超声波的物理特性有好多种，现将对成像关系密切的简述如下：

（一）方向性

从探头发射出来的超声波在传播过程中呈狭窄的圆柱状，称超声束，它有明确的方向性。超声束通过的地方称超声场，分近场和远场，近场区为狭窄圆柱状声束，远场区声束向周围扩散，该区内声像图不清晰。医用超声多利用在近场内成像。

（二）反射、透射、散射

超声波在传播过程中入射到两种不同介质的界面，如果反射面直径大于半个波长时，一部分能量由界面返回第一介质，称反射（Reflection）。另一部分能量穿过界面进入第二介质，即为透射（Transmission）。超声波如遇到比波长还要小的界面或表面粗糙不平时就会发生散射。

（三）吸收与衰减

超声波与人体相互作用发生的能量改变为一衰减（或称吸收）过程。能量衰减符合负指数形式的规律，见下列公式：

式中I。代表入射超声的原始能量，I代表声束通过介质后剩下的能量，α代表吸收率，x代表声束通过的距离。吸收率与组织特性及超声波的频率有关，见公式：

式中α代表吸收率，β代表公质的特性，f代表频率。(www.daowen.com)

从上面公式可看出：探头频率愈高，吸收率愈大，声束能量衰减越快，穿透力越弱，深部图像就不清晰，超声仪上就采用可变增益放大器来纠正这一不足。放大器增益曲线是按正指数提升的，与衰减曲线负指数相反，这种补偿技术也叫时间增益补偿（TGC）或灵敏度时间补偿（STC），它使声束能量因吸收产生的衰减与放大器增益补偿相抵，保证了图像的均匀性。

（四）多普勒效应

多普勒效应是指振动源（探头）与器官（组织）之间存在运动时，所接受的振动频率因运动而发生改变的物理现象。当界面向振动源移近时，返回的超声波频率增高；界面远离振动源，返回的频率减低；这种由于运动引起的超声波发射频率与返回超声波频率的差异，称多普勒频移（Doppler Shift）；当界面静止时返回声波的频率与发射声波相同。这种多普勒现象是在1842年由奥地利物理学家（Christian Johann Doppler）首先发现的，因此，命名为多普勒效应（Doppler effect）（图1-1、1-2、1-3）。应用Doppler原理来测量组织运动的技术，形成D型超声图像，它以Y轴表示测量点的运动速度，X轴表示时间。D型超声图实质上是血流速度图，可定位血管内的血流状态和分布，如速度用彩色半定量来表示，并重叠在二维图像上，便显示为二维彩色血流图像，称为彩色多普勒血流图（CDFI），简称彩超。

图1-1　目标处于静止状态

图1-2　目标对向探头运动

图1-3　目标背离探头运动

（徐佩莲　李锋之）