第七章超聲波成像課件

第七章超聲波成像課件1第七章超聲波成像課件2第七章超聲波成像課件3第一章

概述聲波的基本性質(zhì)10-41001041081012

?????

次聲波地震海嘯核爆炸可聞聲波超聲波特超聲波語(yǔ)言音樂(lè)自然界老鼠蝙蝠海豚分子熱振動(dòng)第一章

概述10-44第一章

概述醫(yī)學(xué)超聲學(xué)是一門將聲學(xué)中的超聲（ultrasound）學(xué)與醫(yī)學(xué)應(yīng)用結(jié)合起來(lái)形成的邊緣科學(xué)，也是生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)中重要的組成部分。醫(yī)學(xué)超聲影像儀器涉及到微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)、聲學(xué)技術(shù)及材料科學(xué)，是多學(xué)科邊緣交叉的結(jié)晶，是理工醫(yī)相互合作與相互滲透的結(jié)果。迄今超聲成像與X-CT、ECT及MRI已被公認(rèn)為當(dāng)代四大醫(yī)學(xué)成像技術(shù)。第一章

概述醫(yī)學(xué)超聲學(xué)是一門將聲學(xué)中的超聲（ultr5一．醫(yī)學(xué)超聲發(fā)展簡(jiǎn)史

1917年，法國(guó)科學(xué)家保羅·朗之萬(wàn)首次使用由石英晶體制成的超聲換能器，并發(fā)明了聲納，即聲探測(cè)與定位技術(shù)，被成功地用于探測(cè)水下潛艇。20世紀(jì)30年代，超聲用于醫(yī)學(xué)治療和工業(yè)金屬探傷，從而使超聲治療在醫(yī)學(xué)超聲中最先獲得發(fā)展。1942年，杜?？撕唾M(fèi)爾斯通首先把工業(yè)超聲探傷原理用于醫(yī)學(xué)診斷。用連續(xù)超聲波診斷顱腦疾病。1946年研究應(yīng)用反射波方法進(jìn)行醫(yī)學(xué)超聲診斷，提出了Ａ型超聲診斷技術(shù)原理。一．醫(yī)學(xué)超聲發(fā)展簡(jiǎn)史1917年，法國(guó)科學(xué)家保羅·朗之萬(wàn)首次6一．醫(yī)學(xué)超聲發(fā)展簡(jiǎn)史

1958年，開(kāi)始出現(xiàn)“Ｍ型超聲心動(dòng)圖”。50年代末期，連續(xù)波和脈沖波多普勒技術(shù)以及超聲顯微鏡問(wèn)世。在50年代，用脈沖反射法檢查疾病獲得了很大成功。1967年，實(shí)時(shí)Ｂ型超聲成像儀問(wèn)世，這是Ｂ型成像技術(shù)的重大進(jìn)步。60年代末，美、日均研制成功壓電高分子聚合物換能器。70年代，以B超顯示為代表的超聲診斷技術(shù)發(fā)展極為迅速，特別是數(shù)字掃描變換器與處理器（DSC與DSP）的出現(xiàn)，把B超顯示技術(shù)推向了以計(jì)算機(jī)數(shù)字影像處理為主導(dǎo)的功能強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、影像質(zhì)量好的新水平。一．醫(yī)學(xué)超聲發(fā)展簡(jiǎn)史1958年，開(kāi)始出現(xiàn)“Ｍ型超聲心動(dòng)7二、醫(yī)學(xué)超聲檢測(cè)特點(diǎn)超聲檢測(cè)突出特點(diǎn)：①對(duì)人體無(wú)損傷，這也是與Ｘ線診斷最主要的區(qū)別，適合于產(chǎn)科與嬰幼兒的檢查；②能進(jìn)行動(dòng)態(tài)連續(xù)實(shí)時(shí)觀察。在中檔以上的超聲診斷儀，多留有影像輸出接口，使影像易于采用多種形式（錄像、打印、計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)等）留存及傳輸與交流；③由于它可以采用超聲脈沖回聲方法進(jìn)行探查，所以特別適用于腹部臟器、心臟、眼科和婦產(chǎn)科的診斷，而對(duì)骨骼或含氣體的臟器組織如肺部，則不能較好地成像，這與常規(guī)Ｘ線的診斷特點(diǎn)恰恰可以互相彌補(bǔ)；④從信息量的對(duì)比上看，超聲診斷儀采用的是計(jì)算機(jī)數(shù)字影像處理，目前較Ｘ線膠片記錄的影像信息量和清晰度稍低。二、醫(yī)學(xué)超聲檢測(cè)特點(diǎn)超聲檢測(cè)突出特點(diǎn)：①對(duì)人體無(wú)損傷，這也8三、醫(yī)學(xué)超聲設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)90年代，醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備一方面是價(jià)格低廉的便攜式超聲診斷儀大量進(jìn)入市場(chǎng)，另一方面是向綜合化、自動(dòng)化、定量化和多功能等方向發(fā)展。介入超聲、全數(shù)字化電腦超聲成像、三維成像及超聲組織定性不斷取得進(jìn)展。在探頭方面，新型材料、新式換能器不斷推出，如高頻探頭、腔體探頭、高密度探頭相繼問(wèn)世，進(jìn)一步提高了超聲診斷設(shè)備的檔次與水平。總之，隨著醫(yī)學(xué)進(jìn)步和超聲技術(shù)的發(fā)展，多種新型的醫(yī)用超聲設(shè)備將不斷涌現(xiàn)。21世紀(jì)必將是醫(yī)學(xué)超聲技術(shù)蓬勃發(fā)展、日新月異的新世紀(jì)！三、醫(yī)學(xué)超聲設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)90年代，醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備一方面9第二章超聲波的物理性質(zhì)（一）超聲波的概念1、振動(dòng)頻率在20000Hz以上的機(jī)械波稱為超聲波。2、振動(dòng)頻率在20Hz～20000Hz的機(jī)械波稱為可聽(tīng)聲。3、振動(dòng)頻率在20Hz以上的機(jī)械波稱為次聲。一、超聲波的基本概念第二章超聲波的物理性質(zhì)（一）超聲波的概念一、超聲波的基本概10第二章超聲波的物理性質(zhì)

（二）超聲波的特點(diǎn)

1、超聲可在氣體、液體、固體等介質(zhì)中傳播。2、超聲呈直線傳播且能量容易會(huì)聚。能量的會(huì)聚是通

過(guò)聚焦來(lái)實(shí)現(xiàn)的。3、電聲轉(zhuǎn)換容易且能量大。其電聲的轉(zhuǎn)換是通過(guò)壓電

材料來(lái)實(shí)現(xiàn)的。4、超聲在傳播過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生反射、折射、散射、繞

射、干涉、共振等現(xiàn)象。5、超聲在產(chǎn)生、傳播、接收與相互作用，相互影響因

素多，故在超聲成像過(guò)程中易形成偽像。6、超聲工作安靜且危害少。第二章超聲波的物理性質(zhì)

（二）超聲波的特點(diǎn)

1、超聲可在11第二章超聲波的物理性質(zhì)

（三）振動(dòng)與波動(dòng)

振動(dòng)是指質(zhì)點(diǎn)在平衡位置上來(lái)回往復(fù)的運(yùn)動(dòng)；

波動(dòng)是指振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播（簡(jiǎn)稱為波）。

波分為電磁波和機(jī)械波二大類，超聲屬于機(jī)械波;X線屬于電磁波?？v波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波傳播方向一致的波。橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波傳播方向垂直的波。在超聲診斷中，聲波在人體所有軟組織中均以縱波的形式傳播，故診斷用超聲都為縱波。第二章超聲波的物理性質(zhì)

（三）振動(dòng)與波動(dòng)

振動(dòng)是指質(zhì)點(diǎn)在12對(duì)于縱波,等于兩相鄰密集點(diǎn)(或稀疏點(diǎn))間的距離,如圖(a)所示;

對(duì)于橫波,則是從一個(gè)波峰(或波谷)到相鄰波峰(波谷)的距離,如圖(b)所示。

第二章超聲波的物理性質(zhì)

（四）波長(zhǎng)對(duì)于縱波,等于兩相鄰密集點(diǎn)(或稀疏點(diǎn))間的距離,如圖(a)所13二、超聲波的物理量（一）聲速超聲在介質(zhì)中單位時(shí)間傳播的距離稱為聲速。

用C表示，單位m／s。1、不同頻率的超聲在相同介質(zhì)中傳播其聲速相同。2、相同頻率的超聲在不同介質(zhì)中傳播其聲速不同。3、超聲在軟組織（液體）中傳播的速度約為1500m／s，在骨骼中傳播的速度約為4080m／s，

在氣體中傳播的速度約為330m／s。4、超聲診斷儀測(cè)量病變的位置和大小就是以超聲在人體

中傳播的速度為依據(jù)的。第二章超聲波的物理性質(zhì)二、超聲波的物理量（一）聲速第二章超聲波的物理性質(zhì)14（二）周期和頻率

1、周期：質(zhì)點(diǎn)在平衡位置來(lái)回往復(fù)一次所需的時(shí)間。用T表示，單位是秒（S）。2、頻率：質(zhì)點(diǎn)在1秒鐘內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù)。用f表示，單位是赫茲（Hz）。診斷用超聲頻率范圍為：2.5MHz～10MHz。二、超聲波的物理量第二章超聲波的物理性質(zhì)（二）周期和頻率

1、周期：質(zhì)點(diǎn)在平衡位置來(lái)回往復(fù)一次所需的15（三）波長(zhǎng)

超聲在一個(gè)周期內(nèi)（或一次全振動(dòng)）所傳播的距離。用λ表示。各物理量之間的關(guān)系：1、超聲在軸向上所能檢出的病灶必須大于半個(gè)波長(zhǎng)，故波長(zhǎng)

越短其軸向分辨力越強(qiáng)。2、波長(zhǎng)越短，頻率越高。3、超聲頻率越高所探測(cè)的組織深度就越淺。結(jié)論：超聲的頻率越高其軸向分辨力越強(qiáng)，但其穿透力越弱。二、超聲波的物理量第二章超聲波的物理性質(zhì)（三）波長(zhǎng)

超聲在一個(gè)周期內(nèi)（或一次全振動(dòng)）所傳播的距離。二16（四）聲強(qiáng)聲強(qiáng)是表示聲的客觀強(qiáng)弱的物理量,它用每秒鐘通過(guò)垂直于聲波傳播方向的1平方厘米面積的能量來(lái)度量。單位是焦耳／(秒·平方厘米)［J/(s·cm2)］。聲強(qiáng)與聲源的振幅有關(guān),振幅越大,聲強(qiáng)也越大;振幅越小,聲強(qiáng)也越小。聲強(qiáng)隨著距離的增大而逐漸減弱。二、超聲波的物理量第二章超聲波的物理性質(zhì)（四）聲強(qiáng)二、超聲波的物理量第二章超聲波的物理性質(zhì)17

（五）聲阻抗1、聲阻抗：指介質(zhì)的密度(ρ)與超聲在介質(zhì)中傳播的速度(c)的乘積。用Zs表示：Zs=ρc2、聲阻抗差：指兩種不同介質(zhì)聲阻抗的差值。通常情況下，反射系數(shù)滿足以下關(guān)系式：

式中，z1和z2分別是兩種介質(zhì)的聲阻抗，θi為入射角,θt為折射角。兩種介質(zhì)只要存在聲阻抗差就可在界面上引起超聲反射，聲阻抗差越大，反射越強(qiáng)，則折射聲能就越弱，反之亦然。二、超聲波的物理量第二章超聲波的物理性質(zhì)（五）聲阻抗二、超聲波的物理量第二章超聲波的物理性質(zhì)18三、超聲波在介質(zhì)中的傳播特性基本概念：界面：指兩種介質(zhì)中的交界面。界面的尺寸大于超聲波長(zhǎng)稱為大界面；界面的尺寸小于超聲波長(zhǎng)稱為小界面。第二章超聲波的物理性質(zhì)三、超聲波在介質(zhì)中的傳播特性第二章超聲波的物理性質(zhì)19（一）超聲波的反射Z1 Z2 C1 C2 θi

θt

θr

1、概念：當(dāng)入射聲能遇到聲阻抗不同的兩種介質(zhì)的大界面時(shí)，入射聲能部分或全部返回原介質(zhì)中傳播的現(xiàn)象稱為反射。2、形成條件：1）兩種介質(zhì)存在聲阻抗差。2）大界面。3、入射、反射和折射的關(guān)系：入射聲能＝反射聲能＋折射聲能4、超聲反射是形成人體內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)圖像的主要聲學(xué)基礎(chǔ)。它能獲得人體內(nèi)大結(jié)構(gòu)的信息，用于醫(yī)學(xué)診斷。超聲的入射、反射和折射三、超聲波在介質(zhì)中的傳播特性（一）超聲波的反射Z1 Z2 C1 C2 θi θt θr120Z2 Z1 Z3 d 超聲透射示意圖Z1代表第一層介質(zhì)，Z2代表第二層介質(zhì)，Z3代表第三層介質(zhì)，d代表第二層介質(zhì)的厚度。概念：超聲波通過(guò)界面向深層傳播的現(xiàn)象稱為透射。三、超聲波在介質(zhì)中的傳播特性（二）超聲波的透射Z2 Z1 Z3 d 超聲透射示意圖Z1代表第一層介質(zhì)，Z221（三）超聲波的折射1、概念：穿過(guò)大界面的透射波發(fā)生聲束前進(jìn)方向的改變稱為折射。2、產(chǎn)生條件：（1）兩介質(zhì)存在聲阻抗差。

（2）超聲在兩介質(zhì)中傳播的速度不同。

（3）大界面。3、折射各參數(shù)的關(guān)系：（1）入射聲能＝反射聲能＋折射聲能（2）入射角等于反射角。（3）三、超聲波在介質(zhì)中的傳播特性（三）超聲波的折射1、概念：穿過(guò)大界面的透射波發(fā)生聲束前進(jìn)方22（四）超聲波的衍射（繞射）超聲波遇到界面的尺寸與超聲波長(zhǎng)相似的界面時(shí)，超聲能繞過(guò)該界面繼續(xù)向前傳播的現(xiàn)象稱為繞射。超聲在傳播時(shí)，遇到與超聲波波長(zhǎng)近似或小于波長(zhǎng)（小界面）的介質(zhì)時(shí)，產(chǎn)生散射與繞射。繞射是超聲繞過(guò)障礙物的邊緣，繼續(xù)向前傳播。三、超聲波在介質(zhì)中的傳播特性（四）超聲波的衍射（繞射）超聲波遇到界面的尺寸與超聲波長(zhǎng)相似23（五）超聲波的散射

超聲散射示意圖1、概念：超聲波遇到界面尺寸小于波長(zhǎng)的微粒時(shí)，能使微粒振動(dòng)而向四周輻射聲能的現(xiàn)象稱為散射。2、產(chǎn)生條件：界面尺寸小于超聲波長(zhǎng)。3、超聲散射是形成人體內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)圖像的另一個(gè)聲學(xué)基礎(chǔ)。它能獲得人體內(nèi)微細(xì)結(jié)構(gòu)的信息，用于醫(yī)學(xué)診斷。三、超聲波在介質(zhì)中的傳播特性（五）超聲波的散射超聲散射示意圖1、概念：超聲波遇到界面24結(jié)論:利用超聲的反射觀察臟器的輪廓，利用超聲的散射弄清楚臟器內(nèi)部的病變。三、超聲波在介質(zhì)中的傳播特性結(jié)論:三、超聲波在介質(zhì)中的傳播特性25第三章超聲多普勒現(xiàn)象

（一）多普勒效應(yīng)當(dāng)聲源與接收器之間出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收的回波頻率與發(fā)射頻率會(huì)發(fā)生改變，當(dāng)它們相互靠近時(shí)，回波頻率會(huì)升高，當(dāng)它們彼此遠(yuǎn)離時(shí)，回波頻率會(huì)降低，這種頻率的差異稱為頻移即多普勒效應(yīng)。

f0為波源的頻率，f為接收回波的頻率，為波源的運(yùn)動(dòng)速度，為接收器的運(yùn)動(dòng)速度。式中的、

在相互靠近時(shí)為正，彼此遠(yuǎn)離時(shí)為負(fù)。接收頻率與發(fā)射頻率之差稱多普勒頻移或差頻fd

。fd=f-f0第三章超聲多普勒現(xiàn)象

（一）多普勒效應(yīng)當(dāng)聲26當(dāng)超聲波碰到流向遠(yuǎn)離探頭血液時(shí)(發(fā)射波與血液流動(dòng)方向同向）回波頻率會(huì)降低；當(dāng)超聲波碰到流向探頭的血液時(shí)（發(fā)射波與血液流動(dòng)方向反向）會(huì)使探頭接收的回聲信號(hào)頻率升高。（一）多普勒效應(yīng)當(dāng)超聲波碰到流向遠(yuǎn)離探頭血液時(shí)(發(fā)射波與血液流動(dòng)方向同向）回27（二）應(yīng)用多普勒效應(yīng)測(cè)定血流人體內(nèi)流動(dòng)血液中的紅細(xì)胞在探頭探查時(shí)相對(duì)探頭是運(yùn)動(dòng)的，它可產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，利用探頭接收到的多普勒頻移信號(hào)就可測(cè)得人體內(nèi)血流的速度。入射超聲頻率為f0，反射超聲頻率為fr，被檢查目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度為v，超聲速度為c，目標(biāo)運(yùn)動(dòng)方向與入射超聲聲束夾角為θ，則接收器接收到的反射超聲頻移fd為：由于c、f0、θ、是固定不變的（已知的），所以頻移fd只與血流速度v有關(guān)，因此只要檢測(cè)出血流的頻移信號(hào)就能測(cè)出血流的速度，且頻移越大，血流速度越快，頻移越小血流速度越慢。（二）應(yīng)用多普勒效應(yīng)測(cè)定血流人體內(nèi)流動(dòng)血液中的紅細(xì)胞在探頭探28多普勒效應(yīng)(Dopplereffect)

fd=│fr–fo│=±2v·foCosθ/C

fd=±

fd為頻移,fo為入射超聲頻率V為血流速度C為介質(zhì)的聲速Cosθ為血流方向與聲束探測(cè)方向間的角度余弦多普勒效應(yīng)(Dopplereffect)fd為頻移,f29第四章超聲探測(cè)的物理基礎(chǔ)一、超聲的發(fā)射與接收（一）壓電效應(yīng)壓電材料兩端加電壓就可出現(xiàn)振動(dòng)（發(fā)射狀態(tài)：即逆壓電效應(yīng)），壓電材料接受聲振動(dòng)就能產(chǎn)生電信號(hào)（接收狀態(tài)：即正壓電效應(yīng)），這種特性稱為壓電效應(yīng)。具有壓電效應(yīng)的材料稱為壓電材料。壓電材料在超聲探頭內(nèi)稱為壓電晶片、壓電振子、壓電元件等。第四章超聲探測(cè)的物理基礎(chǔ)一、超聲的發(fā)射與接收30壓電效應(yīng)正壓電效應(yīng)逆壓電效應(yīng)壓電效應(yīng)正壓電效應(yīng)逆壓電效應(yīng)31超聲波發(fā)射是利用壓電晶體的逆壓電效應(yīng)（即應(yīng)用交變電壓使壓電晶體產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的傳播就形成超聲波）；超聲波接收是利用壓電晶體的正壓電效應(yīng)（即把超聲反射波對(duì)壓電晶體的機(jī)械壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)）。壓電效應(yīng)超聲波發(fā)射是利用壓電晶體的逆壓電效應(yīng)（即應(yīng)用交變電壓使壓電晶32（二）超聲探頭具有發(fā)射超聲和接收超聲功能的裝置稱為探頭，又稱超聲

換能器。由主體和殼體兩部分組成。1、探頭主體：

（1）壓電晶片：探頭的主要元件。

（2）面材：指探頭與人體組織的接觸端，由環(huán)氧樹(shù)脂制成。

（3）背材（吸聲塊）：緊靠壓電晶片，作用是吸收背向輻

射的聲能，使其不再反射回壓電晶片，以免影響壓電

晶片的正常工作。（4）聲隔離：用橡膠、尼龍、堵塞于壓電晶片、背材和殼

體之間，以消除其他結(jié)構(gòu)對(duì)壓電晶片工作的影響。2、殼體：（1）外殼：指探頭外層的保護(hù)殼，對(duì)探頭內(nèi)部

元件起保護(hù)作用。

（2）電纜：將探頭與超聲診斷儀主機(jī)連為一

體，進(jìn)行電信號(hào)的傳輸。（二）超聲探頭具有發(fā)射超聲和接收超聲功能的裝置稱為探頭，又稱33超聲換能器測(cè)厚探頭直探頭超聲換能器測(cè)厚探頭直探頭34超聲換能器超聲換能器35第七章超聲波成像課件36（三）超聲場(chǎng)特性1、超聲場(chǎng)：指介質(zhì)中超聲所存在的空間范圍。

簡(jiǎn)稱為聲場(chǎng)。近場(chǎng) 遠(yuǎn)場(chǎng) 聲軸 聲束：從探頭發(fā)出的集中在較小范圍內(nèi)的束狀聲波。聲軸：聲束的中心軸線稱為聲軸，它代表了聲束傳播的主方向。2、近場(chǎng)：靠近探頭處聲束平行不擴(kuò)散稱為近場(chǎng)。特點(diǎn)：近場(chǎng)的聲壓和聲強(qiáng)變化較大，形成的圖像易受干擾，

不穩(wěn)定，不能用于超聲診斷。3、遠(yuǎn)場(chǎng)：遠(yuǎn)離探頭處聲束開(kāi)始擴(kuò)散稱為遠(yuǎn)場(chǎng)。特點(diǎn)：遠(yuǎn)場(chǎng)的聲壓和聲強(qiáng)較平穩(wěn)，形成的圖像較穩(wěn)定，可用

于超聲診斷，其聲能會(huì)不斷減弱。4、聚焦：把一定的聲能集中到較小的空間范圍內(nèi)的方法稱為聚焦。包括電子聚焦和光學(xué)聚焦兩種。（三）超聲場(chǎng)特性1、超聲場(chǎng)：指介質(zhì)中超聲所存在的空間范圍。近37二、超聲脈沖回波成像原理（一）脈沖回波成像的基本原理向人體內(nèi)發(fā)射一組超聲脈沖，在傳播過(guò)程中遇到組織和臟器界面時(shí)產(chǎn)生回波，接收回波并進(jìn)行放大處理后，再發(fā)射下一組脈沖，以此來(lái)得到人體內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)信息的聲像圖。根據(jù)脈沖發(fā)出、到達(dá)界面然后返回到探頭經(jīng)過(guò)的來(lái)回往返路程，得到聲源至界面的距離L：

L=ct/2二、超聲脈沖回波成像原理（一）脈沖回波成像的基本原理根據(jù)脈沖38第七章超聲波成像課件39（二）脈沖回波成像的工作參數(shù)1、超聲頻率：指超聲成像的工作頻率，是超聲成像的主要參數(shù)。目前診斷用超聲的頻率有：2.0MHZ、2.5MHZ、3MHZ、3.5MHZ、5MHZ、7.5MHZ、10MHZ、20MHZ、40MHZ。最常用的是3.5MHZ。由于超聲頻率越高，分辨力越強(qiáng)，穿透力越弱，所以選擇探頭的原則為：探測(cè)深層組織選擇低頻率探頭；探測(cè)淺層組織選擇高頻率探頭。2、作用距離（穿透深度）：指超聲能夠穿透并能顯示回波圖像的探測(cè)深度。（二）脈沖回波成像的工作參數(shù)1、超聲頻率：指超聲成像的工作頻403、脈沖重復(fù)頻率（F）和脈沖重復(fù)周期（T）：（1）脈沖重復(fù)頻率F：指每秒鐘脈沖重復(fù)出現(xiàn)的

次數(shù)。（2）脈沖重復(fù)周期：指兩個(gè)相鄰脈沖前沿相隔的

時(shí)間。4、脈沖寬度和間歇期：（1）脈沖寬度：指每個(gè)脈沖所持續(xù)的時(shí)間。（2）間歇期：指兩個(gè)相鄰脈沖之間的間歇時(shí)間。

又稱為靜止期。3、脈沖重復(fù)頻率（F）和脈沖重復(fù)周期（T）：41第五章超聲成像系統(tǒng)一、A型超聲診斷儀（A超:幅度顯示）A型超聲診斷儀因其回波顯示采用幅度調(diào)制(amplitudemodulation)而得名。A型顯示是超聲診斷儀最基本的一種顯示方式，即在陰極射線管(CRT)熒光屏上，以橫坐標(biāo)（X軸）代表被探測(cè)物體的深度，縱坐標(biāo)（Y軸）代表回波脈沖的幅度，回波強(qiáng)則波幅高，回波弱則波幅低，無(wú)回波則無(wú)波形。故可測(cè)得人體臟器的厚度、病灶在人體組織中的深度以及病灶的大小，可在一定程度上對(duì)病灶進(jìn)行定性分析。第五章超聲成像系統(tǒng)一、A型超聲診斷儀（A超:幅度顯示）42由于A型顯示的回波圖，只能反映局部組織的回波信息，不能獲得在臨床診斷上需要的解剖圖形，且診斷的準(zhǔn)確性與操作醫(yī)師的識(shí)圖經(jīng)驗(yàn)關(guān)系很大，因此其應(yīng)用價(jià)值已漸見(jiàn)低落，A型超聲診斷儀也很少生產(chǎn)和使用了。由于A型顯示的回波圖，只能反映局部組織的回波信息，不能獲得在43二、M型超聲診斷儀(運(yùn)動(dòng)顯示)

M型超聲成像診斷儀適用于對(duì)運(yùn)動(dòng)臟器，如心臟的探查。由于其顯示的影像是由運(yùn)動(dòng)回波信號(hào)對(duì)顯示器掃描線實(shí)行輝度調(diào)制，并按時(shí)間順序展開(kāi)而獲得一維空間多點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)序（motion-time）圖，故稱之為M型超聲成像診斷儀，其所得的圖像也叫作超聲心動(dòng)圖。二、M型超聲診斷儀(運(yùn)動(dòng)顯示)

M型超聲成像診斷儀適用于對(duì)運(yùn)44M型超聲診斷儀基本原理M型超聲診斷儀采用輝度調(diào)制的方法，使深度方向所有界面反射回波用亮點(diǎn)形式在顯示器垂直掃描線上顯示出來(lái)，隨著臟器的運(yùn)動(dòng)，垂直掃描線上的各點(diǎn)將發(fā)生位置上的變動(dòng)，定時(shí)地采樣這些回波并使之按時(shí)間先后逐行在屏上顯示出來(lái)。M型超聲診斷儀基本原理M型超聲診斷儀采用輝度調(diào)制的方法，使45三、B型超聲診斷儀（B超:剖面顯示）

為了獲得人體組織和臟器解剖影像，B型超聲成像儀問(wèn)世，實(shí)現(xiàn)了對(duì)人體組織和臟器的斷層顯示。

雖然B型超聲成像診斷儀因其成像方式采用輝度調(diào)制(brightnessmodulation)而得名，其影像所顯示的卻是人體組織或臟器的二維超聲斷層圖(或稱剖面圖)，對(duì)于運(yùn)動(dòng)臟器，還可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示，所以，B型超聲成像儀與A型、M型超聲診斷儀在結(jié)構(gòu)原理上都有較大的不同。有線形掃描斷層影像、扇形掃描斷層影像之分。三、B型超聲診斷儀（B超:剖面顯示）

為了獲得人體組織和臟器46第七章超聲波成像課件47B超掃描方式B超掃描方式48第七章超聲波成像課件49A、B、M型基本原理A、B、M型基本原理50四、D型超聲（多普勒）診斷儀

D型超聲成像診斷儀也即超聲多普勒診斷儀，它是利用聲學(xué)多普勒原理，對(duì)運(yùn)動(dòng)中的臟器和血液所反射回波的多普勒頻移信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)并處理，轉(zhuǎn)換成聲音、波形、色彩和輝度等信號(hào)，從而顯示出人體內(nèi)部器官的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。超聲多普勒診斷儀主要分為3種類型：即連續(xù)式超聲多普勒成像診斷儀、脈沖式超聲多普勒成像診斷儀及實(shí)時(shí)二維彩色超聲多普勒血流成像診斷儀。四、D型超聲（多普勒）診斷儀

D型超聲成像診斷儀也即超聲多普51脈沖式超聲多普勒成像儀

脈沖式超聲多普勒成像儀是以斷續(xù)方式發(fā)射超聲波信號(hào)，因此稱為脈沖式。它由控制電路來(lái)控制發(fā)射信號(hào)的產(chǎn)生和選通回聲信號(hào)的接收與放大，借助截取回聲信號(hào)的時(shí)間段來(lái)選擇測(cè)定距離，鑒別器官組織的位置。由于發(fā)射和接收的信號(hào)為脈沖式，可以由探頭內(nèi)的一個(gè)換能器來(lái)完成發(fā)射和接收雙重任務(wù)，這對(duì)于簡(jiǎn)化探頭結(jié)構(gòu)，提高影像質(zhì)量十分有益。隨著脈沖多普勒技術(shù)、方向性探測(cè)、頻譜處理和計(jì)算機(jī)編碼技術(shù)的采用及發(fā)展，其可以多種形式的診斷信息提供給醫(yī)生，使其測(cè)量水平由定性邁向定量。脈沖式超聲多普勒成像儀52實(shí)時(shí)二維彩色超聲多普勒血流診斷儀實(shí)時(shí)二維彩色超聲多普勒血流成像診斷儀是80年代后期心血管超聲多普勒診斷領(lǐng)域中的最新科技成果。它將脈沖多普勒技術(shù)與二維（B型）實(shí)時(shí)超聲成像和M型超聲心動(dòng)圖結(jié)合起來(lái)，在直觀的二維斷面實(shí)時(shí)影像上，同時(shí)顯現(xiàn)血流方向和相對(duì)速度，提供心血管系統(tǒng)在時(shí)間和空間上的信息。進(jìn)而通過(guò)計(jì)算機(jī)的數(shù)字化技術(shù)和影像處理技術(shù)，使其在影像診斷儀器的構(gòu)架上兼具了生理監(jiān)測(cè)的功能，提供諸如血流速度、流量、加速度、血管徑、動(dòng)脈指數(shù)等極具價(jià)值的信息，這就是俗稱的“彩超”或“彩色多普勒”實(shí)時(shí)二維彩色超聲多普勒血流診斷儀實(shí)時(shí)二維彩色超聲多普勒血流成53（一）超聲多普勒成像工作原理向人體發(fā)射頻率固定的脈沖式或連續(xù)式超聲，接收經(jīng)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的散射回波，從雜亂的回波信號(hào)中提取血流多普勒頻移信號(hào)，經(jīng)分析處理后顯示出來(lái)。A）多普勒頻移信號(hào)的解調(diào)由于接收器接收到的信號(hào)是所有運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的雜波信號(hào)，從復(fù)雜的雜波信號(hào)中提取出多普勒頻移信號(hào)的過(guò)程稱為多普勒頻移信號(hào)解調(diào)。（一）超聲多普勒成像工作原理向人體發(fā)射頻率固定的脈沖式或連續(xù)54B）多普勒頻移信號(hào)的分析處理經(jīng)解調(diào)提取的多普勒頻移信號(hào)必須經(jīng)過(guò)分析處理后才能以不同的方式顯示出現(xiàn)。C）多普勒頻移信號(hào)的顯示多普勒頻移信號(hào)的顯示方式有多種，但主要的有頻譜顯示和彩色血流顯像顯示。*頻譜顯示：包括脈沖多普勒超聲顯像儀和連續(xù)多普勒超聲顯示儀。*彩色血流顯示：將流動(dòng)的血液著有不同的顏色。B）多普勒頻移信號(hào)的分析處理55（二）頻譜顯示--頻譜分析（1）橫坐標(biāo)代表頻移時(shí)間（即血流持續(xù)的時(shí)間），

縱坐標(biāo)代表頻移幅度（血流速度大?。┲虚g的水平軸線為基線。（2）頻移方向（即血流方向）：基線以上的頻移信號(hào)為正，表示血流朝向探頭，基線以下的頻移信號(hào)為負(fù)，表示血流背離探頭。（3）頻移強(qiáng)度：以頻譜的亮度表示。反映探測(cè)聲束內(nèi)具有相同流速的紅細(xì)胞數(shù)量的多少。相同流速的紅細(xì)胞數(shù)量越多，頻譜的亮度越亮，相同流速的紅細(xì)胞數(shù)量越少，頻譜亮度越暗。（4）頻譜離散度：以頻譜曲線在垂直方向上的寬度表示。代表某一瞬間探測(cè)聲束內(nèi)紅細(xì)胞速度分布范圍的大小。速度分布范圍越大，頻譜則越寬；速度分布范圍越小，頻譜則越窄。（二）頻譜顯示--頻譜分析（1）橫坐標(biāo)代表頻移時(shí)間（即血流持56頻率-時(shí)間顯示（頻譜顯示型）（1）頻移時(shí)間：橫坐標(biāo)代表血流持續(xù)的時(shí)間s；（2）頻移幅度：縱坐標(biāo)代表血流速度的大小，單位為m·s-1（速度）或kHz（頻移）；頻率-時(shí)間顯示（頻譜顯示型）（1）頻移時(shí)間：橫坐標(biāo)代表血流持57（三）彩色多普勒--彩色血流顯示血流的彩色多普勒顯示方法（血流顯像分析）（1）血流方向紅色表示朝向探頭的正向血流；藍(lán)色表示遠(yuǎn)離探頭的負(fù)向血流。（2）血流速度以彩色信號(hào)色調(diào)的明暗來(lái)表示血流速度的快慢。速度越快則色調(diào)越亮，速度越慢則色調(diào)越暗。（3）流速的離散度1、離散度小，表現(xiàn)為色調(diào)純凈的紅色或藍(lán)色。2、離散度大，則在原色調(diào)的基礎(chǔ)上加上綠色。（三）彩色多普勒--彩色血流顯示血流的彩色多普勒顯示方法（血58第七章超聲波成像課件59第七章超聲波成像課件60第六章超聲圖像質(zhì)量一、超聲圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)（一）超聲探測(cè)的分辨力超聲分辨力可分為基本分辨力（空間分辨力）和圖像分辨力（細(xì)微分辨力和對(duì)比分辨力）。1、基本分辨力：指超聲能夠分辨最小病變的能力?？煞譃檩S向分辨力和橫向分辨力。（1）軸向分辨力：指超聲能夠分辨聲束軸線方向上兩點(diǎn)之間最小距離的能力。軸向分辨力的強(qiáng)弱與超聲的波長(zhǎng)和脈沖寬度有關(guān)，波長(zhǎng)越短，脈沖寬度越小則軸向分辨力越強(qiáng)。則對(duì)小病灶的顯示率就越高。

第六章超聲圖像質(zhì)量一、超聲圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)61（2）橫向分辨力：指超聲能夠分辨垂直于聲束軸線短軸方向上兩點(diǎn)之間最小距離的能力。橫向分辨力的強(qiáng)弱與聲束的厚薄有關(guān)。聲束越薄，橫向分辨力越強(qiáng)，則其圖像上反映的切面情況越真實(shí)；聲束越厚，橫向分辨力越弱，則其圖像上出現(xiàn)偽像的機(jī)會(huì)越多。（2）橫向分辨力：指超聲能夠分辨垂直于聲束軸線短軸方向上兩點(diǎn)622、圖像分辨力指超聲對(duì)圖像顯示的層次感和清晰程度。包括細(xì)微分辨力和對(duì)比分辨力。（1）細(xì)微分辨力：指超聲對(duì)細(xì)微結(jié)構(gòu)的顯示能力。其細(xì)微分辨力的強(qiáng)弱與超聲頻率有關(guān)，頻率越高，細(xì)微分辨力越強(qiáng)，則圖像顯示越清晰，質(zhì)量越好。（2）對(duì)比分辨力：指能顯示具有不同灰階細(xì)微差別，但回聲相似的結(jié)構(gòu)的能力。對(duì)比分辨力的強(qiáng)弱與儀器的動(dòng)態(tài)范圍有關(guān)，動(dòng)態(tài)范圍越大，對(duì)比分辨力越強(qiáng)，則其顯示的圖像層次就越豐富。2、圖像分辨力63（二）超聲圖像質(zhì)量的評(píng)價(jià)

主要是通過(guò)軸向分辨力、厚度分辨力以及細(xì)微分辨力和對(duì)比分辨力等對(duì)超聲顯示的圖像進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)。（二）超聲圖像質(zhì)量的評(píng)價(jià)64

復(fù)習(xí)題1、聲速：聲波在介質(zhì)中單位時(shí)間內(nèi)傳播的距離,稱為聲速。用符號(hào)c表示,單位為m／s(米／秒)。對(duì)于縱向傳播的平面波,其聲速為c=k/ρ，式中:ρ為介質(zhì)密度，k為介質(zhì)的體積彈性模量。2、波長(zhǎng):在一個(gè)周期內(nèi),聲波所傳播的距離就是一個(gè)波長(zhǎng),用λ表示。對(duì)于縱波,等于兩相鄰密集點(diǎn)(或稀疏點(diǎn))間的距離。3、在超聲診斷中，聲波在人體所有軟組織中均以（縱波）的形式傳播，故診斷用超聲都為（縱波）。4、波長(zhǎng)λ、聲速c與頻率f之間滿足以下關(guān)系：λ＝c/f

5、聲強(qiáng):聲強(qiáng)是表示聲的客觀強(qiáng)弱的物理量,它用每秒鐘通過(guò)垂直于聲波傳播方向的1平方厘米面積的能量來(lái)度量,它的單位是焦耳／(秒·平方厘米)［J/(s·cm2)］。6、聲阻抗：

聲阻抗是描述彈性媒質(zhì)傳播聲波的一個(gè)物理量。對(duì)于各向同性的均勻媒質(zhì)中來(lái)說(shuō),媒質(zhì)中某點(diǎn)有效聲壓P與振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)速度有效值V之比稱為聲阻抗,用Zs表示：