医学超声成像设备培训课件

医学超声成像设备医学超声成像设备1典型超声设备的成像原理A型超声M型超声B型超声D型超声C型超声F型超声P型超声2医学超声成像设备典型超声设备的成像原理2医学超声成像设备2压电效应正压电效应逆压电效应压电晶体的频率特性3医学超声成像设备压电效应3医学超声成像设备3探头结构单振元探头压电晶体垫衬吸声块匹配层和保护层4医学超声成像设备探头结构4医学超声成像设备4探头结构机械扇扫探头依靠机械传动方式带动压电晶体往复摇摆或连续旋转来实现扇形扫描缺点电子线阵探头电子凸阵探头相控阵探头5医学超声成像设备探头结构5医学超声成像设备5医用超声设备的主要参数分辨力超声工作频率和脉冲重复频率帧频灰阶动态范围6医学超声成像设备医用超声设备的主要参数6医学超声成像设备6第四章现代常用超声成像技术7医学超声成像设备第四章现代常用超声成像技术7医学超声成像设备7第一节B型超声成像8医学超声成像设备第一节B型超声成像8医学超声成像设备8一、机械扇形扫描B超仪

超声波束以扇形方式扫查，可以不受透声窗口窄小的限制而保持较大的探查范围。产生高速机械扇形扫描，通常采用的方法有两种：单振元摆动法；风车式多振元（三个或四个晶体换能器）旋转法。9医学超声成像设备一、机械扇形扫描B超仪9医学超声成像设备9摆动式扇扫B超仪摆动式扇扫B超仪探头利用直流电机或步进电机驱动，通过凸轮、曲柄、连杆机构将电机的旋转运动转换为往返摆动，从而带动单个晶体换能器在一定角度(30°～90°之间)范围内产生扇形超声扫描。10医学超声成像设备摆动式扇扫B超仪10医学超声成像设备1011医学超声成像设备11医学超声成像设备11旋转式扇扫B超仪采用4个（或3个）性能相同的换能器，等角度安放在一个圆形转轮上，马达带动转轮旋转，每个换能器靠近收/发窗口时开始发射和接收超声波,各换能器交替工作。旋转式探头，扫描均匀，噪声和振动小，寿命远比摆动式长。12医学超声成像设备旋转式扇扫B超仪旋转式探头，扫描均匀，噪声和振动小，寿命远12二、高速电子线形扫描B超仪

将多个声学上相互独立的压电晶体成一线排列称作线阵，用电子开关切换接入发射/接收电路的晶体，使之分时组合轮流工作，如果这种组合是从探头的一侧向另一侧顺序进行的，每次仅有接入电路的那一组被激励，产生合成超声波束发射并接收，即可实现电子控制下的超声波束线性扫描13医学超声成像设备二、高速电子线形扫描B超仪

13医学超声成像设备1314医学超声成像设备14医学超声成像设备141．多振元组合发射的意义单振元辐射面积小，波束发散角大，指向性差缩短了近场区。多振元组合发射：增加近场、增大面积、提高分辨率、灵敏度15医学超声成像设备1．多振元组合发射的意义单振元辐射面积小，波束发散角大，指向15振元等效宽度b的加大，既使波束的近场区增加，也可以提高远场的分辨率、灵敏度。16医学超声成像设备振元等效宽度b的加大，既使波束的近场区16医学超声成像设备162.超声波束的扫描组合顺序扫描17医学超声成像设备2.超声波束的扫描17医学超声成像设备17组合间隔扫描18医学超声成像设备18医学超声成像设备183.超声波束的聚焦增强波束的穿透力和回波强度分为声学聚焦和电子聚焦

声学聚焦

19医学超声成像设备3.超声波束的聚焦声学聚焦19医学超声成像设备19声透镜中心部位的厚度应为透镜中超声波半波长的整数倍。20医学超声成像设备声透镜中心部位的厚度应为透镜中超声波20医学超声成像设备20电子聚焦即对各振元采用延时激励21医学超声成像设备电子聚焦21医学超声成像设备21实时动态聚焦也是电子聚焦的一种，不同之处是，多点动态聚焦的焦点不是固定的，而是通过改变发射激励脉冲的相位延时量，使在波束同一轴线（Z）方向上实现多点聚焦发射。动态电子聚焦22医学超声成像设备实时动态聚焦也是电子聚焦的一种，不同之处是，多点动态聚2223医学超声成像设备23医学超声成像设备2324医学超声成像设备24医学超声成像设备24三、电子相控阵扇形扫描B超仪

应用相控技术，对施加于线阵探头的所有晶体振元的激励脉冲进行相控制，亦可以实现合成波束的扇形扫描，用此技术实现波束扫描的B型超声波诊断仪称为电子相控阵扇型扫描B超仪。25医学超声成像设备三、电子相控阵扇形扫描B超仪

25医学超声成像设备251.相控阵扫描原理对成线阵排列的多个声学上相互独立的压电晶体振元同时给予电激励，可以产生合成波束发射,且合成波束的方向与振元排列平面的法线方向一致。26医学超声成像设备1.相控阵扫描原理26医学超声成像设备26对线阵排列的各振元不同时给予电激励，而是使施加到各振元的激励脉冲有一个等值的时间差τ，合成波束的波前平面与振元排列平面之间，将有一相位差θ，合成波束的方向与振元排列平面的法线方向就有一相位差θ。通过控制激励时间而实现波束方向变化的扫描方式，叫做相控阵扫描。

27医学超声成像设备对线阵排列的各振元不同时给予电激励，而是使施加到各振元的激励272.仪器组成与工作原理偏向角参数发生器用于在半个帧频周期内，等时差地产生若干个不同周期的序列脉冲，相位控制器用来把偏向角参数转换成相控阵的触发信号。触发信号控制各路脉冲激励器，产生激励脉冲分别加于探头各压电振元，各振元产生超声波发射。

28医学超声成像设备2.仪器组成与工作原理28医学超声成像设备2829医学超声成像设备29医学超声成像设备29发射间歇时，各振元的回波信号，通过接收延时电路合成为一路送往接收放大电路处理后进行调辉显示。接收延时电路包含了聚焦延时和方向延时，因为发射时各路激励脉冲接受了方向延时和聚焦延时，必须给予相应的时间补偿，才能保证在接收放大电路同相合成。30医学超声成像设备30医学超声成像设备303.相控阵扇扫与机械扇扫2种方式的比较

机械扇扫B型超声波诊断仪，具有较好的柱状声束，容易获得较高的灵敏度与影像分辨力，波束控制电路简单，成本低。缺点是机械式探头制作要求严格、工作噪声强、重量较大，探头寿命短。振元不能直接与被检者贴近，受肋骨的影响略大。

相控阵扇扫B超仪，没有机械噪音，探头寿命长，重量轻。缺点是波束副瓣大，干扰严重，分瓣力受影响;探头晶阵切割精细，整机线路复杂，成本高。相控阵扇扫方式已占据主导地位。

31医学超声成像设备3.相控阵扇扫与机械扇扫2种方式的比较

31医学超声成像设3132医学超声成像设备32医学超声成像设备3233医学超声成像设备33医学超声成像设备3334医学超声成像设备34医学超声成像设备34四、B超仪的常用性能指标1.技术参数分辨力超声工作频率和脉冲重复频率帧频灰阶动态范围

35医学超声成像设备四、B超仪的常用性能指标35医学超声成像设备352.使用参数扫描方式和探头规格扫描方式指仪器所发射的超声波束对被测对象进行探测的方法。探头规格有标称工作频率、尺寸、形状等参数，还有是否可配合穿刺等特殊要求。36医学超声成像设备2.使用参数36医学超声成像设备36显示方式与显示范围显示方式超声诊断影像显示有A型、M型、B型等

一台B型超声诊断仪可以有B单幅显示、B双幅显示、B/M显示其中的一种或几种功能。显示范围指的是屏上光栅的最大尺寸，它并不一定等于仪器的探测深度37医学超声成像设备37医学超声成像设备37注释和测量功能注释功能某些是由仪器自行控制的，比如有关探头频率的显示、影像处理值（γ校正值等）的自动显示，接收机总增益、近程增益和远程增益值的显示等。测量功能指仪器对被探查脏器进行定量分析所具有的各种测量功能。记录方式影像的记录有多种方式，比如用波拉一步照相机拍照、视频打印机打印或采用录像机进行磁带录像等。38医学超声成像设备注释和测量功能记录方式38医学超声成像设备38本节疑难点波束扫描方式波束合成波束声束扫描线39医学超声成像设备本节疑难点波束扫描方式39医学超声成像设备39本节疑难点波束扫描方式波束合成波束声束扫描线40医学超声成像设备本节疑难点波束扫描方式40医学超声成像设备40本节疑难点波束扫描方式波束合成波束声束扫描线41医学超声成像设备本节疑难点波束扫描方式41医学超声成像设备41本节疑难点波束扫描方式波束合成波束声束扫描线42医学超声成像设备本节疑难点波束扫描方式42医学超声成像设备42本节疑难点波束扫描方式波束合成波束声束扫描线43医学超声成像设备本节疑难点波束扫描方式43医学超声成像设备43本节疑难点波束扫描方式波束合成波束声束扫描线44医学超声成像设备本节疑难点波束扫描方式44医学超声成像设备44本节疑难点波束扫描方式波束合成波束声束扫描线45医学超声成像设备本节疑难点波束扫描方式45医学超声成像设备45本节疑难点相控阵扫描对振元不同时给予电激励各振元的激励脉冲有一个时间差线性扫描振元分组分时受激励每组振元同时受电激励46医学超声成像设备本节疑难点相控阵扫描46医学超声成像设备4647医学超声成像设备47医学超声成像设备4748医学超声成像设备48医学超声成像设备48波束的聚焦声学聚焦电子聚焦49医学超声成像设备波束的聚焦49医学超声成像设备49医学超声成像设备培训课件50五、数字扫描变换器DSC（DigitalScanConverter）数字扫描变换器实质上是一个带有图象存储器的数字计算机系统，可以用标准电视的方法显示清晰的动态图象，而且提供了强大的图象处理功能，如图象冻结、多帧存储、测量计算、放大显示等。51医学超声成像设备五、数字扫描变换器51医学超声成像设备51A/D转换图象前处理：回波幅度深度校正图象存储器:图象后处理：灰度修正数据插补

伪彩色等D/A转换52医学超声成像设备52医学超声成像设备52A/D转换：即超声图象数字化。根据采样定理，为使输出信号不失真，采样频率至少为输入信号最高有效频率的2倍。逐次逼近式双积分式并行式53医学超声成像设备53医学超声成像设备53增益控制TGC(TimeGainCompensation)对来自不同深度(不同时间到达)的回声给予不同的增益补偿，即使接收机的近场增益适当小，远场增益适当大，通常称此种控制手段为时间增益。54医学超声成像设备增益控制54医学超声成像设备54灰度修正：一幅图象所可能具有的等级差数叫灰阶。灰阶级数越多，图象层次越丰富。将实际所记录的灰度与理想灰度之间的转换函数关系预先存放在EPROM中。负像显示：强回声区白电平弱回声区黑电平反之为正像55医学超声成像设备灰度修正：55医学超声成像设备5556医学超声成像设备56医学超声成像设备56数据插补：未经插补而直接显示的图象，扫描线之间有较大的间隙。

一维线性插补：相邻扫描行中间插入一行或两行。二维线性插补：原图象相邻四个像素点中间插入新像素点。57医学超声成像设备数据插补：未经插补而直接显示的图象，扫描线之间有较大的间隙。57伪彩色处理亮度、色调和饱和度

原理：利用人眼对彩色分辨力高而对灰度分辨力低的特点。用不同的颜色来表示不同的灰度等级，到达图象增强的效果。58医学超声成像设备伪彩色处理58医学超声成像设备5859医学超声成像设备59医学超声成像设备59彩色显示原理图60医学超声成像设备彩色显示原理图60医学超声成像设备60三基色原理61医学超声成像设备三基色原理61医学超声成像设备6162医学超声成像设备62医学超声成像设备62彩色显示原理框图63医学超声成像设备彩色显示原理框图63医学超声成像设备63医学超声成像设备医学超声成像设备64典型超声设备的成像原理A型超声M型超声B型超声D型超声C型超声F型超声P型超声65医学超声成像设备典型超声设备的成像原理2医学超声成像设备65压电效应正压电效应逆压电效应压电晶体的频率特性66医学超声成像设备压电效应3医学超声成像设备66探头结构单振元探头压电晶体垫衬吸声块匹配层和保护层67医学超声成像设备探头结构4医学超声成像设备67探头结构机械扇扫探头依靠机械传动方式带动压电晶体往复摇摆或连续旋转来实现扇形扫描缺点电子线阵探头电子凸阵探头相控阵探头68医学超声成像设备探头结构5医学超声成像设备68医用超声设备的主要参数分辨力超声工作频率和脉冲重复频率帧频灰阶动态范围69医学超声成像设备医用超声设备的主要参数6医学超声成像设备69第四章现代常用超声成像技术70医学超声成像设备第四章现代常用超声成像技术7医学超声成像设备70第一节B型超声成像71医学超声成像设备第一节B型超声成像8医学超声成像设备71一、机械扇形扫描B超仪

超声波束以扇形方式扫查，可以不受透声窗口窄小的限制而保持较大的探查范围。产生高速机械扇形扫描，通常采用的方法有两种：单振元摆动法；风车式多振元（三个或四个晶体换能器）旋转法。72医学超声成像设备一、机械扇形扫描B超仪9医学超声成像设备72摆动式扇扫B超仪摆动式扇扫B超仪探头利用直流电机或步进电机驱动，通过凸轮、曲柄、连杆机构将电机的旋转运动转换为往返摆动，从而带动单个晶体换能器在一定角度(30°～90°之间)范围内产生扇形超声扫描。73医学超声成像设备摆动式扇扫B超仪10医学超声成像设备7374医学超声成像设备11医学超声成像设备74旋转式扇扫B超仪采用4个（或3个）性能相同的换能器，等角度安放在一个圆形转轮上，马达带动转轮旋转，每个换能器靠近收/发窗口时开始发射和接收超声波,各换能器交替工作。旋转式探头，扫描均匀，噪声和振动小，寿命远比摆动式长。75医学超声成像设备旋转式扇扫B超仪旋转式探头，扫描均匀，噪声和振动小，寿命远75二、高速电子线形扫描B超仪

将多个声学上相互独立的压电晶体成一线排列称作线阵，用电子开关切换接入发射/接收电路的晶体，使之分时组合轮流工作，如果这种组合是从探头的一侧向另一侧顺序进行的，每次仅有接入电路的那一组被激励，产生合成超声波束发射并接收，即可实现电子控制下的超声波束线性扫描76医学超声成像设备二、高速电子线形扫描B超仪

13医学超声成像设备7677医学超声成像设备14医学超声成像设备771．多振元组合发射的意义单振元辐射面积小，波束发散角大，指向性差缩短了近场区。多振元组合发射：增加近场、增大面积、提高分辨率、灵敏度78医学超声成像设备1．多振元组合发射的意义单振元辐射面积小，波束发散角大，指向78振元等效宽度b的加大，既使波束的近场区增加，也可以提高远场的分辨率、灵敏度。79医学超声成像设备振元等效宽度b的加大，既使波束的近场区16医学超声成像设备792.超声波束的扫描组合顺序扫描80医学超声成像设备2.超声波束的扫描17医学超声成像设备80组合间隔扫描81医学超声成像设备18医学超声成像设备813.超声波束的聚焦增强波束的穿透力和回波强度分为声学聚焦和电子聚焦

声学聚焦

82医学超声成像设备3.超声波束的聚焦声学聚焦19医学超声成像设备82声透镜中心部位的厚度应为透镜中超声波半波长的整数倍。83医学超声成像设备声透镜中心部位的厚度应为透镜中超声波20医学超声成像设备83电子聚焦即对各振元采用延时激励84医学超声成像设备电子聚焦21医学超声成像设备84实时动态聚焦也是电子聚焦的一种，不同之处是，多点动态聚焦的焦点不是固定的，而是通过改变发射激励脉冲的相位延时量，使在波束同一轴线（Z）方向上实现多点聚焦发射。动态电子聚焦85医学超声成像设备实时动态聚焦也是电子聚焦的一种，不同之处是，多点动态聚8586医学超声成像设备23医学超声成像设备8687医学超声成像设备24医学超声成像设备87三、电子相控阵扇形扫描B超仪

应用相控技术，对施加于线阵探头的所有晶体振元的激励脉冲进行相控制，亦可以实现合成波束的扇形扫描，用此技术实现波束扫描的B型超声波诊断仪称为电子相控阵扇型扫描B超仪。88医学超声成像设备三、电子相控阵扇形扫描B超仪

25医学超声成像设备881.相控阵扫描原理对成线阵排列的多个声学上相互独立的压电晶体振元同时给予电激励，可以产生合成波束发射,且合成波束的方向与振元排列平面的法线方向一致。89医学超声成像设备1.相控阵扫描原理26医学超声成像设备89对线阵排列的各振元不同时给予电激励，而是使施加到各振元的激励脉冲有一个等值的时间差τ，合成波束的波前平面与振元排列平面之间，将有一相位差θ，合成波束的方向与振元排列平面的法线方向就有一相位差θ。通过控制激励时间而实现波束方向变化的扫描方式，叫做相控阵扫描。

90医学超声成像设备对线阵排列的各振元不同时给予电激励，而是使施加到各振元的激励902.仪器组成与工作原理偏向角参数发生器用于在半个帧频周期内，等时差地产生若干个不同周期的序列脉冲，相位控制器用来把偏向角参数转换成相控阵的触发信号。触发信号控制各路脉冲激励器，产生激励脉冲分别加于探头各压电振元，各振元产生超声波发射。

91医学超声成像设备2.仪器组成与工作原理28医学超声成像设备9192医学超声成像设备29医学超声成像设备92发射间歇时，各振元的回波信号，通过接收延时电路合成为一路送往接收放大电路处理后进行调辉显示。接收延时电路包含了聚焦延时和方向延时，因为发射时各路激励脉冲接受了方向延时和聚焦延时，必须给予相应的时间补偿，才能保证在接收放大电路同相合成。93医学超声成像设备30医学超声成像设备933.相控阵扇扫与机械扇扫2种方式的比较

机械扇扫B型超声波诊断仪，具有较好的柱状声束，容易获得较高的灵敏度与影像分辨力，波束控制电路简单，成本低。缺点是机械式探头制作要求严格、工作噪声强、重量较大，探头寿命短。振元不能直接与被检者贴近，受肋骨的影响略大。

相控阵扇扫B超仪，没有机械噪音，探头寿命长，重量轻。缺点是波束副瓣大，干扰严重，分瓣力受影响;探头晶阵切割精细，整机线路复杂，成本高。相控阵扇扫方式已占据主导地位。

94医学超声成像设备3.相控阵扇扫与机械扇扫2种方式的比较

31医学超声成像设9495医学超声成像设备32医学超声成像设备9596医学超声成像设备33医学超声成像设备9697医学超声成像设备34医学超声成像设备97四、B超仪的常用性能指标1.技术参数分辨力超声工作频率和脉冲重复频率帧频灰阶动态范围

98医学超声成像设备四、B超仪的常用性能指标35医学超声成像设备982.使用参数扫描方式和探头规格扫描方式指仪器所发射的超声波束对被测对象进行探测的方法。探头规格有标称工作频率、尺寸、形状等参数，还有是否可配合穿刺等特殊要求。99医学超声成像设备2.使用参数36医学超声成像设备99显示方式与显示范围显示方式超声诊断影像显示有A型、M型、B型等

一台B型超声诊断仪可以有B单幅显示、B双幅显示、B/M显示其中的一种或几种功能。显示范围指的是屏上光栅的最大尺寸，它并不一定等于仪器的探测深度100医学超声成像设备37医学超声成像设备100注释和测量功能注释功能某些是由仪器自行控制的，比如有关探头频率的显示、影像处理值（γ校正值等）的自动显示，接收机总增益、近程增益和远程增益值的显示等。测量功能指仪器对被探查脏器进行定量分析所具有的各种测量功能。记录方式影像的记录有多种方式，比如用波拉一步照相机拍照、视频打印机打印或采用录像机进行磁带录像等。101医学超声成像设备注释和测量功能记录方式38医学超声成像设备101本节疑难点波束扫描方式波束合成波束声束扫描线102医学超声成像设备本节疑难点波束扫描方式39医学超声成像设备102本节疑难点波束扫描方式波束合成波束声束扫描线103医学超声成像设备本节疑难点波束扫描方式40医学超声成像设备103本节疑难点波束扫描方式波束合成波束声束扫描线104医学超声成像设备本节疑难点波束扫描方式41医学超声成像设备104本节疑难点波束扫描方式波束合成波束声束扫描线105医学超声成像设备本节疑难点波束扫描方式42医学超声成像设备105本节疑难点波束扫描方式波束合成波束声束扫描线106医学超声成像设备本节疑难点波束扫描方式43医学超声成像设备106本节疑难点波束扫描方式波束合成波束声束扫描线107医学超声成像设备本节疑难点波束扫描方式44医学超声成像设备107本节疑难点波束扫描方式波束合成波束声束扫描线108医学超声成像设备本节疑难点波束扫描方式45医学超声成像设备108本节疑难点相控阵扫描对振元不同时给予电激励各振元的激励脉冲有一个时间差线性扫描振元分组分时受激励每组振元同时受电激励109医学超声成像设备本节疑难点相控阵扫描46医学超声成像设备109110医学超声成像设备47医学超声成像设备110111医学超声成像设备48医学超声成像设备111波束的聚焦声学聚焦电子聚焦112医学超声成像设备波束的聚焦49医学超声成像设备112医学超声成像设备培训课件113五、数字扫描变换器DSC（DigitalScanConverter）数字扫描变