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文檔簡介
1、超聲基礎(chǔ)知識總結(jié)超聲基礎(chǔ)知識總結(jié)物理基礎(chǔ)物理基礎(chǔ)基本概念――人耳聽覺范圍:2020000HZ超縱聲波頻率>20000HZ――縱波(疏密波):粒子運(yùn)動平行平行于波傳播軸;診斷最常用超聲頻率:210MHZ基本物理量:頻率(f)、波長(λ)、聲速(c);三者關(guān)系:λ=c/f人體軟組織的聲速平均為1540ms,與水的聲速相近;骨骼的聲速最高,相當(dāng)于軟組織平均聲速的2倍以上。超聲場超聲場:發(fā)射超聲在介質(zhì)中傳播時其能量所達(dá)到的空間;簡稱聲場聲場,又
2、稱聲束。聲束的影響因素:探頭的形狀、大??;陣元數(shù)及其排列;工作頻率(超聲的波長);有無聚焦及聚焦的方式;吸收衰減;反射、折射和散射等。聲束由一個大的主瓣主瓣和一些小的旁瓣旁瓣組成。超聲的成像主要依靠探頭發(fā)射高度指向性的主瓣并接收回聲;旁瓣的反向總有偏差,容易產(chǎn)生偽像。聲場可分為近場和遠(yuǎn)場兩部分(1)近場聲束集中,呈圓柱狀;直徑――探頭直徑(較粗);(橫斷面聲能分布不均勻)長度――超聲頻率和探頭半徑。公式:L=(2rf)/cL為近場長度,
3、r為振動源半徑,f為頻率,c為聲速(2)遠(yuǎn)場聲束擴(kuò)散,呈喇叭狀;聲束擴(kuò)散角越小,指向性越好聲束擴(kuò)散角越小,指向性越好。(橫斷面聲能分布較均勻)聲束兩側(cè)擴(kuò)散的角度為擴(kuò)散角(2θ);半擴(kuò)散角(θ)。超聲波指向性優(yōu)劣指標(biāo)是近場長度近場長度和擴(kuò)散角擴(kuò)散角。影像因素:增加超聲頻率;――近場變斷、擴(kuò)散角變小;增加探頭孔徑(直徑)――但橫向分辨率下降。采用聚焦技術(shù)――方法:固定式聲透鏡聚焦;電子相控陣聚焦;聲束聚焦聲束聚焦:采用聲束聚焦技術(shù),可改善圖
4、像的橫向和(或)側(cè)向分辨力。固定式聲透鏡聚焦――將聲透鏡貼附在探頭表面。常用于線陣探頭、凸陣探頭;可提高橫向分辨力橫向分辨力,但遠(yuǎn)場仍散焦。電子相控陣聚焦――(1)利用延遲發(fā)射延遲發(fā)射是聲束偏轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)發(fā)射聚焦或多點(diǎn)聚焦;可提高側(cè)向分辨力;常用于線陣探頭、凸陣探頭;(2)動態(tài)聚焦動態(tài)聚焦:在長軸方向上全程接收聚焦。(3)利用環(huán)陣探頭進(jìn)行環(huán)陣相控聚焦環(huán)陣相控聚焦;可改善橫向、側(cè)向分辨力;橫向分辨力:與探頭厚度方向厚度方向上聲束的寬度和曲面聚
5、焦性能有關(guān);――常采用透鏡聚焦側(cè)向分辨力:與探頭長軸方向長軸方向上聲束的寬度有關(guān);――常采用相控聚焦細(xì)微分辨力――寬頻帶和數(shù)字化聲束處理;對比分辨力――與灰階級數(shù)有關(guān);時間分辨力――單位時間成像速度即幀頻超聲的生物學(xué)效應(yīng)超聲的生物學(xué)效應(yīng)――聲功率:單位時間內(nèi)探頭發(fā)出的功率。單位:W或mW;聲強(qiáng):單位面積上聲功率。單位:Wcm2或mWcm2;ISPTA:空間峰值時間平均聲強(qiáng)(mWcm2)ISPPA:空間峰值脈沖平均聲強(qiáng)(Wcm2)分貝:兩
6、個聲強(qiáng)的比值;超聲系統(tǒng)可控制的最大能量與最小能量之比為動態(tài)范圍。生物學(xué)分類――熱效應(yīng):診斷用超聲一般不會造成明顯的溫度升高;(mWcm2級)空化效應(yīng):可形成氣體微泡;診斷用超聲尚未得到證實(shí);對細(xì)胞畸變、染色體、組織器官的影響;高強(qiáng)聚焦超聲(HIFU):熱凝固和殺滅腫瘤細(xì)胞作用;(KWcm2級)強(qiáng)烈機(jī)械震蕩――用于碎石治療;在物理治療學(xué)方面的作用(W級,一般0.53Wcm2)超聲輻射劑量輻射劑量是超聲強(qiáng)度與輻射時間的乘積。熱指數(shù)(熱指數(shù)(
7、TITI):1.0以下無致傷性,胎兒應(yīng)調(diào)至0.4以下;眼球應(yīng)0.2以下;機(jī)械指數(shù)(機(jī)械指數(shù)(MIMI):指超聲馳張期的負(fù)壓峰值(MPa數(shù))與探頭中心頻率(MHz)的平方的比值。1.0以下無致傷性,胎兒應(yīng)調(diào)至0.3以下;眼球應(yīng)0.1以下;超聲聲學(xué)造影應(yīng)采用低機(jī)械指數(shù)低機(jī)械指數(shù),可以防止微氣泡破裂,提高造影效果。多普勒超聲技術(shù)的基礎(chǔ)及應(yīng)用多普勒超聲技術(shù)的基礎(chǔ)及應(yīng)用多普勒效應(yīng)的公式:fd=2Vcosθf0/c――V=fdc/2f0cosθ在超
8、聲醫(yī)學(xué)診斷中,V為紅細(xì)胞運(yùn)動速度;fd為多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的紅細(xì)胞散射回聲的頻移;c探頭發(fā)射的超聲在人體組織中的傳播速度;f0為探頭發(fā)射的超聲頻率;θ為探頭發(fā)射的超聲的傳播方向與紅細(xì)胞運(yùn)動方向間的夾角。分類――脈沖多普勒:選擇性接收回聲信號,所需檢測位置的深度用延遲電路完成;連續(xù)多普勒:無選擇檢測深度的功能,但可測很高速的血流;高脈沖重復(fù)頻率(HPRF)多普勒:增大檢測血流的能力;可有多個取樣容積。多普勒超聲所檢測的不是一個紅細(xì)胞,而是眾多
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