超声技术原理课件

为什么要学习基超声原理基础原理是否重要？帮助你更好的了解超声，知己知彼；超声设备技术复杂，发展迅速；使你更专业、增加信任度；国际超声发展史1880年，法国人发现压电效应；1917年，法国人应用压电原理进行超声探测，1921年发展成声纳。1942年，奥地利人使用A型超声装置，用穿透法探测颅脑.1952年，美国人开始研究超声显像法，并于1954年将B超应用于临床。1954年，瑞典人用M型检查心脏。1956年，日本人首先将多普勒效应原理应用于超声诊断，利用连续波多普勒法判断心脏瓣膜病。1959年，研制出脉冲多普勒超声。1983年，日本Aloka公司首先研制成功彩色血流图1990年，奥地利Kretz公司制成3D扫描器，并使之商品化。

1.概念：超声波是一种机械振动，可以通过介质进行传播。

潜艇海洋0Hz 20Hz 20KHz 1MHz

30MHz 400MHz次声波可听见声音 超 声次声武器耳朵 无损探伤 图像诊断 声学显微镜2.声音频谱超声基本原理超声基本原理

超声频率与波长：

λ＝C/fλ－超声波波长

C－超声波声速

f－超声波频率波长：一个波的长度频率：单位时间内的周数（重复次数）超声基本原理人是不均匀介质除骨骼和空气以外，声速相差不大组织名称平均速度(m/s)脂肪1450脑1541肝1549肾1561脾1566血液1570肌肉1585软组织（平均值）1520颅骨4080水1480空气330超声设备工作基本原理探头显示超声设备的构成探头（换能器）：发射和接收超声波电/声转换主机：声束形成信号处理图像处理存储和传输显示器外围设备打印机、录相机等传统超声成像的步骤单轴声束的声照射入人体声束的扫查人体组织对入射超声的反应－回声回声的放大与前处理数字扫描转换器（DSC）显示和记录超声探头种类线阵（血管、小器官）凸阵（腹部、妇产科）相控阵扇扫（心脏）经食管探头(TEE)腔内探头（妇产、泌尿）容积探头（三维成像）导管超声（心脏）相控阵方式是通过连续变换延时线来得到产生超声波束的不同角度偏转主要用于心脏扫查延时线扫描超声波束相控阵探头过延时线聚焦相控阵扫描不同扫查模式形成的声像图线扫扇扫弧扫频率与分辨率和穿透力一般成像的频率范围：心脏：成人2~4MHz儿科：3~8MHz新生儿：4~10MHz腹部：成人2~4MHz儿科：4~8MHz新生儿：4~10MHz外周血管：5~10MHz小器官：7~12MHz腔内：4~9MHz经食管：成人3~7MHz儿科：4~8MHz低频 高频分辨率更好穿透力：更强超声波的衰减：超声波的衰减与传播距离成正比；与频率的2/3方成正比。高频衰减大，低频衰减小（穿透力强）超声成像模式成像模式：A型（Amplitudemodulation）M型（Time-motionmode）B型（Brightnessmodulation）彩色多普勒（ColorDoppler）能量多普勒（PowerDoppler）频谱多普勒（SpectralDoppler）最早的工作方式：A型A模式：是一种振幅的模式。它在显示器上形成垂直偏转的波形图。工作方式：M型

M模式中的M表示运动，M模式通过B模式图象来显示一个光标，然后在以时间为轴线的波形图上表示其运动状态。通常M模式用于检测心脏及胎儿的心率。皮肤探头时间轴深度工作方式：M型工作方式：B型二维灰阶成像彩色多普勒成像彩色多普勒速度图（CDV）ColorDopplerVelocity通过信号的自相关运算获得速度、加速度、方差等信息彩色编码血流的方向朝向探头的为红色背离探头的为蓝色受角度影响、受其他运动影响、易混迭、彩色多普勒速度图彩色多普勒能量图（CDE）ColorDopplerEnergy利用反射回来的多普勒信号中的振幅（能量）彩色多普勒能量图显示的不是速度参数，而是与血液散射量相关的能量信号。彩色多普勒能量图有速度有方向敏感度低易混迭、伪像角度依赖性无速度无方向敏感度高无混迭角度非依赖性彩色多普勒速度图0.41cm/s0.41cm/s0.41MHz彩色多普勒能量图速度图与能量图的区别多普勒血流测量皮肤血管

fd

= 多普勒频移

F0

=探头发射的多普勒频率

V

= 血流的速度

C

= 声波的速度（1540米/秒）

q

= 声束和血流方向之间的夹角彩色多普勒成像可定性的观测血流走行、速度快慢以及方向

等信息但无法定量的获得血流的速度等重要生理参数2cos•f。C•ΔfV(cm/s)=V血流V(cm/s):血流速度C(cm/s):声速(1530m/s)(度):血流与超声波束之间的夹角Δf(Hz):多普勒频移

f。(Hz):超声频率超声波束血管角的调整：30°0.86633°0.8393.2%cos误差变化70°0.34273°0.29217.1%夹角θ的最佳范围：30－60°频谱多普勒的角度依赖频谱多普勒多普勒波包括以下数据:－速度－速度范围（宽度）－血流量大小－血流方向一个心跳周期宽的速度范围逆流时间基准线慢快快迎向背向最高峰收缩舒张舒张结束多普勒频谱的含义脉冲波多普勒和连续多普勒连续波多普勒(CW)ContinuousWave发射与接收是各自分开的两个晶片沿着整个声束的长度监听返回的信号，无距离分辨测高血流速度不会有混叠现象，最大量程约15~20m/s皮肤血管皮肤血管单晶片双晶片脉冲波多普勒（PW）PulseWav发射和接收是同一个晶片卓越的距离分辨率

(RangeResolution)

流速测量上限值受奈奎斯特频率限制脉冲重复频率（PRF）决定流速的测量范围，极限约5~7m/s脉冲波与连续波发射与接收优点缺点适用部位脉冲波PW一个晶片完成距离分辨率流速上限低腹部、外周血管连续波CW一个晶片发射一个晶片接收高流速无混迭无距离分辨率心脏PWCW名词解释－分辨率分辨率是指对两个靠近物体的识别能力，即对图象的区分分辨率几何分辨率灰度分辨率时间分辨率轴向分辨率侧向分辨率侧向（横向）分辨率：是指对垂直于超声波束轴方向上可区分的两个点目标的最小距离

侧向分辨率取决于超声波束的宽度和波束聚焦情况（探头的晶片数量及种类有关）

轴向分辨率高 低侧向分辨率高 低名词解释－分辨率轴向（纵向）分辨率：是指沿超声波束轴方向上可区分的两个点目标的最小距离轴向分辨率由超声波束的波长所决定一般来说，轴向分辨率为波长的2到4倍灰度（对比度）分辨率：是指对两个相似密度的物体的识别能力识别相似密度组织之间细微差别的能力，看到细微的差别描述256灰阶的不同灰阶图用于组织结构的对比分辨灰度分辨率几何分辨率平衡几何分辨率高－－灰度分辨率差名词解释－分辨率时间分辨率：捕获相邻两个时相运动变化的能力在超声设备上表现为帧频的高低帧频：帧频是指单位时间内获得图象的帧数高帧频可以捕捉细微的运动变化信息高帧频对高速运动的脏器扫查非常重要物体移动轨迹低帧频捕捉高帧频捕捉名词解释－分辨率谐波成像－组织谐波成像非线性谐波：

谐波的形成是非线性的，它随传导的深度而逐渐积累加强，而后因衰减而减弱。信号强度深度基波谐波混响反射：

发生在超声波所经过的路径上遇到两个或多个回声介面时。如声束在组织间来回往返，从而在图像上显示为多条带状噪声。优点：

消除近场伪像和噪声干扰提高穿透力、提高对比分辨率临床上对成像困难的病人，可明显改善二维图像质量，增强心内膜、肿块等边界显示组织谐波成像基波成像自然组织谐波成像脉冲反相谐波技术正相负相无信号合成谐波成像－造影剂谐波成像造影剂谐波：利用超声在造影剂微