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什麼是超聲物理

發布時間:2023-04-26 13:00:42

⑴ 超聲物理基礎與原理

 
超聲物理基礎知識
 
(必須掌握)
 
1
、什麼叫超聲?有哪些物理特性?最常用的超聲頻率是多少?
 
2
、頻率、波長、速度之間有什麼關系?超聲在不同介質中傳播的速度有什麼一
般規律?人體軟組織的平均聲速是多少?
 
3
、聲場、聲束、主瓣、旁瓣、近場、遠場、擴散角、近場長度、大界面、反射
系數、小界面、衰減、衰減系數的概念。
 
4
、耐昌聚焦的方法有哪些?人體組織衰減程度的一般規律?何為多普勒效應?超聲
生物學效應有哪些?臨床超聲診斷安全應用原則有哪些?
 
5
、何為分辨力、軸向分辨力、橫向分辨力、側向分辨力、時間分辨力、聲功率、
聲強、熱指數、機械指數?何為彩色顯示?
 
6
、探頭的核心是?目前臨床檢查常用的探頭有哪幾種,分別用於什麼檢查?何
為單頻、變頻、寬頻探頭?目前超聲診斷儀有哪些類型?二維圖像形成的一
般原理?超聲耦合劑的作用?
 
7
、正電壓效應、逆電壓效應、聲阻抗、像素、圖像、時間增益補償、距離增益
補償、增益、存貯容量、二維圖滾模像幀速率、
PRF
的概念?
 
8
、何為灰階、彩階、彩超?簡述
B
型超聲診斷儀的工作原理?二維圖像分辨力
的內容有哪些?
 
9
、超聲診斷儀的基本結構?超聲診斷儀的一般維護?
PACS
系統的作用?
DICOM
系統的概念及作用?
 
10

 
回聲強度分為幾級、分別是(各舉例說明)?簡述人體不同組織聲衰減程
度的一般規律?人體不同組織回聲強度排列順序?
 
11

 
何為偽像?何為大畝緩混響、多次內部混響、振鈴效應、斷層厚度偽像、旁瓣偽
像、聲影、側邊聲影、回聲失落、鏡面偽像、棱鏡偽像、聲速失真偽像,它
們各自形成的原理是什麼,如何鑒別

⑵ 超聲波是什麼 [要用物理回答]

我們知道,當物體振動時會發出聲音。科學家們將每秒鍾振動的次數稱為聲音的頻率,它的單位是赫茲。我們人類耳朵能聽到的聲波頻率為16~20,000赫茲。因此,當物體的振動超過一定的配唯頻率仔鋒,即高於人耳聽閾上限時,人們便念賣晌聽不出來了,這樣的聲波稱為「超聲波」。

⑶ 超聲波具備哪些物理特性

超聲是機械波,由物體機械振動產生。具有波長、頻率和傳播速度等物理量。用於醫學上的超聲頻率為2.5~10MHz,常用的是2.5~5MHz.超聲需在介質中傳播,其速度因介質不同而異,在固體中最快,液體中次之,氣體中最慢。在人體軟組織中約為150m/s.介質有一定的聲阻抗,聲阻抗等於該介質密度與超聲速度的乘積。

⑷ 物理超聲的定義是什麼

聲波的振動頻率超過20kHz時,該聲波被稱為超聲波。

⑸ 超聲有什麼物理特性

聲音是由物體的振動產生的.人耳能聽到的發聲頻率20~20000Hz,低於20Hz的是次聲,高於20000Hz的是超聲.超聲和人耳能聽到的聲音具有很多相同的物理特性.具體說,超聲具有以下特性:
1)超聲波可在氣體、液體、固體、固熔體等介質中有效傳播.
2)超聲波可傳遞很強的能量.
3)超聲波會產生反射、干涉、疊加和共振現象.
4)超聲波在液體介質中傳播時,可在界面上產生強烈的沖擊和空化現象.

⑹ 超聲成像的物理原理是什麼

超聲(Ultrasound,簡稱US)醫學是聲學、醫學、光學及電子學相結合的學科。凡研究高於可聽聲頻率的聲學技術在醫學領域中的應用即超聲醫學。包括超聲診斷學、超聲治療學和生物醫學超聲工程,所以超聲醫學具有醫、理、工三結合的特點,涉及的內容廣泛,在預防、診斷、治療疾病中有很高的價值。 超聲成像是利用超聲聲束掃描人體,通過對反射信號的接收、處理,以獲得體內器官的圖象。常用的超聲儀器有多種:A型(幅度調制型)是以波幅的高低表示反射信號的強弱,顯示的是一種「回聲圖」。M型(光點掃描型)是以垂直方向代表從淺至深的空間位置,水平方向代表時間,顯示為光點在做銷不同時間的運動曲線圖嘩桐。以上兩型均為一純蘆游維顯示,應用范圍有限。B型(輝度調制型)即超聲切面成象儀,簡稱「B超」。是以亮度不同的光點表示接收信號的強弱,在探頭沿水平位置移動時,顯示屏上的光點也沿水平方向同步移動,將光點軌跡連成超聲聲束所掃描的切面圖,為二維成象。至於D型是根據超聲多普勒原理製成.C型則用近似電視的掃描方式,顯示出垂直於聲束的橫切面聲象圖。近年來,超聲成象技術不斷發展,如灰階顯示和彩色顯示、實時成象、超聲全息攝影、穿透式超聲成像、超聲計並機斷層圾影、三維成象、體腔內超聲成像等。 超聲成像方法常用來判斷臟器的位置、大小、形態,確定病灶的范圍和物理性質,提供一些腺體組織的解剖圖,鑒別胎兒的正常與異常,在眼科、婦產科及心血管系統、消化系統、泌尿系統的應用十分廣泛。

能夠在聽覺器官引起聲音感覺的波動稱為聲波。人類能夠感覺的聲波頻率范圍約在20-20000HZ。頻率超過20000HZ,人的感覺器官感覺不到的聲波,叫做超聲波。

聲波的基本物理性質如下:

(一)聲波的頻率、周期和速度

聲源振動產生聲波,聲波有縱波、橫波和表面波三種形式。而縱波是一種疏密波,就像一根彈簧上產生的波。用於人體診斷的超聲波是聲源振動在彈性介質中產生的縱波。聲波在介質中傳播,介質中質點在平衡位置來回振動一次,就完成一次全振動,一次全振動所需要的時間稱振動周期(T)。在單位時間內全振動的次數稱為頻率(f),頻率的單位是赫茲(HZ)。f=1/T,聲波在介質中以一定速度傳播,質點振動一周,波動就前進一個波長(λ)。波速(C)=λ/T或C=f·λ。

(二)聲阻抗

聲波在媒介中傳播,其傳播速度與媒質密度有關。在密度較大介質中的聲速比密度較小介質中的聲速要快。在彈性較大的介質中聲速比彈性較小的介質中要快。這就引出了聲阻抗的定義,聲阻抗為介質密度(ρ)和聲速(C)的乘積。用字母Z表示,Z=ρ·C。

⑺ 超聲有什麼物理特性

超聲和人耳能聽到的聲音具有很多相同的物理特性。

超聲具有以下具體的特性:

1、超聲波可在氣體、液體、固體、固熔體等介質中有效傳播;

2、超聲波可傳遞很強的能量;

3、超聲波會產生反射、銀碰滲干涉、疊加和共振現象;

4、超聲波在液體介質中傳播時,可在界面上產生強烈的沖擊和空化現象。

聲音是由物體的振動產生的。人耳能聽到的發聲頻率20至20000赫茲,低於20赫茲的聲波的是次聲,鋒脊高吵緩於20000赫茲的是超聲。

⑻ 超聲,物理精英們

把東西振碎,是利用共振原理。物體有銀旦一定的固有振動頻率,如果超聲波的頻率接近或等於這個頻率,就越容易引起它的共振,從而將其振碎。

反彈是利用波的反射,這是波的普遍性質之一。

這兩者沒有什麼矛盾。

答補充:

次聲波有破壞力,也是因為共振。如果次聲波蠢數的頻率接近或等於人體器官的固有頻率,那麼就會引起器官的強烈振動,使其損傷,人帶搏首就會在無聲無息中七竅流血而死。

這和超聲波擊碎結實的道理是一樣的,只不過結石的固有頻率很高,位於超聲波的頻率范圍而內,人體器官的固有頻率低,位於次聲波的頻率范圍內。

揮揮手還不至於死人,因為要使器官損傷,頻率對頭了,還要有足夠的能量,就是說次聲波的振幅要足夠大。揮揮手能量太小,形成的次聲波很快就消失在空氣中了。

⑼ 超聲波物理特性

超聲波物理特性有以下幾點:

1)超聲波在傳播時,方向性強,能量易於集中。

2)超聲波能在各種不同媒質中傳播,且可傳播足夠遠的距離。
3)超聲波與傳聲媒質的相互作用適中,易於攜帶有關傳聲媒質狀態的信息診斷或對傳聲媒質產生效用及治療。
4) 超聲波可在氣體、液體、固體、固熔體等介質中有效傳播。
5) 超聲波可傳遞很強的能量。
6) 超聲波會產生反射、干涉、疊加和共振現象。

超聲波是一種波動形式,它可以作為探測與負載信息的載體或媒介如B超等用作診斷;超聲波同時又是一種能量形式,當其強度超過一定值時,它就可以通過與傳播超聲波的媒質的相互作用,去影響,改變以致破壞後者的狀態,性質及結構用作治療

⑽ 超聲有什麼物理特性

聲速

聲速與介質的體彈性系數和密度有關。由於介質的彈性系數與溫度有關,因此聲速也與溫度有關。在超聲診斷的頻段中,人體組織的超聲速度與頻率無關,而且軟組織中的聲速都很接近,約為1540m/s。

波長、周期和頻率

聲波在介質中傳播時,兩個相鄰的同相位點之間的距離,如相鄰兩點稠密部之間的距離(超聲波在人體中一般是以縱波方式傳播),稱為聲波的波長,以λ表示。波向前移動一個波長的距離所需的時間,稱為聲波的周期,以T表示。介質中任何一給定點在單位時間內通過的波敝,稱為聲波的頻率,以f表示。它們之間的關系為

λ=C/f=CT

式中為聲波的傳播速度。

醫學診斷中採用的超聲波頻率在1-20MHz范圍內。

聲阻抗

介質中任意點的密度ρ與該點處聲波的傳播速度C之積為此介質在該點處的聲阻抗,以Z表示,即Z=ρC。它是表徵介質的聲學特性的一個重要物理量。聲阻抗的變化將影響超聲波的傳播。聲阻抗是採用反射回波法進行超聲診斷的物理基礎。

聲壓級與聲強級

聲壓級LP是以分貝表示的某個聲壓P與參考分壓P0的比值,即LP=20lg(P/P0)

聲強級LI是以分貝表示的某個聲強I與參考聲強I0的比值,即LI=10lg(I/I0)

聲強是表示聲的客觀強弱的物理量,它表示通過垂直於傳播方向上單位面積的能流率。聲強為

I=1/2(ρCω02A2)= p02/(2Z)

聲強的單位是mW/cm2或W/m2。

聲強與聲源的振幅有關,振幅越大,聲強也越大。對於平面超聲波,他的總功率為強度I和面積S的乘積,即W=IS。

由於超聲強度太大會破壞人體正常細胞組織,因其不可逆的生物效應。因此,國際上對診斷用超聲強度安全劑量作出規定,一般接受的安全劑量為20mW/cm2。

超聲波的指向性

對於平面園片換能器,在無吸收的介質中其波束形狀有兩個不同的區域即園柱形區和發散區或稱為近場區和遠場區。近場區的長度為D2/4λ,D為晶片直徑,λ為該介質中傳播的超聲波長。在遠場區,發散角由sinθ=1.22λ/D給出。可見,減小直徑可縮短近場長度和增大,即加寬了波束。增加頻率即減小波長時,加長了近場區,減少了發散角,可獲得較窄的波束。

聲強度沿中心軸距離的分布,近場區聲強度有劇烈的起伏變化,存在著許多聲強度為極小值的節點。這些節點可引起不希望有的盲點。在遠場區聲強都變化趨於平穩,單隨著距離的增加,聲強逐漸減弱。

超聲波的反射與折射

當一束平面超聲波入射到兩種介質交界面上時,或者聲阻抗的不連續處時,會產生反射和折射,並遵從反射和折射定律。

θI=θR

SinθI/SinθT=C1/C2

超聲波的衰減

超聲在介質中傳播,其能量將隨著距離的增加而減小,這種現象稱為超聲波的衰減。雜訊衰減的因素主要有兩類。一類是聲束本身擴散,使單位面積上的能量下降,或反射,散射的結果,使能量不能再沿著原來的方向傳播。在這一類事件中,聲波的總能量並沒有減少。另一類是,超聲傳播中,由於介質的吸收,將聲能轉換成為熱能,因而使聲能減小。著後一類的機理比較復雜,主要有粘滯吸收;弛豫吸收、相對運動吸收及空化氣泡吸收。

對於給定的頻率的超聲波,其強度和壓強幅度都隨著距離的增大而按指數規律下降,可表示為:

I(x)=I0e-2αx

P(x)=P0e-αx

式中α為衰減系數。α是頻率的函數。αmm = βfMHz。為常數。

衰減系數在很大程度上依賴於頻率。這一點,我們在設計還是臨床操作上都具有重大影響意義。實驗結果表明,在醫學超聲頻率范圍內,人體組織對超聲波的吸收系數幾乎與超聲波頻率成正比。

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