聲波醫(yī)學(xué)知識講座專家講座

第五節(jié)聲波(soundwave)聲波(soundwave)：頻率在20HZ~2萬HZ之間能引發(fā)人聽覺反應(yīng)機(jī)械縱波。超聲波(ultrasonicwave):頻率高于2萬HZ機(jī)械波次聲波(infrasonicwave):頻率低于20HZ機(jī)械波1聲波醫(yī)學(xué)知識講座第1頁

1.聲壓P（sonicpressure)：媒質(zhì)中任一點(diǎn)壓強(qiáng)P’與無聲波經(jīng)過時壓強(qiáng)P0之差P=P’－P0。聲波方程若為：能夠證實(shí):一、聲壓和聲強(qiáng)聲波是縱波，能引發(fā)媒質(zhì)密度、壓強(qiáng)發(fā)生周期性改變.其中Pm=

ρuAω

為聲壓幅值，又稱聲幅。2聲波醫(yī)學(xué)知識講座第2頁2.聲阻抗Z（acousticimpedance)聲壓幅值Pm與媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動速度幅值Vm

之比稱為聲阻抗。即：Z===ρuPmVmρuAωAω單位為：Kg·m-2·S-1PmtP-Pm3聲波醫(yī)學(xué)知識講座第3頁

Z是描述媒質(zhì)聲學(xué)特征主要物理量,下表是幾個媒質(zhì)聲速和聲阻抗：媒質(zhì)聲速u(m/S)密度ρ(kg/m3)聲阻抗ρu(kg/m2.s)空氣3.32×102(0℃)1.294.28×1023.34×102(20℃)1.214.16×102水14.8×102(20℃)988.21.48×106脂肪14.0×1029701.36×1063、聲強(qiáng)I(soundintensity)：I=ρuA2ω2=ZVm2=Pm22Z12124聲波醫(yī)學(xué)知識講座第4頁聲波在兩種不一樣聲阻抗媒質(zhì)界面會發(fā)生反射和折射。強(qiáng)度反射系數(shù)：IrIiZ2－Z1Z1＋Z2=（)2αir=反射波聲強(qiáng)入射波聲強(qiáng)垂直入射時:當(dāng)兩種媒質(zhì)阻抗相差較大時，反射強(qiáng)，透射弱。聲阻抗相近時，透射強(qiáng)，反射弱。5聲波醫(yī)學(xué)知識講座第5頁二、聽覺域（auditoryregion）1.聽閾(聞閾)(thresholdofhearing):人耳能聽到最低聲強(qiáng)稱為最低可聞聲強(qiáng)或聽閾。

等響曲線2.聽閾曲線：不一樣頻率聽閾值所連成曲線稱為聽閾曲線。f=100HZ聲波:聞閾為10-8W/m2f=1000HZ聲波:聞閾為10-12W/m26聲波醫(yī)學(xué)知識講座第6頁純音聽覺區(qū)域和等響曲線痛閾曲線聽閾曲線

110-1210-1010-810-610-210-4聲強(qiáng)W/m24010020040010004000100000頻率（HZ）

返回聽覺區(qū)域1聽覺區(qū)域7聲波醫(yī)學(xué)知識講座第7頁等響曲線3.痛閾（thresholdoffeeling):

人耳所能忍受最大聲強(qiáng)，稱為痛閾。f=1000HZ聲波:痛閾為1W/m24.痛閾曲線:

不一樣頻率痛閾值連成線稱為痛閾曲線。5.聽覺區(qū)域（auditoryregion）：

由聽閾曲線、痛閾曲線、20HZ、2萬HZ所圍成區(qū)域稱為聽覺區(qū)域。8聲波醫(yī)學(xué)知識講座第8頁聽覺區(qū)域

在聽覺區(qū)域中，1000Hz聲強(qiáng)從10-12w/m2到1w/m2皆可被聽到，強(qiáng)度增加1012倍，但人耳感覺響度僅增加120倍，平均而言：強(qiáng)度每增加10倍，響度僅增加1倍。為此引入聲強(qiáng)級概念：9聲波醫(yī)學(xué)知識講座第9頁三、聲強(qiáng)級和響度級

如聲強(qiáng)為I，則其聲強(qiáng)級L為：L=㏒（B）=10㏒(dB)II0II0其中I0是標(biāo)準(zhǔn)參考聲強(qiáng)：I0=10－12W/㎡，1000HZ聽閾值。聲強(qiáng)級1、聲強(qiáng)級：在聲學(xué)上慣用對數(shù)標(biāo)度來表示強(qiáng)度等級,稱為聲強(qiáng)級，單位為:貝爾（B）及分貝爾（dB）。10聲波醫(yī)學(xué)知識講座第10頁例：一馬達(dá)聲強(qiáng)為10－5W/m2，其聲強(qiáng)級為多少？若兩臺同時開動，聲強(qiáng)級又為多少？

聲強(qiáng)級L1=10Log10-5/10-12=10Log107=70（dB）L2=10Log2×10-5/10-12=10Log2×107

=10Log2+10Log107

=10×0.301+70=73（dB）11聲波醫(yī)學(xué)知識講座第11頁2、響度級和等響曲線：（1）響度loudness：人耳對聲波強(qiáng)弱主觀感受。（2）響度級loudnesslevel：響度強(qiáng)弱數(shù)量等級。其數(shù)值定義為頻率為1000HZ純音聲強(qiáng)級含有相同量值。單位：phon（方）響度級（3）等響曲線：

響度級相同點(diǎn)連成曲線，稱為等響曲線。12聲波醫(yī)學(xué)知識講座第12頁純音聽覺區(qū)域和等響曲線4010020040010004000100000頻率（HZ）

110-1210-1010-810-610-210-4聲強(qiáng)W/m2120060204080100聲強(qiáng)級dB120方060204080100響度級返回響度級聽覺區(qū)域413聲波醫(yī)學(xué)知識講座第13頁1.同一介質(zhì)中兩聲波聲強(qiáng)級之差為20dB，則它們聲強(qiáng)之比為:14聲波醫(yī)學(xué)知識講座第14頁2.兩個音叉在空氣中產(chǎn)生同振幅聲波，頻率各為512Hz和256Hz，二者聲強(qiáng)之比為:15聲波醫(yī)學(xué)知識講座第15頁3.有一聲音與頻率為1000Hz,聲強(qiáng)級為50dB純音等響,則此聲音響度級為:16聲波醫(yī)學(xué)知識講座第16頁聲強(qiáng)為10-9w/m2，頻率為300Hz聲波與聲強(qiáng)為10-10w/m21000Hz純音等響，則該300Hz聲波聲強(qiáng)級為

；響度級為

。17聲波醫(yī)學(xué)知識講座第17頁對1000Hz純音，人耳可聞最低聲強(qiáng)為10-12W/m2，其聲強(qiáng)級為();響度級為().對100Hz純音，人耳可聞最低聲強(qiáng)為10-8W/m2，其響度級為().0dB0方0方18聲波醫(yī)學(xué)知識講座第18頁本章習(xí)題

5-5、5-6、5-7、5-1119聲波醫(yī)學(xué)知識講座第19頁第六節(jié)多普勒效應(yīng)一、多普勒效應(yīng)超聲多普勒血流儀（P71）（自主學(xué)習(xí)）20聲波醫(yī)學(xué)知識講座第20頁超聲波成像1.回波成像：回聲成像界面1界面2始波A型顯示：幅度型顯示B型顯示：亮度型顯示IrIiZ2－Z1Z1＋Z2=（)2αir=2.脈沖回波測距原理：渡越時間t：從發(fā)射超聲到接收界面反射回波時間。L界面界面深度：定標(biāo)：取C=1540m/s,

t=13μs1cm組織厚度回聲強(qiáng)弱：..21聲波醫(yī)學(xué)知識講座第21頁超聲成像顯示方式22聲波醫(yī)學(xué)知識講座第22頁A超（Amplitudemodulation）一維成像縱軸：顯示反射波強(qiáng)度，幅度越大回波越強(qiáng)。橫軸：顯示聲波傳輸時間，相當(dāng)于深度。顯示方式：幅度調(diào)制型顯示正常肝臟波形肝癌波形23聲波醫(yī)學(xué)知識講座第23頁B–modeＢ型Brightnessmode回聲以光點(diǎn)顯示,二維空間展開,成為斷面圖像。24聲波醫(yī)學(xué)知識講座第24頁顯示方式：亮度型顯示（同B型）運(yùn)動顯示：深度—時間曲線表示反射界面運(yùn)動情況時間深度

為表示運(yùn)動情況，在示波器水平偏轉(zhuǎn)板上加慢掃