超聲波與超聲診斷儀的物理原理課件

超聲波

超聲診斷儀的物理原理

Supersonicwave

Physicsprinciple

ofultrasonicdiagonsticapparatus超聲波超聲診斷儀的物理原理簡諧運動機械波判斷方法運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)習超聲波超聲診斷儀的物理原理聲波超聲波聲壓聲強級響度級特點作用產(chǎn)生原理聲阻聲強診斷原理最新進展知識結(jié)構(gòu)超聲波超聲診斷儀的物理原理超聲成像儀

ultrasonicimagingdevice超聲波超聲診斷儀的物理原理三維動態(tài)超聲圖像超聲波超聲診斷儀的物理原理超聲波超聲診斷儀的物理原理一、聲波的性質(zhì)二、人的聽覺范圍三、超聲波的性質(zhì)四、超聲波在醫(yī)學上的應(yīng)用五、總結(jié)超聲波超聲診斷儀的物理原理一、聲波的性質(zhì)

propertiesofsoundwave超聲和次聲聲壓和聲阻聲強反射和折射超聲波超聲診斷儀的物理原理

1890年，一艘名叫“馬爾波羅號”帆船在從新西蘭駛往英國的途中，突然神秘地失蹤了。

1948年初，一艘荷蘭貨船在通過馬六甲海峽時，一場風暴過后，全船海員莫明其妙地死光；上述慘案，引起了科學家們的普遍關(guān)注，其中不少人還對船員的遇難原因進行了長期的研究。超聲波超聲診斷儀的物理原理關(guān)于次聲

infrasonicwave

經(jīng)過反復(fù)調(diào)查，終于弄清了制造上述慘案的“兇手”，是一種為人們所不很了解的次聲的聲波。

人體內(nèi)臟固有的振動頻率和次聲頻率相近似（0.0001－20赫），倘若外來的次聲頻率與人體內(nèi)臟的振動頻率相似或相同，就會引起人體內(nèi)臟的"共振"，從而使人產(chǎn)生上面提到的頭暈、煩躁、耳鳴、惡心等等一系列癥狀。超聲波超聲診斷儀的物理原理超聲和次聲

supersonicwave&infrasonicwave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)。

超聲波超聲診斷儀的物理原理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。聲源聽閾超聲波超聲診斷儀的物理原理聲壓soundpressure在媒質(zhì)中，有聲波傳播時的壓強與無聲波傳播時的靜壓強的差值為聲壓，以P表示：聲壓幅有效聲壓超聲波超聲診斷儀的物理原理聲阻acousticimpedance在同一聲壓下，質(zhì)點振動速度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Z超聲波超聲診斷儀的物理原理聲強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。

超聲波超聲診斷儀的物理原理聲壓、聲阻、聲強聲壓P電壓U聲阻Z電阻R聲強I功率P振動速度v電流I有效聲壓PC有效電壓UC超聲波超聲診斷儀的物理原理反射和折射

reflection&transmission在聲波的傳播過程中，當遇到兩種不同媒質(zhì)的界面時，要發(fā)生發(fā)射、折射，他們遵守反射、折射定律。反射波強度與入射波強度之比，為反射系數(shù)，用air表示。折射波強度與入射波強度之比，為媒質(zhì)的折射系數(shù)或透射系數(shù)，用ait表示。incidence----reflectionincidence----transmission超聲波超聲診斷儀的物理原理反射和折射

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；聲阻抗相近時，透射強，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)。超聲波超聲診斷儀的物理原理二、人耳的聽覺范圍

thehumanear'shearingrange人耳的靈敏度對于每一個頻率都有一個最小聲強，低于它的聲音人耳就聽不見了，這個最小聲強稱為聽閾(thresholdofhearing)；同時，還有一個最大聲強，高于它的聲音會使人耳感到不適或痛苦，這個最大聲強稱為痛閾(thresholdoffeeling)。超聲波超聲診斷儀的物理原理聲強與聲強級

soundintensity&intensitylevel

人耳對聲音的感覺，近似地與聲強的對數(shù)成正比，常用聲強級L來表示：

聲強級L的單位為dB（分貝）。

I0=10-12W/m2，是接近1000Hz時的聽閾。超聲波超聲診斷儀的物理原理聲強增加10倍，聲強級增加多少？聲強增加1倍，聲強級增加多少？超聲波超聲診斷儀的物理原理0-50分貝：舒適，細語聲；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：超聲波超聲診斷儀的物理原理演示超聲波超聲診斷儀的物理原理響度與響度級

loudness&loudnesslevel聲強、聲強級是根據(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弱的主觀感受，不僅取決聲強，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聲音的響度為標準，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，響度級相同的各點連成的一條線，就構(gòu)成了等響曲線。演示超聲波超聲診斷儀的物理原理020406080100120201001000200050001000010

1210

1010

810

610

410

21020406080100120痛閾聽閾聲強(W/m2）聲強級(dB）Hz響度級(方）超聲波超聲診斷儀的物理原理關(guān)于聽閾

thresholdofhearing同一頻率，聲強越大，響度越大同一聲強，頻率不同，響度不同人耳對2500－3000Hz最敏感20Hz，20000Hz，聽閾曲線，痛閾曲線組成人的聽覺區(qū)域。1000Hz時，響度級等于聲強級演示超聲波超聲診斷儀的物理原理三、超聲波的特性

ultrasoundfeatures機械作用、空化作用、熱作用。方向性好。強度大。固體、液體貫穿本領(lǐng)強，氣體中衰減大為什么超聲探頭表面和人體皮膚之間需加石蠟等耦合劑？超聲波超聲診斷儀的物理原理超聲波的產(chǎn)生

ultrasonicgeneration高頻信號發(fā)生器壓電晶體探頭發(fā)射超聲波：逆壓電效應(yīng)，高頻電壓轉(zhuǎn)化為機械振動接收超聲波：正壓電效應(yīng)，機械振動轉(zhuǎn)化為高頻電壓。超聲波超聲診斷儀的物理原理四、超聲波的醫(yī)學應(yīng)用

ultrasonicmedicalapplications1、超聲診斷基本原理A型超聲診斷儀B型超聲診斷儀M型超聲診斷儀超聲多普勒2、超聲成像最新進展3、超聲治療超聲波超聲診斷儀的物理原理超聲診斷基本原理

thebasicprinciplesofultrasounddiagnosis超聲診斷儀應(yīng)用超聲脈沖回波技術(shù)，遇到幾個反射面就有幾個回波信號，顯示在顯示屏上?；夭ǖ拿}沖幅度提供了產(chǎn)生反射的界面種類的信息，各回波脈沖與始波的時間間隔提供了各反射面的深度信息。根據(jù)顯示的方式不同，超聲診斷儀分為A（Amplitude）型、M（Motion）型、B（Brightness）型，并已為臨床廣泛應(yīng)用。超聲波超聲診斷儀的物理原理A型超聲診斷儀

amplitudeultrasounddiagnosis回波強度探頭深度（時間）一維成像，測量器官長度超聲波超聲診斷儀的物理原理B型超聲診斷儀

brightnessultrasounddiagnosis探頭時間深度二維成像，顯示器官斷層圖像超聲波超聲診斷儀的物理原理M型超聲診斷儀

motionultrasounddiagnosis時間深度探頭二維成像，顯示器官運動軌跡超聲波超聲診斷儀的物理原理超聲多普勒

UltrasoundDoppler

由多普勒效應(yīng)可知，利用多普勒效應(yīng)可檢測運動物體。當超聲波傳入人體某一血液流動區(qū)，被紅細胞散射返回探頭，回波信號的頻率將會變化，可求血液的速度。超聲波超聲診斷儀的物理原理超聲成像具有實時性好、無損傷、無痛苦，以及低成本等獨特優(yōu)點近年來，超聲成像在彩色血流測量技術(shù)、三維超聲等方面的發(fā)展特別引人注目彩色多普勒血流成像系統(tǒng)（通常稱為彩超）是一種能同時顯示B型圖像和多普勒血流數(shù)據(jù)（血流方向、流速、流速分布）的雙重超聲掃描系統(tǒng)，可以得到彩色多普勒血流圖三維超聲圖像的重建及實時顯示超聲成像最新進展thelatestprogressofultrasoundimaging超聲波超聲診斷儀的物理原理超聲成像的發(fā)展超聲波超聲診斷儀的物理原理超聲成像原理及超聲成像儀

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