a 醫(yī)學(xué)超聲原理-第十講-脈沖回波式超聲診斷儀

第十講脈沖回波式超聲診斷儀與本PPT配套的指定教材目前，關(guān)于生物醫(yī)學(xué)超聲的參考書很多；但是從教十年多來，一直很難找到一本非常適合本科生的教材。這也是編者下定決心編寫本書的主要原因之一。本書的內(nèi)容主要包括超聲物理基礎(chǔ)，壓電效應(yīng)與換能器技術(shù)，超聲成像診斷原理，超聲治療技術(shù)，醫(yī)學(xué)超聲實驗，醫(yī)學(xué)超聲的最新進(jìn)展等。每章節(jié)都配置了一定量的練習(xí)與思考題，以幫助讀者鞏固書中的內(nèi)容，并提高分析解決問題的能力。為配合雙語教學(xué)，本書保留了關(guān)鍵專業(yè)詞匯的中英文對照。本書的特點是在注重基本概念，基本原理，基本方法的同時，兼顧一定的工程技術(shù)實用性，如包含聲場的數(shù)值模擬，超聲圖像的C語言程序處理，超聲波發(fā)射電路原理，換能器的匹配技術(shù)等。本書適合醫(yī)學(xué)超聲以及相關(guān)領(lǐng)域的本科生作教材，也可供該領(lǐng)域的研究生，科研及工程技術(shù)工作者參考。CompanyLogo本講主要內(nèi)容超聲成像的物理基礎(chǔ)二脈沖回波式成像系統(tǒng)三脈沖回波式成像系統(tǒng)分類四其他成像系統(tǒng)五應(yīng)用原因掃描方式基本工作原理衰減傳播速度反射折射散射A超B超C超M超超聲CT超聲全息術(shù)Doppler儀超聲設(shè)備概述一CompanyLogo一、超聲設(shè)備概述一、醫(yī)學(xué)超聲設(shè)備的分類

1.按其用途分類：超聲診斷儀:向人體內(nèi)發(fā)射超聲波，并接收由人體組織反射的回波信號，根據(jù)其所攜帶的有關(guān)人體組織的信息，加以檢測、放大等處理，并顯示出來，為醫(yī)生提供診斷的依據(jù)。超聲治療儀：向人體內(nèi)發(fā)射一定功率的超聲能量，利用其與生物組織的相互作用產(chǎn)生的各種效應(yīng)，對有疾患的組織起到治療作用。治療儀器不需要接受回波與處理回波，結(jié)構(gòu)較為簡單，功率較大。CompanyLogo一、超聲設(shè)備概述2.以獲取信息的空間分類一維信息設(shè)備，如Ａ型、Ｍ型。

二維信息設(shè)備，如扇形掃查Ｂ型、線性掃查Ｂ型、凸陣掃查Ｂ型等。

三維信息設(shè)備，即立體超聲設(shè)備。3.按超聲波形分類連續(xù)波超聲設(shè)備，如連續(xù)波超聲多普勒血流儀。

脈沖波超聲設(shè)備，如Ａ型、Ｍ型、Ｂ型超聲診斷儀。與本PPT配套的指定教材目前，關(guān)于生物醫(yī)學(xué)超聲的參考書很多；但是從教十年多來，一直很難找到一本非常適合本科生的教材。這也是編者下定決心編寫本書的主要原因之一。本書的內(nèi)容主要包括超聲物理基礎(chǔ)，壓電效應(yīng)與換能器技術(shù)，超聲成像診斷原理，超聲治療技術(shù)，醫(yī)學(xué)超聲實驗，醫(yī)學(xué)超聲的最新進(jìn)展等。每章節(jié)都配置了一定量的練習(xí)與思考題，以幫助讀者鞏固書中的內(nèi)容，并提高分析解決問題的能力。為配合雙語教學(xué)，本書保留了關(guān)鍵專業(yè)詞匯的中英文對照。本書的特點是在注重基本概念，基本原理，基本方法的同時，兼顧一定的工程技術(shù)實用性，如包含聲場的數(shù)值模擬，超聲圖像的C語言程序處理，超聲波發(fā)射電路原理，換能器的匹配技術(shù)等。本書適合醫(yī)學(xué)超聲以及相關(guān)領(lǐng)域的本科生作教材，也可供該領(lǐng)域的研究生，科研及工程技術(shù)工作者參考。CompanyLogo一、超聲設(shè)備概述4.按利用的物理特性分類回波式超聲診斷儀如Ａ型、Ｍ型、Ｂ型、Ｄ型等。

透射式超聲診斷儀如超聲顯微鏡及超聲全息成像系統(tǒng)。5.按醫(yī)學(xué)超聲設(shè)備體系分類Ａ型超聲診斷儀Ｍ型超聲診斷儀Ｂ型超聲診斷儀Ｄ型超聲多普勒診斷儀Ｃ型和Ｆ型超聲成像儀超聲全息診斷儀超聲ＣＴ

CompanyLogo二、超聲成像的物理基礎(chǔ)---超聲在人體的衰減衰減現(xiàn)象超聲在人體組織中傳播時，聲強會隨傳播距離的增加而減小衰減因素第一類是由于聲束本身的擴散以及由于反射、散射等原因造成的聲強度減弱第二類衰減是由于介質(zhì)的吸收引起的。它使聲能轉(zhuǎn)化成其他形式的能量（例如熱能）解決衰減的辦法超聲診斷儀器中一般都要設(shè)計一個深度補償電路，或叫做時間增益控制電路CompanyLogo二、超聲成像的物理基礎(chǔ)---超聲在人體的傳播速度反射超聲成像系統(tǒng)中的一個基本假設(shè)超聲在人體的傳播速度是一樣的，實際：除軟組織外差異≤5%不利影響：會使波速產(chǎn)生失真或偏移，從而帶來附加的誤差有利利用：在研究組織斷面中傳播速度的不同分布，包含了有用信息例如：某些惡性腫瘤的傳播速度比較高聲速不同引起的圖像偽差CompanyLogo二、超聲成像的物理基礎(chǔ)---超聲在人體的反射、折射、散射與衍射聲壓反射系數(shù)公式：CompanyLogo三、脈沖回波式成像系統(tǒng)A超M超B超脈沖回波式成像系統(tǒng)超聲成像系統(tǒng)類型1C超CompanyLogo三、脈沖回波式成像系統(tǒng)超聲脈沖反射法能在醫(yī)用超聲儀中應(yīng)用主要原因:(1)超聲波在人體內(nèi)傳播速度比較慢，在發(fā)射完僅幾微秒的超聲脈沖后，隨著超聲波在人體內(nèi)的傳播，大約有幾百微秒的時間可以用來接收、放大和處理回波信號。(2)超聲波在人體內(nèi)大多數(shù)軟組織中傳播速度相差不大，超聲波在人體組織中傳播的聲速，除氣質(zhì)性臟器和骨組織外，幾乎都在1540m/s左右，聲速在決定聲特性阻抗(R=PC)以及回波測距精度上是一個重要因素。(3)超聲波在人體傳播途中，遇到組織不均勻界面時(聲特性阻抗不同)就會產(chǎn)生反射。從人體組織的界面反射系數(shù)表可知，大部分軟組織的聲特性阻抗差異不是很大的，故只有小部分聲能反射回來，而大部分聲能穿過界面繼續(xù)向前傳播，遇到第二個界面時，又產(chǎn)生反射并仍有大部分聲能透過第二個界面繼續(xù)前進(jìn)。

回波雖然很小，但是仍能檢測出來。圖5-1脈沖波的含義思考題：該超聲成像系統(tǒng)為什么需要脈沖波？連續(xù)波可以嗎？CompanyLogo超聲波掃描方式掃描方式問題的重要性超聲診斷方法中，發(fā)射超聲脈沖的探頭移動方式(超聲波束運動方式)不同，即根據(jù)掃描方法的不同，而獲得的斷層象也不同。超聲束對于生物體內(nèi)組織反射面入射角的不同，對反射圖象的形成影響很大。問題在對圓形反射體進(jìn)行直線掃描時，斷層像在入射角大的一側(cè)，存在明顯因反射波造成的缺陷。解決辦法用以下幾種掃描方式CompanyLogo超聲波掃描方式CompanyLogo超聲波掃描方式—電子掃描型超聲波診斷裝置電子掃描型超聲波診斷裝置把探頭固定，用電子開關(guān)控制超聲波束掃描。在一條線上配置多個振子。加在各振子上的信號用電子開關(guān)控制，可以任意做成直線掃描、扇形掃描、復(fù)合掃描等方式，從而易于實現(xiàn)實時描繪。優(yōu)點由于沒有機械運動部分，主要優(yōu)點是耐用；CompanyLogo兩種主要的掃描方式CompanyLogo兩種主要的掃描方式CompanyLogo超聲波掃描方式—電子掃描型超聲波診斷裝置CompanyLogo脈沖回波式成像系統(tǒng)基本工作過程脈沖反射法是把探頭放在人體表面，由探頭前部的壓電晶體振子向體內(nèi)發(fā)射超聲波脈沖，再把從人體組織界面反射回來的超聲脈沖，用同一個壓電振子接收、放大、檢波后顯示在示波器上。CompanyLogo脈沖回波式成像系統(tǒng)

CompanyLogoA超演示與本PPT配套的指定教材目前，關(guān)于生物醫(yī)學(xué)超聲的參考書很多；但是從教十年多來，一直很難找到一本非常適合本科生的教材。這也是編者下定決心編寫本書的主要原因之一。本書的內(nèi)容主要包括超聲物理基礎(chǔ)，壓電效應(yīng)與換能器技術(shù)，超聲成像診斷原理，超聲治療技術(shù)，醫(yī)學(xué)超聲實驗，醫(yī)學(xué)超聲的最新進(jìn)展等。每章節(jié)都配置了一定量的練習(xí)與思考題，以幫助讀者鞏固書中的內(nèi)容，并提高分析解決問題的能力。為配合雙語教學(xué)，本書保留了關(guān)鍵專業(yè)詞匯的中英文對照。本書的特點是在注重基本概念，基本原理，基本方法的同時，兼顧一定的工程技術(shù)實用性，如包含聲場的數(shù)值模擬，超聲圖像的C語言程序處理，超聲波發(fā)射電路原理，換能器的匹配技術(shù)等。本書適合醫(yī)學(xué)超聲以及相關(guān)領(lǐng)域的本科生作教材，也可供該領(lǐng)域的研究生，科研及工程技術(shù)工作者參考。CompanyLogo脈沖回波式成像系統(tǒng)---A超(AmpliduteModulation)A超基本介紹A超是超聲設(shè)備中最基本的形式。它采用幅度調(diào)制型的顯示方式，以鋸齒電壓去調(diào)制示波管水平偏轉(zhuǎn)板上的電壓，使得示波管水平方向顯示出代表超聲探測深度的時間基線;以接收到的反射信號去調(diào)制示波管垂直偏轉(zhuǎn)板上的電壓，使示波屏垂直方向以波的形式顯示出代表反射信號強弱的回聲圖。根據(jù)回聲圖的形態(tài)、數(shù)值大小及分布情況來判斷人體臟器位置和病變的性質(zhì)。它適應(yīng)于醫(yī)學(xué)各科的檢查，廣泛用于肝、膽、腎、眼、子宮、顱腦等疾病的診斷和腫瘤性質(zhì)的鑒別。CompanyLogo脈沖回波式成像系統(tǒng)---A超(AmpliduteModulation)原理利用脈沖反射原理，向人體內(nèi)發(fā)射超聲波，幾乎以相同的速度在體內(nèi)傳播。超聲波碰到聲阻抗不同的組織界面時，有一部分反射到超聲探頭上，回波被振子所接收。超聲在體內(nèi)傳播的三種情況超聲脈沖波通過腹壁后，到達(dá)組織表面；體內(nèi)組織前壁反射一部分超聲波脈沖；同樣，經(jīng)過一定時間到達(dá)體內(nèi)組織后壁時也反射一部分超聲；衰減后的超聲波朝體內(nèi)部前進(jìn)，當(dāng)?shù)竭_(dá)體內(nèi)硬組織表面時，在這里幾乎全部超聲都被反射回去。CompanyLogo脈沖回波式成像系統(tǒng)---A超(AmpliduteModulation)向體內(nèi)傳播從軟組織前壁來的回聲從軟組織后壁傳來的回聲被硬組織完全返回CompanyLogo脈沖回波式成像系統(tǒng)---A超(AmpliduteModulation)超聲回波信號與時間的關(guān)系CompanyLogo脈沖回波式成像系統(tǒng)---A超(AmpliduteModulation)由觸發(fā)信號發(fā)生器(同步電路)高頻間歇振蕩器(發(fā)射電路)探頭(超聲換能器)接收電路(包括高頻放大器、檢波器、視頻放大器)時標(biāo)電路、鋸齒波發(fā)生器、顯示器等a.A超原理框圖b.A超各級波形圖CompanyLogo脈沖回波式成像系統(tǒng)---A超(AmpliduteModulation)由觸發(fā)信號發(fā)生器(同步電路)同步電路產(chǎn)生一系列時間相等的觸發(fā)脈沖(又稱同步脈沖)去控制發(fā)射電路、掃描電路等，使整機協(xié)調(diào)地工作。同步電路的振蕩頻率一般取f=50～2000Hz。提高振蕩頻率可增強熒光屏上的波形亮度，但振蕩頻率過高，掃描時間就很短滿足不了深度要求CompanyLogo脈沖回波式成像系統(tǒng)---A超(AmpliduteModulation)掃描電路（鋸齒波發(fā)生器）屬于直線掃描距離顯示，具體要求為：直線性好掃描線有足夠的一長度足夠的掃描持續(xù)時間恢復(fù)時間短觸發(fā)信號和掃描電壓的對應(yīng)關(guān)系如a圖(a),(b)所示CompanyLogo脈沖回波式成像系統(tǒng)---A超(AmpliduteModulation)掃描電路------直線性為了使掃描線每單位長度所代表的距離相等，從而減小測距的誤差，要求鋸齒電壓(即掃描電壓)應(yīng)該有良好的直線性衡量鋸齒電壓直線性好壞的程度，常用非線性系數(shù)δ來表示。定義：因為充電電流為，代入上式得到i(0)表示充電初始值i(T)表示終止值CompanyLogo脈沖回波式成像系統(tǒng)---A超(AmpliduteModulation)掃描電路------掃描線的長度:掃描線的長度由鋸齒電壓的幅度來決定。當(dāng)示波管的偏轉(zhuǎn)靈敏度S。為已知時，如果要獲得長度為L的掃描基線，則鋸齒電壓的幅度應(yīng)為掃描電路------足夠掃描的時間掃描線的全長所代表的深度，由掃描持續(xù)時間決定。最大的掃描持續(xù)時間應(yīng)與儀器的最大探測深度相適應(yīng)，以保證在儀器探測深度內(nèi)的目標(biāo)回波均能顯示出來。掃描電路------較短的恢復(fù)時間:掃描電路在休止期間應(yīng)很快恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)，以保證每次產(chǎn)生的掃描電壓都相等。CompanyLogo脈沖回波式成像系統(tǒng)---A超(AmpliduteModulation)延時電路延時電路的延遲時間是可變的，通常采用單穩(wěn)態(tài)電路。該電路的作用一是調(diào)整始脈沖的位置，使時標(biāo)對齊便于讀數(shù)，二是降低對增輝電路脈沖前沿的要求，且雙通道時，可以調(diào)整始波位置。單蹤顯示時，調(diào)整始波位置與距離，使對齊標(biāo)志，便于讀數(shù)。其波形如圖b.(c)所示。CompanyLogo脈沖回波式成像系統(tǒng)---A超(AmpliduteModulation)高頻間歇振蕩器(發(fā)射電路)在延時電路發(fā)出的觸發(fā)脈沖作用下，發(fā)射電路產(chǎn)生一高頻衰減振蕩。高頻振蕩的頻率一般在1-5MHz之間。每當(dāng)同步觸發(fā)脈沖到來一次，發(fā)射電路便發(fā)射一次高頻衰減振蕩，即產(chǎn)生幅度調(diào)制波。發(fā)射電路一方面將幅度調(diào)制波送入高頻放大器進(jìn)行線性放大，并經(jīng)檢波器、視頻放大器加到示波管的垂直偏轉(zhuǎn)板上，在熒光屏上顯現(xiàn)發(fā)射脈沖(熒光屏上的第一個波);另一方面發(fā)射電路將幅度調(diào)制波送給探頭，在此高頻衰減振蕩電壓激勵下，探頭產(chǎn)生一次超聲振蕩。超聲波進(jìn)入人體后的反射波，由探頭接收并轉(zhuǎn)換成電壓，并將此高頻電壓也送至高頻放大器，經(jīng)檢波和視頻放大后在熒光屏上顯現(xiàn)出一系列的回波，其波形如圖b.(d),(e),(f)所示，而(g)為時標(biāo)。CompanyLogo脈沖回波式成像系統(tǒng)---A超(AmpliduteModulation)發(fā)射電路的性能參數(shù)及其對整機性能的影響發(fā)射工作頻率f0發(fā)射脈沖的有效持續(xù)時間發(fā)射脈沖重復(fù)頻率f1輸出功率CompanyLogo脈沖回波式成像系統(tǒng)---A超(AmpliduteModulation)時間增益補償電路(TGC)超聲回波信號的動態(tài)范圍是很大的，一般達(dá)100dB以上，主要是由二個因素造成:超聲回波信號是由于人體組織聲阻抗的不同而產(chǎn)生的，但人體各組織界面聲阻抗差異的大小，反射目標(biāo)大小及取向不同等，使回波信號的大小在很大范圍內(nèi)變化。

由超聲傳播時的衰減所引起。一般而言，如果工作頻率取2.5MHz，則超聲波在人體內(nèi)傳播衰減每厘米要2.5dB左右，若探測深度為20cm，則單程衰減達(dá)50dB;我們采用脈沖回波工作方式，那末從發(fā)到收雙程衰減達(dá)100dB，這說明同一性質(zhì)的界面(或稱反射體)在不同深度的反射回波信號有100dB的變化范圍。CompanyLogo脈沖回波式成像系統(tǒng)---A超(AmpliduteModulation)時間增益補償(TGC:TimeGainCompensation)技術(shù):處于不同距離上的回波目標(biāo)，由于衰減引起回波大小的差異，要用TGC技術(shù)進(jìn)行補償OTGC的實質(zhì)，是提供一個隨所接收距離(時間)而變化的增益，近距離用小增益或抑制，遠(yuǎn)距離用大增益，壓縮了放大器輸入信號的動態(tài)范圍，但瞬時輸入動態(tài)范圍仍然不變。實現(xiàn)時間增益補償?shù)姆椒?一是改變射頻放大器上的反饋或偏置。二是射頻放大器的增益保持一定，而在電路中串入電控衰減器。三是將電控阻抗器作為射頻放大器負(fù)載，改變射頻放大器增益。CompanyLogo脈沖回波式成像系統(tǒng)---A超(AmpliduteModulation)標(biāo)距電路標(biāo)距電路是一個自激多諧振蕩器，受同步信號控制。A超顯示距離和時間的關(guān)系為，t為回波信號的時間(s)，h為換能器到被測物之間的距離(m)，c為介質(zhì)中的聲速(約1540m/s).校正系數(shù)t/h=13.3μs/cm,那么只要標(biāo)距電路以周期T=13.3μs(f=76kHz)作振蕩，其前沿微分后的脈沖間距就表示1cm。若對f=76kH:信號進(jìn)行五分頻后，再疊加到原脈沖上，則第五個脈沖就變?yōu)楦呙}沖。這樣，高脈沖間距離即為5cm單式距離刻度形成原理圖CompanyLogo脈沖回波式成像系統(tǒng)---A超(AmpliduteModulation)A超的缺點根據(jù)回波大小了解反射面的性質(zhì)，它只能獲得從發(fā)射振子（探頭）到回波發(fā)生部位見距離的一維信息。不能提供觀察對象的更廣泛的信息，只是由于裝置簡單而仍然用于臨床。幾乎被M、B超取代，目前大多僅限于顱腦的檢查。A型超聲的臨床應(yīng)用圖5-6腦部的A型超聲圖5-7顱內(nèi)血腫的A型超聲回波A型超聲的臨床應(yīng)用圖5-8A/B超聲像圖(左)正常眼睛及眼眶,(中)眼內(nèi)脈絡(luò)膜黑色素瘤，(右)視網(wǎng)膜脫離CompanyLogo脈沖回波式成像系統(tǒng)---B超(BrightModulation)原理（亮度調(diào)制型BrightModulation）B型掃描儀工作原理與A超基本相同。設(shè)想某種方法能將換能器很快地在一個水平面沿某一直線移動。在移動的過程中，換能器在不同的位置上發(fā)射超聲脈沖，并接收相應(yīng)的回波信號。CompanyLogo脈沖回波式成像系統(tǒng)---B超(BrightModulation)B超原理用A型超聲，可提供在超聲前進(jìn)方向上，從振子到反射體的距離。利用這個信號，示波管光點亮度變化。即利用回波大小來調(diào)制輝度。把振子沿y方向移動時，會產(chǎn)生連續(xù)的超聲波束，在y軸上各個不同的位置反射的超聲束有與其對應(yīng)的輝點。因此在示波管上相應(yīng)的輝點位置隨振子沿y軸移動而移動。于是在示波管上可描繪出體內(nèi)組織的斷面圖象。CompanyLogo脈沖回波式成像系統(tǒng)---B超(BrightModulation)B超的優(yōu)點：能得到人體內(nèi)部臟器和病癥組織的斷層圖象能對臟器進(jìn)行實時動態(tài)觀察。比較XCT便宜，便于普及CompanyLogo脈沖回波式成像系統(tǒng)---M超(Motion)M超聲心動圖儀M型儀器的基本工作原理與A型儀器也是一樣的，只是顯示的方法不同而已。圖5-11A型超聲到M型超聲的演進(jìn)圖5-13B、M型超聲顯示心臟的示意圖CompanyLogo圖5-12M型超聲診斷儀工作原理方框圖CompanyLogo脈沖回波式成像系統(tǒng)---M超(Motion)A型B型亮度調(diào)制M型超聲心動圖CompanyLogo脈沖回波式成像系統(tǒng)---M超(Motion)超聲心動圖形成原理A型超是原始信號，把這個信號進(jìn)行亮度調(diào)制就是B型超聲。進(jìn)一步利用掃描電路就可得到超聲心動曲線，即M型超聲。M超的應(yīng)用在診斷心臟方面有特殊的優(yōu)點，如心血管大小的測量，血管壁厚的測量，以及瓣膜運動情況的測量等。還可以同時輸入其他生理信號(如心電圖和心音圖)，以進(jìn)行比較研究。CompanyLogo脈沖回波式成像系統(tǒng)---M超(Motion)與A超一樣，M超仍然由探頭、電子線路、示波管組成。電子線路包括同步電路、發(fā)射電路、接收電路(高頻放大、檢波器、視頻放大)、時間掃描電路、深度掃描電路、電源電路。與A超明顯不同的是接收電路的輸出信號不是加在示波管垂直偏轉(zhuǎn)板上，而是加到了陰極上(有的儀器加在柵極上);在垂直偏轉(zhuǎn)板YI.Y2上加的是與發(fā)射脈沖同步的深度掃描鋸齒波。CompanyLogo脈沖回波式成像系統(tǒng)---C型超聲診斷儀

C型超聲診斷儀C型超聲診斷儀亦是得到一個斷層圖像，但它所顯示的平面不同于B型。B型得到的是超聲波束掃描所在平面的斷層圖(即縱向斷層圖)，而C型得到的是某一深度與超聲波束垂直的平面斷層圖(橫斷層圖)。C型是在B型基礎(chǔ)上發(fā)展而來在電路中比B型多了一個距離選通門電路。當(dāng)換能器的超聲束按某個方向(如X方向)掃查時，每次發(fā)/收過程中，由于回波信號是時間的函數(shù)，因此，控制距離選通門開啟時間，使只允許某一固定深度的回波信號通過門控電路進(jìn)入接收器，在顯示器相應(yīng)位置顯示出一點，在完成X方向掃查后，僅在顯示器上得到一條信號顯示掃描線;然后換能器在另一維(如Y方向)移動一步，重復(fù)X方向掃查一遍，又得到一條信號顯示掃描線;如此進(jìn)行下去，在顯示器上得到一幅某一深度處的橫斷圖像。改變距離選通門的開啟時間，可得到不同深度的橫斷面圖像。C型檢查腫瘤組織，能顯示出腫瘤組織的擴大范圍，這在臨床診斷中極為重要。CompanyLogoCompanyLogoF型超聲診斷儀原理F型與C型的原理基本相同。只不過C型超聲儀的延遲電路控制的距離選通門的開啟時刻是個可調(diào)常數(shù)。而F型的距離選通時間是隨位置變化的函數(shù)。這樣，F(xiàn)型的成像畫面不是一個平面，而是一個由位置函數(shù)決定的曲面。F型成像畫面可從三維角度去觀察體內(nèi)組織及病變情況。

與本PPT配套的指定教材目前，關(guān)于生物醫(yī)學(xué)超聲的參考書很多；但是從教十年多來，一直很難找到一本非常適合本科生的教材。這也是編者下定決心編寫本書的主要原因之一。本書的內(nèi)容主要包括超聲物理基礎(chǔ)，壓電效應(yīng)與換能器技術(shù)，超聲成像診斷原理，超聲治療技術(shù)，醫(yī)學(xué)超聲實驗，醫(yī)學(xué)超聲的最新進(jìn)展等。每章節(jié)都配置了一定量的練習(xí)與思考題，以幫助讀者鞏固書中的內(nèi)容，并提高分析解決問題的能力。為配合雙語教學(xué)，本書保留了關(guān)鍵專業(yè)詞匯的中英文對照。本書的特點是在注重基本概念，基本原理，基本方法的同時，兼顧一定的工程技術(shù)實用性，如包含聲場的數(shù)值模擬，超聲圖像的C語言程序處理，超聲波發(fā)射電路原理，換能器的匹配技術(shù)等。本書適合醫(yī)學(xué)超聲以及相關(guān)領(lǐng)域的本科生作教材，也可供該領(lǐng)域的研究生，科研及工程技術(shù)工作者參考。圖5-15平面F型掃描（a）和曲面F型掃描（b）CompanyLogoP型超聲P型超聲可視為一種特殊的B型顯示超聲換能器置于圓周中心，徑向旋轉(zhuǎn)掃查線與顯示器上的徑向掃描線作同步的旋轉(zhuǎn)。CompanyLogoP型超聲又稱P型顯示，它可視為一種持殊的B型顯示，超聲換能器置于圓周的中心，徑向旋轉(zhuǎn)掃查線與顯示器上的徑向掃描線作同步的旋轉(zhuǎn)。主要適用于對肛門、直腸內(nèi)腫瘤、食道癌及子宮頸癌的檢查，亦可用于對尿道、膀胱的檢查。P型超聲診斷儀所使用的探頭稱為徑向掃描探頭，如尿道探頭，直腸探頭都屬于徑向掃描探頭。掃描時探頭置于體腔內(nèi)，如食道、胃或直腸等。CompanyLogo脈沖回波式成像系統(tǒng)---M超(Motion)M超聲心動圖儀與A超的對比1、實現(xiàn)輝度調(diào)制

A型是幅度顯示，即回波信號加到示波管垂直偏轉(zhuǎn)板上，顯示的是波形幅值的大小，其幅度的高低表示信號的強弱，M超采用亮度顯示，回波信號加到示波管的柵極或陰極上，及控制電子束的強弱，信號強時屏上顯示光點亮，信號弱時光點就弱?？梢娝娘@示與B超顯示相類似。2、位移——時間曲線

在A超設(shè)備中，水平方向信號的距離代表著探測深度，而M超中反映探測深度的掃描信號是加在垂直偏轉(zhuǎn)板上，光點在垂直方向上的距離代表探測深度。即垂直方向代表人體軟組織臟器自淺至深的空間位置。另外，M超中在水平偏轉(zhuǎn)板上施加慢掃描電壓，使上下擺動的光點隨時間橫向展開，即水平方向代表時間，由此得出一條位移---時間曲線。3、時間——電壓轉(zhuǎn)換電路

M超與A超相比，多出的最主要部分是慢掃描電路，這是與A超不同之處。當(dāng)回聲信號加在Z軸以后，深度掃描電路將輸出一個表示距離的鋸齒波，加在顯示器Z軸偏轉(zhuǎn)板上，則顯示屏上顯示出一條按距離分布的光點群。這時慢掃描電路產(chǎn)生的時間掃描電壓同時加在了Y軸上，因此在雙重掃描電壓作用下，掃描回聲信息線被時間掃描分離，當(dāng)重復(fù)頻率足夠高時，每給固定的目標(biāo)的界面就顯示成一條連續(xù)變化的曲線光跡。曲線的幅度表示反射界面在運動中所通過的距離大小，而曲線的斜率則表示反射界面運動速度的大小。當(dāng)探頭的聲束通過心臟時，就可得心臟內(nèi)各層組織的反射面對于探頭表面的距離（即到體表的距離）隨時間變化的曲線（回波光跡），這就是所謂的超聲心動圖。CompanyLogo脈沖回波式成像系統(tǒng)總結(jié)：A、B、M超的比較？A超為幅度調(diào)制，B、M超為輝度調(diào)制；A、M超顯示的是一維信息，而B超顯示的是二維信息；A、B超測量身體的靜態(tài)信息，M超為動態(tài)信息，一般為心動圖CompanyLogoA、B、M模式的顯示比較CompanyLogoA，B，C的區(qū)別CompanyLogo超聲CT脈沖透過法把發(fā)射振子放在被檢體一側(cè)，其對面放置接收振子。測定通過被檢測體內(nèi)部超聲波強度變化或聲速變化情況，就可構(gòu)成反映組織情況的圖象，這種方式稱為脈沖透過法。超聲計算機斷層圖(UCT)使用脈沖透過法，并用計算機處理數(shù)據(jù)得到斷層圖象的方法，稱為超聲計算機斷層圖(Ultrasoundcomputedtomography)CompanyLogo超聲CT超聲計算機斷層圖的特點：與X射線CT或超聲波反射法得到的診斷信息不同也能獲得軟組織信息沒有放射線傷害根據(jù)超聲波衰減和速度變化，可作出定量診斷結(jié)果與本PPT配套的指定教材目前，關(guān)于生物醫(yī)學(xué)超聲的參考書很多；但是從教十年多來，一直很難找到一本非常適合本科生的教材。這也是編者下定決心編寫本書的主要原因之一。本書的內(nèi)容主要包括超聲物理基礎(chǔ)，壓電效應(yīng)與換能器技術(shù)，超聲成像診斷原理，超聲治療技術(shù)，醫(yī)學(xué)超聲實驗，醫(yī)學(xué)超聲的最新進(jìn)展等。每章節(jié)都配置了一定量的練習(xí)與思考題，以幫助讀者鞏固書中的內(nèi)容，并提高分析解決問題的能力。為配合雙語教學(xué)，本書保留了關(guān)鍵專業(yè)詞匯的中英文對照。本書的特點是在注重基本概念，基本原理，基本方法的同時，兼顧一定的工程技術(shù)實用性，如包含聲場的數(shù)值模擬，超聲圖像的C語言程序處理，超聲波發(fā)射電路原理，換能器的匹配技術(shù)等。本書適合醫(yī)學(xué)超聲以及相關(guān)領(lǐng)域的本科生作教材，也可供該領(lǐng)域的研究生，科研及工程技術(shù)工作者參考。CompanyLogo超聲CT超聲CT原理(利用聲強)用發(fā)射振子發(fā)射超聲波，在對面的接收振子，測定透過被檢測體多種組織的聲束強度，于是可根據(jù)聲束通過時的吸收、散射而造成的衰減大小，重建圖象。朝著一個方面進(jìn)行直線掃描，每掃完一條線，把發(fā)射、接收振子同時旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行掃描。反復(fù)進(jìn)行上述過程直到旋轉(zhuǎn)角度達(dá)到180度。由于組織的衰減常數(shù)與頻率有關(guān)，所以對幾種不同頻率求出超聲波的衰減量，利用這些衰減量的差值就可以進(jìn)行圖象重建CompanyLogo超聲CT超聲CT原理(利用延遲時間)掃描方式與利用聲強的情況相同。需要注意的是對于每個頻率來說，生物體組織的聲速是不同的。測定其延遲時間時，超聲波開始時間決定測定誤差。為減少誤差，需要使用寬頻帶超聲波束。CompanyLogo超聲波全息技術(shù)超聲波全息術(shù)(Ultrasonicholography)以超聲波照射被檢體，檢測反射或透射某一斷面的超聲振幅和相位，以及超聲波聲壓分布，最后用光學(xué)方法再重建圖象。特點與回波脈沖超聲相比，具有較高分辨率，能對物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以透視圖形式進(jìn)行實時觀察與X射線透視圖象相比，分辨率較差，但能觀察到人體軟組織；因為是實時超聲透視圖，所以可觀察運動物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)通過調(diào)節(jié)焦點，可實時顯示圖象深度方向的信息CompanyLogo超聲全息技術(shù)超聲波全息裝置工作原理利用波動的相干性在被檢體一側(cè)的超聲振子發(fā)射超聲脈沖。發(fā)射的超聲波主要是與振子平行的波，射入被檢體并通過它。透過的超聲波被身體內(nèi)部結(jié)構(gòu)所調(diào)制，經(jīng)超聲波透鏡反射后，到達(dá)以液體為介質(zhì)的(在透過路徑末端)的聲光干涉面。在這個聲光干涉面上形成帶有被檢體內(nèi)部信息的波。由基準(zhǔn)超聲波振子來的超聲波，與從被檢體振子發(fā)射來的超聲波調(diào)諧，它一到達(dá)聲光干涉面就和透過被檢體的超聲波形成干涉條紋。就是影象型液體表面全息圖。圖9-23超聲波全息設(shè)備功能圖CompanyLogo超聲全息技術(shù)與本PPT配套的指定教材目前，關(guān)于生物醫(yī)學(xué)超聲的參考書很多；但是從教十年多來，一直很難找到一本非常適合本科生的教材。這也是編者下定決心編寫本書的主要原因之一。本書的內(nèi)容主要包括超聲物理基礎(chǔ)，壓電效應(yīng)與換能器技術(shù)，超聲成像診斷原理，超聲治療技術(shù)，醫(yī)學(xué)超聲實驗，醫(yī)學(xué)超聲的最新進(jìn)展等。每章節(jié)都配置了一定量的練習(xí)與思考題，以幫助讀者鞏固書中的內(nèi)容，并提高分析解決問題的能力。為配合雙語教學(xué)，本書保留了關(guān)鍵專業(yè)詞匯的中英文對照。本書的特點是在注重基本概念，基本原理，基本方法的同時，兼顧一定的工程技術(shù)實用性，如包含聲場的數(shù)值模擬，超聲圖像的C語言程序處理，超聲波發(fā)射電路原理，換能器的匹配技術(shù)等。