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一、超声波的定义及基本物(wù)理(lǐ)量
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| 超声波的定义：超声波(Ultrasound)是指频率超过2万赫兹(Hertz,Hz)即超过人耳听阈高限的声波,属于机械波。 |
| （一）超声波有(yǒu)三个基本物(wù)理(lǐ)量，即频率（f），波長(cháng)（λ），声速（c）。频率（Frequency）就是在每秒(miǎo)钟内，介质所振动的次数，以f表示，单位為(wèi)赫（Hz）；声速（Speed of sound） 指声波在传播介质中的传播速度，用(yòng)c表示；波長(cháng)（Wavelength為(wèi)完成一次完全振动的时间内所传播的距离，以λ表示。三者的关系是：c=f·λ或λ=c/f，传播超声波的媒介物(wù)质叫做介质。 |
| （二）相同频率的超声波在不同介质中传播，声速不相同。 |
| （三）声阻抗（Acoustic impedance） 是用(yòng)来表示介质传播超声波能(néng)力的一个重要的物(wù)理(lǐ)量，其数值的大小(xiǎo)由介质密度ρ与声波在该介质中的传播速度C的乘积所决定，即： Z=ρ·C ，单位為(wèi)Kg／m2·s。 |
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| 二、超声波的物(wù)理(lǐ)性能(néng) |
| （一）超声波在介质中传播时，遇到不同声阻抗的分(fēn)界面且界面厚度遠(yuǎn)大于波長(cháng)，会产生反射（Reflection）。人體(tǐ)软组织声阻抗差异很(hěn)小(xiǎo)，只要有(yǒu)1‰的声阻抗差，便可(kě)产生反射。由于人體(tǐ)软组织的声阻抗比空气的声阻抗大得多(duō)，超声波在该交界处几乎全部被反射，故超声的进行检查需用(yòng)耦合剂，同样原因，超声一般不适合于检查肺、骨等与周围软组织声阻抗差别极大的脏器。超声诊断仪就是利用(yòng)人體(tǐ)组织对超声波的反射作用(yòng)，从声反射波中提取医學(xué)诊断信息的。 |
| （二）当分(fēn)界面两边的声速不同时，超声波透入**种介质后，其传播方向将发生改变即产生折射（Refraction）。声波从一种小(xiǎo)声速介质向大声速介质入射时，声波经过这两种介质的界面后出现折射波的折射角大于入射角。当入射角超过临界角（90°）时，相应的折射波消失，出现全反射。我们在进行超声检查时，需要尽可(kě)能(néng)地将声束垂直于界面，避免入射角过大，否则将会引起反射體(tǐ)的实际位置与显示位置发生错位，甚至出现全反射，从而导致超声无法检查该界面以下的组织器官。 |
| （三）当障碍物(wù)的直径等于或小(xiǎo)于λ／2，超声波将绕过该障碍物(wù)而继续前进，这种现象称為(wèi)绕射（Diffraction），故超声波波長(cháng)越短（即频率越高），能(néng)发现障碍物(wù)越小(xiǎo)，也就是说分(fēn)辨力越好，超声图象也越清晰，不过对组织的穿透力较差。 |
| （四）超声波在传播中遇到粗糙面或极小(xiǎo)的障碍物(wù)（或一组小(xiǎo)障碍物(wù)形式）时，将有(yǒu)一部分(fēn)能(néng)量被散射（Scattering） |
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（五）超声波在介质内的传播过程中，随着传播距离的增大，声波的能(néng)量逐渐减少，这一现象称為(wèi)声波衰减（Acoustic attenuation）。声波衰减与介质对声波的吸收(Acoustic absorption)、散射以及声束扩散等原因有(yǒu)关，其中吸收是衰减的主要因素。
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（六）多(duō)普勒效应（Doppler effect） 為(wèi)声源与接收器之间的相对运动而导致声波频率发生改变的现象。当声源与接收器作相向运动时，接收器所接收到的声波频率高于声源所发出的频率，如两者的运动方向相反时，则接收频率低于声源所发出的频率，两者的频率差為(wèi)频移（Frequency shift）。超声多(duō)普勒仪器的超声源和接收器均安装在探头（换能(néng)器）中，探头工作时，换能(néng)器发出超声波，由运动着的红细胞发出散射回波，再由接收换能(néng)器接收此回波。因此接收换能(néng)器所收到的超声回波的频率经过了两次多(duō)普勒效应过程，所以收发超声频率之差与血流相对于换能(néng)器运动速度的两倍成正比
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