超声波的反射与折射：理解超声成像的关键

超声的反射与折射是超声成像中的重要原理，它涉及到声学在医学成像中的应用。声阻抗是描述介质对超声波传播的影响，它等于介质的密度与声速的乘积，固体通常具有较高的声阻抗，液体次之，气体最低。当超声波从一个介质传入声阻抗差异较大的另一个介质时，会在界面处发生反射和折射现象，这为诊断提供了一种机制。 超声诊断仪是实现超声成像的核心设备，例如SSC-370超声波诊断仪，数字化黑白超声诊断仪，以及彩色超声多普勒血流成像系统，它们利用了最新的电子技术和计算机技术，极大地提高了诊断的精确性和效率。超声诊断仪主要由超声换能器和电子仪器两部分组成，前者负责发射和接收超声波，后者则负责信号处理和显示。 超声换能器，通常是基于压电材料制成的，能够将电信号转化为机械能（声能）发射到体内，再将接收到的声波信息转化为电信号，实现了声电转换。常见的换能器类型包括直探头、可拆式斜探头和非金属探伤用探头。 在超声波传播过程中，其物理特性至关重要。超声场特性表现为束射性或指向性，当换能器直径大于波长时，声波能量会聚焦成束状传播。近场区是换能器附近，声波以平面波形式且强度不均，而远离近场区后，声波会以一定扩散角进入远场区，此时声束的扩散更为明显。近场距离可以通过公式L0 = r^2 * f / C * sinθ来计算，其中r是换能器半径，f是频率，C是声速，θ是半扩散角，λ是波长。 超声诊断利用超声波的这些特性，通过接收回波信号，分析组织结构的变化，从而进行疾病的检测，如肝脏、胆囊、心血管系统等多个器官的检查。此外，尽管还有如超声全息、超声CT和超声显微镜等前沿技术仍在研发中，但超声成像作为基础诊断手段，在临床应用中占据着核心地位。