医学影像设备学第7章 超声成像设备.
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第1章概论1、1895年11月8日，伦琴发现X射线。
2、现代医学影响设备可分为影像诊断设备和医学影像治疗设备。
3、现代医学影像设备可分为：①X线设备，包括X线机和CT。
②MRI设备。
③US设备。
④核医学设备。
⑤热成像设备。
⑥医用光学设备即医用内镜。
第2章 X线发生装置1、X线发生装置由X线管、高压发生器和控制台三部分组成。
2、固定阳极X线管主要由阳极、阴极和玻璃壳组成。
3、阳极：主要作用是产生X线并散热，其次是吸收二次电子和散乱射线。
4、阳极头：由靶面和阳极体组成。
靶面的作用是承受高速运动的电子束轰击，产生X线，称为曝光。
5、阳极帽：可吸收50-60%的二次电子，并可吸收一部分散乱射线，从而保护X线管玻璃壳并提高影像清晰度。
6、固定阳极X线管的阳极结构包括：阳极头、阳极帽、可伐圈、阳极柄。
7、固定阳极X线管的主要缺点：焦点尺寸大，瞬时负载功率小。
优点：结构简单，价格低。
8、阴极：作用是发射电子并使电子束聚焦。
主要由灯丝、聚焦罩、阴极套和玻璃芯柱组成。
9、在X线成像系统中：对X线成像质量影响最大的因素之一就是X线管的焦点。
10、N实际焦点：指靶面瞬间承受高速运动电子束的轰击面积，呈细长方形。
11、N有效焦点：是实际焦点在X线投照方向上的投影。
实际焦点在垂直于X线管长轴方向的投影，称为标称焦点。
12、一般固定X线管的靶角为15°-20°。
13、有效焦点尺寸越小，影像清晰度就越高。
14、软X线管的特点：①X线输出窗的固有滤过率小。
②在低管电压时能产生较大的管电流。
③焦点小。
15、结构：与一般X线管相比，软X线管的结构特点是：①玻窗②钼靶③极间距离短。
16、软X线管的最高管电压不超过60kv。
17、X线管常见的电参数有灯丝加热电压、灯丝加热电流、最高管电压、最大管电流、最长曝光时间、容量、标称功率、热容量。
18、N容量：他是X线管在安全使用条件下，单次曝光或连续曝光而无任何损坏时所能承受的最大负荷量。
医学影像设备学第7章 超声成像设备
组合顺序扫描示意图
第二节 B超基本结构与工作原理
（四）组合扫描 2.组合间隔扫描 ---d/2扫描 ---d/4扫描
组合间隔扫描示意图
第二节 B超基本结构与工作原理
（五）声束的聚焦---聚焦是诊断和治疗的需要，在诊断中聚
焦可以提高横向分辨力，在治疗中往往将超声波能量集中在肿瘤上 或体内结石上。
1.声学聚焦
---正压电效应：施力产生电。 ---负压电效应：加电产生力（振动）。
－+－ +－+
－+－ +－+
+
－
－
++ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
－
压电效应示意图
第二节 B超基本结构与工作原理
（二）基本结构 1.柱形单振元探头 主要用于A超、M超。
电极引线
外壳
声学绝缘层
垫衬吸声材料
压电晶体 保护面板
电极
柱形单振元探头示意图
第二节 B超基本结构与工作原理
医学影像设备学
第七章 超声成像设备
重点难点
❖ 医用超声探头基本结构与工作原理 ❖ B超的基本结构与工作原理 ❖ 超声多普勒成像技术 ❖ 三维超声成像技术 ❖ 超声谐波成像技术 ❖ 超声弹性成像技术
第一节 概述
一、发展简史
20纪初，物理学家朗 之万（langevin）首 次研制成了石英晶体超 声发生器。
矩形探头外观及振元排列示意图
第二节 B超基本结构与工作原理
（三）超声场---超声能量作用的弹性介质空间 1.单晶圆形声源的超声场---活塞往复运动
圆晶片超声场指向性与轴向声场分布图
第二节 B超基本结构与工作原理
2.矩形声源的超声场
第二节 B超基本结构与工作原理
（四）组合扫描 2.组合间隔扫描 ---d/2扫描 ---d/4扫描
组合间隔扫描示意图
第二节 B超基本结构与工作原理
（五）声束的聚焦---聚焦是诊断和治疗的需要，在诊断中聚
焦可以提高横向分辨力，在治疗中往往将超声波能量集中在肿瘤上 或体内结石上。
1.声学聚焦
---正压电效应：施力产生电。 ---负压电效应：加电产生力（振动）。
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++ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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压电效应示意图
第二节 B超基本结构与工作原理
（二）基本结构 1.柱形单振元探头 主要用于A超、M超。
电极引线
外壳
声学绝缘层
垫衬吸声材料
压电晶体 保护面板
电极
柱形单振元探头示意图
第二节 B超基本结构与工作原理
医学影像设备学
第七章 超声成像设备
重点难点
❖ 医用超声探头基本结构与工作原理 ❖ B超的基本结构与工作原理 ❖ 超声多普勒成像技术 ❖ 三维超声成像技术 ❖ 超声谐波成像技术 ❖ 超声弹性成像技术
第一节 概述
一、发展简史
20纪初，物理学家朗 之万（langevin）首 次研制成了石英晶体超 声发生器。
矩形探头外观及振元排列示意图
第二节 B超基本结构与工作原理
（三）超声场---超声能量作用的弹性介质空间 1.单晶圆形声源的超声场---活塞往复运动
圆晶片超声场指向性与轴向声场分布图
第二节 B超基本结构与工作原理
2.矩形声源的超声场
超声成像设备xsqPPT课件
工作原理
01
02
03
超声波发射
设备通过高频电信号激励 压电晶体，产生超声波束。
声波传播与反射
超声波束进入人体后，遇 到不同组织界面会发生反 射和折射，形成回波。
信号接收与处理
回波被探头接收后，经过 信号放大、处理和数字化， 形成超声图像。
分类与应用
分类
根据应用领域和功能，超声成像设备 可分为医用超声成像设备和工业超声 成像设备。
动态心脏超声
用于监测心脏动态变化，评估心脏收缩和舒 张功能。
心腔内超声
用于实时监测心脏内血流情况及评估心脏介 入治疗效果。
血管超声
颈动脉超声
用于检测颈动脉粥样硬化斑块及狭窄 程度，评估脑卒中风险。
腹主动脉超声
用于检测腹主动脉瘤、腹主动脉夹层 等血管病变。
下肢动脉超声
用于诊断下肢动脉粥样硬化及下肢动 脉血栓形成。
超声成像设备与计算机技术的结合，实现了数字化存储、远程诊断和人工智能辅助 诊断等功能，提高了诊断的智能化水平。
临床应用拓展
超声成像技术在临床应用中不断拓展， 不仅用于腹部、心脏、妇产科等传统 领域，还逐渐应用于肌肉骨骼、泌尿 系统、肿瘤等领域。
超声引导的介入诊疗技术也得到了广 泛应用，如超声引导下的穿刺活检、 置管引流、肿瘤消融等技术，提高了 诊疗效果和安全性。
内膜异位症等。
卵巢超声
用于检测卵巢形态、大小及病 变，如卵巢囊肿、多囊卵巢综
合症等。
早孕超声
用于诊断早期妊娠，观察胚胎 发育情况及排除宫外孕。
产后复查超声
用于评估产后子宫恢复情况及 排除并发症。
心脏超声
常规心脏超声
用于评估心脏形态、大小及心功能，诊断心 脏瓣膜疾病、心肌病等。
超声成像设备-概述
1950年代
开始应用于医学领域，主要用 于心脏检测。
1970年代
随着计算机技术的发展，超声 成像技术逐渐成熟，广泛应用
于医学诊断领域。
2000年代
随着数字化技术的普及，数字 化超声成像设备逐渐取代了模
拟设备，成为主流产品。
02
不同类型的超声成像设备
医用超声成像设备
诊断型超声成像设备
用于对人体内部进行无创、无痛、无 辐射的检查，提供高清晰度的二维图 像，帮助医生诊断各种疾病。
随着技术的进步，超声波的频率有望 进一步提高，这将有助于获取更精细 的图像。
实时三维成像
实时三维超声成像技术将得到进一步 发展，提供更全面的立体信息，有助 于医生更准确地判断病情。
人工智能与机器学习
人工智能和机器学习技术将被引入到 超声成像设备中，以提高图像质量和 诊断准确性。
应用像设备
利用超声波的物理特性，对病变组织 进行热疗、机械效应治疗等，以达到 治疗目的。
工业用超声成像设备
检测型超声成像设备
用于检测材料内部的结构和缺陷，广泛应用于金属、陶瓷、复合材料等领域的 检测。
清洗型超声成像设备
利用超声波的振动和空化作用，对物体表面进行高效清洗，广泛应用于机械、 电子、化工等领域。
固。
定期对设备进行除尘，保持设 备内部清洁。
定期对探头进行清洁和保养， 以保证图像质量。
常见故障与排除方法
1 2 3
设备无法开机
检查电源线是否连接良好，如有问题及时更换或 修复。
图像质量差
检查探头是否正常工作，如有问题及时更换或修 复；同时检查设备设置是否正确，如对比度、亮 度等参数是否合适。
设备无法与电脑连接
分辨率有限
超声影像设备
（1982 年） 多 勒 像 普 图 （1982 年） PACS
旋 DSA、 转 DDR MRI： 开放型 MRI、 FMRI
（ 1983 年 ） 螺 CT 旋
核 学 医 ： 微型摄像机、 全数字闪 烁
（1983 年） UFCT （1983 年） 电 内 子 镜 （80 年代 初 ） US 内 镜 （ 年 ） 超 MRI 导 1 98 5
• （二）MRI设备 • MRI设备通过测量构成人体组织中某些元素的原子 核的磁共振信号，实现人体成像。20世纪40年代发现 了物质的磁共振现象，20世纪80年代MRI设备应用于临 床。 • MRI影像的空间分辨力一般为0.5~1.7mm，不如X-CT； 但它对组织的分辨远远好于X-CT，在MRI影像上可显示 软组织、肌肉、肌腱、脂肪、韧带、神经、血管等。此 外，它还有一些特殊的优点：①MRI剖面的定位完全是 通过调节磁场，用电子方式确定的，因此能完全自由地 按照要求选择层面；②MRI对软组织的对比度比X-CT优 越，能非常清楚地显示脑灰质与白质；③MR信号含有 较丰富的有关受检体生理、生化特性的信息，而X-CT只 能提供密度测量值；④MRI能在活体组织中探测体内的 化学性质，提供关于内部器官或细胞新陈代谢方面的信 息；⑤MRI无电离辐射。目前，尚未见到MR对人体危害
MRI的缺点：①与X-CT相比，成像时间较长 ；②植入金属的病人，特别是植入心脏起搏器的 病人，不能进行MRI检查；③设备购置与运行的 费用较高。 • 总之，MRI设备可作任意方向的体层检查，能反 映人体分子水平的生理、生化等方面的功能特性 ，对某些疾病（如肿瘤）可作早期或超早期诊断 ，是一种很有发展前途和潜力的高技术设备。 •
第七章 现代生物医学影像设备
——生物医学电子及设备学
超声成像设备概述
超声成像设备
河南大学淮河医院超声科
超声成像设备概述
第1页
超声成像设备
超声成像设备概述
第2页
超声成像设备
超声成像设备概述
第3页
超声成像设备
超声成像设备概述
第4页
超声成像设备
超声成像设备概述
第5页
超声成像设备
超声成像设备概述
第6页
超声成像设备
超声成像设备概述
第7页
超声成像设备
超声成像设备概述
超声成像设备概述
第25页
2-1.超声波反射
反射 超声波反射是超声成像物理基础 当声波从一个介质向另一个介质传输时，假如二者声阻抗不一样，就会在其分界面上产生反射，使一部分能量返回第一个介质。 1.声阻抗(z)=介质密度(ρ)×声速(c) △Z＞0.1%即可产生反射 2.声阻抗差大，反射强
第8页
超声成像设备
超声成像设备概述
第9页
超声检验主要用途
超声成像设备概述
第10页
超声诊疗设备发展历史
1959年研制出脉冲多普勒超声（D超）。
1954年创造B超诊疗仪，同年产生M超。 实时二维切面 灰阶超声显像仪（B型）问世是超声技术发展史上第一个里程碑。
1880年发觉晶体压电效应。1917年利用压电原理进行超声探测（超声探头出现）。 1942年出现首台A型超声检测仪。属于一维超声。
Z水＝1.492kg／m2／s， Z气=0.00428kg ／m2／s ，依据公式1计算，则反射回来能量比为：R≈0.99,即99%
此时入射超声能量中有99％被反射。
超声成像设备概述
第30页
由此可见，超声从液体(或固体)向气体中传输几乎是不可能，反之从气体向液体(或固体)中传输也几乎不可能。为何说超声在人体诊疗中对肺组织是困难，就是因为肺组织中充满气体缘故。 按一样道理，在临床诊疗时，要在探头与人体受检部位之间涂上足够超声耦合剂，以降低空气对声波传送影响。
河南大学淮河医院超声科
超声成像设备概述
第1页
超声成像设备
超声成像设备概述
第2页
超声成像设备
超声成像设备概述
第3页
超声成像设备
超声成像设备概述
第4页
超声成像设备
超声成像设备概述
第5页
超声成像设备
超声成像设备概述
第6页
超声成像设备
超声成像设备概述
第7页
超声成像设备
超声成像设备概述
超声成像设备概述
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2-1.超声波反射
反射 超声波反射是超声成像物理基础 当声波从一个介质向另一个介质传输时，假如二者声阻抗不一样，就会在其分界面上产生反射，使一部分能量返回第一个介质。 1.声阻抗(z)=介质密度(ρ)×声速(c) △Z＞0.1%即可产生反射 2.声阻抗差大，反射强
第8页
超声成像设备
超声成像设备概述
第9页
超声检验主要用途
超声成像设备概述
第10页
超声诊疗设备发展历史
1959年研制出脉冲多普勒超声（D超）。
1954年创造B超诊疗仪，同年产生M超。 实时二维切面 灰阶超声显像仪（B型）问世是超声技术发展史上第一个里程碑。
1880年发觉晶体压电效应。1917年利用压电原理进行超声探测（超声探头出现）。 1942年出现首台A型超声检测仪。属于一维超声。
Z水＝1.492kg／m2／s， Z气=0.00428kg ／m2／s ，依据公式1计算，则反射回来能量比为：R≈0.99,即99%
此时入射超声能量中有99％被反射。
超声成像设备概述
第30页
由此可见，超声从液体(或固体)向气体中传输几乎是不可能，反之从气体向液体(或固体)中传输也几乎不可能。为何说超声在人体诊疗中对肺组织是困难，就是因为肺组织中充满气体缘故。 按一样道理，在临床诊疗时，要在探头与人体受检部位之间涂上足够超声耦合剂，以降低空气对声波传送影响。
超声成像设备
纵向分辨率
纵向分辨率是指超声图像中能够区分两个相邻信号的最小距 离。纵向分辨率越高，能够更好地显示组织的层次结构。
穿透能力和穿透深度
穿透能力是指超声成像设备能够穿透 组织的能力，主要取决于设备的发射 功率和频率。
穿透深度是指超声波能够达到的最大 深度。穿透深度主要取决于设备的频 率和功率，以及被检查组织的声学特 性。
估更加精细。
肿瘤诊断与治疗
超声成像设备在肿瘤诊断与治疗 中的应用日益增多，如超声引导
下的穿刺活检、消融治疗等。
未来发展方向与趋势
人工智能与机器学习
随着人工智能和机器学习技术的发展，超声成像设备将与人工智 能技术结合，实现自动化诊断和智能化分析。
远程医疗与物联网
未来超声和实时监测。
02
超声成像设备的技术参数
频率参数
频率范围
超声成像设备的频率范围决定了其分辨率和穿透深度。高频率超声波具有较高 的分辨率，但穿透深度较小；低频率超声波则具有较大的穿透深度，但分辨率 较低。
中心频率
设备发射的超声波的中心频率决定了图像的分辨率和穿透深度。中心频率越高， 分辨率越高，但穿透深度越小；反之亦然。
超声成像设备能够检测出材料内部的缺陷和损伤，如裂纹、气孔、夹杂物等，为 产品的质量控制和安全性评估提供可靠的依据。
工业检测
工业检测是超声成像设备的另一个重 要应用领域，主要用于金属、非金属 材料以及复合材料的检测。超声成像 能够检测出材料内部的缺陷和损伤， 为产品的质量控制和安全性评估提供 可靠的依据。
动态范围
01
动态范围是指超声成像设备能够 显示的信号强度的范围。动态范 围越大，图像的对比度越高，能 够更好地显示组织结构的差异。
02
动态范围的调节对于获取高质量 的超声图像至关重要，需要根据 不同的检查部位和需求进行适当 调整。
纵向分辨率是指超声图像中能够区分两个相邻信号的最小距 离。纵向分辨率越高，能够更好地显示组织的层次结构。
穿透能力和穿透深度
穿透能力是指超声成像设备能够穿透 组织的能力，主要取决于设备的发射 功率和频率。
穿透深度是指超声波能够达到的最大 深度。穿透深度主要取决于设备的频 率和功率，以及被检查组织的声学特 性。
估更加精细。
肿瘤诊断与治疗
超声成像设备在肿瘤诊断与治疗 中的应用日益增多，如超声引导
下的穿刺活检、消融治疗等。
未来发展方向与趋势
人工智能与机器学习
随着人工智能和机器学习技术的发展，超声成像设备将与人工智 能技术结合，实现自动化诊断和智能化分析。
远程医疗与物联网
未来超声和实时监测。
02
超声成像设备的技术参数
频率参数
频率范围
超声成像设备的频率范围决定了其分辨率和穿透深度。高频率超声波具有较高 的分辨率，但穿透深度较小；低频率超声波则具有较大的穿透深度，但分辨率 较低。
中心频率
设备发射的超声波的中心频率决定了图像的分辨率和穿透深度。中心频率越高， 分辨率越高，但穿透深度越小；反之亦然。
超声成像设备能够检测出材料内部的缺陷和损伤，如裂纹、气孔、夹杂物等，为 产品的质量控制和安全性评估提供可靠的依据。
工业检测
工业检测是超声成像设备的另一个重 要应用领域，主要用于金属、非金属 材料以及复合材料的检测。超声成像 能够检测出材料内部的缺陷和损伤， 为产品的质量控制和安全性评估提供 可靠的依据。
动态范围
01
动态范围是指超声成像设备能够 显示的信号强度的范围。动态范 围越大，图像的对比度越高，能 够更好地显示组织结构的差异。
02
动态范围的调节对于获取高质量 的超声图像至关重要，需要根据 不同的检查部位和需求进行适当 调整。
最新医学影像实用技术基础课件：第7章 医学超声幻灯片课件
C型成像断面为与声束垂直的断面，而F型超声成像断面可 为任意平面或曲面。F型超声诊断设备的成像画面可从三维 角度去观察体内组织及病变情况。
7.2.7 多普勒超声诊断设备
多普勒诊断设备（D型超声），在医学诊断中对心脏、血管、 血流和胎儿的检查等方面起很大作用。 多普勒诊断设备种类繁多，可把它大致分为两类： 频谱多普勒诊断设备和超声多普勒显像仪。
医学影像实用技术基础课件：第 7章 医学超声
பைடு நூலகம்
第7章 医学超声影像设备与应用
1
7.1 超声影像设备简述
2
7.2 超声诊断设备
3
7.3 超声治疗设备
4 7.4 超声诊断设备新技术进展
LOGO
7.2.2 A型超声诊断设备
A型超声诊断设备最有代表性的应用是脑中线位置的测量 。如图7.8所示，换能器发射超声波，在超声波通过脑部的 过程中，产生回波信号，反射到输出设备上，一般正常人 脑中线位置通过颅骨的几何中心，最大偏差≤0.3cm。测 量后若脑中线偏移>0.3cm，则应考虑有占位性病变。此 法检查无痛苦，准确性高。
与B型方式不同的是，C型扫描得到的图像不是简单的超声 束扫描的断层平面，而是距离换能器某一指定深度处的与超 声束垂直的平面。
7.2.6 F型超声诊断设备
F型超声与C型超声的原理基本相同。只不过C型超声诊断 设备的延迟电路控制的距离选通门的开启时刻是个可调常数 。而F型超声设备的距离选通时间是随位置变化的函数。这 样，F型的成像画面不是一个平面，而是一个由位置函数决 定的曲面。
B型超声诊断设备是辉度调制型设备，因brightness modulation 词组的第一个字母为B，所以称为B型超声 诊断设备。
B超向人体发射一组超声波,按一定的方向进行扫描。根 据监测其回声的延迟时间,强弱就可以判断脏器的距离及 性质。经过电子电路和计算机的处理, 形成了我们今天的B 超图像。它以不同辉度的光点强弱显示病变。
7.2.7 多普勒超声诊断设备
多普勒诊断设备（D型超声），在医学诊断中对心脏、血管、 血流和胎儿的检查等方面起很大作用。 多普勒诊断设备种类繁多，可把它大致分为两类： 频谱多普勒诊断设备和超声多普勒显像仪。
医学影像实用技术基础课件：第 7章 医学超声
பைடு நூலகம்
第7章 医学超声影像设备与应用
1
7.1 超声影像设备简述
2
7.2 超声诊断设备
3
7.3 超声治疗设备
4 7.4 超声诊断设备新技术进展
LOGO
7.2.2 A型超声诊断设备
A型超声诊断设备最有代表性的应用是脑中线位置的测量 。如图7.8所示，换能器发射超声波，在超声波通过脑部的 过程中，产生回波信号，反射到输出设备上，一般正常人 脑中线位置通过颅骨的几何中心，最大偏差≤0.3cm。测 量后若脑中线偏移>0.3cm，则应考虑有占位性病变。此 法检查无痛苦，准确性高。
与B型方式不同的是，C型扫描得到的图像不是简单的超声 束扫描的断层平面，而是距离换能器某一指定深度处的与超 声束垂直的平面。
7.2.6 F型超声诊断设备
F型超声与C型超声的原理基本相同。只不过C型超声诊断 设备的延迟电路控制的距离选通门的开启时刻是个可调常数 。而F型超声设备的距离选通时间是随位置变化的函数。这 样，F型的成像画面不是一个平面，而是一个由位置函数决 定的曲面。
B型超声诊断设备是辉度调制型设备，因brightness modulation 词组的第一个字母为B，所以称为B型超声 诊断设备。
B超向人体发射一组超声波,按一定的方向进行扫描。根 据监测其回声的延迟时间,强弱就可以判断脏器的距离及 性质。经过电子电路和计算机的处理, 形成了我们今天的B 超图像。它以不同辉度的光点强弱显示病变。
第七章-超声成像设备
（二）与普通声波比较的优势：
①由于超声波的频率高，因而波长很短，它可以像 光线那样沿直线传播，使我们有可能只向某一确 定的方向发射超声波；
②由于超声波所引起的媒质微粒的振动，即使振幅 很小，加速度也很大，因此可以产生很大的力量。
超声波的这些特性，使它在近代科学研究、工业生产和 医学领域等方面得到日益广泛的应用。例如：我们可以利用 超声波来测量海底的深度和探索鱼群、暗礁、潜水艇等。在 工业上可以用超声波对金属内部的气泡、伤痕、裂缝等缺陷 进行无损检测。在医学领域可以进行超声灭菌、超声清洗、 超声雾化等。更重要的是做成各种超声诊断仪器和治疗仪器。
3、实时成像 能高速实时成像，可以观察运动的器官，并节省 检查时间。
4、使用方便，费用较低，用途广泛。
第一节 概述 医学超声设备根据工作原理的不同，主 要分为三类： 一、脉冲回波法 ➢诊断信息来源于组织界面的反射和散射。 ➢根据显示方式分为：A型、M型、和A超：幅度调制型 它采用单探头发射单束超声脉冲，将所获得的由各
M型超声诊断仪
皮肤
探头
深度
时间
33
M型超声诊断仪成像原理的特点：
1. M超众的深度扫描信号（锯齿波信号）不像A 超那样加到X偏 转板，而是加到Y轴偏转板上，于是扫描线是从上向下扫描， 回波信号（亮度）距顶部的距离表示被探查组织界面的深度。
2. 接收电路的输出信号不是加到X或Y偏转板，而是加到亮度调 至栅极。当有回波信号出现时，并不像A超那样显示波形而是 显示亮点，亮点的强弱代表回波信号的幅度，多个界面的回 波形成一系列垂直亮点。
因此，在声波的传播过程中，当遇到两种 不同媒质的界面时，要发生发射、折射， 他们遵守反射、折射定律。
• 反射波强度与入射波强度 之比，为反射系数，用air表 示。
医学超声影像设备与应用
7.1.4 超声影像设 备临床应用
在实时超声监视或引导下进行穿 刺活检、液体抽吸或注药，以代 替某些外科手术，达到进一步诊 断或治疗目的的方法。
介入性超声
腔内超声
采用特制高频超声探头，插入体 腔（如食道、阴道、直肠、尿道、 腹膜腔）进行实时超声检查的办 法。
术中超声
外科手术进行中，采用特制的小 型高频超声探头，在手术野内对 脏器进行更加细致的实时超声检 查方法。
显示设备指标
超声影像设备的显示器还必须达到 实时显示、高分辨力与高灰阶三大 性能要求。
7.1.4 超声 影像设备临 床应用
在临床上超声影像设备应用很广，可以诊 断并治疗多种疾病。超声诊断设备包括A、 M、B、C、F、D等多种型号，现在还发展 到三维、四维彩超，几乎人体任何部位均 可做超声检查。一般分为心脏超声、腹部 超声、血管超声、五官超声、胸部超声和 内窥超声等。按使用方式可以分为介入性 超声、术中超声、腔内超声三种。
7.2 超声诊断设备
按型号分为: A型、M型、C型、F型、B型和D型等六类。
超声诊断设备是目前医院中使用的比较频繁的诊断设备。 它主要包含发射/接收装置、扫描发生器、信号处理装置、显 示设备、电源和探头等部分。探头按频率分为单频、多频和 宽频探头。
超声探头的主体是换能器，但为了提高发射／接收的效果， 还必须有吸声层、匹配层、声透镜等，另外再加上插件、电 缆和外壳两，才能构成一具完整实用的超声探头。
7.2.8 四维超声诊断设备
四维超声波成像系统，（“4D”是“四 维”的缩写）所谓“四维”就是指在传 统的“三维立体”超声成像的基础之上 加上时间维度这个向量。
运用4D超声波技术进行孕妇和胎儿检查 能够显示胎儿在子宫内的即时动态活动 图像
医学影像学课件超声成像
医学影像学课件超声 成像
汇报人：
日期:
目录
CONTENTS
• 超声成像概述 • 超声成像技术分类 • 超声成像设备及操作流程 • 常见疾病超声诊断 • 超声成像在特殊病例中的应用 • 超声成像新技术与发展趋势
01
超声成像概述
超声成像原理
01
02
03
超声波的产生
超声波是由高频率声波（ ＞20,000赫兹）组成的， 可以通过压电效应或其他 机制产生。
03
超声成像设备及操 作流程
超声成像设备组成
主机
超声主机是超声设备的核心，负责发送和接收超 声信号，处理并显示图像。
探头
超声探头是发射和接收超声波的部件，分为凸阵 、线阵、相控阵等多种类型。
电源和电缆
为设备提供电源和信号传输。
超声探头选择与使用
探头类型选择
根据检查部位和目的，选择合适 的探头类型，如腹部探头、心脏
图像记录与分析
医生根据显示的图像，进行分析和记录，出具诊断报告。
04
常见疾病超声诊断
肝胆疾病超声诊断
脂肪肝
01
超声可检测肝脏脂肪变，表现为肝脏回声增强、增粗，不均匀
分布。
肝硬化
02
超声可观察肝脏形态变化，如肝脏大小、边缘、表面平整度等
，以及门静脉扩张情况。
肝癌
03
超声可检测肝脏占位性病变，观察病变大小、形态、边界及内
胃癌
超声可检测胃壁增厚、肿块等病变。
泌尿系统疾病超声诊断
肾结石
超声可检测肾脏结石，观察结石大小、形态、位置等情况 。
肾囊肿
超声可检测肾脏囊肿，观察囊肿大小、形态、位置等情况 。
膀胱肿瘤
超声可检测膀胱占位性病变，观察病变大小、形态、边界 及内部回声等特征。
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CONTENTS
• 超声成像概述 • 超声成像技术分类 • 超声成像设备及操作流程 • 常见疾病超声诊断 • 超声成像在特殊病例中的应用 • 超声成像新技术与发展趋势
01
超声成像概述
超声成像原理
01
02
03
超声波的产生
超声波是由高频率声波（ ＞20,000赫兹）组成的， 可以通过压电效应或其他 机制产生。
03
超声成像设备及操 作流程
超声成像设备组成
主机
超声主机是超声设备的核心，负责发送和接收超 声信号，处理并显示图像。
探头
超声探头是发射和接收超声波的部件，分为凸阵 、线阵、相控阵等多种类型。
电源和电缆
为设备提供电源和信号传输。
超声探头选择与使用
探头类型选择
根据检查部位和目的，选择合适 的探头类型，如腹部探头、心脏
图像记录与分析
医生根据显示的图像，进行分析和记录，出具诊断报告。
04
常见疾病超声诊断
肝胆疾病超声诊断
脂肪肝
01
超声可检测肝脏脂肪变，表现为肝脏回声增强、增粗，不均匀
分布。
肝硬化
02
超声可观察肝脏形态变化，如肝脏大小、边缘、表面平整度等
，以及门静脉扩张情况。
肝癌
03
超声可检测肝脏占位性病变，观察病变大小、形态、边界及内
胃癌
超声可检测胃壁增厚、肿块等病变。
泌尿系统疾病超声诊断
肾结石
超声可检测肾脏结石，观察结石大小、形态、位置等情况 。
肾囊肿
超声可检测肾脏囊肿，观察囊肿大小、形态、位置等情况 。
膀胱肿瘤
超声可检测膀胱占位性病变，观察病变大小、形态、边界 及内部回声等特征。
医学影像学课件超声成像
浅表器官超声成像
总结词
用于检查甲状腺、淋巴结等浅表器官的形态和结构。
详细描述
浅表器官超声成像是一种无创、无痛、无辐射的检查方法，广泛应用于浅表器官的检查。通过高频超 声探头，可以清晰地显示甲状腺、淋巴结等浅表器官的形态和结构，对于诊断浅表器官疾病具有重要 的价值。
肌肉骨骼超声成像
总结词
用于检查肌肉、肌腱、韧带、关节等部位的形态和结构。
无创无痛
常规超声成像技术是一种 无创、无痛、无辐射的检 查方法，对人体无任何伤 害。
适用范围广
常规超声成像技术适用于 全身多个器官和组织的检 查，如腹部、妇科、心血 管等。
彩色多普勒超声成像技术
血流检测
彩色多普勒超声成像技术能够检测组 织中的血流速度、方向和血管分布情 况。
定量分析
彩色多普勒超声成像技术可以对血流 进行定量分析，提供更准确的诊断依 据。
未来超声成像技术的展望
新型探头材料和设计
研发更先进的探头材料和设计，以提高 超声波的穿透力和分辨率。
实时动态监测
实现实时动态的超声成像监测，为手 术导航、介入治疗等领域提供更有效
的支持。
个性化成像方案
根据患者的具体情况，制定个性化的 超声成像方案，提高诊断的针对性和 准确性。
跨界融合创新
推动超声成像与其他领域（如生物学 、物理学）的跨界融合创新，开拓超 声成像技术的更多应用领域。
05
案例分析
案例一：肝血管瘤的超声诊断
总结词
肝血管瘤的超声诊断是医学影像学中常 见的案例，通过超声成像技术可以清晰 地观察肝脏内部结构，为诊断提供有力 依据。
VS
详细描述
肝血管瘤是一种常见的肝脏良性肿瘤，超 声成像技术可以清晰地显示出肿瘤的大小 、形态、位置以及与周围组织的关系。在 超声诊断中，医生可以通过观察肝血管瘤 的回声、血流情况等特征，结合患者的临 床表现，对肝血管瘤做出准确的诊断。
医学影像学课件超声成像
缺点
影响因素
超声成像的清晰度和准确性受多种因素的影响，如患者的体型、器官位置、气体干扰等。
检查时间
超声检查时间较长，需要患者保持静止状态，对于一些不耐受的患者可能会感到不适。
结果解读
超声检查结果的解读需要专业的医学知识和经验，因此需要专业的医生进行诊断和分析。
05
超声成像的未来发展
技术改进
01
随着电子技术和计算机技术的发展，超声设备的性能将得到极 大提升，具备更高的分辨率和更快的扫描速度。
便携式超声设备
设备小型化、便携化，使得超声设备可以灵活应用于各种环境 和场景。
网络化超声设备
通过互联网技术，实现超声设备的远程操作和维护，提高设备 使用效率。
应用拓展
新型治疗技术
研究和发展新型超声治疗技术，如超声消融、超声碎石 等，提高治疗效果。
医学影像学课件超声成像
xx年xx月xx日
目录
• 超声成像概述 • 超声成像设备 • 超声成像技术临床应用 • 超声成像的优缺点 • 超声成像的未来发展
01
超声成像概述
超声成像原理
1 2 3
超声波的产生
超声波是由压电效应产生的，通过发射探头对 特定频率的电信号进行压缩，然后将其转换为 机械振动，从而产生超声波。
用于诊断子宫、卵巢和输卵管的病变，如子宫肌瘤、卵巢囊 肿和输卵管积水等。
早期妊娠超声成像
用于诊断早期妊娠的发育情况，如胚胎位置、胎心搏动和胚 胎大小等。
心内科超声成像
心脏结构超声成像
用于诊断心脏的结构性病变，如心脏肥大、心脏瓣膜病变和心包积液等。
心功能超声成像
用于评估心脏的功能性病变，如心力衰竭、心肌缺血和心脏舒张功能等。
第7章 超声成像设备
（2）M型超声 将A型超声获取的回波信息，用亮度调 制方法加于显示器内阴极摄像管（CRT） 阴极或栅极上，并在时间轴上加以展开， 最终显示的是被探测界面运动的轨迹 能反应心脏各层组织界面的深度随心脏 活动时间的变换情况。
（3）B型超声诊断仪/B超 是当今世界使用最广泛的超声诊断仪。 它采用回波信号的幅度调制显示器亮度。它以明暗 不同的光点反映回声变化，在影屏上显示9-64个等 级的灰度图象强回声光点明亮，弱回声光点黑暗 按扫描线逐行显示随深度变换的回波信号即构成一 幅二维断面图象
一方面是价格低廉的便携式超声诊断仪大量进入 市场 另一方面是向综合化、自动化、定量化和多功能 等方向发展，介入超声、全数字化电脑超声成像、 三维成像及超声组织定性不断取得进展，使整个 超声设备和诊断技术呈现出持续发展的热潮。
在探头方面，新型材料、新式换能器不断推出， 如高频探头、腔体探头、高密度探头相继问世， 进一步提高了超声诊断设备的档次与水平。
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（二）、医用电材料 压电晶体 俗称振元或振子，是探头的核心部分 超声探头的主体-压电晶体是由压电材料制成的，它 能实现电能与声能的相互转换。
一、压电效应 超声探头的核心是压电晶体或复合压电材料。
早期用于超声探头的换能器是具有压电效应的晶
体，采用高分子聚合物压电材料作为换能器，它
具有频率带宽、低阻抗、柔软易加工的特点。当
前探头已开始采用陶瓷与高分子聚合物合成的复 合材料。
压电晶体 自然界中存在着某些特殊晶体，
+ +
当受到外力的作用产生形变时，
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第一节 概述
（二）B型：借助于 换能器或波束的动态 扫描，获得多组回波 信息，并把回波信息 调制成灰阶显示，形 成断面图像，因此也 称断面显像仪。
B超显示图
第一节 概述
（三）M型： M型超 声诊断仪是一种单轴 测量距离随着时间变 化的曲线，用于显示 心脏各层的运动回波 曲线。图像垂直方向 代表人体深度，水平 方向代表时间。
电子聚焦示意图
第二节 B超基本结构与工作原理
3.动态电子聚焦 aim： 在整个探测深度范围内，波束都能有良好的会聚。 method：发射波在动态触发脉冲的控制下形成动态聚焦。
动态电子聚焦示意图第二节 B超基本 Nhomakorabea构与工作原理
二、模拟B超
（一）发射单元 （二）接收单元 （三）信号处理与图像形成单元 （四）系统控制单元
组合顺序扫描示意图
第二节 B超基本结构与工作原理
（四）组合扫描 2.组合间隔扫描 ---d/2扫描 ---d/4扫描
组合间隔扫描示意图
第二节 B超基本结构与工作原理
（五）声束的聚焦---聚焦是诊断和治疗的需要，在诊断中聚
焦可以提高横向分辨力，在治疗中往往将超声波能量集中在肿瘤上 或体内结石上。
1.声学聚焦
（二）基本结构 4.凸形探头 凸形探头的结构原理与线阵探头相同，只是振元排列成凸 形。但相同振元结构凸形探头的视野要比线阵探头大 。
凸形探头外观图
第二节 B超基本结构与工作原理
（二）基本结构 5.相控阵探头
相控阵探头示意图
第二节 B超基本结构与工作原理
（二）基本结构 6.矩阵探头 矩阵探头是近几年出现的多平面超声探头，主要应用于实 时三维超声成像。
声学聚焦示意图
第二节 B超基本结构与工作原理
2.电子聚焦 电子聚焦实质是对各振元 采用延时激励，即使每一激 励脉冲，经不同的延时后到 达各振元，使得这些振元发 射的声场在某个既定的区域 内，因相位相同产生相长干 涉，而在另一区域内产生相 消干涉，使各阵元发射的超 声波在焦点处会聚，换能器 辐射的波阵面等效一个凹面 发射源。
---正压电效应：施力产生电。 ---负压电效应：加电产生力（振动）。
－+－ +－+
－+－ +－+
+
－
－
++
－
压电效应示意图
第二节 B超基本结构与工作原理
（二）基本结构 1.柱形单振元探头 主要用于A超、M超。
电极引线
外壳
声学绝缘层
垫衬吸声材料
压电晶体 保护面板
电极
柱形单振元探头示意图
第二节 B超基本结构与工作原理
（二）接收单元---接收单元是指探头接收到反射超声波，将其转换成
电信号输送开始到回波信号合成为止的单元电路。
接收单元框图
第二节 B超基本结构与工作原理
（三）信号处理与图像形成单元---信号处理与图像形成单元是
M超显示图
第一节 概述
三、医学超声成像技术
近10年以来, 随着临床医学的发展和科学技术的进步, 超声 影像技术在成像方法、探头、信号检测与处理方法及临床应用 软件等方面都取得了长足的进步, 使图像质量和分辨率越来越 高。
各类超声图
第一节 概述
（一）换能器技术的发展---高密集、小曲率、高频率。 （二）计算机平台技术---电脑化超声诊断仪。 （三）宽频带成像技术---全面采集回波中隐含的丰富信息。 （四）超声造影成像技术---突出感兴趣区域的图像。
超声探头与工作站
第二节 B超
基本结构与工作原理
目录
一、医用超声探头 二、模拟B超 三、全数字B超
第二节 B超基本结构与工作原理
一、医用超声探头
（一）换能原理 （二）基本结构 （三）超声场 （四）组合扫描 （五）声束的聚焦
第二节 B超基本结构与工作原理
（一）换能原理---压电效应 1880年法国科学家居里兄弟发现。
（二）基本结构 2.机械扇扫探头 早期用于B超。
机械扇扫探头示意图
第二节 B超基本结构与工作原理
（二）基本结构 3.电子线阵探头 现代常用。
外壳
阻尼垫衬
二极管开关 控制器
多元换能器
声透镜
电子线阵探头示意图
第二节 B超基本结构与工作原理
声透镜
匹配层 压电振子
电极引线
垫衬 电子线阵探头前端示意图
第二节 B超基本结构与工作原理
1946年，出现A 型超声反射法探 测疾病。
1955年，出 现M型超声 诊断方法。
20世纪60年代中 期，开始研究机 械式或电子的快 速实时成像法。
20世纪80 年代，彩 色多普勒 超声用于 临床
20世纪90年代以来，全 数字化技术、三维超声 成像技术等技术的出现 和不断发展，
第一节 概述
二、分类
（一）A型：是利用超声波的反射特性来获得人体组织内的有 关信息，从而诊断疾病的。当超声波束在人体组织中传播遇到 不同声阻抗的两层邻近介质界面时，在该界面上就产生反射回 声，每遇到一个界面，产生一个回声，该回声在示波器的屏幕 上以波的形式显示。
A型成像显示图
第一节 概述
A超基本结构与工作原理
A超基本结构与工作原理图
矩形探头外观及振元排列示意图
第二节 B超基本结构与工作原理
（三）超声场---超声能量作用的弹性介质空间 1.单晶圆形声源的超声场---活塞往复运动
圆晶片超声场指向性与轴向声场分布图
第二节 B超基本结构与工作原理
2.矩形声源的超声场
单个与多个矩形换能器超声场示意图
第二节 B超基本结构与工作原理
（四）组合扫描 1.组合顺序扫描 用电子开关顺序切换 方式，将相邻m个振元 构成一个组合，接入发 射/接收电路的振子， 使之分时组合轮流工作 ，产生合成超声波束发 射并接收。
第二节 B超基本结构与工作原理
二、模拟B超
（一）发射单元；（二）接收单元； （三）信号处理与图像形成单元；（四）系统控制单元
B超结构框图
第二节 B超基本结构与工作原理
（一）发射单元---发射单元是指把控制单元给出的触发逻辑信号
（DP）调制成探头振元所需的激励脉冲信号的单元电路。
发射单元框图
第二节 B超基本结构与工作原理
医学影像设备学
第七章 超声成像设备
重点难点
❖ 医用超声探头基本结构与工作原理 ❖ B超的基本结构与工作原理 ❖ 超声多普勒成像技术 ❖ 三维超声成像技术 ❖ 超声谐波成像技术 ❖ 超声弹性成像技术
第一节 概 述
目录
一、发展简史 二、分类 三、医用超声成像技术
第一节 概述
一、发展简史
20纪初，物理学家朗 之万（langevin）首 次研制成了石英晶体超 声发生器。