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从物理学角度看,为何超声检查离不开医用耦合剂?—平创医疗

2025-06-24 09:39:18 

从物理学的基本原理出发,我们可以清晰地理解为何超声检查绝对离不开医用耦合剂这一看似简单的辅助材料。其核心原因在于“声阻抗失配”以及超声波在不同介质中传播特性的巨大差异。

声阻抗是描述介质传播声波能力的一个物理量,等于介质密度与声速的乘积。当超声波从一种介质传播到另一种声阻抗不同的介质界面时,会发生反射和透射。两种介质的声阻抗差异越大,反射的声能比例就越高,透射的声能比例就越低。

空气的困境:超声探头的晶片(通常是压电陶瓷)与人体软组织的声阻抗都相对较高。然而,横亘在探头与人体皮肤之间的空气,其声阻抗却极低,与探头材料和人体组织的声阻抗差异形成了巨大的鸿沟。根据声学原理,当声阻抗差异如此悬殊时,绝大部分(约99.9%)的超声能量会在探头-空气界面以及空气-皮肤界面被反射回去,只有微乎其微的能量能够穿透空气进入人体组织。这意味着,如果没有耦合剂,超声探头发射的能量几乎无法到达目标器官,自然也无法接收到有效的回声信号来成像。医生看到的屏幕将会是一片空白或充满干扰。

医用超声耦合剂

耦合剂的“桥梁”作用:医用耦合剂的主要成分通常是水性凝胶,其声阻抗经过精心设计,使其非常接近人体软组织的声阻抗。当耦合剂被均匀涂抹在探头与皮肤之间,它有效地排除了两者间的空气层,形成了一个声阻抗连续过渡的“声学桥梁”。超声波可以从探头顺利地通过耦合剂传入人体组织,界面处的反射损失被降至最低。这样,才有足够的声能进入人体深部,与组织相互作用并产生回声,最终被探头接收并形成可供诊断的图像。

平之创®医用消毒耦合剂不仅完美实现了声阻抗匹配,更通过优化配方将透声性能提升了5倍,进一步减少能量损失,确保超声波高效、清晰地完成其诊断使命。其杀菌消毒功能,则是在物理使命之外,增添了重要的安全保障。

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