超声检查的基本原理

更新于 2026年10月13日 版权声明
一、超声检查的基本原理

超声波是频率高于20 000 Hz的声波,因人耳听不到,故称为超声波。超声波是一种机械波,它具备机械波的一般物理特性,机械波在介质中的传播过程,实际就是能量的传播过程。

(一)超声波的物理特性

1.方向性 超声波在一定的距离内可沿直线传播,具有较强的方向性。

2.声阻抗 超声波在介质中传播时,介质对它的阻力称声阻抗。

3.反射、折射与透射 当超声波在两种不同声阻抗的介质中传播时,若超声波所遇界面的直径大于超声波波长(大界面),在其交界面上有一部分能量返回第一种介质,称为反射,即回声;另一部分能量穿过界面进入第二种介质继续向前传播。若超声波垂直进入第二种介质时,其方向不发生改变,称为透射;若超声波斜射进入第二种介质时,则方向发生改变,称为折射。两种介质的声阻抗差异愈大,则反射愈强,而透射愈弱。因此,超声波在人体各种软组织中传播时,会产生强弱不等的反射回波。在均质的介质内不发生任何反射。

4.散射与绕射 超声在传播时,遇到与超声波波长近似或小于超声波波长(小界面)的介质时,产生散射与绕射。散射为小介质向四周发散超声,又成为新的声源;绕射是超声绕过障碍物的边缘,继续向前传播。人体组织内部的细微结构对超声的散射是脏器内部图像形成的基础。

5.超声衰减 超声在介质中传播时,随着传播距离的增加,声强逐渐减弱,这种现象称为超声衰减。

6.多普勒效应 声源和接收体做相对运动时,接收体在单位时间内收到的振动次数(频率)多于或少于声源发出的振动次数,这种频率增加和减少的现象称为多普勒效应。(https://www.daowen.com)

(二)人体组织声学类型

根据人体组织的声阻抗及均质性,可将人体组织分为4种声学类型:

1.无回声型 当超声波通过内部不存在声阻抗差的组织时无界面反射,表现为液性或无回声暗区。如各种液性物质。

2.低回声型 超声波通过肝、脾、心肌等基本均质的实性组织时,回声较少。

3.强回声型 超声波通过结构复杂、排列无一定规律的实质性组织(如乳腺)时,反射较多,表现为较强的密集光点回声。

4.含气型 当超声波到达软组织与含气组织(如肺、肠等)所形成的界面时,声能几乎全部被反射,界面后方的组织结构不能显示。

(三)超声成像基本原理

超声成像主要依据超声波在介质中传播的物理特性,其中最为重要的有声阻抗、声衰减和多普勒效应3个方面。超声检查时,将超声波通过人体内部大小界面的反射和散射回声,按其强弱,用明暗不同的光点依次显示在荧光屏上,即可显出人体断面的超声图像,它不仅能显示器官的轮廓和毗邻关系,而且能够显示其细微结构及运动状态。

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