超声谐波成像
超声波成像的原理
超声波成像的原理
超声波成像是利用超声波在不同介质中传播时会发生反射、散射和折射等现象，通过对反射信号的处理和成像技术，获得生物组织的内部形态和组织结构的一种医学成像技术。
其工作原理主要包括以下几个方面：
1.超声波的产生和发射：超声波通过连接到特定设备上的超声探头产生。
探头由许多压电晶体组成，当施加高频电流时，晶体会震荡产生超声波。
2.超声波的传输：超声波在人体组织中传输时，会遇到不同介质界面反射、散射、折射等反应。
这些反应会改变超声波的传播方向、速度和幅度等特性，从而产生不同的回波信号。
3.回波信号的检测和处理：探头可以测量回波信号的时间、强度和频率等信息，并将这些信息传输到计算机处理。
计算机根据反射时间和反射强度等参数，对对应的组织进行成像处理，以便医生能够观察。
4.成像技术：超声波成像可以通过多种成像技术来展示不同组织的内部形态和结构。
其中最常用的技术是B模式成像，它将回波信号显示为灰度图像以显示组织的内部结构。
其他技术包括彩色多普勒成像、3D超声成像和血管注射超声成像。
最新超声谐波成像
消除了基波和奇次谐波成分，使得偶次谐波 的幅度变为原来的两倍
包络检波
扫描变换
非线性参数B/A
物态方程：描述了声压和流体密度的关系 绝热过程下，物态方程可以展开为：
定义两个参量
物态方程泰勒展开式一阶项与二阶项之比 会影响声速
Technique Finite Amplitude Distortion-Based Inhomogeneous Pulse Echo Ultrasonic Imaging
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A novel pulse echo imaging scheme in which the image is formed using the finite amplitude distortion components of the received pulse is considered here. Alternatively, this could be described as image formation using the nonlinearly-generated higher harmonics.
基波能量与谐波能量的非线性改变
谐波频率能量的高低与基波频率能量有关，弱的基波频率几乎不产生谐波频率 能量，而强的基波产生较大的谐波能量
组织谐波成像
二次谐波成分的幅度
表征非线性程度的项 f为频率, 为介质密度 Z为深度，p为声压，c为声速
组织谐波成像
消除近场伪像干扰 有效遏制超声侧瓣回声对图像的影响 提高远场成像质量
压缩区也就是声压为正的区域 稀疏区也就是声压为负的区域 压缩区与稀疏区的交界点处
非线性现象的表现
超声谐波成像
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组织谐波成像
消除近场伪像干扰 有效遏制超声侧瓣回声对图像的影响 提高远场成像质量
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高分辨率和高对比度
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组织谐波成像系统架构
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谐波提取
谐波频段滤波
发射的基波信号的频带控制得比较 窄，便于滤波
发射的基波信号的频带比较宽，与 基波发生重叠
基波信号的频带宽度、发射脉冲的持续时间、 轴向分辨率之间的矛盾
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定义两个参量
物态方程泰勒展开式一阶项与二阶项之比
会影响声速
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Technique Finite Amplitude Distortion-Based Inhomogeneous Pulse Echo Ultrasonic Imaging
A novel pulse echo imaging scheme in which the image is formed using the finite amplitude distortion components of the received pulse is considered here. Alternatively, this could be described as image formation using the nonlinearly-generated higher harmonics.
在70年代推导出一个描述非线性超声场的波动方程即KZK方程，随后大量的实验和理 论以及数值计算结果充分证明了它的正确性。
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2
谐波产生的物理基础
超声在人体组织内传播过程产生的非线性，以及组织界面入射/反射关系的非线性 谐波产生（2f,3f,1.5f……）
a
医学影像学的超声波成像原理
医学影像学的超声波成像原理医学影像学的超声波成像原理是一种非侵入性的医学诊断技术，通过利用超声波的特性来获取人体内部结构的图像信息。
超声波成像原理基于声波在介质中传播的特性，通过声波在组织中的反射和散射来形成图像。
一、超声波成像的基本原理超声波成像是通过超声波在组织中的传播和反射来获得图像信息的一种技术。
超声波是一种机械波，其频率远高于人耳能够听到的声音，一般在1-20 MHz之间。
超声波由超声发射器产生，通过组织的传播介质传播后，受到组织内部结构的反射和散射，再经过超声接收器接收和处理，最终形成二维或三维的图像。
二、超声波传播的特性超声波在组织中的传播具有以下特性：1. 各种物质的密度差异会导致超声波的反射和散射，从而形成图像。
2. 不同组织的声阻抗不同，声阻抗是指声波在两种介质之间传播时的阻力和导纳差异。
声波遇到界面时，部分能量会被反射，部分能量会被穿透和继续传播。
3. 声速不同会导致超声波在组织中的传播速度也不同，从而形成声速不连续的边界，对图像产生影响。
三、超声波成像的过程超声波成像主要包括发射、传播、接收和图像处理四个过程：1. 发射：超声发射器产生超声波，并通过体表向人体内部传播。
2. 传播：超声波在组织中的传播过程中，受到组织的反射和散射。
3. 接收：超声接收器接收反射回来的超声波信号，并将其转化为电信号。
4. 图像处理：通过电子装置将接收到的信号进行放大、滤波、时域和频域分析等处理，最终形成人体内部结构的图像。
四、超声波成像技术的应用超声波成像技术在医学领域有着广泛的应用，包括但不限于以下方面：1. 产科：用于妊娠检查，检测胎儿的发育情况、胎位等。
2. 肿瘤学：通过超声波成像，可以检测和观察肿瘤的形态、大小、位置等信息。
3. 心脏病学：超声心动图是诊断心脏疾病的重要工具，能够观察心脏的结构和功能。
4. 血管学：超声波可用于检测血管狭窄、动脉粥样硬化等疾病。
5. 泌尿系统：超声波可用于检测肾脏、膀胱、前列腺等器官的病变。
超声波成像技术的原理
超声波成像技术的原理超声波成像技术是医学影像学、工业无损检测和生命科学中常用的一种成像手段。
它可以通过使用高频声波来探测物体内部的结构和组织，产生高质量的图像，非常有用。
本文将介绍超声波成像技术的原理。
1. 声波的特性声波是经典物理学中研究的波动现象之一，具有以下几个特性：1.1 声速声速指的是声波在介质中的传播速度。
声波的速度与介质的密度和弹性模量有关，高密度、高弹性模量的介质中声波传播速度也更快。
1.2 频率声波的频率表示了波形的周期性，即在一个时间内波形重复的次数。
频率越高，波形变化越快，声波的能量传递速度也越快。
1.3 能量声波的能量取决于它的振幅（即声压水平）。
声压越强，能量也越大。
当声波的振幅超过一定水平时，会产生破坏性的效果（如超声波细胞破裂治疗），因此需要注意安全。
2. 超声波成像技术是将高频声波发送到生物组织或物体内部，然后根据被反射和散射的声波来重建物体的内部结构。
在医学影像学中，这种技术通常用于检测器官、肌肉、血管等组织的结构。
超声波成像技术基于以下两个原理：2.1 声波的反射声波在遇到不同介质之间的界面时会发生反射。
当超声波发送到组织或物体内部后，如果它遇到了界面，就会被反射回来。
利用这个原理，可以通过接收反射的声波信号来重建组织的内部结构。
2.2 声波的散射声波在遇到组织或物体内部的结构时会发生散射。
不同介质的密度和弹性模量不同，因此声波在经过一个组织或物体时会发生弹性散射。
这些散射的信号可以被接收器捕获，并用于重建组织的内部结构。
3. 超声波成像技术的装置超声波成像装置由超声发射器、接收器、信号放大器、图像显示器和计算机等部件组成。
发射器发出高频声波，接收器接收反射和散射的声波信号，并将其发送到放大器进行放大。
放大后的信号通过计算机处理，最终在图像显示器上显示出物体内部结构的图像。
4. 超声波成像技术的优势和局限性超声波成像技术具有几个重要优势。
首先，它是无辐射的，因此不会对人体和物体产生伤害。
超声波成像技术原理与应用
超声波成像技术原理与应用首先，我们需要明白什么是超声波成像技术。
它是一种利用高频声波在物体内部产生反射的特性，对物体进行成像的技术。
超声波成像技术不仅能够在医疗领域进行影像诊断，还可以在工业领域中进行缺陷检测和材料检测。
本篇文章将就超声波成像技术的原理和应用进行详细的介绍。
原理首先，超声波成像技术的原理是利用超声波在物体中传播的特性以及其在物体内部反射和折射的现象进行成像。
传统的超声波成像是利用机械振荡器进行波束的扫描，而现代超声成像则利用阵列探头的技术进行成像。
阵列探头是由多个压电晶体组成的。
当需要向探头中发射超声波时，电信号被送到晶体上，晶体就会发射出声波。
当声波穿过物体并返回到探头时，压电传感器会将信号转换成电信号，这些返回的信号被收集和处理用于成像过程。
在超声波成像过程中，声波需要穿过物体，并与每个不同类型的组织进行反射。
声波传入物体后会发生严重的衰减，其中包括声波被组织吸收、散射、反射和折射等现象。
这些反射和散射的声波被接收探头收集到，其大小和位置被过程中的计算机记录并输出。
因此，我们可以获得有关物体内部的一些信息。
这些信息可以用于评估组织和器官的状况，从而帮助医生更好地进行诊断。
应用超声波成像技术在医疗领域中起到了很重要的作用。
比如说，它可以用于检测人体内部的器官和组织，帮助医生提供更好的诊断，包括内窥镜下的手术、胎儿监测和人类生殖健康等方面。
除了医疗领域以外，超声波成像技术还逐渐被应用于工业领域。
在工业领域，超声波成像技术可以用于材料的缺陷检测。
比如说，当我们需要对一些重要的机器零件或者其他部件进行缺陷检测时，超声波成像技术就可以帮助我们非常好的完成这项任务。
超声波成像技术可以非常准确地检测材料的内部结构，从而提供有关材料质量和可操作性的重要信息。
这些数据可以用于提高产品质量、生产效率和安全性。
除此之外，超声波成像技术也可以用于在建筑物或其他结构中检测缺陷。
比如说，当我们对一座大型建筑物进行检测时，超声波成像技术就可以帮助我们检测结构中是否有裂缝或其他缺陷。
三次谐波显微成像技术原理
三次谐波显微成像技术原理
三次谐波显微成像技术是一种用于生物医学和生物物理研究的
高分辨率显微成像技术。
它利用非线性光学效应来观察样品的细微
结构和生物分子的分布。
其原理如下：
首先，三次谐波显微成像技术利用激光脉冲来激发样品中的非
线性极化。
在普通显微镜中，光子与样品发生线性相互作用，而在
三次谐波显微镜中，光子与样品发生非线性相互作用。
这种非线性
相互作用导致样品中产生三次谐波信号，其频率是激发光频率的三倍。
这种三次谐波信号对应于样品中存在的非中心对称分子或结构。
其次，三次谐波显微成像技术利用三次谐波信号来形成图像。
通过收集样品产生的三次谐波信号，并利用适当的光学系统来聚焦
和检测这些信号，可以获得样品的高对比度、高分辨率的图像。
由
于三次谐波信号仅来自非中心对称分子或结构，因此该技术能够提
供关于样品中特定生物分子的信息，例如脂质分布、蛋白质聚集等。
最后，三次谐波显微成像技术具有优秀的成像深度和较低的光
伤害。
由于三次谐波信号主要来自样品的表面，因此该技术对于厚
度较大的样品也具有较好的成像能力。
此外，由于激发光的波长通
常较长，因此该技术对生物样品的光伤害较小，适合长时间观察活体样品。
总的来说，三次谐波显微成像技术通过利用样品的非线性光学特性，实现了对生物分子和结构的高分辨率成像，具有广泛的应用前景。
超声设备成像为什么必备谐波技术？
超声设备成像为什么必备谐波技术？谐波技术已经成为了超声设备必备的一项成像技术，那么我们对谐波又有多少了解呢？▎什么是谐波？谐波是相对于基波而言的。
在超声设备中，基波就是超声探头发射出来的初始声波频率，谐波就是超声探头接收到的不同于基波频率的声波信号。
两倍频率的叫二次谐波，三倍频率的叫三次谐波，四倍频率的叫四倍谐波，以此类推。
频率越高谐波分辨率越高，但是信号强度越弱。
因此频率并不是越高越好。
谐波的原理谐波是超声波的非线性传播特性和组织的非线性特性而产生的声波，非线性概念：我们可以理解为自然界存在两种声波的传播特性：线性传播和非线性传播，线性传播只是相对而言的，而非线性是绝对的，也就是说波的传播一定是非线性的，只是过去我们通常假设声波是线性传播的。
谐波的产生和接收超声探头发射出来的波总是基波，基波通过组织后频率发生了变化形成不同频率的谐波。
探头接收到的声波中既有基波的成分也有谐波的成分。
但设备具有选择通过的功能，选择性的接收二次谐波，滤除基波和其他谐波成分就是我们所说的二次谐波成像技术。
这是目前超声设备主要采用的谐波类型。
▎我们为什么要用谐波？我们最开始认为谐波是有害的，无用的，但是随着专家们的不断研究，谐波逐渐变废为宝。
谐波相对于基波来说旁瓣伪像更少，信噪比和对比分辨力更好。
1、组织谐波成像目前超声设备中主要使用的组织谐波成像技术是二次谐波技术，为了宣传而起名的脉冲反向谐波技术、脉冲剪影谐波技术、编码脉冲谐波技术、能量调制谐波技术等等都是基于二次谐波的。
我们以脉冲反向谐波技术举例：脉冲反向谐波技术的目的是增强组织二次谐波信号强度，探头同时反射两组反向的基波信号，探头接收声波后基波信号完全抵消，保留了干净的谐波信号，两组基波产生的谐波信号可相互叠加，从而提高了信号强度，该技术已经被广泛应用到各中-高端超声设备中。
2、造影谐波成像向血管内注入微气泡（相对组织具备更强的非线性特性），以增强超声的谐波反射效能。
超声波成像原理
超声波成像原理超声波成像是一种常见的医学影像学技术，它利用超声波在物质中传播的特性来获取人体内部的结构信息。
超声波成像原理涉及到声学、电子学、计算机技术等多个领域，是一门综合性的技术。
本文将从超声波的产生、传播、接收和成像原理等方面进行介绍，以便更好地理解超声波成像技术。
首先，超声波是一种高频声波，其频率通常大于20kHz，人类听觉范围之外。
超声波的产生可以通过压电效应来实现，即利用压电晶体在电场作用下产生振动的特性。
当电压施加到压电晶体上时，晶体会发生形变，从而产生超声波。
这些超声波经过适当的声学透镜和传感器阵列后，可以形成对被检测物体的成像。
其次，超声波在物质中的传播遵循声速、声阻抗和衍射等原理。
声速是超声波在介质中传播的速度，其大小与介质的密度和弹性有关。
声阻抗是介质对声波传播的阻力，是声速和密度的乘积。
当超声波遇到不同密度和弹性的组织界面时，会发生反射、折射和衍射，从而形成超声波回波。
这些回波可以被接收器接收，并通过信号处理和成像算法来重建成像。
接着，超声波成像的接收端通常采用压电传感器阵列。
这些传感器可以将接收到的超声波信号转化为电信号，并通过多通道接收系统进行采集和处理。
在信号处理方面，常用的技术包括滤波、放大、时延等，以提高成像的分辨率和对比度。
成像算法则包括B超、彩色多普勒、三维成像等多种技术，可以根据不同的临床需求进行选择。
最后，超声波成像技术在临床诊断中有着广泛的应用。
它具有无辐射、实时性强、成本低等优点，可以用于心血管、妇产科、肝胆、泌尿、乳腺等多个领域的检查。
随着计算机技术和成像算法的不断进步，超声波成像的分辨率和对比度得到了显著提高，使其在医学影像学中的地位日益重要。
总之，超声波成像技术是一门重要的医学影像学技术，它的原理涉及到声学、电子学、计算机技术等多个领域。
通过对超声波的产生、传播、接收和成像原理的介绍，我们可以更好地理解超声波成像技术的工作原理和临床应用。
希望本文能够对读者有所帮助，谢谢！。
超声波成像原理及检查前准备
超声波成像原理及检查前准备超声波成像的原理是利用超声波在不同介质中传播的特性来观察人体内部结构。
超声波是一种机械波，其频率高于人耳能够听见的范围，通常在1MHz至10MHz之间。
在人体内部，超声波能够通过软组织，但遇到空气或骨骼时会发生反射。
因此，通过记录超声波的反射信号，可以得到人体内部结构的影像。
在超声波成像检查前，需要进行一些准备工作。
首先，患者需要了解超声波成像检查的目的和流程，以及可能的不适和风险。
其次，患者需要提前告知医生自己的过敏史、手术史、病史等相关信息。
在检查前，医生会询问患者的症状和病史，并进行体格检查。
在体格检查中，医生会确定检查部位，并检查患者的血压、心率和呼吸情况。
在检查前，患者需要进行一些准备工作。
首先，患者需要脱掉检查部位的衣物，穿上医院提供的医用服装。
在一些特殊检查中，比如子宫超声检查，患者可能需要空腹或者在特定时段进行检查。
其次，患者可能需要饮食限制，比如需要戒烟、戒酒或者戒咖啡。
除此之外，患者还需要遵守医生的建议，比如避免运动或者进食特定食物。
在超声波成像检查中，患者需要服从医生的安排，配合医院工作人员的操作。
患者需要躺在检查床上，使得检查部位暴露出来。
在检查过程中，医生会在患者的皮肤表面涂抹凝胶，以利于超声波的传播和接收。
接着，医生会用探头在患者的皮肤表面来回移动，以观察患者的内部结构。
在检查过程中，医生可能需要患者改变体位或者做出特定动作，以获取不同角度的影像。
在检查中，患者需要配合医生的操作，向医生提供必要的协助。
比如，在做胸部超声检查时，患者需要深呼吸、迅速呼气，以便医生观察各种组织结构的变化。
在做腹部超声检查时，患者需要保持呼吸平稳和放松，以便医生得到准确的影像。
在做盆腔超声检查时，患者需要配合医生的操作，以保证检查的准确性和安全性。
在检查过程中，医生会根据患者的症状和病史，选择不同的超声波成像技术。
比如，在做常规超声检查时，医生会选择B超成像技术，以获取患者内部结构的二维影像。
超声波成像技术在医学中的应用研究
超声波成像技术在医学中的应用研究超声波成像技术（Ultrasound Imaging Technology）是一种无创性的诊断技术，其通过向人体部位注入超高频的声波，利用其在体内的反射、折射、透射等变化来获取人体内部结构的影像。
随着医学技术的不断进步，超声波成像技术也在医学领域中有了更广泛的应用，本文将主要探讨超声波成像技术在医学中的应用研究，并对其发展前景进行一定的展望。
一、超声波成像技术的基本原理超声波成像技术是一种利用超声波在各种介质中传播、反射、折射、透射等各种物理现象，采集与处理信号后，根据人体组织的声波反射特性形成图像的技术。
医学中主要采用的是超声波的回波模式和探头的阵列激发式。
通常，超声波成像仪器所发声的频率为2MHz ~ 16MHz，此范围的声波频率可穿透人体各个器官并形成声像，因为声波频率越高，其穿透人体组织的能力就越强，但其对越小的组织细胞发出的细小反射声也就越灵敏，因此其分辨率也就越高。
超声波对于不同物质的声波反射系数差异不同，利用此原理可得到不同的声像，并进行诊断。
二、超声波成像技术在医学中的应用1.临床诊断超声波成像技术可以应用于多种医学领域中的临床诊断，如妇科（盆腔炎、子宫肌瘤等）、泌尿外科（肝胆疾病、肾上腺等）、血管科（血栓、动脉瘤等）以及前列腺、甲状腺、心脏等疾病的诊断。
其成像速度快、无辐射、无痛苦等特点，被广泛用于儿科诊断、妇产诊断、泌尿外科等临床领域。
2.细胞和组织学研究超声波成像技术可用于细胞和组织学研究中，如乳腺纤维瘤的诊断、判断癌细胞的集聚和肿瘤血管的数量等。
在细胞的特定频率下，超声波成像技术可以观察细胞的外形与内部结构，并可在细胞表面上形成互为镜像的图像，从而得到更为准确的观测。
3.治疗超声波成像技术应用于医学治疗中，主要包括超声波消融治疗和超声波再生治疗等。
超声波消融治疗即是通过超声波导引下安装一个导管，将能量传送到人体特定器官或部位，让病变组织坏死、减少肿瘤体积。
超声波成像原理及检查前准备
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超声有哪些新技术？
超声有哪些新技术？（南部县妇幼保健院四川南充 637300）近年来，随着社会经济的快速发展，人们的生活水平不断提高，与此同时，人们对于自身健康也越来越重视，临床医疗技术也得到了快速的发展，极大的影响了人们的生活，超声技术起源于上世纪，属于高新技术产业，并且具有多学科相互交叉的特点。
随着超声技术的不断发展与完善，已经逐渐被广泛应用于食品、生物、医药、化工等多个学科领域，并取得了重大的成果，对这些领域的发展产生了重要的影响，而随着人们的需求逐渐发生改变，超声技术在不断发展的同时，也逐渐涌现出更多新型技术，为人类做出更大的贡献。
1、什么是超声技术？超声技术的重要核心部分便是超声波，其属于一种高频率的声波，且超过20000赫兹，具有穿透能力强、且方向性好的特点，一般情况下，比较容易获取相对集中的声能，可在水中远距离进行传播，因此，可以被用作测速、清洗、焊接、碎石、消毒杀菌等。
被广泛应用于农业、工业、军事以及医学等众多领域当中。
人类能够听到的声波频率大概在20HZ到20000HZ 之间。
所以人们将超过20000赫兹的声波称之为超声波。
超声波的振动频率很高，因此会产生很大的能量。
在北方，天气寒冷且比较干燥，将超声波通入水中，可以将水变成小雾滴，再输进室内，这样便能够增加室内空气湿度，这便是超声波加湿器的基本原理。
如气管炎、咽喉炎等相关疾病，无法通过血流将药物送往患者患病的部位，但是可以将药物雾化，之后再让病人吸入，提高实际疗效。
此外，超声波还能够将人体当中的结石震碎，减轻患者的痛苦，从而起到治愈的效果，还可以对一些物品进行消毒杀菌。
就目前现状来看，超声技术主要分为检测超声与功率超声，前者主要作为信号传输使用，如水声、B超等。
功率超声主要指的是大功率超声，可以进行超声清洗、加工、焊接、手术治疗、美容、超声雾化等。
2、超声有哪些新技术？2.1、超声造影超声造影成像技术结合超声非线性声学效应，能够让病灶与CT以及MRI显示类似的效果，能够对病变的状况与性质进行鉴别，如患者是良性病变还是恶性病变等，并对肿瘤介入消融，高强度聚焦超声、微波等方式进行治疗，并对实际的治疗效果进行评估。
医学超声谐波成像的研究的开题报告
医学超声谐波成像的研究的开题报告一、研究背景和研究目的医学超声谐波成像是一项非常重要的医疗技术，它可以通过声学波来成像检测人体内部的器官结构、血流情况及病理变化，非侵入性、无辐射，因此被医学领域广泛应用。
本研究旨在深入了解医学超声谐波成像技术的发展历程，以及其原理、特点及应用，为进一步探索其诊断、治疗和研究价值提供科学依据。
二、研究内容和方法1. 研究内容（1）医学超声谐波成像的起源及发展历程。
（2）医学超声谐波成像的原理和特点。
（3）医学超声谐波成像在临床应用中的表现及临床应用前景。
2. 研究方法（1）文献资料法：收集有关医学超声谐波成像的文献、专利、期刊和相关的介绍资料等，作为研究的主要资料来源。
（2）实验研究法：根据医学超声谐波成像的原理和特点，开展实验性研究，通过实验验证医学超声谐波成像的有效性。
（3）问卷调查法：通过对医学工作者、患者和相关企业的问卷调查，了解医学超声谐波成像在临床应用中的表现及其应用前景。
三、预期成果及意义本研究将进一步深化对医学超声谐波成像的认识，探索其在临床应用中的优势和潜力，对其诊断、治疗和研究价值提供科学依据，有助于改善医疗卫生服务、提高人民身体健康水平。
四、工作计划1. 搜集相关文献资料，了解医学超声谐波成像的发展历程和现状。
预计用时：1个月。
2. 开展医学超声谐波成像的实验研究，了解其原理和特点，实际掌握其成像方法及仪器使用情况。
预计用时：3个月。
3. 进行问卷调查，了解医学超声谐波成像在临床应用中的表现及其应用前景。
预计用时：1个月。
4. 结合文献资料、实验研究和问卷调查的结果，撰写并完成研究报告。
预计用时：1个月。
五、研究预算本研究的预算主要用于购买医学超声谐波成像仪器和实验所需材料。
预计总预算为5万。
具体预算如下：1. 医学超声谐波成像仪器购买费用：3万元。
2. 实验所需材料费用：2万元。
总预算：5万元。
六、参考文献1. 程希夫.医学超声谐振成像技术在肿瘤研究与诊断中的应用.中国肿瘤.2016；25（1）:21-27.2. 刘道群. 一种新型的三维医学超声成像技术研发. 电子与软件工程. 2013；9（01）：69-70.3. 欧阳丽丽.医学超声成像技术在疾病诊断中的应用及进展.医疗电子技术.2015；21（9）：143-145.。
超声波成像的原理及应用
超声波成像的原理及应用一、超声波成像的原理超声波成像是利用超声波在介质中的传播和反射特性，通过传感器接收到的超声波信号，生成图像以实现对被测对象的成像和诊断。
1. 超声波的产生超声波（也称为高频声波）是指频率超过人类可听到的上限20kHz的声波。
超声波通过物体时，与物体中的分子发生相互作用，产生声学反射。
产生超声波的方法主要包括压电效应、热释电效应和磁声效应。
2. 超声波的传播与反射超声波在物质中的传播速度与介质的密度和弹性有关。
传播过程中，当超声波遇到界面，部分能量会被反射回来，形成回波。
通过接收回波并分析其特征，可以确定回波的时间差和幅度差，从而获得物体内部的信息。
3. 超声波的成像原理超声波成像原理主要通过超声波探头发送超声波脉冲，然后接收反射回波。
成像系统会将回波信号转换为图像，以显示被测物体的内部结构和组织情况。
常见的超声波成像模式包括A模式、B模式、M模式和Doppler模式。
二、超声波成像的应用超声波成像技术在医学、工业和科学研究领域具有广泛的应用。
以下是超声波成像的几个常见应用领域：1. 医学领域超声波成像在医学诊断中起到至关重要的作用。
它可以被用于检测器官、肿瘤、血管和软组织的异常情况。
常见的医学超声波成像包括妇科超声、胃肠超声、心脏超声等，并可通过超声引导进行有创操作。
2. 工业领域超声波成像在工业非破坏检测中广泛使用。
它可以用于检测材料中的缺陷、裂纹和气泡等缺陷，并提供质量控制和产品安全保障。
此外，在工业领域中，超声波成像技术也可以用于测量物体的距离和厚度。
3. 科学研究领域超声波成像在科学研究中被广泛应用于材料科学、生物学和生命科学等领域。
例如，超声波成像可用于观察细胞内的微小结构和细胞活动。
此外，它还可以用于研究材料的物理和化学特性，以及材料的动力学行为。
4. 其他应用领域超声波成像还应用于许多其他领域，如海洋学、地质学和无损检测等。
在海洋学中，超声波成像可用于探测海底地形和水下物体。
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超声谐波成像
Ultrasonic harmonic imaging
历史由来
20世纪80年代初,Muir首先从理论及实验上证实了在生物医学超声所使用的频率及强 度范围内,存在不容忽视的非线性现象。 1997年，Christopher提出使用超声波在传播过程中产生的谐波成分进行医学成像, 此后,谐波成像方法和技术的研究得到重视,并逐步应用到医学诊断中。 在70年代推导出一个描述非线性超声场的波动方程即KZK方程，随后大量的实验和理 论以及数值计算结果充分证明了它的正确性。
谐波产生的物理基础
超声在人体组织内传播过程产生的非线性，以及组织界面入射/反射关系的非线性 谐波产生（2f,3f,1.5f……）
非线性声学 一个描述非线性超声场的波动方程，即KZK方程 根据连续性方程、运动方程以及物态方程等推导出来的
波形畸变
非线性场中，波形上各点处的传播速度 并不恒定，而是位置 x 的函数
压缩区也就是声压为正的区域 稀疏区也就是声压为负的区域 压缩区与稀疏区的交界点处
非线性现象的表现
谐波能量的非线性改变
谐波成像能有效的减少的近场伪像
在近场表浅处，超声波仅由基波频率组成。但
传播后，能量会在二次谐波频率处产生。 当组织衰减作用超过非线性参数B/A作用的时
候，谐波能Байду номын сангаас衰减。
非线性现象的表现
基波能量与谐波能量的非线性改变
谐波频率能量的高低与基波频率能量有关，弱的基波频率几乎不产生谐波频率 能量，而强的基波产生较大的谐波能量
组织谐波成像
二次谐波成分的幅度
表征非线性程度的项 f为频率, 为介质密度 Z为深度，p为声压，c为声速
组织谐波成像
消除近场伪像干扰 有效遏制超声侧瓣回声对图像的影响 提高远场成像质量 高分辨率和高对比度
组织谐波成像系统架构
谐波提取
谐波频段滤波
发射的基波信号的频带控制得比较 窄，便于滤波
发射的基波信号的频带比较宽，与 基波发生重叠
基波信号的频带宽度、发射脉冲的持续时间、 轴向分辨率之间的矛盾
谐波提取
发射脉冲相位反相 组织谐波成像系统中采用脉冲反向技术，则发射 电路需发射两个相位相反的脉冲信号，设换能器 接收到响应分别为
A novel pulse echo imaging scheme in which the image is formed using the finite amplitude distortion components of the received pulse is considered here. Alternatively, this could be described as image formation using the nonlinearly-generated higher harmonics.
二式相加即得
消除了基波和奇次谐波成分，使得偶次谐波 的幅度变为原来的两倍
包络检波
扫描变换
非线性参数B/A
物态方程：描述了声压和流体密度的关系 绝热过程下，物态方程可以展开为：
定义两个参量
物态方程泰勒展开式一阶项与二阶项之比
会影响声速
Technique Finite Amplitude Distortion-Based Inhomogeneous Pulse Echo Ultrasonic Imaging