2025年大學《聲學》專業(yè)題庫——聲學技術(shù)在醫(yī)學影像診斷中的應(yīng)用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的字母填在題后的括號內(nèi)）1.產(chǎn)生超聲波的主要物理原理是（）。A.電磁感應(yīng)B.壓電效應(yīng)C.光的折射D.核磁共振2.在醫(yī)學超聲成像中，用于探測組織界面的主要現(xiàn)象是（）。A.散射B.反射C.折射D.多普勒效應(yīng)3.超聲波在組織中傳播時，能量會逐漸減弱，這種現(xiàn)象稱為（）。A.透射B.反射C.衰減D.散射4.A-mode超聲成像主要顯示（）。A.實時二維圖像B.單一深度上的回波信號C.血流速度信息D.組織運動信息5.B-mode超聲成像能夠提供（）。A.血流速度B.單一深度回波強度C.實時運動信息D.透視式三維圖像6.多普勒超聲效應(yīng)是指（）。A.超聲波在介質(zhì)中傳播速度的改變B.超聲波頻率隨深度變化C.接收到的超聲波頻率因聲源或接收器相對運動而改變D.超聲波在界面上的反射7.脈沖波多普勒（PW）的主要特點是（）。A.只能測量運動速度B.需要連續(xù)發(fā)射脈沖，可測距離C.對低速血流敏感D.不能提供深度信息8.彩色多普勒血流成像（CDFI）主要用來（）。A.顯示組織結(jié)構(gòu)B.顯示靜態(tài)解剖結(jié)構(gòu)C.定量測量血流速度和方向D.提供灰階圖像9.超聲造影劑的主要作用是（）。A.增強組織回聲B.降低超聲衰減C.提高圖像分辨率D.改善低速血流的顯示10.超聲檢查中出現(xiàn)的“振鈴”偽影主要是由（）引起的。A.超聲在界面上的多次反射B.血流高速運動C.組織散射過強D.探頭頻率過高二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填在橫線上）1.超聲波在軟組織中傳播的速度大約為______米/秒。2.根據(jù)多普勒頻移的方向，可以判斷血流是朝向探頭還是遠離探頭，這稱為______定則。3.超聲圖像的亮度通常與回聲信號的______成正比。4.M-mode超聲成像利用超聲信號的時間變化來觀察______的運動。5.為了抑制超聲探頭發(fā)射和接收的信號相互干擾，通常采用______技術(shù)或______技術(shù)。6.超聲波對組織的生物效應(yīng)主要包括熱效應(yīng)和______效應(yīng)。7.超聲彈性成像利用組織______的差異來提供功能信息。三、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述超聲探頭的壓電效應(yīng)及其在超聲成像中的作用。2.什么是超聲圖像的分辨率？影響超聲圖像分辨率的主要因素有哪些？3.簡述連續(xù)波多普勒（CW）和脈沖波多普勒（PW）在原理和用途上的主要區(qū)別。4.列舉三種常見的超聲圖像偽影，并簡述其產(chǎn)生的主要機制。四、計算題（每小題6分，共12分）1.假設(shè)超聲波在人體軟組織中的傳播速度為1540米/秒。如果從探頭發(fā)出一個超聲波脈沖，經(jīng)過0.01秒后接收到反射回波，求反射界面距離探頭的深度是多少？2.某患者心尖部血流，使用頻率為2MHz的超聲探頭的脈沖波多普勒系統(tǒng)進行檢測。設(shè)血流速度為1.0米/秒，超聲波在組織中的傳播速度為1540米/秒。求發(fā)射的超聲波頻率為2MHz時，接收到的多普勒頻移是多少？（忽略儀器的零基線漂移）五、論述題（每小題8分，共16分）1.試比較B-mode超聲和彩色多普勒血流成像（CDFI）在顯示組織結(jié)構(gòu)和血流信息方面的主要異同點。2.從聲學原理和應(yīng)用角度，分析超聲彈性成像技術(shù)的可能優(yōu)勢和局限性。試卷答案一、選擇題1.B2.B3.C4.B5.B6.C7.B8.C9.A10.A二、填空題1.15402.多普勒3.強度（或幅度）4.心臟5.透射式；收發(fā)開關(guān)（或隔離）6.空化7.硬度（或彈性）三、簡答題1.解析思路：壓電效應(yīng)是指某些晶體材料（如壓電陶瓷）受到機械應(yīng)力作用時，其表面會產(chǎn)生電荷；反之，當對這類晶體施加外部電場時，其會發(fā)生機械變形（伸縮）。在超聲探頭中，利用壓電材料的這種效應(yīng)，通過電信號激發(fā)探頭產(chǎn)生機械振動（發(fā)射超聲波），接收到的超聲波回波引起的探頭機械振動再轉(zhuǎn)換為電信號（接收超聲波）。這是超聲成像實現(xiàn)聲電轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)。2.解析思路：超聲圖像的分辨率指區(qū)分鄰近物體或組織的能力。主要包括空間分辨率（區(qū)分兩個鄰近點的能力，受探頭孔徑、頻率、聲束寬度等影響）和時間分辨率（區(qū)分快速運動物體或組織的能力，受脈沖重復(fù)頻率PRF影響）。高分辨率意味著圖像更清晰，能顯示更精細的結(jié)構(gòu)。3.解析思路：CW多普勒無需發(fā)射脈沖，能連續(xù)檢測血流速度，對高速血流敏感，但無法測距，且存在基線漂移。PW多普勒通過發(fā)射短脈沖并等待回波，可以測出回波深度，并能區(qū)分來自不同深度的血流信號，對低速血流檢測能力更強，但存在最大探測深度限制和PRF限制。核心區(qū)別在于是否測距、是否受PRF限制以及是否連續(xù)檢測。4.解析思路：常見偽影及其機制：*振鈴偽影（或聲束劈裂）：聲束在介質(zhì)分界面（如脂肪與肌肉交界）發(fā)生全反射，一部分能量沿界面滑行，形成環(huán)繞界面呈同心圓狀的細條狀回聲。*混響偽影：聲束在探頭和介質(zhì)界面之間發(fā)生多次反射，形成比原始回波更亮的多次回聲。*聲影偽影：強反射體（如骨骼、結(jié)石）前方聲能被顯著吸收或散射，導(dǎo)致其后方組織顯示不清的區(qū)域。四、計算題1.解析思路：根據(jù)距離=速度×時間。已知超聲波在組織中的傳播速度v=1540m/s，時間t=0.01s。將數(shù)值代入公式即可求得深度。注意時間t是往返時間，所以實際深度是總距離的一半。計算：深度=v×t/2=1540m/s×0.01s/2=7.7m。此處單位秒似乎過大，通常超聲探測深度以厘米或毫米計，需注意題目或?qū)嶋H場景的合理設(shè)定。若按脈沖往返0.01秒，則距離為7.7厘米。按題意直接計算結(jié)果為7.7米。2.解析思路：根據(jù)多普勒頻移公式fD=2*f0*(v/c)*cos(θ)。其中fD為多普勒頻移，f0為發(fā)射頻率，v為血流速度，c為聲速，θ為聲束與血流方向夾角。題目未給出夾角θ，通常假設(shè)聲束與血流方向垂直（cos(θ)=1）或平行（cos(θ)=0）。若為最簡單情況，設(shè)θ=0°（聲束垂直于血流），則fD=2*f0*(v/c)。將已知數(shù)值代入計算。計算：fD=2×2×10^6Hz×(1.0m/s)/(1540m/s)≈2.58×10^3Hz=2.58kHz。實際測量中θ通常不等于0或180度，會得到非零頻移值。五、論述題1.解析思路：*相同點：都基于超聲的回波原理成像；都能提供二維平面圖像信息；圖像的灰度（B-mode）或顏色（CDFI）通常都代表回聲信號的強度。*不同點：*信息內(nèi)容：B-mode主要顯示組織結(jié)構(gòu)的靜態(tài)形態(tài)和邊界（灰階圖像）；CDFI主要用于顯示血流的分布、方向和相對速度（彩色編碼圖像）。*原理基礎(chǔ)：B-mode基于回聲強度；CDFI基于多普勒效應(yīng)。*對運動敏感度：B-mode對靜態(tài)和緩慢運動均敏感，主要反映結(jié)構(gòu)；CDFI對血流運動高度敏感，對心臟等運動結(jié)構(gòu)也能檢測多普勒信號，但不如M-mode專一。*信息深度：B-mode圖像直接提供深度信息（通過時間延遲）；CDFI通常需要結(jié)合B模式顯示血流在結(jié)構(gòu)背景上的位置。*應(yīng)用側(cè)重：B-mode是基礎(chǔ)，用于觀察器官形態(tài)；CDFI是功能成像，用于評估血流動力學。2.解析思路：*優(yōu)勢：*無創(chuàng)性：與CT、MRI相比，超聲是真正的無創(chuàng)檢查。*實時性：能實時觀察組織的彈性變化，如心臟運動、血流沖擊下的血管壁變形等。*便攜性：設(shè)備相對便攜，可床旁檢查。*成本相對較低：檢查費用通常低于MRI等。*安全性：無電離輻射。*提供功能信息：能反映組織的硬度或彈性，對某些疾病（如腫瘤良惡性鑒別、腹內(nèi)器官張力判斷）有額外價值。*局限性：*圖像分辨率：尤其是深部組織的空間分辨率，通常低于CT和MRI。*穿透深度有限：受限于超聲波在組織中的衰減，對于肥胖患者或深部病灶觀察受限。*