腹部超声-基础原理、类型、探头、伪影（一）

本文介绍了超声波的基础原理、医用超声波的类型与用途、超声机器的工作原理与多普勒原理，其中包括超声波的频率、声阻抗、声像图的形成原理，以及多普勒效应的计算公式和应用。医用超声的常见伪影、形成原理及意义。

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-超声的基础原理-

       目录

一、什么是超声波

二、医用超声波的类型与用途

三、超声工作原理与多普勒原理

四、探头的基础知识

五、超声伪影的形成原理与意义

一、 什么是超声波

超声波是一种频率高于2000Hz的声波

每秒钟震动的次数叫频率：1MHz=1 000 000 Hz

兽医使用的超声频率：1～30MHz

听觉范围：

人类：20Hz～2000Hz之间

犬：15～500 000 Hz

猫：60～650 000 Hz

二、医用超声波的类型与用途

常用的医学超声类型：（后续章节会详细介绍）

B型超声：二维扫查（下图）肾脏扫查

M型超声：运动剖面扫查（下图）心脏短轴运动轨迹

CFD：彩色多普勒（下图）腹腔血流信号

CW：连续多普勒（下图）心脏返流信号

PW：脉冲多普勒（下图）门静脉血流信号

三、超声机器的工作原理与多普勒原理

3.1 超声工作原理

高频交流电压---压电晶片器械震动---超声波---返回压电晶片---电压信号

3.2 声阻抗：Z=ρ×c

声阻抗（Z）：组织的密度与声波在组织内传播的速度的乘积即为组织的声阻抗。声像图中各种回声显像均主要由于声阻抗差形成的。

声阻抗值差异越大的声学界面反射声波能力越强，显示为强回声。（白亮）

声阻抗值差异越小的声学界面反射声波的能力越弱，显示为低回声，如肾髓质、肌肉（各种灰色）

声阻抗没有差异的地方没有声学界面，没有声波反射，显示为无回声，如尿液、胆汁（接近纯黑）

声阻抗值差异极大：该界面反射全部声波，后方无声波到达，形成声影，如结石、骨骼。（近场白亮的界面和远场的黑灰色）

不同传播介质（组织结构）的声阻抗表现（上图）

不同物质与组织的密度和速度以及由此产生的声阻抗（上图）

VIDEO：超声图像形成的原理（3min看懂超声）

3.3 多普勒原理

奥地利科学家：多普勒·克里斯琴·约翰(Doppler, Christian Johann)，最早发现，命名为多普勒原理。

当声音、光、无线电波等震动源头，与观测者以相对速度V相对运动的时候；观测者接收的频率、震动源发射的频率有所不同。

机器通过这个原理可以计算出物体运动的速度。

多普勒方程：V=Fd（C）/ 2FoCosθ

V：血流速度

Fd：发射频率与反射频率的差值；

Fo：发射频率；

C：声速度

θ：声波发射的方向与血流方向的夹角，心脏上的夹角通常是0度/180度。

通常θ夹角小于30度，通常是在可接受范围内的。

3.4 多普勒效应：

在标准的彩色多普勒模式下，负向的多普勒频移显示为蓝色信号，而朝向发射方向移动的血流则显示为红色的信号。

A: 由探头发出的超声波脉冲以特定的频率向红细胞的方向移动。

B: 如果红细胞向这个脉冲移动，就会发生一个正的多普勒频移，从而增加返回波的频率，波长减小。

C: 如果红细胞远离这个脉冲，返回波的频率会降低，波长会增加。 

今天主要讲了超声波的基础原理、医用超声波的类型与用途、超声机器的工作原理与多普勒原理，其中包括超声波的频率、声阻抗、声像图的形成原理，以及多普勒效应的计算公式。

下一讲：腹部超声-基础原理、类型、探头、伪影（二）

医用超声的常见伪影、形成原理及意义。

----书山有路勤为径，学海无涯苦作舟----

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