文档介绍：第一章医学超声学基础第一节超声波的定义及特性
波类型
传播条件
传播能量
传播速度
波实例
电磁波
真空、介质
电磁能
约3×108
m/s
无线电波、光波、X、γ射线
机械波
介质
机械能
几百至几千
m/s
水波、地震波、声波
波,根据其性质可分为两大类:
弹性介质中质点机械振动状态的传播过程。
其实是机械振动能量的传播过程。
二、声波按频率的分类及医用超声的范围
声波按频率(f)的分类
一、声波的定义
简单的分类:
f<16 Hz 称:次声波
16 Hz≤f≤20 kHz 称:可听声波
f>20 kHz 称:超声波
医学超声仪的频率范围:200 kHz-40 MHz
超声诊断仪的频率范围: 1 MHz-10 MHz
相应的波长: -
三、超声波(最突出)的特性
1. 方向性好——用于探测、诊断。
2. 能量大——用于清洗、灭菌、手术。
第二节超声波的产生
超声波产生的基本条件:①振源;②介质。
一、单自由度振动系统的数学描述
1. 位移: ξ= Acos(ω0t-φ)
式中:A ——振幅,即最大位移
ω0 =2πf0 ——角频率
f0 ——固有频率
φ——初相角
2. 速度: v=dξ/dt=-Aω0 sin(ω0t-φ)
=-Vm sin(ω0t-φ)
式中:Vm =Aω0 ——最大速度
3. 加速度:a=dv/dt=-Aω02 cos(ω0t-φ)
=-B cos(ω0t-φ)
式中:B =Aω02 ——最大加速度
单个质点无阻尼振动:动能、势能转换,能量守恒。
二、机械波产生的过程
连续弹性介质中,某一质点的振动,通过弹性力的作用,传递给与它相邻的质点,后者也振动,并继续传递……能量传播,形成机械波。
三、超声波的产生及传播
由超声换能器产生振动,引起接触剂的振动,接触剂的振动又引起人体皮肤、脂肪及内脏的振动,超声波能量就这样进入了人体。
由于人体软组织无切变弹性,横波在人体软组织
中不能传播,而只能以纵波的方式传播,所以纵波是
超声诊断和治疗的常用波型。
二、按波阵面的形状分类
1. 波面与波阵面
波面: 波传播时,某一时刻介质中各同相位
振动点组成的面。波面有无数个。
波阵面:波传播方向上最前面的那个波面。
2. 按波阵面的形状分类
平面波:波阵面为平面的波。
球面波:波阵面为球面的波。
柱面波:波阵面为柱面的波。
3. 约定
为方便,超声在人体内传播,均视为平面波。
遇到小障碍物而散射的超声,均视为球面波。