什么是波? 物理学上指传播能量递进的一种形式,属于“能量”范畴。 波的分类: 物理学上波分为电磁波和机械波: ① 电磁波由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波,包括无线电波、微波、红外线、可见光(人眼可接收到的电磁波)、紫外线、X射线和伽马射线。 ② 机械波是机械振动在介质中的传播,包含水波、声波、地震波等。 波的传播形式 横波:电磁波、水波等 纵波:机械波、声波等 声波: 声源的定义:振动在弹性介质中传播时形成的一种机械波。 声源:指能通过振动发出声波的物体。 弹性介质:介质指媒介物质,弹性介质指空气、液体、人体软组织等能压缩和膨胀的、有弹性的媒介物质。 声纳:接收声波的物体。 声波的物理量: 声速 (C):声波在某种介质中的传播速度,即单位时间内传播的距离。 频率 (f):声源每秒钟振动的次数。 波长 (λ):声波在介质中传播时,两个相邻的周期质点之间的距离。 相互关系:声速(c)= 频率(f)×波长(λ) 声波通过频率划分,分为次声波、可听声波、超声波。引起人耳听觉器官有声音感觉的机械波称为声波(Sonic wave, sound wave),通常是20~20000Hz。频率高于可听范围的机械波称为超声波(ultrasonic waves),简称超声。 超声波:人的听力范围是20~20kHz,超过20kHz癿声音被称为超声,低于20HZ的声音称为次声。 医学超声诊断最常用频率在2-16MHz(1MHz=1百万Hz) 地震波和海啸都是次声波,老鼠 蝙蝠、海豚、狗能感知超声波。 声波的传播: 声波不能在真空中传播 声波在空气中传播很慢 在高密度的介质中传播很快 声波在软组织中的速度: 声波在软组织中的速度取决于所通过的介质的密度及硬度。其在骨骼、血液、软骨的传播速度各不相同,在软组织的平均速度是1540米/秒。这个数据被计算机用来计算声能量所走过的距离。 人体组织密度及声阻抗: 穿透力和分辨力: 超声波的频率越高,分辨力就越高,但穿透力越低。 相反,频率越低,穿透力就越强,但分辨力较差。 侧向分辨率: 侧向分辨率与扫描线的数量,探头的晶片数量及探头类型及形状有关。 时间分辨率: 时间分辨率与时间相关,在超声上表现的时间就是帧频。高帧频能够准确地表现运动结构的解剖细节。 声衰减: 超声波入射人体后,超声能量在传播中不断消耗及被人体组织所吸收(特别是脂肪组织), 导致透入人体深部的超声波逐渐减少,反射回来的超声信号减弱,使远场图像质量下降。 造成衰减的原因: ·吸收衰减:声波的振幅由于“内摩擦”或黏滞性,使超声波机械能转换成热能,使总的能量逐渐减弱。 ·扩散衰减:声束在传播过程中散开,使得保持在介质中原始前进方向上的能量减小,单位面积上获得的能量随距离的增加而减少。 ·散射衰减:在人体内部存在尺寸与波长类似或者更小的微小结构,称之为散射元。声波在传播过程中遇到这些微小结构就会形成散射信号,部分散射信号朝向探头方向便可由探头接收,经由超声设备一系列的处理之后形成人体组织的内部回声信息。如遇两声速不同的介质时可引起传播方向的改变,即为折射。超声波入射到比波长大的界面且有一定声阻抗差时,就会产生反射。 为了使深度回声信息清楚,在诊断中要使用TGC调节,补偿声能的衰减。 声波的生物学效应: 超声波是一种能量形式,在生物体内传播时,超声波与生物组织发生相应作用。当超声波能量达到一定剂量时,会引起生物体的功能、结构或状态发生变化,这种作用称为超声生物效应。 (以上资料来自于四海八荒,如有雷同纯属巧合,欢迎大家批评指正!) |
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