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超聲醫(yī)學(xué)物理基礎(chǔ)知識(shí)

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超聲醫(yī)學(xué)物理基礎(chǔ)知識(shí)

　　超聲醫(yī)學(xué)物理基礎(chǔ)知識(shí)：

　　1、什么是超聲？

　　答:自然界的聲波以頻率可以劃分為三大類：次聲、聲、超聲。頻率低于20Hz的波動(dòng)稱為次聲；頻率在20－20kHz之間的波動(dòng)稱為聲；頻率在20KHz以上的波動(dòng)稱為超聲。我們?nèi)硕梢月犚娐暤锹牪灰姶温暫统�。我們超聲醫(yī)學(xué)應(yīng)用的是超聲，頻率在MHz數(shù)量級(jí)。超聲和可聞聲本質(zhì)上是一致的，它們的共同點(diǎn)都是一種機(jī)械振動(dòng)，通常以縱波的方式在彈性介質(zhì)內(nèi)傳播，是一種能量的傳播形式，其不同點(diǎn)是超聲頻率高，波長(zhǎng)短，在一定距離內(nèi)沿直線傳播，具有良好的束射性和方向性。

　　2、什么是超聲醫(yī)學(xué)？

　　答:凡研究超聲對(duì)人體的作用和反作用規(guī)律，并加以利用以達(dá)到醫(yī)學(xué)診斷和治療目的的學(xué)科即稱為超聲醫(yī)學(xué)。它包括超聲診斷學(xué)、超聲治療學(xué)和生物醫(yī)學(xué)超聲工程。

　　3、什么是超聲波長(zhǎng)、頻率和聲速?

　　答:波動(dòng)的同一傳播方向上兩個(gè)相鄰的相位相差2的質(zhì)點(diǎn),振動(dòng)的步調(diào)恰好是一致的,我們把它們之間的距離即一個(gè)完整波的長(zhǎng)度稱為波長(zhǎng)。波動(dòng)傳過(guò)一個(gè)波長(zhǎng)的時(shí)間,或一個(gè)完整的波通過(guò)某點(diǎn)所需的時(shí)間,稱為波的周期。

　　單位時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的次數(shù)稱為頻率。聲速是指波動(dòng)的某一個(gè)振動(dòng)相位在介質(zhì)中的傳播速度。聲速即單位時(shí)間內(nèi)在介質(zhì)中傳播的距離。

　　4、什么是超聲場(chǎng)？

　　答：超聲在彈性介質(zhì)中傳播時(shí)，在介質(zhì)中聲波存在或通過(guò)的區(qū)域，或者聲波從其來(lái)源向外擴(kuò)散時(shí)的幾何學(xué)描繪稱為超聲場(chǎng)。超聲場(chǎng)可分為兩部分，近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)。其中近超聲源處的超聲束呈狹窄的圓柱形，直徑略小于探頭壓電晶片的直徑，在換能器與焦點(diǎn)之間的范圍稱為近場(chǎng)。在距超聲源的遠(yuǎn)區(qū)，超聲束擴(kuò)散變寬，焦點(diǎn)以遠(yuǎn)和無(wú)干涉效應(yīng)的聲場(chǎng)稱為遠(yuǎn)場(chǎng)。

　　5、什么是聲反射與折射？

　　答：聲波在一個(gè)介質(zhì)中進(jìn)行，到達(dá)與另一個(gè)介質(zhì)的界面上，引起部分或全部聲能的返回過(guò)程，或者改變進(jìn)行方向而再在原介質(zhì)中進(jìn)行的現(xiàn)象稱為聲反射。聲折射是因介質(zhì)中聲速的空間變化而引起聲傳播方向的改變，在聲束穿過(guò)生阻抗失配的界面時(shí)，因二個(gè)介質(zhì)的彈性和密度不同導(dǎo)致聲速不同而發(fā)生折轉(zhuǎn)而引起。

　　6、什么是聲衰減？

　　答：聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，因波束發(fā)散、吸收、反射、散射等原因，使聲能在傳播中減少的現(xiàn)象。軟組織的聲衰減隨組織厚度而增加，其衰減量等于衰減系數(shù)與通路長(zhǎng)度的乘積。

　　7、什么是多普勒效應(yīng)？

　　答：多普勒效應(yīng)是自然界普遍存在的一種效應(yīng)，它是1842年由奧地利學(xué)者Christian Johann

　　Doppler(1803-1853)首先發(fā)現(xiàn)的，物理學(xué)上稱為多普勒效應(yīng)。多普勒效應(yīng)在日常生活中是可以感覺到的，如火車?guó)Q笛，從遠(yuǎn)而近，人耳朵感到笛聲是尖的，火車經(jīng)過(guò)之后由近而遠(yuǎn)背離而去，則笛聲由尖變粗，這是因?yàn)榛疖嚨崖暰哂心硞€(gè)頻率，當(dāng)朝向人來(lái)或背離人去時(shí)，火車與人之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這樣，人所接受到的聲音頻率與汽笛聲的振動(dòng)頻率不同，即發(fā)生了頻率的變化，稱為頻移現(xiàn)象。這種頻移現(xiàn)象就是多普勒效應(yīng)造成的。多普勒效應(yīng)發(fā)生的基本條件是聲源和接受器發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

　　8、什么是超聲分辨率？

　　答：是指超聲儀器能夠分辨兩個(gè)非�？拷幸稽c(diǎn)間距的點(diǎn)目標(biāo)的能力，通常用可分辨的兩目標(biāo)的最小距離來(lái)表示。軸向分辨率又稱縱向、距離或深度分辨率，指沿超聲束軸方向上不同深度超聲儀可區(qū)分的兩個(gè)點(diǎn)目標(biāo)的最小距離。橫向分辨率又稱側(cè)向、方位或水平分辨率，指在與聲束軸相交且垂直于聲束掃描平面的相同深度直線方向上，可區(qū)分兩個(gè)點(diǎn)目標(biāo)的最小距離。

　　9、超聲傳播在什么情況下產(chǎn)生散射和繞射？

　　答：超聲在傳播過(guò)程中聲束方向會(huì)發(fā)生改變，這除于介質(zhì)分界面上的聲阻抗差別有關(guān)外，還與遇到的障礙物大小有關(guān)：障礙物的直徑大于入射超聲波長(zhǎng)的1/2，在障礙物表面產(chǎn)生反射，在其邊緣產(chǎn)生少量繞射，若障礙物直徑小于超聲波長(zhǎng)的1/2，超聲繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播，稱為繞射，在障礙物表面產(chǎn)生少量反射。

　　介質(zhì)的特性阻抗呈不連續(xù)性，或這介質(zhì)中有障礙物時(shí)，可使入射聲波在其上產(chǎn)生散射。例如血液中的紅細(xì)胞，軟組織中的微細(xì)結(jié)構(gòu)，肺部小氣泡等可產(chǎn)生散射。

　　10、什么是超聲換能器（探頭）？

　　答：換能器是將一種物理能量變?yōu)榱硪环N物理能量的器件。超聲診斷儀的探頭里安裝著具有壓電效應(yīng)性質(zhì)的晶體片，能將電能轉(zhuǎn)變?yōu)槁暷埽帜軐⒙暷苻D(zhuǎn)變?yōu)殡娔�。完成物理能量的轉(zhuǎn)變，所以，又將超聲探頭稱為超聲換能器。醫(yī)用超聲診斷儀探頭有多種形式，但其基本結(jié)構(gòu)一致。還可根據(jù)需要制成使用功能不同，超聲頻率不一的各種各樣的探頭。

　　物理超聲波的知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用：

　　超聲波的應(yīng)用：

　　1.利用超聲波的巨大能量還可以把人體內(nèi)的結(jié)石擊碎.

　　2.清理金屬零件、玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻煩事.如果在放有這些物品的清洗液中通入超聲波，清洗液的劇烈振動(dòng)沖擊物品上的污垢，能夠很快清洗干凈.

　　3.用超聲波探測(cè)金屬、陶瓷混凝土制品，甚至水庫(kù)大壩，檢查內(nèi)部是否有氣泡、空洞和裂紋

　　4.人體各個(gè)內(nèi)臟的表面對(duì)超聲波的反射能力是不同的，健康內(nèi)臟和病變內(nèi)臟的反射能力也不一樣.平常說(shuō)的“B超”就是根據(jù)內(nèi)臟反射的超聲波進(jìn)行造影，幫助醫(yī)生分析體內(nèi)的病變.

　　透鏡：

　　透鏡：透明物質(zhì)制成（一般是玻璃），至少有一個(gè)表面是球面的一部分，對(duì)光起折射作用的光學(xué)元件。

　　分類：1、凸透鏡：邊緣薄，中央厚。2、凹透鏡：邊緣厚，中央薄。

　　主光軸：通過(guò)兩個(gè)球心的直線。

　　光心：主光軸上有個(gè)特殊的點(diǎn)，通過(guò)它的光線傳播方向不變。（透鏡中心可認(rèn)為是光心）

　　焦點(diǎn)：凸透鏡能使跟主軸平行的光線會(huì)聚在主光軸上的一點(diǎn)，這點(diǎn)叫透鏡的焦點(diǎn)，用"F"表示