯示器上顯示。但由于各種軟組織的聲阻抗相差不大，界面反射量適中，既保證了界面反射波的顯像觀察，又保證了聲波可以穿透足夠的深度，所以超聲波對軟組織分辨力很高。超聲波的反射是超聲成像的物理基礎。32超聲成像設備概述圖中水平橫條代表文獻中報導的各種組織的聲阻抗范圍,軟組織的特性阻抗都相當接近1.5×106kgm-2s-1,因此它們的密度大致都在1000kg/m3左右,聲速一般為1500m/s.但肺的密度及聲速都低得多,而骨骼的相應值側高得多。

2-1.超聲波的反射33超聲成像設備概述2-1.超聲波的反射界面的回聲反射有顯著的角度依賴性

入射聲束垂直于界面時，回聲反射強。入射聲束與界面傾斜時，回聲反射減弱甚至消失。假設垂直時回聲反射強度為100%，傾斜6o時，回聲強度降低至10%，傾斜12o時，回聲強度降低至1%，若傾斜角度≥20o，則幾乎檢測不到回聲反射。34超聲成像設備概述折射

兩種介質內聲速不同可產生折射現(xiàn)象，從而導致入射聲束的偏轉。兩種介質的聲速之比決定其折射程度。其間關系如下：2-2.超聲波的折射

式中θi為入射角，θj為折射角，C1為入射邊介質中超聲聲速，C2為透射邊介質中超聲聲速。35超聲成像設備概述全內反射折射角的大小取決于兩種媒質的聲速比n=c1/c2，當c2＞c1時,則折射角

j>i，當入射角由

0逐漸增大到某一角度

ik時,將有

j=90°,即折射波沿界面?zhèn)鞑ィ缦聢D所示

臨界角引起全內反射2-2.超聲波的折射36超聲成像設備概述

全內反射而當入射角超過θik時,入射聲能將全部反射到媒質1中,故θik稱為”全內反射臨界角”。在臨床檢查中,應使探頭放置正確的角度,以避免由”全內反射”引起的圖像偽差。2-2.超聲波的折射

臨界角引起全內反射37超聲成像設備概述超聲波的入射、反射和折射示意圖大界面

折射波

入射波

反射波

38超聲成像設備概述2-3.超聲波的散射如下頁圖所示。每塊面積把入射平面波作為球面子波加以散射，各子波組合起來便形成再發(fā)射的超聲分布。散射當遇到界面遠小于波長的微小粒子或一組小障礙物或者介質特性以粗糙表面形式出現(xiàn)時，這時將有一部分能量被散射，其散射程度決定于幾何條件。39超聲成像設備概述孤立的小點不連續(xù)性所引起的球面散射(b)粗糙表面上的散射，散射場是各孤立球面子波的合成。（a）(c)一組小的顆粒引起的不連續(xù)性散射，散射場為各子波合成。引起超聲散射的三種情況2-3.超聲波的散射40超聲成像設備概述2-3.超聲波的散射

人體內的散射源為紅細胞和臟器內的細微結構。當發(fā)生散射時，作為障礙物的人體組織將作為新的波源，向四周發(fā)射超聲波，但只有朝向探頭方向的微弱散射信號—后散射（背向散射），才能被檢測到。

紅細胞的背向散射是超聲多普勒成像的依據(jù)，臟器內的細微結構是超聲成像研究臟器內微小組織結構的依據(jù)。

超聲成像的回聲來源是：超聲波的背向散射及反射。通過反射觀察臟器的輪廓，通過背向散射可以了解臟器內部的病變。

41超聲成像設備概述2-4.超聲波的繞射

目標大小約為1～2個波長或稍小，超聲波將繞過該靶目標繼續(xù)前進，很少發(fā)生反射。42超聲成像設備概述⒊超聲波的吸收與衰減聲衰減定義：

是指聲能隨著傳播距離增加而減弱的現(xiàn)象

衰減與超聲傳播距離和頻率有關。因超聲波的頻率很高，故衰減現(xiàn)象特別顯著。43超聲成像設備概述聲衰減原因：傳播中的反射、散射、聲束的擴散及組織對能量的吸收（1）由于聲束發(fā)散，散射及反射引起聲束方向改變（2）由于“內摩擦”，超聲波機械能變?yōu)闊崮鼙唤M織“吸收”⒊超聲波的吸收與衰減右圖為引起超聲強度衰減的過程由于發(fā)散、散射或反射引起的波束方向改變，使得流經某一特定面積的超聲波能量減小。44超聲成像設備概述⒊超聲波的吸收與衰減衰減系數(shù)

衰減的強弱通常用衰減系數(shù)來表示。

不同組織，吸收系數(shù)不同，衰減程度不同；相同組織，入射深度越大，衰減越大；相同組織，入射超聲頻率越高，衰減越大。人體軟組織的衰減系數(shù)與頻率成正比，所以頻率愈高的超聲波在人體組織中衰減愈大，只適用淺部器官的檢查。45超聲成像設備概述⒊超聲波的吸收與衰減人體組織衰減程度一般規(guī)律

組織內含水分愈多，聲衰減愈低液體中含蛋白成分愈多，聲衰減愈高組織中含膠原蛋白和鈣質愈多，聲衰減愈高

即：骨（或鈣化）>肌腱（或軟骨）>肝臟>脂肪>血液>尿液（或膽汁）

46超聲成像設備概述人體不同組織的聲衰減比較

聲衰程度極低甚低低中等高極高尿液肝腎肌腱骨不同組織膽汁血液脂肪肌肉軟骨鈣化和囊液心腔瘢痕肺(含氣)體液胸腹水腦聲影————+/—+后方回聲增強++/—————47超聲成像設備概述⒋超聲波的分辨力與穿透力超聲的分辨力是指超聲診斷儀能夠區(qū)分兩個細小目標的能力。分為軸向、側向和橫向三種分辨力。軸向分辨力－是指在超聲聲束軸線上，能分辨兩點間的最小縱深距離。側向分辨力－是指垂直于超聲聲束軸線平面上與線陣探頭長軸方向一致的軸線上，能分辨相鄰兩點（兩個病灶）間的最小距離。橫向分辨力－為與聲束軸線垂直平面上，探頭短軸方向，與側向分辨力相垂直方向上的分辨力。反映切面情況的真實性。又叫厚度分辨力。48超聲成像設備概述⒋超聲波的分辨力與穿透力49超聲成像設備概述⒋超聲波的分辨力與穿透力穿透力

分辨力的增加將以穿透力的損失為代價。所有的人體組織都表現(xiàn)出隨頻率增加超聲衰減也增加，那么穿透力必然降低。應針對不同部位的診斷，可選擇不同頻率的超聲探頭。

50超聲成像設備概述⒋超聲波的分辨力與穿透力頻率高，分辨率高，穿透差頻率低，分辨率低，穿透強對應的臨床應用：檢測淺表器官，采用高頻探頭檢測深部臟器，采用低頻探頭51超聲成像設備概述⒌多普勒效應

聲源與接收體之間的相對運動引起聲波頻率發(fā)生改變的現(xiàn)象，稱為多普勒效應。多普勒效應是超聲成像儀對運動臟器及血流顯像的基礎。52超聲成像設備概述超聲對生物組織的作用超聲的生物效應

一定強度的超聲在生物體中傳播時，通過它們之間一定的相互作用機制（熱機制、機械機制或空化機制）致使生物體系的功能和結構發(fā)生變化。53超聲成像設備概述聲壓

當介質中有超聲波傳播時，由于介質質點振動，使介質中壓強交替變化。超聲場中某一點在某一瞬時所具有的壓強P1與沒有超聲波存在時同一點的靜態(tài)壓強P0之差稱為該點的聲壓，用P表示,單位為瓦（W）即

聲強即聲波的強度，在數(shù)值上等于單位時間內垂直通過單位面積的聲波的能量，用I表示，單位為W/cm2。54超聲成像設備概述(1)．空化作用：所謂空化作用就是指在液體中產生強超聲時，會出現(xiàn)一種類似霧狀的氣泡，此種現(xiàn)象稱超聲空化作用。這種現(xiàn)象類似日常生活中所遇到的輪船推進器在產生推動力的同時會濺出氣泡那樣。這種空化作用使超聲具有強烈的破壞作用。

由于生物組織大多數(shù)屬軟組織，因此，在超聲作用下，其細微結構多少會發(fā)生形變。

在較大強度超聲的作用下，如超聲治療所用的1W/cm2以上的劑量，則生物組織會由于超聲空化作用而產生不能復原的破壞性形變，以至使細胞壞死和整個生物組織壞死，這種強度劑量在超聲治療中，用以粉碎結石、血栓。在外科手術中，用更強的超聲來作為非侵入性手術刀。但作為超聲診斷，一般是禁止使用這種劑量的。55超聲成像設備概述(2)熱作用：生物組織在超聲機械能的作用下，由于粘滯吸收，將一部分超聲能轉化為熱能，使生物組織的溫度上升。當超聲輻射達到治療劑量的強度時，熱作用明顯，并能使熱量深入人體組織器官，甚至還會隨著血液傳導熱能。在用超聲進行治療中得知，頻率為800KHz、劑量為4w/cm2的超聲照射20s后，會在組織器官0.2~3cm的深處產生熱作用，而起到治療效果。(高強度聚焦超聲HIFU)

(3)化學作用:超聲的空化作用和熱作用與化學作用是有機聯(lián)系的；化學作用是氧化和還原作用。在高劑量超聲情況下，超聲的化學作用可破壞有機結構的蛋白質.56超聲成像設備概述超聲成像的物理基礎超聲成像的特點超聲波的方向性好：超聲波具有像光波一樣定向束射的特性。超聲波的穿透能力強：超聲波在氣體、液體、固體等介質中均可傳播，對于大多數(shù)介質而言，它具有較強的穿透能力。例如在一些金屬材料中，其穿透能力可達數(shù)米。超聲波的能量高：超聲檢測的工作頻率遠高于聲波的頻率，超聲波的能量遠大于聲波的能量。

57超聲成像設備概述超聲成像的物理基礎超聲成像的特點遇有界面時，超聲波將產生反射、折射和波型的轉換：利用超聲波在介質中傳播時這些物理現(xiàn)象，經過巧妙的設計，使超聲檢測工作的靈活性、精確度得以大幅度提高。具有高度的安全性：當嚴格控制聲強低于安全閾值時，超聲可能成為一種無損傷的診斷技術，對醫(yī)務人員更是十分安全。

58超聲成像設備概述超聲探頭

超聲探頭（ultrasonicprobe）是超聲成像設備必不可少的關鍵部位，它是將電信號變化為超聲波信號，又將超聲波信號變換為電信號，即具有超聲發(fā)射和接受雙重功能。又稱超聲換能器。59超聲成像設備概述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：腔內探頭（食管、直腸、陰道）術中探頭穿刺探頭60超聲成像設備概述探頭類型61超聲成像設備概述62超聲成像設備概述超聲掃查方式示意圖線陣型扇型凸弧型63超聲成像設備概述超聲探頭及掃描圖像64超聲成像設備概述超聲探頭及掃描圖像65超聲成像設備概述凸弧型探頭掃查凸弧型B超切面66超聲成像設備概述扇型探頭掃查扇型探頭B超切面67超聲成像設備概述線陣型探頭掃查線陣型B超切面68超聲成像設備概述超聲探頭探頭的制造原理來源于壓電效應。壓電效應

泛指晶體處于彈性介質中所具有的一種聲-電可逆特性，此現(xiàn)象為法國物理學者居里兄弟于1880年所發(fā)現(xiàn)，故也稱居里效應。69超聲成像設備概述超聲探頭正壓電效應

在晶體的一定方向上，加上機械力使其發(fā)生形變，晶體的兩個受力面上，會產生符號相反的電荷；形變方向相反，電荷的極性隨之變換，電荷密度同外施機械力成正比，這種因機械力作用而激起表面電荷的效應，稱為正壓電效應。如下頁圖所示：70超聲成像設備概述超聲探頭正壓電效應因機械力作用而激起表面電荷的效應

71超聲成像設備概述超聲探頭逆壓電效應在晶體的表面沿著電場方向施加電壓，在電場作用下引起晶體的幾何形狀發(fā)生改變；電壓方向改變，應變方向亦隨之改變，形變與電場電壓成比例，這種因電場作用而誘發(fā)的形變效應，稱為逆壓電效應。如下頁圖所示：72超聲成像設備概述超聲探頭逆壓電效應因電場作用而誘發(fā)的形變效應

73超聲成像設備概述超聲波的發(fā)射與接收超聲診斷儀由探頭（換能器）和主機構成超聲波的發(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)

接收：反射波→換能器→電信號(正效應)74超聲成像設備概述超聲探頭壓電材料超聲探頭的核心是壓電振子，采用具有壓電效應的壓電材料制成。壓電材料壓電單晶體壓電多晶體（壓電陶瓷）石英鈮酸鉀鈦酸鋇鋯鈦酸鉛鋯酸鉛偏鈮酸鉛偏鈮酸鉛鋇75超聲成像設備概述超聲探頭石英晶體：昂貴、加工不便、只在高頻下顯現(xiàn)優(yōu)良性能。壓電陶瓷電-聲轉換效率高、易于電路匹配、價廉、易于加工、可壓制成任意形狀和尺寸、性能參數(shù)可在大范圍內調節(jié)等。

目前，超聲探頭幾乎都是采用壓電陶瓷材料。理由：

76超聲成像設備概述超聲探頭探頭的基本結構

壓電晶體：常用鋯鈦酸鉛類壓電陶瓷晶體

發(fā)射和接收聲波其形狀決定聲束的形狀和聲場分布77超聲成像設備概述超聲探頭墊襯吸聲材料：1.衰減并吸收壓電晶體背向發(fā)射的超聲能量2.要求墊襯具有較大的衰減能力，并具有與壓電材料接近的聲阻抗78超聲成像設備概述超聲探頭匹配層和保護層：1.聲阻抗應接近人體組織的聲阻

2.選擇衰減系數(shù)低并耐磨的材料79超聲成像設備概述超聲探頭聲學絕緣層：防止超聲能量傳至探頭外殼引起反射，造成對信號的干擾外殼：作為探頭內部材料的支承體，并固定電纜引線

80超聲成像設備概述超聲探頭探頭的分類按診斷部位分眼科探頭顱腦探頭腹部探頭腔內探頭心臟探頭兒童探頭81超聲成像設備概述超聲探頭探頭的分類按波束控制方式線掃探頭相控陣探頭機械扇掃探頭方陣探頭82超聲成像設備概述超聲探頭探頭的分類按幾何形狀矩形探頭柱形探頭弧形探頭圓形探頭83超聲成像設備概述超聲探頭

超聲探頭使用注意事項切斷電源后裝卸避免接觸有機溶劑保護透聲面使用無腐蝕的耦合劑禁止高溫消毒

84超聲成像設備概述超聲成像設備超聲成像設備分類2.以獲取信息的空間分類

一維信息設備如Ａ型、Ｍ型。二維信息設備如扇形掃查Ｂ型、線性掃查Ｂ型、凸陣掃查Ｂ型、C型、F型等。三維信息設備即立體超聲設備。86超聲成像設備概述超聲成像設備超聲成像設備分類3.按超聲波形分類

連續(xù)波超聲設備如連續(xù)波超聲多普勒血流儀。

脈沖波超聲設備如Ａ型、Ｍ型、Ｂ型超聲診斷儀87超聲成像設備概述超聲成像設備4.按利用的物理特性分類

回波式超聲診斷儀如Ａ型、Ｍ型、Ｂ型、Ｄ型等。

透射式超聲診斷儀如超聲顯微鏡及超聲全息成像系統(tǒng)。

超聲成像設備分類88超聲成像設備概述超聲成像設備超聲成像設備分類5.按醫(yī)學超聲設備體系分類

Ａ型超聲診斷儀Ｍ型超聲診斷儀Ｂ型超聲診斷儀Ｄ型超聲多普勒診斷儀Ｃ型和Ｆ型超聲成像儀超聲全息診斷儀超聲ＣＴ89超聲成像設備概述超聲成像設備的發(fā)展方向一維→二維→三維幅度成像→實時灰階→彩色血流顯像定性診斷技術→半定量診斷技術→定量診斷技術模擬時代→數(shù)字化時代→全數(shù)字多功能智能化A型→M型→B型→D型→彩色多普勒→造影諧波,組織諧波成像。90超聲成像設備概述超聲成像設備醫(yī)學超聲成像的基本原理脈沖回波原理

人體組織和臟器具有不同的聲速和聲阻抗，聲波在傳播途中，遇到不同介質的界面時會反射聲波，稱為回波。超聲脈沖回波成像法：

發(fā)射超聲脈沖，遇界面反射，接收回波，檢測出其中所攜帶的信息；由于界面兩邊聲學差異并不是很大，大部分聲波穿過界面繼續(xù)向前傳播，到達第二個界面時又產生回波，并仍有大部分聲波透過該界面繼續(xù)前進；將每次回波信號接收放大，并在顯示器上顯示。91超聲成像設備概述超聲成像設備超聲診斷儀器的基本結構92超聲成像設備概述超聲成像設備

工作原理：探頭向被檢人體組織發(fā)射超聲波，并接收反射回的回波；信息處理系統(tǒng)檢測出回波中物理量的變化（幅度、頻率等），再通過某種方式（A型、B型、D型等）在顯示器上顯示。93超聲成像設備概述超聲檢查方法體位：仰臥位、側臥位、半臥位、站立位途徑：體表、腔內、術中(探頭表面涂布耦合劑)94超聲成像設備概述超聲檢查前準備根據(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：無須特殊準備95超聲成像設備概述超聲成像的臨床應用確定占位病變的物理性質檢查臟器的形態(tài)、大小及結構測定心功能檢測血流監(jiān)測胎兒生長發(fā)育檢測積液隨訪、介入、術中US健康體檢、防癌普查等96超聲成像設備概述超聲成像的局限性圖象易受氣體和皮下脂肪的干擾對骨骼、肺、胃腸道的檢查受到限制偽像干擾圖象顯示范圍較小97超聲成像設備概述知識點回顧掌握超聲波的定義及三個基本物理量掌握超聲波的5個物理特性掌握超聲探頭的原理、種類、結構及各個組成部分的用途掌握超聲成像的基本原理：脈沖回波原理了解超聲成像的臨床應用了解超聲波的生物學效應98超聲成像設備概述超聲成像設備概述超聲成像設備100超聲成像設備概述超聲成像設備101超聲成像設備概述超聲成像設備102超聲成像設備概述超聲成像設備103超聲成像設備概述超聲成像設備104超聲成像設備概述超聲成像設備105超聲成像設備概述超聲成像設備106超聲成像設備概述超聲成像設備107超聲成像設備概述超聲檢查的主要用途108超聲成像設備概述超聲診斷設備的發(fā)展歷史1959年研制出脈沖多普勒超聲（D超）。1954年發(fā)明B超診斷儀，同年產生M超。實時二維切面灰階超聲顯像儀（B型）的問世是超聲技術發(fā)展史上第一個里程碑。1880年發(fā)現(xiàn)晶體壓電效應。1917年利用壓電原理進行超聲探測（超聲探頭的出現(xiàn)）。1942年出現(xiàn)首臺A型超聲檢測儀。屬于一維超聲。109超聲成像設備概述超聲診斷設備的發(fā)展歷史彩色血流圖（CFM）的問世是超聲技術發(fā)展史上又一個新的里程碑。它標志著超聲診斷技術從此跨入了彩超時代。1989年以后是彩超技術發(fā)展的第二階段——改進和提高階段，在這段時間，彩超的臨床應用得到很大的發(fā)展，成為超聲醫(yī)學的重要階段——彩色多普勒時代。1990年以來，進入彩超發(fā)展的第三階段———由模擬數(shù)字混合處理到全數(shù)字化處理的發(fā)展階段——即步入數(shù)字化時代。110超聲成像設備概述超聲診斷設備的發(fā)展歷史1996年后，發(fā)展進入第四階段——全數(shù)字化多功能信息化時代，形成具有綜合圖像形成及處理功能的全數(shù)字一體化工作站。這就是“彩超”的新面貌。1990年3D超聲進入研究階段1999年3D超聲診斷儀進入商品化和臨床實用化階段111超聲成像設備概述超聲成像的物理基礎超聲波的傳播依賴于做高頻機械振動的“波源”和傳播機械振動的彈性介質，所以機械振動和彈性介質是超聲檢測的物理基礎。

在超聲成像中，探頭晶片發(fā)射時即產生超聲，所以探頭晶片就是波源。聲波必須在介質中傳播，在固體、液體、氣體中均可傳播，但在真空中聲波是不能傳播的。

在超聲診斷中，人體臟器、器官都是介質。112超聲成像設備概述超聲成像的物理基礎超聲波是在彈性介質中傳播的機械波。與聲波和次聲波在彈性介質中的傳播類同，區(qū)別在于超聲波的頻率高于20kHz，而聲波的頻率是在20HZ至20KHZ之間，次聲波的頻率低于20HZ。次聲波可聞聲波

超聲波

20Hz以下20Hz-20kHz

20kHz以上超聲波與聲波除了頻率高低有別外，它們在本質上是一致的，都是一種機械振動，都以一定的速度通過介質。113超聲成像設備概述超聲成像的物理基礎超聲波應用范圍20～100KHz很多動物都用超聲波進行交流、導航及追捕它們的獵物。100KHz（105Hz）～1MHz（106Hz）超聲波最重要的應用就是聲吶（聲音導航及測距）。

2.5MHz～5MHz用于心臟、腹部及軟組織成像。這些頻率能穿透組織可到達20-15cm的深度。

5～10MHZ用于對小器官的成像，例如：腮腺、甲狀腺、頸部血管及眼睛顯像，它只需要4-5cm的穿透深度。

10～30MHz用于皮膚及血管內檢查，可以獲得高分辨力的圖像。

40～100MHz用于生物顯微鏡成像，對眼活組織的顯微診斷。114超聲成像設備概述超聲成像的物理基礎

醫(yī)學診斷常用的超聲頻率是2—10MHZ之間，對于淺表器官多采用>7MHZ,對于腹部和心臟分別采用3.5—5MHZ和2—3MHZ115超聲成像設備概述超聲成像的物理基礎描述超聲波的基本物理量聲速：單位時間內，超聲波在介質中傳播的距離稱為聲速，用符號“c”表示。單位為米/秒（m/s）聲速是由傳播介質所決定，不同人體組織器官的聲速不同，平均聲速為1540米/秒，其中空氣最?。?50米/秒），骨骼最大（3850米/秒）。頻率：單位時間內質點振動的次數(shù)，用符號“f”表示由探頭中壓電材料決定，在2～10兆赫茲范圍。116超聲成像設備概述超聲成像的物理基礎描述超聲波的基本物理量波長：聲波在傳播時，同一波線上相鄰兩個同相位質點之間的距離稱為波長，用符號“λ”表示。超聲波長與聲速和頻率滿足以下關系式：117超聲成像設備概述1、聲速與介質的關系（1）同一介質

不同頻率的超聲波在同一介質中傳播時聲速基本相同。所以用不同頻率的探頭檢查肝臟時，聲速基本相同。（2）不同介質

同一頻率的超聲波在不同介質中傳播的聲速是不同的。例如：1MHz超聲波在0℃的水中為1500m／s；在0℃的鋼材中為6000m／s；在人體軟組織中平均聲速為1540m／s。聲速、波長與介質的關系超聲成像的物理基礎118超聲成像設備概述聲速、波長與介質的關系

生物材料中的超聲速

橫條代表實驗測的的速度范圍人體軟組織的聲速分布在1500m/s～1680m/s之間,利用超聲方法對軟組織測距存在一定的誤差。而骨組織的聲速則高于2800m/s、肺組織的聲速大約在1200m/s以下。超聲成像的物理基礎119超聲成像設備概述2、波長與介質的關系（1）同一介質不同頻率的超聲波，在同一介質內傳播時其波長與頻率成反比。

1MHz的超聲波在人體軟組織中傳播時，其波長為1.5mm。

3MHz的超聲波在人體軟組織中傳播時，其波長為0.5mm。

5MHz的超聲波在人體軟組織中傳播時，其波長為0.3mm，

所以頻率越高的超聲波在同一臟器組織中傳播其波長愈短。

例如：用高頻率的探頭檢查肝臟其波長也愈短。

120超聲成像設備概述2、波長與介質的關系（2）不同介質

同一頻率的超聲波，在不同介質內傳播，因傳播聲速不同，則波長也不相同。頻率為3MHz的超聲波在人體軟組織中傳播時，其波長為0．5mm，而在空氣中傳播，其波長為0.114mm。

所以用同一種探頭檢查人體不同的組織時，由于聲速存在差異，所以波長也是不相同的。121超聲成像設備概述超聲的物理特性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122超聲成像設備概述1.超聲的束射性超聲的能量高度集中，在一個較小的立體角內成束狀向前傳播，即超聲波的束射性（聲束）。從聲源發(fā)出的超聲波最近的一段聲束幾乎平行，這段區(qū)域為近場區(qū)。遠離此區(qū)后，聲束向前稍有擴散，為遠場區(qū)。擴散的聲束與平行聲束間的夾角叫做擴散角（θ）超聲波指向性優(yōu)劣的指標是近場的長度和擴散角。123超聲成像設備概述2-1.超聲波的反射反射超聲波的反射是超聲成像的物理基礎

當聲波從一種介質向另一種介質傳播時，如果兩者的聲阻抗不同，就會在其分界面上產生反射，使一部分能量返回第一種介質。1.聲阻抗(z)=介質密度(ρ)×聲速(c)△Z＞0.1%即可產生反射2.聲阻抗差大，反射強大界面

折射波

入射波

反射波

124超聲成像設備概述聲阻抗聲阻抗是表示介質聲學特性的一個重要物理量。聲阻抗（Z）等于介質的密度（ρ）和聲速（C）的乘積，聲Z=ρ×C。物質的密度一般是固體＞液體＞氣體，超聲在介質中的速度是固體＞液體＞氣體，故聲阻抗值一般也是固體＞液體＞氣體。人體正常組織的聲阻抗骨骼最大，氣體最低。聲像圖中各種回聲顯像均主要由于聲阻抗差別造成。2-1.超聲波的反射125超聲成像設備概述人體不同組織聲阻抗值126超聲成像設備概述2-1.超聲波的反射

分界面兩邊的聲阻抗差將決定入射超聲如何在透射和反射之間分配。如果兩種介質的聲阻抗相同，即Z1＝Z2時，稱為均勻介質，則不產生反射，如果聲阻抗不同，一部分超聲波被反射。和光學情況一樣，反射角等于入射角。(反射系數(shù)R1)R1=(透射系數(shù)r1)公式1127超聲成像設備概述聲阻抗差異大的界面反射特性

從公式1中得知，如果Z1和Z２相差很大時，無論Z1≥Z２(固體→氣體)或Z1≤Z２(氣體→固體)將會發(fā)生近乎全部反射而沒有透射。2-1.超聲波的反射如在水和空氣的界面上，其中：

Z水＝1.492kg／m2／s，Z氣=0.00428kg／m2／s

，根據(jù)公式1計算，則反射回來的能量比為：R≈0.99,即99%此時入射超聲能量中有99％被反射。

128超聲成像設備概述

由此可見，超聲從液體(或固體)向氣體中傳播幾乎是不可能，反之從氣體向液體(或固體)中傳播也幾乎不可能。為什么說超聲在人體診斷中對肺組織是困難的，就是因為肺組織中充滿氣體的緣故。按同樣的道理，在臨床診斷時，要在探頭與人體受檢部位之間涂上足夠的超聲耦合劑，以減少空氣對聲波傳送的影響。2-1.超聲波的反射129超聲成像設備概述2-1.超聲波的反射聲阻抗差異小的界面反射特性

如果Z1和Z２相當接近，則反射很少。人體組織的聲阻抗只要有0.1%的差異，超聲探頭即可檢測出反射波，并將其轉化為電信號，經處理后在顯示器上顯示。但由于各種軟組織的聲阻抗相差不大，界面反射量適中，既保證了界面反射波的顯像觀察，又保證了聲波可以穿透足夠的深度，所以超聲波對軟組織分辨力很高。超聲波的反射是超聲成像的物理基礎。130超聲成像設備概述圖中水平橫條代表文獻中報導的各種組織的聲阻抗范圍,軟組織的特性阻抗都相當接近1.5×106kgm-2s-1,因此它們的密度大致都在1000kg/m3左右,聲速一般為1500m/s.但肺的密度及聲速都低得多,而骨骼的相應值側高得多。

2-1.超聲波的反射131超聲成像設備概述2-1.超聲波的反射界面的回聲反射有顯著的角度依賴性

入射聲束垂直于界面時，回聲反射強。入射聲束與界面傾斜時，回聲反射減弱甚至消失。假設垂直時回聲反射強度為100%，傾斜6o時，回聲強度降低至10%，傾斜12o時，回聲強度降低至1%，若傾斜角度≥20o，則幾乎檢測不到回聲反射。132超聲成像設備概述折射

兩種介質內聲速不同可產生折射現(xiàn)象，從而導致入射聲束的偏轉。兩種介質的聲速之比決定其折射程度。其間關系如下：2-2.超聲波的折射

式中θi為入射角，θj為折射角，C1為入射邊介質中超聲聲速，C2為透射邊介質中超聲聲速。133超聲成像設備概述全內反射折射角的大小取決于兩種媒質的聲速比n=c1/c2，當c2＞c1時,則折射角

j>i，當入射角由

0逐漸增大到某一角度

ik時,將有

j=90°,即折射波沿界面?zhèn)鞑ィ缦聢D所示

臨界角引起全內反射2-2.超聲波的折射134超聲成像設備概述

全內反射而當入射角超過θik時,入射聲能將全部反射到媒質1中,故θik稱為”全內反射臨界角”。在臨床檢查中,應使探頭放置正確的角度,以避免由”全內反射”引起的圖像偽差。2-2.超聲波的折射

臨界角引起全內反射135超聲成像設備概述超聲波的入射、反射和折射示意圖大界面

折射波

入射波

反射波

136超聲成像設備概述2-3.超聲波的散射如下頁圖所示。每塊面積把入射平面波作為球面子波加以散射，各子波組合起來便形成再發(fā)射的超聲分布。散射當遇到界面遠小于波長的微小粒子或一組小障礙物或者介質特性以粗糙表面形式出現(xiàn)時，這時將有一部分能量被散射，其散射程度決定于幾何條件。137超聲成像設備概述孤立的小點不連續(xù)性所引起的球面散射(b)粗糙表面上的散射，散射場是各孤立球面子波的合成。（a）(c)一組小的顆粒引起的不連續(xù)性散射，散射場為各子波合成。引起超聲散射的三種情況2-3.超聲波的散射138超聲成像設備概述2-3.超聲波的散射

人體內的散射源為紅細胞和臟器內的細微結構。當發(fā)生散射時，作為障礙物的人體組織將作為新的波源，向四周發(fā)射超聲波，但只有朝向探頭方向的微弱散射信號—后散射（背向散射），才能被檢測到。

紅細胞的背向散射是超聲多普勒成像的依據(jù)，臟器內的細微結構是超聲成像研究臟器內微小組織結構的依據(jù)。

超聲成像的回聲來源是：超聲波的背向散射及反射。通過反射觀察臟器的輪廓，通過背向散射可以了解臟器內部的病變。

139超聲成像設備概述2-4.超聲波的繞射

目標大小約為1～2個波長或稍小，超聲波將繞過該靶目標繼續(xù)前進，很少發(fā)生反射。140超聲成像設備概述⒊超聲波的吸收與衰減聲衰減定義：

是指聲能隨著傳播距離增加而減弱的現(xiàn)象

衰減與超聲傳播距離和頻率有關。因超聲波的頻率很高，故衰減現(xiàn)象特別顯著。141超聲成像設備概述聲衰減原因：傳播中的反射、散射、聲束的擴散及組織對能量的吸收（1）由于聲束發(fā)散，散射及反射引起聲束方向改變（2）由于“內摩擦”，超聲波機械能變?yōu)闊崮鼙唤M織“吸收”⒊超聲波的吸收與衰減右圖為引起超聲強度衰減的過程由于發(fā)散、散射或反射引起的波束方向改變，使得流經某一特定面積的超聲波能量減小。142超聲成像設備概述⒊超聲波的吸收與衰減衰減系數(shù)

衰減的強弱通常用衰減系數(shù)來表示。

不同組織，吸收系數(shù)不同，衰減程度不同；相同組織，入射深度越大，衰減越大；相同組織，入射超聲頻率越高，衰減越大。人體軟組織的衰減系數(shù)與頻率成正比，所以頻率愈高的超聲波在人體組織中衰減愈大，只適用淺部器官的檢查。143超聲成像設備概述⒊超聲波的吸收與衰減人體組織衰減程度一般規(guī)律

組織內含水分愈多，聲衰減愈低液體中含蛋白成分愈多，聲衰減愈高組織中含膠原蛋白和鈣質愈多，聲衰減愈高

即：骨（或鈣化）>肌腱（或軟骨）>肝臟>脂肪>血液>尿液（或膽汁）

144超聲成像設備概述人體不同組織的聲衰減比較

聲衰程度極低甚低低中等高極高尿液肝腎肌腱骨不同組織膽汁血液脂肪肌肉軟骨鈣化和囊液心腔瘢痕肺(含氣)體液胸腹水腦聲影————+/—+后方回聲增強++/—————145超聲成像設備概述⒋超聲波的分辨力與穿透力超聲的分辨力是指超聲診斷儀能夠區(qū)分兩個細小目標的能力。分為軸向、側向和橫向三種分辨力。軸向分辨力－是指在超聲聲束軸線上，能分辨兩點間的最小縱深距離。側向分辨力－是指垂直于超聲聲束軸線平面上與線陣探頭長軸方向一致的軸線上，能分辨相鄰兩點（兩個病灶）間的最小距離。橫向分辨力－為與聲束軸線垂直平面上，探頭短軸方向，與側向分辨力相垂直方向上的分辨力。反映切面情況的真實性。又叫厚度分辨力。146超聲成像設備概述⒋超聲波的分辨力與穿透力147超聲成像設備概述⒋超聲波的分辨力與穿透力穿透力

分辨力的增加將以穿透力的損失為代價。所有的人體組織都表現(xiàn)出隨頻率增加超聲衰減也增加，那么穿透力必然降低。應針對不同部位的診斷，可選擇不同頻率的超聲探頭。

148超聲成像設備概述⒋超聲波的分辨力與穿透力頻率高，分辨率高，穿透差頻率低，分辨率低，穿透強對應的臨床應用：檢測淺表器官，采用高頻探頭檢測深部臟器，采用低頻探頭149超聲成像設備概述⒌多普勒效應

聲源與接收體之間的相對運動引起聲波頻率發(fā)生改變的現(xiàn)象，稱為多普勒效應。多普勒效應是超聲成像儀對運動臟器及血流顯像的基礎。150超聲成像設備概述超聲對生物組織的作用超聲的生物效應

一定強度的超聲在生物體中傳播時，通過它們之間一定的相互作用機制（熱機制、機械機制或空化機制）致使生物體系的功能和結構發(fā)生變化。151超聲成像設備概述聲壓

當介質中有超聲波傳播時，由于介質質點振動，使介質中壓強交替變化。超聲場中某一點在某一瞬時所具有的壓強P1與沒有超聲波存在時同一點的靜態(tài)壓強P0之差稱為該點的聲壓，用P表示,單位為瓦（W）即

聲強即聲波的強度，在數(shù)值上等于單位時間內垂直通過單位面積的聲波的能量，用I表示，單位為W/cm2。152超聲成像設備概述(1)．空化作用：所謂空化作用就是指在液體中產生強超聲時，會出現(xiàn)一種類似霧狀的氣泡，此種現(xiàn)象稱超聲空化作用。這種現(xiàn)象類似日常生活中所遇到的輪船推進器在產生推動力的同時會濺出氣泡那樣。這種空化作用使超聲具有強烈的破壞作用。

由于生物組織大多數(shù)屬軟組織，因此，在超聲作用下，其細微結構多少會發(fā)生形變。

在較大強度超聲的作用下，如超聲治療所用的1W/cm2以上的劑量，則生物組織會由于超聲空化作用而產生不能復原的破壞性形變，以至使細胞壞死和整個生物組織壞死，這種強度劑量在超聲治療中，用以粉碎結石、血栓。在外科手術中，用更強的超聲來作為非侵入性手術刀。但作為超聲診斷，一般是禁止使用這種劑量的。153超聲成像設備概述(2)熱作用：生物組織在超聲機械能的作用下，由于粘滯吸收，將一部分超聲能轉化為熱能，使生物組織的溫度上升。當超聲輻射達到治療劑量的強度時，熱作用明顯，并能使熱量深入人體組織器官，甚至還會隨著血液傳導熱能。在用超聲進行治療中得知，頻率為800KHz、劑量為4w/cm2的超聲照射20s后，會在組織器官0.2~3cm的深處產生熱作用，而起到治療效果。(高強度聚焦超聲HIFU)

(3)化學作用:超聲的空化作用和熱作用與化學作用是有機聯(lián)系的；化學作用是氧化和還原作用。在高劑量超聲情況下，超聲的化學作用可破壞有機結構的蛋白質.154超聲成像設備概述超聲成像的物理基礎超聲成像的特點超聲波的方向性好：超聲波具有像光波一樣定向束射的特性。超聲波的穿透能力強：超聲波在氣體、液體、固體等介質中均可傳播，對于大多數(shù)介質而言，它具有較強的穿透能力。例如在一些金屬材料中，其穿透能力可達數(shù)米。超聲波的能量高：超聲檢測的工作頻率遠高于聲波的頻率，超聲波的能量遠大于聲波的能量。

155超聲成像設備概述超聲成像的物理基礎超聲成像的特點遇有界面時，超聲波將產生反射、折射和波型的轉換：利用超聲波在介質中傳播時這些物理現(xiàn)象，經過巧妙的設計，使超聲檢測工作的靈活性、精確度得以大幅度提高。具有高度的安全性：當嚴格控制聲強低于安全閾值時，超聲可能成為一種無損傷的診斷技術，對醫(yī)務人員更是十分安全。

156超聲成像設備概述超聲探頭

超聲探頭（ultrasonicprobe）是超聲成像設備必不可少的關鍵部位，它是將電信號變化為超聲波信號，又將超聲波信號變換為電信號，即具有超聲發(fā)射和接受雙重功能。又稱超聲換能器。157超聲成像設備概述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：腔內探頭（食管、直腸、陰道）術中探頭穿刺探頭158超聲成像設備概述探頭類型159超聲成像設備概述160超聲成像設備概述超聲掃查方式示意圖線陣型扇型凸弧型161超聲成像設備概述超聲探頭及掃描圖像162超聲成像設備概述超聲探頭及掃描圖像163超聲成像設備概述凸弧型探頭掃查凸弧型B超切面164超聲成像設備概述扇型探頭掃查扇型探頭B超切面165超聲成像設備概述線陣型探頭掃查線陣型B超切面166超聲成像設備概述超聲探頭探頭的制造原理來源于壓電效應。壓電效應

泛指晶體處于彈性介質中所具有的一種聲-電可逆特性，此現(xiàn)象為法國物理學者居里兄弟于1880年所發(fā)現(xiàn)，故也稱居里效應。167超聲成像設備概述超聲探頭正壓電效應

在晶體的一定方向上，加上機械力使其發(fā)生形變，晶體的兩個受力面上，會產生符號相反的電荷；形變方向相反，電荷的極性隨之變換，電荷密度同外施機械力成正比，這種因機械力作用而激起表面電荷的效應，稱為正壓電效應。如下頁圖所示：168超聲成像設備概述超聲探頭正壓電效應因機械力作用而激起表面電荷的效應

169超聲成像設備概述超聲探頭逆壓電效應在晶體的表面沿著電場方向施加電壓，在電場作用下引起晶體的幾何形狀發(fā)生改變；電壓方向改變，應變方向亦隨之改變，形變與電場電壓成比例，這種因電場作用而誘發(fā)的形變效應，稱為逆壓電效應。如下頁圖所示：170超聲成像設備概