超声基础知识

作者&投稿:恽力 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
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超声世界的入门


声音的奥秘在于振动,而那些频率超过20,000赫兹的无形波动,我们称之为超声波,蝙蝠正是利用它在黑暗中精准导航,揭示了大自然的智慧。


物理特性揭示超声力量



  • 束射性: 高频率的换能器,如锆钛酸铅等,凭借其小直径和集中能量,展现出卓越的指向性,复合材料在此方面尤为突出。

  • 反射与散射艺术: 声波在不同介质间的交互如同交响乐,声阻抗的差异导致反射和折射,耦合剂则巧妙地消除了空隙中的回声干扰。

  • 衰减:深度之谜: 超声波的强度随距离递减,如同星光在宇宙中逐渐消失,揭示了声波的传播规律。

  • 多普勒效应:频率的旋律: 当声源与接收者相对运动时,接收的频率变化,这就是多普勒效应,科学地揭示了运动与声音的交互。


超声的广泛应用



  • 诊断大师: 无损且快速,超声成像广泛应用于心肺、肝胆等器官的检查,成为现代医学的得力助手。

  • 治疗先锋: 实时监控下的超声碎石和人流手术,精准而安全,展现了超声在治疗领域的独特力量。

  • 更深层次的治疗: 无论是机械还是温热疗法,超声都以其精细操作,助力美容治疗和疾病缓解。


探头的科技魔术


换能器,这个科学魔术师,能将电能转化为超声波,压电陶瓷如偏铌酸铅和聚偏氟乙烯是常见的变魔法材料。医用换能器包含压电振子和匹配层,它们协同工作,提升声能传输效率。



  • 声学材料: 四分之一波长阻抗匹配层,如同调音师的手指,精准调整声波,提升传输效率。

  • 声透镜: 塑料或树脂的精巧设计,聚焦声波,保护换能器,让声波如同激光,直指目标。

  • 防干扰的背衬: 强吸声物和背衬块的存在,有效防止了后向声波的干扰,确保了信息的清晰传递。


探头种类繁多,各有千秋



  • 脉冲反射式探头: A超、M超和B超,各有其独特的扫描方式和应用领域。

  • 多普勒探头: 通过频率变化揭示速度,是血流成像的主力军。

  • 电子式与机械式: 两种类型各具特色,推动了技术的不断进步。

  • 单晶片与多晶片: 分别适用于不同扫描需求,灵活应对各种场景。


旋转与线阵,各有魅力



  • 旋转扇扫探头: 微电机的智慧,低噪声是其亮点,但成本较高。

  • 线阵型探头: 线性扫描的精确,电子开关的灵活切换,造就了清晰的图像。

  • 凸阵型探头: 扇形扫描,适应多种曲率,操作更为直观。

  • 相控阵探头: 矩阵结构,通过相位控制实现声束偏转,旁瓣控制得当。

  • 环形相控阵: 横向分辨力的提升,聚焦连续可调,让细节尽在掌握。


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