c=Kbrρ
7.波長(wavelength) 在縱波傳播時,兩個相鄰的壓縮區中心點的距離,或兩個相鄰的稀疏區中心點的距離稱為波長(λ)。在波傳播的一個周期時間內,波所傳播的距離等於一個波長。
聲速、頻率、波長和周期是描述波的特性的幾個重要物理參數,它們之間的關係可用下式表示:
T = lbrf-f = cbr λ
應當注意的是波所傳播的隻是振源的振動和振動能量,而介質質點本身隻是在其平衡位置附近作來回運動或振動,並沒有產生真正的位移。
超聲在人體軟組織(包括血液、體液)中的聲速為1540mbrs;骨與軟骨中的聲速約為軟組織中的2.5倍;而在氣體中的聲速僅為340mbrs。
二、超聲的物理性質
1.超聲場 超聲場是指被超聲能量充滿的空間範圍。聲源小,頻率低的聲波呈球麵狀傳播,稱為球麵波;聲源足夠大時,聲波呈直線傳播稱為平麵波。超聲探頭內振動晶片的直徑為其振動波長的20倍以上,不足以形成完全的平麵波,而具有平麵波和球麵波的中間性質,集中在一個狹小的立體角內發射,即形成一股類似手電筒光束的,並向一定方向傳播的超聲聲束,其近聲源側近似平麵波,稱為近場,而遠離聲源側近似球麵波,稱為遠場 。
超聲場具有的這種明顯的方向性就稱為成束性或指向性,它主要與探頭晶片的直徑及發射頻率有關。晶片直徑越大,成束性越好,在大於超聲波長很多倍時,發射的超聲束集中於一個方向,具有明顯的方向性,能滿足於超聲成像及多普勒檢查的需要。探頭晶片振動頻率越高,其成束性亦越好。常用擴散角(θ)作為超聲場成束性的指標,它是指聲波向周圍空間擴散聲場兩側邊緣所形成的角。它的正弦值sinθ與超聲晶片直徑(D)和波長λ之間的關係如下:
sinθ=l.2λbrD
從上式可見,當探頭晶片直徑一定時,晶片振動頻率越高亦即波長越小,散射角越小。超聲成像技術中,為減少超聲的發散,常用不同的方法使聲束變窄或聚焦,在焦點區最窄,焦點區後超聲束雖然擴散,但也小於非聚焦式的超聲束,因而提高了超聲束的橫向分辨力。
2.聲特性阻抗(acoustic characteristic impedance) 聲特性阻抗是反映介質密度和彈性的物理量,用Z表示。定義為介質密度ρ和介質中聲傳播速度c的乘積,即Z=ρ·c。兩種不同特性阻抗的介質的特性阻抗差值稱為這兩種介質的聲特性阻抗差,其接觸麵稱聲學界麵。根據大小,分為大界麵和小界麵。通常習慣把直徑小於2mm的組織結構界麵視為小界麵。對於大界麵,根據其光滑程度,又可分為光滑界麵和粗糙界麵,前者也稱鏡麵,後者也稱非鏡麵。
c=Kbrρ
7.波長(wavelength) 在縱波傳播時,兩個相鄰的壓縮區中心點的距離,或兩個相鄰的稀疏區中心點的距離稱為波長(λ)。在波傳播的一個周期時間內,波所傳播的距離等於一個波長。
聲速、頻率、波長和周期是描述波的特性的幾個重要物理參數,它們之間的關係可用下式表示:
T = lbrf-f = cbr λ
應當注意的是波所傳播的隻是振源的振動和振動能量,而介質質點本身隻是在其平衡位置附近作來回運動或振動,並沒有產生真正的位移。
超聲在人體軟組織(包括血液、體液)中的聲速為1540mbrs;骨與軟骨中的聲速約為軟組織中的2.5倍;而在氣體中的聲速僅為340mbrs。
二、超聲的物理性質
1.超聲場 超聲場是指被超聲能量充滿的空間範圍。聲源小,頻率低的聲波呈球麵狀傳播,稱為球麵波;聲源足夠大時,聲波呈直線傳播稱為平麵波。超聲探頭內振動晶片的直徑為其振動波長的20倍以上,不足以形成完全的平麵波,而具有平麵波和球麵波的中間性質,集中在一個狹小的立體角內發射,即形成一股類似手電筒光束的,並向一定方向傳播的超聲聲束,其近聲源側近似平麵波,稱為近場,而遠離聲源側近似球麵波,稱為遠場 。
超聲場具有的這種明顯的方向性就稱為成束性或指向性,它主要與探頭晶片的直徑及發射頻率有關。晶片直徑越大,成束性越好,在大於超聲波長很多倍時,發射的超聲束集中於一個方向,具有明顯的方向性,能滿足於超聲成像及多普勒檢查的需要。探頭晶片振動頻率越高,其成束性亦越好。常用擴散角(θ)作為超聲場成束性的指標,它是指聲波向周圍空間擴散聲場兩側邊緣所形成的角。它的正弦值sinθ與超聲晶片直徑(D)和波長λ之間的關係如下:
sinθ=l.2λbrD
從上式可見,當探頭晶片直徑一定時,晶片振動頻率越高亦即波長越小,散射角越小。超聲成像技術中,為減少超聲的發散,常用不同的方法使聲束變窄或聚焦,在焦點區最窄,焦點區後超聲束雖然擴散,但也小於非聚焦式的超聲束,因而提高了超聲束的橫向分辨力。
2.聲特性阻抗(acoustic characteristic impedance) 聲特性阻抗是反映介質密度和彈性的物理量,用Z表示。定義為介質密度ρ和介質中聲傳播速度c的乘積,即Z=ρ·c。兩種不同特性阻抗的介質的特性阻抗差值稱為這兩種介質的聲特性阻抗差,其接觸麵稱聲學界麵。根據大小,分為大界麵和小界麵。通常習慣把直徑小於2mm的組織結構界麵視為小界麵。對於大界麵,根據其光滑程度,又可分為光滑界麵和粗糙界麵,前者也稱鏡麵,後者也稱非鏡麵。