超音波成像的基本原理
超声波医学成像工作原理
超声波医学成像工作原理超声波医学成像是一种非侵入式的诊断技术，可以通过声波的传播和反射来获取人体内部的结构和组织信息。
它在临床上广泛应用于检测和诊断肿瘤、器官损伤、妊娠等多种医学领域。
本文将详细介绍超声波医学成像的工作原理。
一、超声波的产生超声波是指频率超过20kHz（人耳听觉范围）的声波。
在超声波医学成像中，超声波的产生主要依靠压电效应。
当施加交变电压于具有压电特性的晶体或陶瓷材料上时，晶体或陶瓷会发生机械振动，从而产生超声波。
二、超声波的传播和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。
一般来说，在软组织中，超声波的传播速度约为1540米/秒。
当超声波遇到两种介质界面时，会发生反射和折射现象。
反射是指超声波从介质界面上反射回来，而折射是指超声波在两种介质之间发生方向改变。
三、超声波成像的原理超声波成像利用超声波在人体组织中的传播和反射特性来获得人体内部结构的信息。
具体而言，超声波成像主要分为超声波的发射和接收两个过程。
在超声波的发射过程中，医生将超声波探头放置在患者身体表面，并通过控制仪器发出超声波脉冲。
超声波脉冲通过介质传播后，遇到不同组织界面会发生反射，部分能量会返回到探头。
在超声波的接收过程中，探头上的压电晶体会将接收到的超声波信号转化为电信号。
这些电信号经过放大和处理后，可以生成图像，并通过显示屏展示出来。
四、超声波成像的模式超声波成像有多种模式，常见的包括B超、彩色多普勒超声和三维超声。
B超，即亮度超声，是最常用的超声波成像模式。
它通过反射超声波的亮度变化来显示图像。
B超图像以灰度形式展示，明亮的区域代表回波强，而暗淡的区域则代表回波弱。
彩色多普勒超声用于检测血流，可以显示血流方向和速度分布。
彩色多普勒超声通过测量血液回波的多普勒频移来计算血流速度，并以彩色形式在B超图像上显示。
三维超声是一种高级的超声模式，它可以实时获取物体的三维图像。
三维超声利用多个二维图像拼接而成，可以提供更加全面的结构信息。
超音波原理
超音波原理1．超音波原理：我们知道正确的波的物理定义是：振动在物体中的传递形成波。
这样波的形成必须有两个条件：一是振动源，二是传播介质。
波的分类一般有如下几种：一是根据振动方向和传播方向来分类。
当振动方向与传播方向垂直时，称为横波。
当振动方向与传播方向一致时，称为纵波。
二是根据频率分类，我们知道人耳敏感的听觉范围是20HZ一20000HZ，所以在这个范围之内的波叫做声波。
低于这个范围的波叫做次声波，超过这个范围的波叫超音波。
波在物体里传播，主要有以下的参数：一是速度V，二是频率f，三是波长九。
三者之间的关系如下：V—f·九。
波在同一种物质中传播的速度是一定的，所以频率不同，波长也就不同。
另外，还需要考虑的一点就是波在物体里传播始终都存在着衰减，传播的距离越远，能量衰减也就越厉害，这在超音波加工中也属于考虑范围。
波在物体里传播，在物体中会存在波峰位与波腹位，所谓的波峰位，直观的理解是：该处振幅最大，应力最小；波腹位理解为该处振幅最小，应力最大。
2．超音波在塑料加工中的应用原理：塑料加工中所用的超音波，现有的几种工作频率有15KHZ，18KHZ，20KHZ，40KHZ。
其原理是利用纵波的波峰位传递振幅到塑料件的缝隙，在加压的情况下，使两个塑料件或其它件与塑料件接触部位的分子相互撞击产生融化，使接触位塑料熔合，达到加工目的。
3．超音波焊机的组成鄙分和原理超音波焊接机主要由如下几个部分组成：发生器、气动部分、程控部分、换能器部分。
发生器主要作用是将工频50HZ的电源利用电子线路转化成高频(例如20KHZ)的高压电波。
气动部分主要作用是在加工过程中完成加压、保压等压力工作需要。
程控部分控制整部机器的工作流程，做到一致的加工效果。
换能器部分是将发生器产生的高压电波转换成机械振动，经过传递、放大、达到加工表面。
现在国内应用较多的发生器一般有两种：一种是以美国BRANSON公司为代表所采用的桥式功放电路，保护电路采用相位保护，工作频率一般为20KHZ。
超声医学成像技术研究
超声医学成像技术研究超声医学成像技术是一种非常重要的医学诊断手段，其已经成为了临床医疗中不可或缺的一部分。
该技术可以通过对人体组织的超声波反射进行分析，得出病变区域的图像信息。
1. 概述超声医学成像技术的优点在于其非侵入性、无辐射、图像分辨率高等特点。
它通常被用于检测腹部、肝、胆道、肾脏、心脏等组织，尤其适用于妊娠、产科、儿科等多种场景下的诊断。
随着科技的发展和应用的广泛，超声医学成像技术已经逐渐发展成为了三维、四维超声等高级成像技术。
2. 超声成像原理超声波是指频率超过20kHz的音波，其频率远高于人类耳朵所能听到的声音频率。
因此，超声波通过组织时可以获得更为精细的信息。
超声波穿过人体组织后会发生多次反射和散射，反射回超声传感器的信号就是在超声成像机器上呈现的图像。
超声波在组织中的传播速度与组织的密度有关，而组织的密度又与其紧密程度相关。
因此，根据组织的声阻抗差异，可以分辨出不同形态、密度和结构的器官，从而实现对人体的成像诊断。
3. 超声技术应用3.1 腹部超声腹部超声是超声应用领域中常见的一种技术，一般用于检测肝脏、胆囊、胰腺、肾脏和脾脏等腹腔内的器官。
临床应用范围非常广，例如检测肝脏病变就可以用超声来检测其体积大小、肝边缘是否光整等。
3.2 产科超声产科超声主要应用于孕妇妊娠期间的相关检查和评估，通过对胎儿的发育情况、羊水等进行检测。
该技术可以不仅可以检测胎儿的身体健康情况，还能够检测羊水、宫颈、子宫及其附件等其他问题。
3.3 心脏超声心脏超声常被用于对心脏内部结构和泵血功能的检测。
通过超声成像技术，可以确定左心室和右心室的大小，检测心脏瓣膜的情况，检测心肌运动与心脏泵血的情况。
因此，心脏超声应用于容易受到心血管疾病影响的人群中。
4. 超声成像的局限性尽管超声医学成像技术有着许多优点，其仍然存在着一些局限性。
比如，超声波的穿透深度有限，难以透过骨头和肺结构，因而不适用于某些重要部位的诊断；此外，超声成像难以分辨出一些组织，如肺部、脑部、骨骼等不适合用该技术进行成像。
实验四 超声波成像基本原理
实验四超声波成像基本原理一、超声波简介及应用超声波指的是频率超过2×104 Hz，人耳不能听到的声波。
超声广泛存在于自然界和日常生活中，如老鼠、海豚的叫声中含有超声成分，蝙蝠利用超声导航和觅食；金属片撞击和小孔漏气也能发出超声。
在实验和工业生产中，人们利用压电效应（piezoelectric effect）产生超声波。
压电效应是指对于某些不导电的固体物质（称为压电材料），当它们在压力（或拉力）的作用下产生变形时，在物体相对的表面会出现正、负束缚电荷，从而得产生电势差的现象。
利用压电效应的逆效应，即在压电材料相对的两个表面施加电压信号，使得材料发生机械变形，就可以得到超声波。
作为一种探测方法，超声波技术在军事、工业和医疗上有非常广泛的应用（探测对象包括潜水艇、固体材料内部的缺陷、体内脏器的病变以及胎儿的发育状况等。
）超声检测的具有以下突出的优点：1. 高穿透性，可以探测到材料深处的缺陷。
2. 灵敏度高, 可以探测到非常小的缺陷。
3. 非破坏性，只需要在材料的表面工作。
4. 对操作者以及周围的设备和材料没有伤害和干扰。
二、超声波C扫描成像基本原理通过探头在试块顶部的X-Y扫描记录，得到来自试块内部缺陷的平面分布、埋藏深度Z 方向的信息，利用测量到的三维数据进行计算机图象重建，得到试块内部缺陷的立体图象。
超声成像是通过测量反射波来获得物体内部的信息。
在进行缺陷定位时，测量缺陷反射回波对应的时间，根据被测材料的声速可以计算出缺陷到探头入射点的垂直深度或水平距离。
在超声成像时，探头在试块顶部二维扫描，得到来自试块内部缺陷深度的分布，再利用计算机进行图像重建，就可以得到试块内部缺陷的立体图像。
由于衍射的存在，实际的超声波总有一定的发散性。
通常我们用偏离中心轴线后振幅减小一半的位置表示声束的边界。
如图1所示，在同一深度位置，中心轴线上的能量最大，当偏离中线到位置A、A’时，能量减小到最大值的一半。
其中θ角定义为探头的扩散角。
超声波成像的成像原理
超声波成像的成像原理
超声波成像是一种技术，它可以使用高频声波来显示内部组织的形状和结构。
它是一种非接触的技术，可以通过发射和接收超声波来检查器官及其血管系统的状况。
超声波成像技术是诊断技术中最受欢迎的技术之一，它可以以无损的方式，快速准确地识别疾病。
超声波成像的工作原理是向器官发射超声波，然后将接收到的超声波信号转换为图像。
超声波在传播过程中从器官反射回来，这种反射受到器官结构及其组织的影响，然后用于构建图像。
超声波成像的主要应用是可以用来检查心血管系统，这是因为它可以检测血管的状况，查看血流速度，以及监测血管的血流量。
超声波也可以用来检查肝脏，胆囊，肾脏，胰腺和脑部组织等器官。
它还可以用于监测胎儿的发育情况，以及检查肿瘤，胎膜破裂，腹腔血肿等情况。
超声波成像技术可以提供精确的诊断信息，而且它不会损害患者的健康，因此被广泛应用于诊断技术中。
它是一种安全，可靠，可靠的技术，可以帮助医生做出准确的诊断，确定最佳治疗方案。
超音波培训教材
超音波培訓教材一.超音波工作原理:熱可塑性膠的超音波加工,是利用工作接面間高頻率的磨擦而使分子間急速産生熱量,當此熱量足夠熔化工作時,停止超音波發振,此時工件接面熔融而固化,完成加工程序.二.超音波機構原理:將220V/60HZ轉變為15KHZ(或20KHZ)的高壓電能,利用振動子轉換成機械能.機械振動經由傳動子,焊頭傳到加工物,並利用空氣壓力,産生工作面的磨擦效果,以完成操作程序.三.操作說明:1.接通電源開關和氣壓開關,然後打開發振箱上之總電源開關,此時電源指示燈亮,同時檢查發振箱後面之散熱風扇是否轉動.2.將熔接機上的自動計數器按鈕歸零.以便工作統計數量.3.將熔接機上手動/自動按鈕開關置於”自動”位置.4.將産品放入下模中(注意:産品不可亂放,應按正確方法放入以免損壞産品),然後按”熔接下降”按鈕,開始熔接.5.模具下降時,請勿將手伸手模具中,以免發生意外.6.産品熔接完成後,檢查産品是否有壓傷﹑發亮﹑毛邊﹑錯位,按鍵/彈片是否彈性良好.或産品兩邊的美觀線是否均勻.7.如出現以上任何一點請告知工程技術人員進行模具調整.8.如操作過程中,發現模具熔接後不上升,請馬上按”緊急上升”按鈕,以免損壞模具和産品,並通知技術人員進行維修.9.操作完成後,將工作台面上的物品清理乾淨.10.先將發振箱上之總電源開關關掉,然後關掉電源與氣壓電源開關,再將超音波機器放入指定的地點.四.注意事項:1.操作前檢查電源﹑氣壓源是否接通完好,並清除工作台上不必要的物品,再行作業.2.把産品放入模具,放手按下綠色”熔接”按鈕.3.如發現産品沒有放好,或是模具不上升,馬上按紅色”緊急上升”按鈕,且不可把手伸入模具中.4.工作狀態下,人體請勿重壓發振的焊頭,以免灼傷.。
超音波工作原理
超音波工作原理
嘿，朋友们！今天咱来唠唠超音波的工作原理，这可神奇着呢！
你想想啊，超音波就像个神奇的小魔法师，看不见摸不着，却能发挥大作用。
它是怎么工作的呢？其实啊，超音波就是一种频率高于人类听觉上限的声波。
这就好比是一场声音的赛跑，普通声音慢悠悠地跑着，而超音波“嗖”地一下就冲出去老远。
超音波的产生呢，就像是一个特别厉害的乐手在演奏。
有个东西叫超声换能器，它就像那乐手手里的乐器，通过它能发出超音波。
然后这些超音波就像一群小精灵，欢快地在各种地方穿梭。
它们在医学上可立下了大功呢！医生用它来给我们检查身体，就像给身体内部来了个大探秘。
超音波进入我们身体后，遇到不同的组织就会有不同的反应，这多有意思啊！这不就跟我们走路遇到不同的路况一样嘛，平路走得顺，遇到石头就得绕一下。
医生就能根据这些反应来判断我们身体里面有没有问题。
在工业上，超音波也不含糊呀！它可以清洗那些脏兮兮的零件，把污垢都给震下来，就像给零件们洗了个痛快的澡。
而且还能用来检测材料有没有缺陷，这可真是个细心的小卫士。
超音波还能帮我们测距呢！想象一下，它就像一个超级敏锐的眼睛，能精确地测量出距离。
在一些设备里，超音波就像个聪明的小助手，让一切都变得那么有序。
说真的，超音波虽然看不见，但它真的无处不在地在帮我们呢！它就像我们生活中的隐形英雄，默默地发挥着自己的作用。
我们是不是应该好好感谢它呀？所以啊，可别小瞧了这小小的超音波，它的本事可大着呢！它能让我们的生活变得更美好，更便捷。
怎么样，神奇吧？是不是对超音波又多了几分敬佩呢？反正我是觉得它超级厉害的！。
超音波原理——精选推荐
一、超音波原理人耳可以聽見的波動，其頻率約在16Hz到20KHz之間，如果〝波動〞的頻率高於此範圍，則人類則無法聽見，特稱之為超音波。
所謂〝波動〞即為物質中的粒子受外力作用時所產生的機械性振盪。
例如將懸掛於彈簧下方的物體向下拉使彈簧伸長，然後將物體放開，則該物體受彈簧力的作用，產生一上下往復性的振動，其偏離靜止位置的移動與時間的關係，即為正弦波。
超音波依其波傳送方向的波動方式可分為縱波、橫波、表面波、藍姆波四種。
其在料件中之傳送，根據能量不滅定律，音波在一種物質中傳送，或由一種物質傳入另一種物質時，由於受到衰減、反射及折射的作用，其能量必然愈來愈弱；但是在材料密度較大的部分，音壓卻會增大〈但因音阻抗亦變大，能量仍是減少〉，反之在疏鬆的部分，其音量變小。
圖1-1 橫波圖1-2 縱波圖1-3 表面波圖1-4 藍姆波超音波在非破壞檢測技術的應用上，其原理為具有壓電效應之晶體，在不斷的振動下，可將電能轉換為機械能，產生超音波；反之，亦可將機械能轉換為電能，產生訊號。
常用的超音波頻率約在0.5MHz到25MHz之間，而其中又以1MHz到5MHz最為常見。
二、超音波可以檢查之設備問題(或劣化機制)及其所使用到之原理說明1.可檢查之問題類型（1）確定物料內部或表面缺疵、中斷、不均一等等。
（2）測定物料厚度。
2.超音波於檢驗各類問題應用之原理（1）脈波回波式探傷儀—用來探測物料內部的缺疵(不易查出表面附近的傷痕)脈波回波式超音波檢測儀是以高頻脈衝產生器產生電壓脈動，經由同軸電纜線傳輸至換能器中，換能器將電的脈波振盪變成機械振盪之超音波而傳送入檢測物內，並接收來自表面、缺陷及底面等機械振盪的回波，再轉換成脈動的電壓訊號，經放大電路增幅並藉由掃描電路時序控制而將此回波訊號先後顯示於示波器螢幕上。
所謂高頻脈衝產生器即當一高速變化的交流電通過一晶體時，遂發生振動，某一方向的電流，晶體發生膨脹；而另一方向的電流，晶體即形成縮收。
《超音波应用原理》课件
原理：利用超声波的反射和折射特性，形成图像 应用：用于诊断疾病，如心脏、肝脏、肾脏等器官的疾病 优点：无创、无痛、实时、动态 发展：从二维超声发展到三维、四维超声，提高了诊断准确性和效率
原理：利用超音波 在介质中的传播速 度和衰减特性，检 测工件内部的缺陷 和损伤
应用：广泛应用于 金属、非金属、复 合材料等工件的检 测
结构：包括压电晶体、放大 器、电源等
原理：利用压电效应产生高 频振动
功能：产生高频振动，形成 超音波
应用：广泛应用于医疗、工 业、科研等领域
结构：包括压电陶瓷、金属 外壳、连接线等
工作原理：将电能转换为机 械能，产生超声波
应用：广泛应用于医疗、工 业、科研等领域
特点：具有高灵敏度、高稳 定性、长寿命等特点
热能的产生是由于超音波在 介质中的振动和摩擦
超音波在介质中传播时，会 产生热能
热效应的大小与超音波的频 率、强度和作用时间有关
热效应在医学、工业等领域 有广泛的应用，如超声波清
洗、超声波焊接等
超音波在介质中传播时，会穿 透介质，而不会被反射或吸收
穿透深度与超音波的频率、强 度和介质的性质有关
穿透效应可以用于无损检测、 超声成像等领域
超音波是一种机械波，通过介质传播 超音波的传播速度与介质的性质有关，如密度、弹性等 超音波的传播速度通常比声波快，但在不同介质中的传播速度不同 超音波的传播速度可以通过公式计算得出，如S=λf，其中S是传播速度，λ是波长，f是频率。
超音波是一种声波，其频率高于人类听觉范围 超音波的波长与频率成反比，频率越高，波长越短 超音波的波长范围通常在1毫米到1000毫米之间 超音波的频率范围通常在20千赫兹到100兆赫兹之间
A超的成像原理与应用领域
A超的成像原理与应用领域1. 引言超声波成像技术是一种应用广泛的医学成像技术，其中A超（B超）是最常用的一种。
A超成像原理简单，成像速度快，同时具备较高的安全性和灵活性，因此在医疗领域被广泛应用。
本文将介绍A超的成像原理以及其在医学领域的应用。
2. A超成像原理A超（Amplitude Modulated Ultrasonography）又称为超声幅度成像技术，是通过测量超声波在组织中产生的幅度变化来获得影像信息的一种医学成像技术。
A超成像采用的是单个声束逐点扫描的方式，通过测量超声波在组织中的反射和散射信号，以及声速和声阻抗的差异，得到影像。
A超成像原理的基本步骤如下：- 1. 发射：超声波通过压电式换能器发射出去，并通过介质传导至被检体内。
- 2. 反射：超声波在组织中会遇到不同的反射界面，一部分能量被反射回来。
- 3. 接收：反射回来的超声波通过换能器接收，并转换成电信号。
- 4. 形成影像：经过信号处理和图像重建算法后，获得可视化的超声图像。
A超成像的特点：- 非侵入性：A超使用的是声波，无辐射，对被检体无损伤。
- 实时性：A超成像速度较快，可以获得实时的影像，方便观察。
- 可调节：通过改变超声波的频率和方向，可以调整成像深度和角度。
- 价格较低：与其他成像技术相比，A超设备较为经济实惠。
3. A超在医学领域的应用A超作为一种简便、快速的成像技术，在医学领域有广泛的应用。
下面列举了A超在不同应用领域中的具体应用。
3.1 临床诊断•A超在临床诊断中的应用非常广泛，如在妇科、肿瘤科、普外科等领域。
•在妇科领域，A超可以用于妊娠检查、卵巢囊肿的诊断和子宫肌瘤的观察等。
•在肿瘤科领域，A超可以用于肿瘤的早期筛查、定位和观察治疗效果等。
•在普外科领域，A超可以用于肝脏、胆囊、胰腺等脏器的检查和手术引导等。
3.2 心脏超声•心脏超声是A超的一个特殊应用领域，主要用于心脏疾病的诊断和观察。
•心脏超声可以观察心脏的大小、形态、运动情况以及心脏瓣膜是否正常等。
超音波工作原理及安全注意事项
超音波一級保養及調試規程
一.設備工作原理及功能介紹
工作原理:
超音波是將電能通過換能器轉換成高頻震動與焊頭形成共振輸出機械能, 氣缸帶動高頻震動的焊頭與放在底座里的產品相接觸,摩擦生熱,使產品與產品接觸面熔化後粘合在一起.
功能:
對朔膠產品進行熔接處理.
二.每日保養內容:
三.設備調機規程:
3.1 確認電源電壓.標準為220V.
3.2 修機時應關掉電氣源
3.3 調機前應檢查各緊固螺絲是否有松動.
四.操作機器注意事項:
4.1.生產中應佩帶耳塞
4.2嚴禁多人操作機器
4.3設備運行中嚴禁將身體任何部位觸碰焊頭運動范為內.。
超音波影像成像原理
拔河中：完全同步时力量与重量关系
意义：恢复或衰减的快慢 速度
一定距离测量时间差异
一定时间测量距离差异
第二节
磁共振成像物理基础
如何测量T1、T2、 Pd等参数？
B0
纵向磁化矢量？
与主磁场强度方向重叠— 易受干扰 静止、微弱— 无法标识
107+7 : 107 顺 逆
第二节
如何测量T1、T2、 Pd等参数？
磁共振成像物理基础
质子密度越大，组织的信号越强 T1值越短，组织的信号越强 T2值越长，组织的信号越强 TE越短，组织的信号越强 TR越长，组织的信号越强
第二节
磁共振成像物理基础
4、SE脉冲序列成像中影响信号强度的因素？
T1 —纵向弛豫时间—自旋晶格弛豫 T2—横向弛豫时间—自旋自旋弛豫 Pd —氢质子的密度 TR—重复时间 TE—回波时间
c. 180脉冲后
d. 质子相位重聚
原理：改变质子进动相位、不影响质子进动频率
第二节
2、自旋回波的产生
180° 90°
磁共振成像物理基础
180° 90°
回波
回波
Ti
自旋回波: spin echo 一次90+ 180脉冲组合产生回波次数？ 一次 一幅MR图像需采集多少次回波？ 相位编码数
180脉冲
Mz
100%
Mxy
63%
时间（ms）
90脉冲
TR
TE
90脉冲
第二节
磁共振成像物理基础
第二节
磁共振成像物理基础
T1加权像：TR一般为200-400ms TE一般为5～20 ms
第二节
磁共振成像物理基础
超声成像原理1
不同组织的不同振幅决定了图像的横向分辨率
超声衰减
• 衰减=超声波穿过软组织并与之相互作用时 能量的丢失: -吸收： 能量储存于组织中(热能) -散射： 经探头辐射（或反射）的声波
轴向分辨取决于产品的频率特性
侧向分辨率
又叫横向分辨率：指垂直于声波传播方向， 与电子聚焦扫描一致的方向上的分辨率。
f-number= 焦点距离/ 孔径
侧向分辨率 =波长 x f-number
=λ .f/2a
图中L方向表示侧向分辨率， E方向为切片厚度
侧向分辨率加，分辨率（轴向和侧向）提高 • 频率增加，穿透力降低 分辨率和穿透力成反比
(Ultrasound Imaging)
超声成像
• 2-10 MHz • 30 帧/秒 • ≤10-mm 分辨力
脉冲超声成像
脉冲
探头
发射脉 冲 射频脉 冲振幅
反向散射
物体
扫描超 声束成 像
反射
时间=深度 包络 单根声束线 数据
探头通过晶体振荡产生超声波，超声波通过人体组织形成不同的反射信号 此信号又通过探头返回到主机，主机过滤掉无用的散射杂波，形成包络信号， 再把有用信息进行处理后形成超声影像信息进行诊断治疗。
频率越低，波长越长，远场分辨率越好。穿透率越好 频率越高，波长越短，近场分辨率越好。穿透率越差
界面反射
反射系数 : (正入射) 反射 : R=I(Z2-Z1)/(Z2+Z1)I
发射 : T= I+R T=1-R = 2Z2/(Z2+Z1)
• 不同的组织有不同的反射特性，有些是强回声，有些是弱回声来确 • 定不同的病理情况
b超成像原理
b超成像原理B超成像原理。
B超（超声波）成像是一种常见的医学影像技术，它利用超声波在人体组织中的传播和反射特性来获取人体内部结构的影像信息。
B超成像原理主要包括超声波的产生、传播、接收和成像等过程。
首先，超声波是通过超声波发射器产生的。
发射器中的压电晶体受到电压作用时，会产生高频振动，从而产生超声波。
这些超声波具有高频、短波长和能够穿透软组织的特点，适合用于人体内部的成像。
接着，超声波通过体表的探头传入人体内部。
探头上的凸面或凹面设计可以使超声波聚焦或扩散，从而在不同深度获得清晰的影像。
超声波在人体组织中传播时，会遇到不同密度和声阻抗的组织界面，从而部分能量被反射回来。
这些反射的超声波会被接收器接收，形成回波信号。
然后，接收器会将接收到的回波信号转换成电信号，并传输到计算机中进行处理。
计算机会根据接收到的信号强度和时间信息，计算出不同组织界面的位置和形态，然后将其转化为图像显示在屏幕上。
通过这些图像，医生可以清晰地观察到人体内部的器官、血管、肿瘤等结构，从而进行诊断和治疗。
最后，B超成像原理的关键在于超声波在人体组织中的传播和反射特性。
不同组织对超声波的反射程度不同，因此在图像上表现出不同的灰度和形态。
医生可以根据这些特点来判断组织的性质和病变情况，为临床诊断提供重要依据。
总之，B超成像原理是基于超声波在人体组织中的传播和反射特性来实现的。
通过超声波的产生、传播、接收和成像等过程，可以获取清晰的人体内部结构影像，为医生提供重要的诊断信息。
这种非侵入性、无辐射的成像技术在临床医学中具有广泛的应用前景。
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超音波成像的基本原理
音波基本物理量與音波物理現象•在波的形狀及分子振動的方式，聲波和其它的電磁波不同。
•聲波是屬於一種力學波，藉由介質分子來傳遞能量。
•在傳送的過程中，聲波受壓力、密度、溫度及介質運動的影響，而會有改變波速、反射、繞射等現象發生。
•波在前進的時候，介質分子會有疏密的分佈，故稱之為疏密波；也因傳播分子的運動方向和波前進的方向相同，因此稱為縱波。
音波基本物理量與音波物理現象•超音波之所以稱之為超音波，乃因一般人可以聽到的聲波，大約在兩萬Hz以下，大於兩萬Hz 人耳就不太可能聽到了，這種超越可聽音波頻率的音波，我們稱之為超音波。
•超音波的頻率,在醫學上的使用，依據其使用的功能，而有不同的頻率。
一般在醫學上所使用的頻率大約為1到10MHz之間，主要的用途為診斷、熱療、震波碎石、以及洗牙等功用。
音波基本物理量與音波物理現象在組織中超音波的波長與週期假設傳播速度為1540m/s
音波基本物理量與音波物理現象•音波有幾個基本的物理量，和造影有密切的關係
頻率：即每秒傳遞的波數；
振輻：是音波的強度
週期
波速：音波前進的速度，(和超音波的成像原理最有關)•音波其受不同傳播介質的影響，在不同的媒介，有不同的傳播速度，在人體的軟組織當中，因為其組合成份相近，所以傳播的速度大約是1540mm/sec，只有在肺泡中因空氣的成份較多，和在骨組織中，傳播的速度不同，而造成相當的偏差，所以超音波掃描並不適用這兩種組織。
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超音波在從探頭發出的聲波，並不像我們一般的聲波那樣具有連續性(Continuous Wave ，CW)，相對的，超音波是利用電子的脈衝產生一些脈衝聲波(Pulse Wave ，PW)音波基本物理量與音波物理現象
脈波聲波的時間與振幅關係•脈波期間週期(Pulse Duration Period)，代表脈波運作當中的時間
•脈波重覆週期(Pulse Repetition Period)，代表一個脈波區和另一脈波區的間隔時間。
聲波的反射與穿透
軟組織中的傳播速度
Tissue Propagation Speed(mm/us) Fat 1.44
Brain 1.51
Liver 1.56
Kidney 1.56
Soft Tissue average 1.54
Muscle 1.57
音波的散射
超音波的探頭
•超音波換能的方式是自西元1880年所發現的壓電效應(piezoelectric effect)
•現今超音波所用的壓電材料是用PZT(Lead Zirconate Titanated)為主，而傳統的石英材料並不是天然的壓電材料，必須先在高壓及高電場之下處理才可以成為壓電材料。
單一壓電晶體發射波的遠區與近區
超音波的掃描方式
•機械式是藉由伺服馬達(Servo motor)的選轉來掃描人體的
•電子式的是用陣列的方式來掃描的
•陣列的排列又分成線性與環狀兩種，線性的陣列是將壓電晶體以直線方式排列；而環狀的振列是將壓電晶體以環狀方式排列
線性切換陣列
頻率和衰減之間的關係
換能器單元厚度和不同的頻率Frequency (MHz)Thickness(mm)
2.0 1.0
3.50.6
5.00.4
7.50.3
10.00.2
超音波的顯像模式
•利用超音波反射的原理建立的影像，可以用三種模式來加以顯像，即A模式、B模式以及M模式
•Real Time超音波以及Duplux超音波，其原理和上述三種模式相同，只是加以變化組合
超音波的雜訊
•主要所發生的一些問題是失真，一些生理資訊的遺失、不正確或不適當的定位、不適當的亮度，不適當的形狀、以及不適當的大小，以致讓醫師在實際診斷時，不能提供有效及正確的相關資訊。
解析度相關的問題•主要是橫向(Lateral Resolution)以及縱向(Axial Resolution)解析度的問題、雜點(Speckle)、區段厚度(Section thickness)
橫向與縱向解析度
•主要是不能夠判定兩個相鄰的東西，以及東西實際的大小，在前面有提到過，超音波的解析能力和波束的大小，以及脈波的長度有關，這兩個因子決定了橫向及縱向的解析度，所以如果要掃描的東西橫向小於波束的直徑，這物體便不能夠解析
•如果要掃描的東西縱向小於空間脈波長度的一半，這樣東西也不能被解析，東西如果大小於這些數字，所測得的東西會比實際的要大。
斑點效應及區段厚度
•是因為在組織中的不正常的散射(Scattering)，而這些散射的訊號因為解析的關係而變得
比較大，對產生的影像影響較大。
•區段厚度的原因是因為所掃描到的波束通
過物體並不是在波束的中心，所以強度並
沒有那麼強，原來該掃到的東西變得比較
薄化了。
傳播上所造成的失真
•反射雜訊(Reverberation)
•多路徑(Multipath)
•鏡影像(Mirror image)
•邊溢波(Side lobe)
•閘溢波(Grating lobe)
•繞射(Refraction)邊溢波或是閘溢波是因為聲波的旁邊溢波反
射產生影像，這樣會造成在定位上的不正確
繞射的原因也和邊溢波相近，同樣會造成影
像的不正常定位。
反射雜訊
多路徑
鏡影像
衰減所造成的失真
•主要有複影(Shadowing)、增強(Enhancement)、折射複影(Refraction Shadowing)以及焦點增強(Focal
Enhancement)。
•這些現象是因為強度變大變小，我們知道強度變化量大的地方在介面的地方，而強度的大小與在物體中的傳播速度有關，成一定的比值，所以複影的原因是因為入射面的傳播速度和另一面的傳播速度差距很大，所以一邊造成衰減，增強的原理則和複影的原因相反，是一種負衰減的作用。
•折射複影和焦點增強兩者和增強及複影一樣，是相反的效應，主要是因為波束遇到物質產生折射，以及波束遇到物質產生聚焦，兩者都是折射的作用，只是一個是聚焦的作用，一個是散焦的作用。
其它的超音波雜訊•慧星尾(Comet tail)
•下環(Ring down)
•速度誤差(speed error)
•範圍失真(range ambiguity)。
超音波使用的安全性•AIUM(American Institute of Ultrasound Medicine)美國超音波醫學會
•1987年的時候，AIUM對超音波診斷儀有一個較定量的說法，那就是在非聚焦的狀態下小於100mW/cm2以及聚焦狀態在1W/cm2下，0.5到10MHz的超音波並沒有證據對人體產生任何的生物效應。
•AIUM也同時對熱效應、腔室效應(Cavitation)的定義及建議值做相關的說明。