b型超声成像基本原理
B超原理简介
B超原理简介首先让我们谈谈什么是超声波,大家知道人耳能听到的声音频率为20Hz----20KHz,低于20Hz 的声波为次声波,人耳是听不到的,高于20KHz的声波为超声波,人耳也是听不见的。
超声波之所以被广泛用于医疗领域是因为他有许多奇妙的特点：1.由于超声波频率高、波长短,他可以像光那样沿直线传播,使得我们有可能向某已确定方向上发射超声波,2.声波是纵波,可以顺利地在人体组织里传播。
3. 超声波遇到不同的介质交接面时会产生反射波,这些特点构成了今天超声仪器在医学领域广泛应用的基础。
B超成像的基本原理就是：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。
B超的关键部件就是我们所说的超声探头 (probe),其内部有一组超声换能器,是由一组具有压电效应的特殊晶体制成。
这种压电晶体具有特殊的性质,就是在晶体特定方向上加上电压,晶体会发生形变,反过来当晶体发生形变时,对应方向上就会产生电压,实现了电信号与超声波的转换。
一般的B超工作过程为：当探头获得激励脉冲后发射超声波, （同时探头受聚焦延迟电路控制,实现声波的声学聚焦。
）然后经过一段时间延迟后再由探头接受反射回的回声信号,探头接收回来的回声信号经过滤波,对数放大等信号处理。
然后由DSC电路进行数字变换形成数字信号,在CPU控制下进一步进行图像处理, 再同图表形成电路和测量电路一起合成视频信号送给显示器形成我们所熟悉的B超图像,也称二维黑白超声图像。
以上我们谈到了黑白B超,再让我们谈谈彩色B超,即”彩超”。
其实彩超并不是看到了人体组织的真正的颜色,而是在黑白B超图像基础上加上以多普勒效应原理为基础的伪彩而形成的。
那么何谓多普勒效应呢,当我们站在火车站台上听有远处开来的火车笛叫声会比远离我们的火车笛叫声音调要高,也就是说对于静止的观测者来说,向着观测者运动物体发出的声波频率会升高,相反频率会降低,这就是著名的多普勒效应。
第四章超声成像第一节至第四节
B型：帧扫描与声线实际位置严格对应
显示断面图像
辉度调制 声束运动
一、辉度调制式断面图像的形成
5.三种超声成像比较
B超成像原理图
M超、A超成像原理图
二、B型超声成像中的电子扫描
1.电子线性扫描 以电子开关或全数字化系统控制由若干个晶片并联 起来组成的探头阵元组顺序发射来实现。
(1)常规扫描
n个阵元构成阵元组 m个阵元构成线阵 (m一n＋1)条扫描线组 成一帧线性扫描图像
d 1 ct
2
脉冲宽度愈小，纵向可辨距离d愈小，轴向分辨率 愈高
四、B超图像及质量评价
轴向可分辨示意图 轴向分辨不清示意图
四、B超图像及质量评价
(3)侧向分辨力 超声换能器长轴方向的分辨力
超声换能器短轴方向的分辨力称为横向分辨力
线阵、面阵及相控阵 换能器有侧向分辨力与横 向分辨力之区别
单晶或环型换能器侧 向分辨力与横向分辨力相 等
(3)取样定理
PRF 2 f d max
(4)脉冲重复频率对血流测量的限制
由
fd
2vcos
c
f0
得Байду номын сангаас
vmax Rmax
c2
8 f0 cos
最大可测流速vmax与最大可测深度Rmax相互制约
d：晶片中心距离；
t：延迟时间； ：合成声束偏转角度
t 1 d sin
c
c：人体中的声速
相控阵扇形扫描原理图
二、B型超声成像中的电子扫描
扫描按时差对各晶片接收回波进行时差补偿，然后叠加 获得目标空间位置正确信息，完成相控阵扇形扫描信号 接收。
相控阵接收原理图
三、B型超声成像中的图像处理
b型超声成像原理
b型超声成像原理
B 型超声成像是一种基于超声波的成像技术，它利用超声波在人体组织中的传播和反射来生成图像。
B 型超声成像的原理如下：
1. 发射超声波：B 型超声探头产生高频超声波，并将其发送到人体组织中。
2. 超声波传播：超声波在人体组织中传播，遇到不同密度和弹性的组织时，会发生反射和散射。
3. 接收超声波：B 型超声探头接收反射和散射回来的超声波，并将其转换为电信号。
4. 处理电信号：B 型超声设备对接收的电信号进行处理，包括放大、滤波、数字化等，以生成图像。
5. 显示图像：B 型超声设备将处理后的电信号转换为图像，并在屏幕上显示出来。
图像中的亮点和暗点表示不同密度和弹性的组织，通过对图像的分析，可以诊断疾病。
B 型超声成像的优点是无创、无辐射、操作简单、成本低，可以用于检查腹部、盆腔、心脏、甲状腺、乳腺等部位的疾病。
15-b型超声成像基本原理
B型超声成像基本原理
冀 敏
复旦大学物理系
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 其它:
辉度(Bright)显示
4.切片厚度伪影(或称部分容积效应) 声束宽度较大引起.如胆囊内的”假胆泥”. (识别: 改变体位,假胆泥不会向重力方向移动)
超声伪影
5. 镜面伪影 条件: 在中前深度部位有垂直声束的较大 界面. 6.透镜效应伪影 条件: 声束方向有类似透镜截面的两个 弯曲界面.(在”透镜”下方出现双像) 7.其它 折射伪影,声速失真伪影
图像形成的基本原理
B型超声成像仪基本结构
M型超声显像基本原理 超声多普勒诊断仪简介 图像质量指标和伪影
第一节
辉度(Bright)显示
B型超声显像是将脉冲回声电信号加在 示波管的控制栅极上,利用改变阳极和栅极之 间电压的方法改变单位时间打在荧光屏上的 电子数目,从而改变光屏上光点的辉(亮)度. 即B型显示. 回声电信号强,光点就亮, 回声电信号弱,光点就暗
• 工作原理 • 垂直偏转板加慢扫描(锯齿)电压,水平偏转板加 调制扫描电压.回波电脉冲放大检波后加在显象管 栅极上调制水平扫描线的亮度,即可在光屏上看到 深度方向一组动点的位移随时间的变化图形. • 基本结构? • •
M型超声心动图片
第五节 超声多普勒诊断仪简介
• 一.Doppler效应 • 发声体与接收者有相对运动时,接收者接收到的 频率与发声体发出的频率不同的现象. • 声速方向与运动方向同一直线: • f=(c±v)f0/(c-+u) f0发射频率; f为接收频率. • 声速方向与运动方向有夹角: • f=(c±vcosθ1)f0/(c-ucos θ2) • C:声速 u: 发声体运动速度 • v: 接收者运动速度
B超的使用
B型超声诊断仪的使用实验目的：1．了解B型超声诊断仪的成像原理。
2．学习B型超声诊断仪的使用方法。
3．观察实物声像图，学习测量物体大小。
4．观察人体主要脏器切面声像图。
5．观察M型超声声像图仪器用具：教学用B型超声诊断仪一台，塑料水槽一个，偶合剂，卫生纸及被观察物体。
实验原理：1．B超的结构框架图：B型超声诊断仪是目前超声诊断及介入性手术中应用最多的的一类超声成象装置。
它的原理方块框图如下图所示：2．工作原理；主控振荡器（同步电路）产生同步脉冲去触发高频发生电路和时基电路，使二者同步工作。
每当同步脉冲触发一次，高频发生电路就产生一次持续几个μs、频率为1～5MHz的衰减振荡，即发出一个脉冲式调制波。
调制波重复频率为50～2000Hz。
由于在一个重复周期内发射脉冲的时间很短，静止时期相对较长，故可以在静止时期内完成脉冲在被检体内的传播、反射及探头接收回波并予以显示的诸过程。
B超采用灰度调制，回波信号加在电子枪的控制栅极（或阴极）上，利用回波信号来控制阴极发射电子的数量，从而达到控制显示屏上光点亮度（辉度）的目的。
B超用来表示产生回波的深度是在垂直方向上，即同步扫描电压加在示波管的垂直偏转板上，这样在不同深度界面上产生的回波信号，在荧光屏上显示为自上而下的一系列亮度不同的光点，光点间的距离表示界面间的距离。
B超的水平偏转板上加有一线性偏转电压，此线性电压与探头在体表的运动同步。
这样，当探头作匀速直线运动时，自上而下的光点群也开始运动，由于示波器屏上的荧光物质具有余辉的作用，所以荧光屏上就显示了一幅被探查体的探头运动直线于超声发射方向构成的平面上的两维剖面图像，故B型超声仪也称为超声剖面像仪。
B型超声仪的图像是黑白显示。
要获得高质量的超声图像，一个重要指标就是提高其空间分辨力，即能分辨出组织的细节，解决办法是增加阵列式探头（多元线阵探头）的阵元数。
但对图像的观察不仅仅是看组织边缘的轮廓，也要观察图像的明暗程度即灰度层次。
常用超声分类
超声检查是一种无创性的诊断方法，利用高频声波在人体组织中的反射、散射和衰减等特性，形成图像以观察和评估组织结构和功能。
根据成像原理和技术的不同，超声检查可分为以下几种类型：1. A型超声（A-mode ultrasound）：最早发展的超声检查技术，通过在屏幕上显示组织界面反射回来的声波振幅和时间（即波形图）来观察组织结构。
A型超声主要用于测量距离和评估脏器大小，如测量胎儿大小、观察心脏结构等。
2. B型超声（B-mode ultrasound）：B型超声又称二维超声，通过计算机处理回声信号，将组织界面反射回来的声波转化为灰度不同的二维图像。
B型超声广泛应用于临床，可用于观察脏器形态、结构和血流，如观察肝脏、胆囊、胰腺、肾脏、脾脏、甲状腺等。
3. M型超声（M-mode ultrasound）：M型超声将A型超声显示的连续波形记录在一条直线上，以观察组织界面的运动情况。
M型超声主要用于观察心脏结构和功能，如测量心脏瓣膜活动、评估心脏泵血功能等。
4. 多普勒超声（Doppler ultrasound）：多普勒超声利用多普勒效应，即声波在运动中的组织中反射回来的频率与组织运动速度有关，将组织血流信息转化为彩色编码的二维图像或频谱图。
多普勒超声广泛应用于心血管系统、脑血管系统和外周血管系统的血流评估。
5. 三维超声（3D ultrasound）：三维超声通过计算机处理大量二维超声图像，重建出立体的三维图像，有助于更直观地观察和评估组织结构，特别是在产科领域，可以用于观察胎儿结构和发育情况。
6. 四维超声（4D ultrasound）：四维超声在三维超声的基础上增加了时间维度，形成了动态的三维图像，可以更直观地观察脏器或胎儿的运动情况，如观察胎儿在子宫内的活动、评估心脏功能等。
B超的分类
B超是B型超声波诊断仪的简称。
事实上，超声波诊断仪可分为A、B、C、F四类，其中最常用的是B类。
下面分别简要说明：A型超声波诊断仪是幅度、调制型（amplitude modulated mode）的简称。
A型显示是超声技术应用于医学诊断中最早、最基本的方式。
它主要适用于检查肝、胆、脾、眼及脑等简单解剖结构，测量线度以及获得回波幅度的大小和形状，通过分析回波幅度的分布以获得组织的特征信息。
临床诊断中的应用范围A型超声波诊断仪可用于许多科室，其中最有代表性的应用是脑中线位置的测量。
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。
用双迹A型诊断仪测量若脑中线偏移＞0.3cm，则应考虑有占位性病变。
此法检查无痛苦，准确性高。
展望A型诊断仪是最早应用于临床的超声设备。
由于B型诊断仪的出现，A型诊断仪已经面临被淘汰的边缘，目前只在脑中线测量等方面还在应用。
但是A型诊断仪在组织的判别和确定（或称组织定征）、生物测量和生物组织检查方面都具有很高的准确性和特异性。
目前只有几家国外厂家在生产标准化的A型诊断仪B超是B型超声波诊断仪的简称。
事实上，超声波诊断仪可分为A、B、C、F四类，其中最常用的是B类。
下面分别简要说明：B型超声诊断仪（简称B超）是在A超基础上发展起来的，它的工作原理与A超基本相同，也是利用脉冲回波成像技术。
因此它的基本构成也是由探头、发射电路、接收电路和显示系统组成。
所不同的是：①B超将A超的幅度调制显示改为亮度调制显示；②B超的时基深度扫描时加在显示器垂直方向上，并使声束扫查受检体的过程与在显示器水平方向上的位移扫描相对应；③在回波信号处理与图象处理各环节上，大部分的B超都应用了专门的数字计算机控制数字信号的存储与处理以及整个成像系统的运行，使图象质量大为提高。
从1952年用B型超声成像仪对肝脏标本显像以来，经过10年的不断发展，第一代单探头慢扫描B型断层显像仪在临床上开始应用。
70年代又相继出现了第二代快速机械扫描和高速实时多探头电子扫描超声断层显像仪。
超声诊断仪基本原理和结构
江西中医学院计算机学院08生物医学工程2班黄月丹学号5047超声诊断仪原理及其基本结构超声成像检查技术是指运用超声波的物理特性，通过高科技电子工程技术对超声波发射、接收、转换及电子计算机的快速分析处理和显像，从而对人体软组织的物理特性、形态结构与功能状态作出判断的一种非创性检查技术。
超声诊断技术的发展历程20世纪50年代建立，70年代广泛发展应用的超声诊断技术，总的发展趋势是从静态向动态图像(快速成像)发展，从黑白向彩色图像过渡，从二维图像向三维图像迈进，从反射法向透射法探索，以求得到专一性、特异性的超声信号，达到定量化、特异性诊断的目的。
80年代介入性超声逐渐普及，体腔探头和术中探头的应用扩大了诊断范围，也提高了诊断水平，90年代的血管内超声、三维成像、新型声学造影剂的应用使超声诊断又上了一个新台阶。
二．超声诊断仪的种类(一) A型这是一种幅度调制超声诊断仪，把接收到的回声以波的振幅显示，振幅的高低代表回声的强弱，以波型形式出现，称为回声图，现已被B型超声取代，仅在眼科生物测量方面尚在应用，其优点是测量距离的精度高。
(二) B型这是辉度调制型超声诊断仪，把接收到的回声，以光点显示，光点的灰度等级代表回声的强弱。
通过扫描电路，最后显示为断层图像，称为声像图。
B型超声诊断仪由于探头和扫描电路的不同，显示的声像图有矩形、梯形和扇形。
矩形声像图和梯形声像图用线阵探头实现，适用于浅表器官的诊断；扇形声像图用的探头有多种，机械扇扫探头、相控阵探头和凸阵探头均显示扇形声像图。
前二种探头可由小的声窗窥见较宽的深部视野，适用于心脏诊断；后一种探头浅表与深部显示均宽广，适用于腹部诊断，有一种曲率半径小的凸阵探头，也可用小的声窗，窥见深部较宽的视野。
(三) M型 M型超声诊断仪是B型的一种变化，介于A型和B型之间，得到的是一维信息。
在辉度调制的基础上，加上一个慢扫描电路，使辉度调制的一维回声信号，得到时间上的展开，形成曲线。
b型超声原理
b型超声原理
B型超声原理是一种利用超声波进行成像的方法。
它通过向身
体组织中发送超声波，并接收反射回来的波束，来构建图像。
具体来说，B型超声利用了超声波在不同组织中的声阻抗差异，以及声波在不同组织界面上的反射和传播特性来形成图像。
在B型超声成像中，首先通过超声发射器将高频声波引入被
检测的组织或器官内部。
这些声波以固定的速度传播，当遇到组织边界或结构的界面时，一部分声波会被反射回来。
接收器会接收到这些反射回来的声波，并根据其到达时间和强度来形成图像。
在成像过程中，使用一组超声传感器阵列，能够获取多个角度的超声图像。
根据超声波的传播速度和接收到的超声波信号，计算机会将这些信号转化为对应的图像像素。
声波的传播速度会受到不同组织密度、弹性等因素的影响，因此在图像中，不同组织和结构会显示出不同的亮度和灰度。
通过对不同角度、深度和横断面的扫描，B型超声能够将身体
内部的结构以二维图像的形式呈现出来。
这种无创、实时的成像技术已经广泛应用于医学领域，例如用于检测妊娠、肿瘤、肾脏疾病等。
同时，B型超声也可用于指导医生进行介入手术
和穿刺等操作，提高准确性和安全性。
第四章 超声成像(第一节至第四节)
半间距飞跃组合扫描示意图
二、B型超声成像中的电子扫描
(6)1/4间距扫描
¼间距扫描示意图
二、B型超声成像中的电子扫描
2.相控阵扇形性扫描
利用线(或面)阵式换能器阵元发射时有一定的相位延迟，
使合成声束的轴线与线阵平面中心线有一夹角，随夹角的 变化可实现扇形扫描。
d：晶片中心距离； t：延迟时间； ：合成声束偏转角度
二、B型超声成像中的电子扫描
1.电子线性扫描 以电子开关或全数字化系统控制由若干个晶片并联
起来组成的探头阵元组顺序发射来实现。
(1)常规扫描 n个阵元构成阵元组 m个阵元构成线阵 (m一n＋1)条扫描线组 成一帧线性扫描图像
常规扫描示意图(m=5)
二、B型超声成像中的电子扫描
(2)隔行扫描 防止前一次回波对后一次扫描干扰 相邻阵元组错开两个阵元 第一声束是1、2、……n
PRF 2 f d max
(4)脉冲重复频率对血流测量的限制
2 vcos 由 fd f0 c
得
vmax Rmax
c2 8 f 0 cos
四、B超图像及质量评价
4.时间分辨力
单位时间成像的幅数，即帧频，表示时间分辨力 帧频越高，获取图像的时间越短，即成像速度越快， 其时间分辨力越高 时间分辨力的极限
c N RF 2
多声束技术可突破上式的极限
合理选择R、F和N
四、B超图像及质量评价
5.清晰均匀性 (1)对比清晰度
显示相似振幅、不同灰阶细微差别回声的能力 低对比度条件下、鉴别软组织和细微结构的能力 (2)图像均匀性 整个显示画面的均匀程度
识别方法：侧动探头、加压探测
四、B超图像及质量评价
3)旁瓣伪像 旁瓣和主瓣同时检测物体，两者回声重复造成
b型超声成像基本原理
• 工作原理 • 垂直偏转板加慢扫描(锯齿)电压,水平偏转板加 调制扫描电压.回波电脉冲放大检波后加在显象管 栅极上调制水平扫描线的亮度,即可在光屏上看到 深度方向一组动点的位移随时间的变化图形. • 基本结构? • •
M型超声心动图片
第五节 超声多普勒诊断仪简介
• 一.Doppler效应 • 发声体与接收者有相对运动时,接收者接收到的 频率与发声体发出的频率不同的现象. • 声速方向与运动方向同一直线: • f=(c±v)f0/(c-+u) f0发射频率; f为接收频率. • 声速方向与运动方向有夹角: • f=(c±vcosθ1)f0/(c-ucos θ2) • C:声速 u: 发声体运动速度 • v: 接收者运动速度
多普勒效应
频率随波源与观测者运动而改变的现象叫多普勒效应。
• 二.多普勒频移公式: • fD=2vf0cosθ/c • fD =f-f0 • 设法测出fD,可求出运动速度V • 三.彩色多普勒超声诊断仪 • 特点: 在B型图像上叠加血流速度信息,流速快 慢用不同颜色标记. • 红色: 血流方向向外; 蓝色:血流方向向内; • 绿色及亮度:表示血流速度分布的分散程度. • 黄色:流向朝外速度分散 • 青色:流向朝内速度分散 • 配湍流声响
1.王磊,冀敏.医学物理学[M].北京:人民卫生出 版社,2013 2.陈亚珠,黄耀熊.医学物理学[M].北京:高等教 育出版社,2005 3. 吉强,洪洋.医学成像物理学[M].北京:人民卫 生出版社,2013 4.谢谢!二 B超结构框图
三. B型超声显像仪的工作原理
• 由垂直\水平扫描电路发出的信号分别加在显象 管的垂直/水平偏转板上,形成均匀光栅. • 超高频脉冲信号加在探头上,发出的脉冲超声细 束沿体表直线移动,同时探头接收回波脉冲. • 回波电脉冲经放大,检波,深度补偿后按顺序加 在显象管的栅极,调制光屏上深度扫描线上对应点 的亮度,形成自上而下的光点群,同步脉冲使探头的 发射\深度扫描\栅极回波三信号同步,若扫描线足 够多,帧频足够大,即可在光屏上显示一幅断面图像.
B型超声像工作原理
B型超声成像的工作原理摘要：人耳的听觉范围有限度，只能对20-20000赫兹的声音有感觉，20000赫兹以上的声音就无法听到，这种声音称为超声。
和普通的声音一样，超声能向一定方向传播，而且可以穿透物体，如果碰到障碍，就会产生回声，不相同的障碍物就会产生不相同的回声，人们通过仪器将这种回声收集并显示在屏幕上，可以用来了解物体的内部结构。
利用这种原理，人们将超声波用于诊断和治疗人体疾病。
在医学临床上应用的超声诊断仪的许多类型，如A 型、B型、M型、扇形和多普勒超声型等。
B型是其中一种，而且是临床上应用最广泛和简便的一种。
通过B超可获得人体内脏各器官的各种切面图形比较清晰。
B超比较适用于肝、胆肾、膀胱、子宫、卵巢等多种脏器疾病的诊断。
B超检查的价格也比较便宜，又无不良反应，可反复检查。
关键字：B超原理成像图像处理工作原理1．原理超声波在碰到障碍物的时候，会有回声产生，回声会因障碍物的不同而各自不同，并可以通过特定的仪器进行收集，以图像的方式显示在屏幕上，从而利用其特性对物体内部结构加以分析。
据此，我们可以和用超声波来对人体的疾病加以诊断并进行相应的治疗。
当超声波在人体内通过各组织进行传播时，人体不同组织所造成的声学差异，会使超声波在各组织交界面的地方发生反射，绕射及衰减现象，声源和接收器间的相对位置的变化也会导致多普勒频移。
B型超声波足超声中的一种，广泛应用于临床，并且具有简单方便的优点。
当前超声诊断仪有很多型号，扫查方法也多种多样，对反射、散射等信号进行采集，并以图像的形式对各种组织与病变彤态加以呈现，依托病理学与临床医学的专业知识，在观察和分析的基础上，找到特定的反射规律，从而准确判断出病变的部位和性质。
我们利用B超町以得到人体内部器官的清晰的截面图形。
B超因其价格便宜，不很反应几乎没有，得到较为广泛的应用，尤其足对于肝、胆、肾等实质性器官以及卵巢、子宫等妇科的检查和诊断。
线阵扫描和相控扇扫的原理当下，线阵扣描和相控扇扫是人们常用的B超系统的两种扫描方式。
b超是什么原理
b超是什么原理
B超是超声波成像技术，即利用超声波的特性来进行医学成像。
具体原理如下：
1. 发送超声波：B超仪器通过超声传感器发送一束高频超声波，超声波从传感器发射出去，通过人体组织。
2. 超声波的传播与反射：超声波在人体组织中传播时，会与组织的界面产生反射。
不同组织的声阻抗不同，当超声波遇到不同组织之间的界面时，部分能量会反射回来。
3. 接收回波：超声波传感器可以感应到反射回来的波，并转化为电信号。
4. 信号处理：超声波设备会对接收到的电信号进行处理。
处理包括放大、滤波等过程，以便更好地显示图像细节。
5. 形成图像：处理后的信号将被转化为图像，通过电视显示器或屏幕上显示出来。
B超图像是在人体组织内反射回的超声波
信息的基础上生成的。
B超通过分析超声波在组织内的反射特征，可以获取到人体内
部器官的结构信息，从而帮助医生进行疾病诊断和监测。
B型超声仪检验标准
B型超声诊断仪注册审查指南（征求意见稿）2006-10牵头单位：江苏省食品药品监督管理局医疗器械处一、产品通用名称：B型超声诊断仪注1：上述产品仅指适用GB 10152-1997 B型超声诊断设备标准的二类管理设备，整机含探头。
若探头单独注册，则名称为B型超声诊断仪探头。
适用于本指南的产品功能及预期用途若超出上述标准范围，则应对产品安全性、有效性方面的新增风险做出判断并将其控制在可接受水平。
注2：本指南未对数字化超声诊断仪进行定义并单独分类是基于以下原因：1、学术界、产业界及管理层对数字化超声诊断仪的定义尚未达成一致意见；2、目前已上市的数字化超声诊断仪（例如：采用数字化波束成形技术或PC平台的超声诊断仪）不能从性能指标与传统意义的超声诊断仪加以区别。
注3：本指南涉及的B型超声诊断仪已不是纯粹意义上的B型超声诊断仪，但为了与GB 10152-1997相对应，本指南名称仍采用B型超声诊断仪一词。
注4：本指南所称的探头是指可以与主机直接配套使用的部件。
换能器则指不能与主机直接配套使用的部件，换能器是探头的重要组成部分。
二、产品的结构组成：B型超声诊断仪：结构型式可为便携式、台车式，主要由主机（含软件）、显示器、探头和附件组成。
注1：产品注册标准中，软件应明示软件版本号（如V1.1X,X=0-9）；探头（包括标配和选配探头）应明示类型、探头基元数（如80、96、128）、频率、阵列长度或曲率半径等；附件（可为选配件）应明示，如图像记录仪、图像存储器、彩色打印机、脚踏开关、穿刺附件等。
注2：产品注册申报适用标准中应明示软件所具有的所有一、二级菜单功能。
考虑软件产品修改的需要，建议软件版本号用“V自然数（1-9）.自然数（1-9）X（X=0-9）”构成。
上述标准中明示的功能构成该版本的主要内容。
未在标准中明示、需修订的内容体现在软件版本号未位的‘X’中。
申报企业应通过质量管理体系中“设计控制—产品设计修改”定义X值。
超声诊断原理与诊断基础
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------超声诊断原理与诊断基础超声诊断原理与诊断基础第一章超声诊断概述一、超声诊断学现代科技（电子技术、计算机科学等）与声学原理相结合应用于临床医学诊断即为超声诊断学。
二、超声发展史 A 型：超声示波诊断法幅度调制型，以波形显示界面回波。
纵轴为回波幅度，横轴为超声波传播深度。
属一维显示，反应不同深度界面的反射强度，于 1958 年应用于临床。
M 型：超声光点扫描法M 型超声心动图。
纵轴为界面运动幅度，横轴为时间，曲线灰度代表界面反射强度。
属一维显示，反应界面随时间的运动曲线， 1961 年应用于临床。
B 型：超声显像诊断法辉度调制型。
即以光点的形式显示二维切面图形。
仪器结构复杂，主要部件有探头、发射电路、接收电路、扫描电路、主控电路、显示器。
20 世纪 70 年代初应用于临床， 70 年代中后期采用了灰阶及1/ 22DSC 技术，实时超声图像质量大大改善，于 80 年代迅速发展并普及， 90 年代后期进入全数字化时代。
DSC：数字扫描转换器，主体是图像存储器, 使数字信号转变成标准电视扫描制式的模拟信号，显示为稳定的二维图像。
D 型：超声频移诊断法Doppler 频谱、 CDFI、 CDE、 DTI 等， 1983 年日本 Aloka 公司研制出世界上第一台彩超，并首先规定朝向探头与背向探头的血流分别以红色及蓝色显示。
20 世纪 90 年代彩超迅速普及， 90 年代后期进入全数字化时代。
三维超声：20 世纪 90 年代开始应用于临床。
三、超声诊断的优点、局限性及临床应用 1、超声与普通X-CT 等影像技术相比有以下优点：（1）无放射性，无创伤，价廉，方便快捷，可反复检查。
超声检查的成像原理
超声检查的成像原理超声检查的成像原理是利用超声波在不同介质之间的传播性质以及其被组织结构反射、散射和吸收的特性，通过超声波和物体之间的相互作用，获取关于物体内部结构和组织特性的信息，从而实现对人体各器官组织的成像和诊断。
超声波是指频率超过人耳可接受范围（20 Hz - 20 kHz）的机械波。
超声波的频率一般在1 MHz至20 MHz之间，可达到几十百上千倍。
比可见光的波长长，故常称为高频声波。
超声波在生物体内的传播速度约为1540 m/s，因此可以实现较快的成像速度，成像精度也较高。
由于超声波的机械特性决定了它在人体组织中的传播和相互作用方式，因此可以通过超声波与组织之间的相互作用，来获取组织内部的结构信息。
在超声检查中，通常是通过超声探头产生超声波，并接收反射回来的信号。
超声波的产生是通过超声探头中的压电晶体完成的，压电晶体由压电陶瓷组成，施加电场时会引起晶体的压缩变形，压缩变形引起晶体内部电荷分布的改变，从而使晶体产生振动，并在晶体表面产生超声波。
超声波在检查过程中既可以直接与人体组织相接触，也可以经过传导介质（例如水、凝胶等）传入人体组织。
由于人体组织的声阻抗与超声探头直接接触的介质之间差异较大，所以在直接接触时会发生部分的反射，使得成像不够清晰，因此常常需要使用凝胶等传导介质来减小反射并提高成像质量。
超声波在传播过程中会被人体组织吸收、散射和反射。
超声波被吸收主要是由于能量的传递过程中发生了机械振动能量转化为热能的过程。
吸收系数与超声波频率、组织密度、声阻抗等因素有关。
超声波被散射是指当超声波遇到比其波长大的散射体时，会发生散射，散射的强度与散射体的尺寸和波长有关。
散射体的存在一方面可以提供成像的信息，另一方面也会降低超声波的穿透深度和图像的对比度。
超声波被反射是指当超声波遇到不同声阻抗的组织界面时，会发生反射，反射的波幅和相位与组织界面的特性（如硬度、密度）有关。
通过测量反射信号的强度和时间延迟，可以确定组织的位置和形态。
b型超声成像实验报告
b型超声成像实验报告B 型超声成像实验报告一、实验目的本次 B 型超声成像实验的主要目的是了解 B 型超声成像的基本原理和操作方法，熟悉 B 型超声诊断仪的结构和功能，掌握 B 型超声图像的采集、分析和解读技巧，并通过实验观察不同组织和器官的超声图像特征，为今后的医学诊断和研究工作打下基础。
二、实验原理B 型超声成像（Brightness Mode Ultrasound Imaging），简称 B 超，是一种基于超声波在人体组织中传播和反射的原理进行成像的技术。
当超声波束进入人体后，会遇到不同声阻抗的组织界面，部分声波被反射回来，接收并处理这些反射波，就可以获得组织的结构和形态信息。
B 型超声成像通过电子扫描探头，以线阵或凸阵的方式发射和接收超声波。
探头中的换能器将电信号转换为超声波发射出去，反射回来的超声波又被换能器转换为电信号。
这些电信号经过放大、滤波、数字化等处理后，根据反射波的强度和时间，以灰度的形式显示在屏幕上，形成二维断层图像。
三、实验设备本次实验使用的是_____型 B 型超声诊断仪，包括主机、探头、显示器、打印机等部分。
探头的频率为_____MHz，分别有凸阵探头和线阵探头可供选择。
四、实验步骤1、准备工作接通 B 型超声诊断仪的电源，打开主机和显示器，等待仪器预热和自检完成。
选择合适的探头，并将其连接到主机上。
在检查床上铺上一次性床单，让被检查者仰卧或侧卧，暴露检查部位。
2、仪器调节调节探头的频率、深度、增益、聚焦等参数，以获得清晰的图像。
选择合适的成像模式，如腹部模式、心脏模式、小器官模式等。
3、图像采集将探头涂抹适量的耦合剂，轻轻接触被检查者的皮肤，按照一定的顺序和方向进行扫描。
在扫描过程中，注意观察图像的变化，及时调整探头的位置和角度，以获取最佳的图像。
对于需要重点观察的部位，可以进行多方位、多角度的扫描，并存储图像。
4、图像分析观察采集到的 B 型超声图像，分析图像中组织和器官的形态、大小、边界、内部回声等特征。
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fD=2vf0cosθ/c
•
fD =f-f0
• 设法测出fD,可求出运动速度V
• 三.彩色多普勒超声诊断仪
• 特点: 在B型图像上叠加血流速度信息,流速快 慢向向内;
• 绿色及亮度:表示血流速度分布的分散程度.
• 黄色:流向朝外速度分散
• 青色:流向朝内速度分散
第三节 B型超声显像仪基本结构
• 一.基本组成部分和作用
• 高频脉冲电路: 产生大于20KHz的高频脉冲信号;
• 同步电路: 产生一对正\负脉冲信号;
• 垂直及水平扫描电路:
分别产生垂直扫描信号和水平扫描信号
• 接收电路:对回波脉冲放大,检波,深度补偿及抑制
• 显像管: 显示断面图像 (液晶显示器)
4.切片厚度伪影(或称部分容积效应) 声束宽度较大引起.如胆囊内的”假胆泥”. (识别: 改变体位,假胆泥不会向重力方向移动)
超声伪影
5. 镜面伪影 条件: 在中前深度部位有垂直声束的较大
界面.
6.透镜效应伪影 条件: 声束方向有类似透镜截面的两个
弯曲界面.(在”透镜”下方出现双像) 7.其它 折射伪影,声速失真伪影
• 回波电脉冲经放大,检波,深度补偿后按顺序加 在显象管的栅极,调制光屏上深度扫描线上对应点 的亮度,形成自上而下的光点群,同步脉冲使探头的 发射\深度扫描\栅极回波三信号同步,若扫描线足 够多,帧频足够大,即可在光屏上显示一幅断面图像 .
B超胆囊\肾断面图像
四. 多元线阵电子扫描超声显像仪
五. B型超声成像的图像处理
超声伪影
2. 后方回声增强 前方脏器或病灶声衰减
甚小时,后方回声强于同深 度的周围组织.
但有一个前提: 后方必须有足够的散射 体存在. 例: 囊肿和胆囊等液性结构 易出现后方回 声增强.
超声伪影
3.混响 声束垂直入射时,声束在探头与界面之间来回反射或散射,
出现等距离多条回波. 易发生在表浅部位,如:膀胱,肾脏等部位.
• 声速方向与运动方向同一直线:
•
f=(c±v)f0/(c-+u)
f0发射频率; f为接收频率
.
• 声速方向与运动方向有夹角:
•
f=(c±vcosθ1)f0/(c-ucos θ2)
• C:声速 u: 发声体运动速度
•
v: 接收者运动速度
多普勒效应
频率随波源与观测者运动而改变的现象叫多普勒效应 。
• 二.多普勒频移公式:
1. 像素亮度后处理 灰阶以及窗口技术
2. 空间后处理 图像局部放大, 图像反转
3. 图像冻结 原有图像信号循环输出, 达到冻结显示作用
以便仔细观察和测量等
六. 探测深度与行数及帧频的关系
超声波传播1cm往返所需时间:
13μs
R :帧频
N:扫描线数 h:探测深度
R ·h ·N＝77×103 (s-1)-----常数
若R ↑(稳定性提高),则h ,N必须减小;
若h ↑(探测深度增加),则R ,N必须减小;
若N ↑(横向分辨率增加),则 h,N必须减小.
胆囊结石B超图像
第四节 M型超声显像基本原理
特点 • 单个压电晶片, 探头不动,辉度显示.显示深度方向各个
动点的运动位移随时间的变化曲线.用于心脏检查
• 工作原理 • 垂直偏转板加慢扫描(锯齿)电压,水平偏转板加
调制扫描电压.回波电脉冲放大检波后加在显象管 栅极上调制水平扫描线的亮度,即可在光屏上看到 深度方向一组动点的位移随时间的变化图形. • 基本结构?
•
•
M型超声心动图片
第五节 超声多普勒诊断仪简介
• 一.Doppler效应
• 发声体与接收者有相对运动时,接收者接收到的 频率与发声体发出的频率不同的现象.
• 矩形光栅:
• 在示波管垂直偏转板上加扫描电压(波形?),
• 水平偏转板上加被调制的扫描电压(波形?),
• 扫描周期T水平=nT垂直. n为扫描线的条数.
若扫描频率足够大,n足够大,且保持栅极电压不 变,即可得到稳定均匀光栅.(相当一张作图的白纸)
• 扇形光栅: 垂直偏转板加扫描电压,
•
水平偏转板所加电压的形状?
• 配湍流声响
彩色多普勒图像(子宫纵断面)
图像质量指标
• 空间分辨率(横向\纵向) • 对比度(密度)分辨率 • 在低对比度条件下,鉴别软组织类型和分
清细微组织结构的能力. • (与扫描线数,灰阶数,像素数有关). • 图像均匀性 • 提供均匀分布的分辨率和清晰度的能力
.
超声伪影
1. 声影 出现在界面组织声阻抗差较大时.
b型超声成像基本原理
2020年4月21日星期二
第一节 辉度(Bright)显示
第二节 图像形成的基本原理 第三节 B型超声成像仪基本结构 第四节 M型超声显像基本原理 第五节 超声多普勒诊断仪简介 其它: 图像质量指标和伪影
2020年4月21日星期二
第二节 图像形成的基本原理
• 1.均匀光栅形成
• 超声探头: 发出超声脉冲和接收回波信号
• 其它: 探头控制,尺寸测量,模/数转换, 数/模转换
•
图像存储及输出,
二 B超结构框图
三. B型超声显像仪的工作原理
• 由垂直\水平扫描电路发出的信号分别加在显象 管的垂直/水平偏转板上,形成均匀光栅.
• 超高频脉冲信号加在探头上,发出的脉冲超声细 束沿体表直线移动,同时探头接收回波脉冲.
第二节 图像形成的基本原理
• 2.超声束的扫描(或旋转) 超声探头沿皮肤表面的往复直线移动,即超声束扫描.
移动速度与示波屏上光点扫描速度相适应,探头扫描(或旋 转)一程所用时间等于帧周期.
• 3.B超图像形成的基本原理
超声回波电脉冲信号的幅值随媒质改变,把该信号转变 为随探测深度(对应媒质性质)变化的电压,按声束扫描顺序 加在显像管栅极上,调制光屏上对应扫描线的亮度,若在垂 直,水平偏转板上加相应扫描电压,并使超声回波电脉冲序 列的周期与垂直扫描周期相等,且两信号同步,即可在光屏 上显示出超声束扫过的媒质断面的图像.
1.王磊,冀敏.医学物理学[M].北京:人民卫生出 版社,2013
2.陈亚珠,黄耀熊.医学物理学[M].北京:高等教 育出版社,2005
3. 吉强,洪洋.医学成像物理学[M].北京