超聲醫學物理基礎知識
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超聲醫學物理基礎知識：
1、什么是超聲？
答:自然界的聲波以頻率可以劃分為三大類：次聲、聲、超聲。頻率低于20Hz的波動稱為次聲；頻率在20－20kHz之間的波動稱為聲；頻率在20KHz以上的波動稱為超聲。我們人耳可以聽見聲但是聽不見次聲和超聲。我們超聲醫學應用的是超聲，頻率在MHz數量級。超聲和可聞聲本質上是一致的，它們的共同點都是一種機械振動，通常以縱波的方式在彈性介質內傳播，是一種能量的傳播形式，其不同點是超聲頻率高，波長短，在一定距離內沿直線傳播，具有良好的束射性和方向性。
2、什么是超聲醫學？
答:凡研究超聲對人體的作用和反作用規律，并加以利用以達到醫學診斷和治療目的的學科即稱為超聲醫學。它包括超聲診斷學、超聲治療學和生物醫學超聲工程。
3、什么是超聲波長、頻率和聲速?
答:波動的同一傳播方向上兩個相鄰的相位相差2的質點,振動的步調恰好是一致的,我們把它們之間的距離即一個完整波的長度稱為波長。波動傳過一個波長的時間,或一個完整的波通過某點所需的時間,稱為波的周期。
單位時間內質點振動的次數稱為頻率。聲速是指波動的某一個振動相位在介質中的傳播速度。聲速即單位時間內在介質中傳播的距離。
4、什么是超聲場？
答：超聲在彈性介質中傳播時，在介質中聲波存在或通過的區域，或者聲波從其來源向外擴散時的幾何學描繪稱為超聲場。超聲場可分為兩部分，近場和遠場。其中近超聲源處的超聲束呈狹窄的圓柱形，直徑略小于探頭壓電晶片的直徑，在換能器與焦點之間的范圍稱為近場。在距超聲源的遠區，超聲束擴散變寬，焦點以遠和無干涉效應的聲場稱為遠場。
5、什么是聲反射與折射？
答：聲波在一個介質中進行，到達與另一個介質的界面上，引起部分或全部聲能的返回過程，或者改變進行方向而再在原介質中進行的現象稱為聲反射。聲折射是因介質中聲速的空間變化而引起聲傳播方向的改變，在聲束穿過生阻抗失配的界面時，因二個介質的彈性和密度不同導致聲速不同而發生折轉而引起。
6、什么是聲衰減？
答：聲波在介質中傳播時，因波束發散、吸收、反射、散射等原因，使聲能在傳播中減少的現象。軟組織的聲衰減隨組織厚度而增加，其衰減量等于衰減系數與通路長度的乘積。
7、什么是多普勒效應？
答：多普勒效應是自然界普遍存在的一種效應，它是1842年由奧地利學者Christian Johann
Doppler(1803-1853)首先發現的，物理學上稱為多普勒效應。多普勒效應在日常生活中是可以感覺到的，如火車鳴笛，從遠而近，人耳朵感到笛聲是尖的，火車經過之后由近而遠背離而去，則笛聲由尖變粗，這是因為火車笛聲具有某個頻率，當朝向人來或背離人去時，火車與人之間發生相對運動，這樣，人所接受到的聲音頻率與汽笛聲的振動頻率不同，即發生了頻率的變化，稱為頻移現象。這種頻移現象就是多普勒效應造成的。多普勒效應發生的基本條件是聲源和接受器發生相對運動。
8、什么是超聲分辨率？
答：是指超聲儀器能夠分辨兩個非常靠近而有一點間距的點目標的能力，通常用可分辨的兩目標的最小距離來表示。軸向分辨率又稱縱向、距離或深度分辨率，指沿超聲束軸方向上不同深度超聲儀可區分的兩個點目標的最小距離。橫向分辨率又稱側向、方位或水平分辨率，指在與聲束軸相交且垂直于聲束掃描平面的相同深度直線方向上，可區分兩個點目標的最小距離。
9、超聲傳播在什么情況下產生散射和繞射？
答：超聲在傳播過程中聲束方向會發生改變，這除于介質分界面上的聲阻抗差別有關外，還與遇到的障礙物大小有關：障礙物的直徑大于入射超聲波長的1/2，在障礙物表面產生反射，在其邊緣產生少量繞射，若障礙物直徑小于超聲波長的1/2，超聲繞過障礙物繼續傳播，稱為繞射，在障礙物表面產生少量反射。
介質的特性阻抗呈不連續性，或這介質中有障礙物時，可使入射聲波在其上產生散射。例如血液中的紅細胞，軟組織中的微細結構，肺部小氣泡等可產生散射。
10、什么是超聲換能器（探頭）？
答：換能器是將一種物理能量變為另一種物理能量的器件。超聲診斷儀的探頭里安裝著具有壓電效應性質的晶體片，能將電能轉變為聲能，又能將聲能轉變為電能。完成物理能量的轉變，所以，又將超聲探頭稱為超聲換能器。醫用超聲診斷儀探頭有多種形式，但其基本結構一致。還可根據需要制成使用功能不同，超聲頻率不一的各種各樣的探頭。
物理超聲波的知識點應用：
超聲波的應用：
1.利用超聲波的巨大能量還可以把人體內的結石擊碎.
2.清理金屬零件、玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻煩事.如果在放有這些物品的清洗液中通入超聲波，清洗液的劇烈振動沖擊物品上的污垢，能夠很快清洗干凈.
3.用超聲波探測金屬、陶瓷混凝土制品，甚至水庫大壩，檢查內部是否有氣泡、空洞和裂紋
4.人體各個內臟的表面對超聲波的反射能力是不同的，健康內臟和病變內臟的反射能力也不一樣.平常說的“B超”就是根據內臟反射的超聲波進行造影，幫助醫生分析體內的病變.
透鏡：
透鏡：透明物質制成（一般是玻璃），至少有一個表面是球面的一部分，對光起折射作用的光學元件。
分類：1、凸透鏡：邊緣薄，中央厚。2、凹透鏡：邊緣厚，中央薄。
主光軸：通過兩個球心的直線。
光心：主光軸上有個特殊的點，通過它的光線傳播方向不變。（透鏡中心可認為是光心）
焦點：凸透鏡能使跟主軸平行的光線會聚在主光軸上的一點，這點叫透鏡的焦點，用"F"表示
虛焦點：跟主光軸平行的光線經凹透鏡后變得發散，發散光線的反向延長線相交在主光軸上一點，這一點不是實際光線的會聚點，所以叫虛焦點。
焦距：焦點到光心的距離叫焦距，用" f "表示。
每個透鏡都有兩個焦點、焦距和一個光心。
透鏡對光的作用：
凸透鏡：對光起會聚作用。
凹透鏡：對光起發散作用。
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