B超的基本原理与性能指标-PPT课件

a. 结构
扇形 齿轮
医学课件 48
b. 机械扇扫B超仪原理框图
医学课件
49
c. 简单计算
脉冲重复频率
每帧扫描线
关系 帧频
摆动次数
例：脉冲重复频率4kHz，帧频20帧/秒，则每 帧扫描线为多少？摆动次数为多少？ 200根，20次/秒
医学课件 50
• 旋转式扇扫B超仪
a. 结构
根据要求简单计算转速。
3. F型 显示方式 原理同C型。距离选择开关的开通时间不 是一个常数，而是一个线性变量或者为一 非线性函数，则获得的深度切面图在z方向 为一斜面或为一曲面声像图。
医学课件 35
4. 临床应用 C和F型显示，可观察肿瘤的扩大范围。 特别是F型的显示，可从三维角度去观察 体内组织及病变情况。
医学课件
25
•
扇扫 改变探头的角度使超声束指向方位快速变化， 获得被探测方向不同深度所有界面的反射回 波，得到一副由探头摆动方向决定的垂直扇 面二维超声断层图像。
医学课件
26
5. 临床应用 适用于观察腹部脏器，如肝、胆、脾、 肾、子宫的检查。 扇扫断层B超尤为适用于对心脏的检查， 也可以对运动脏器实时动态显示 。
d：振元间的距离
c：声速，取1540米/秒
医学课件 63
3. 仪器组成与工作原理
激励脉冲
激励单元
产生聚焦延迟
发送聚焦
N个等值时差触发信号
相控信号发生器
产生延迟参数
偏向角参数发生器
医学课件 64
• 电子聚焦 相控阵中的波束偏转与波束聚焦结合使
用 ，就可以获得既偏转又聚焦的波束 。
医学课件
65
4. 电子扇扫与机械扇扫的比较 机械扇扫 电子扇扫
医学课件
20
B型超声诊断仪
辉度调制（ Brightness modulation）
医学课件
21
1. 诊断基础 可以得到解剖图
分析： 外形 边界回声、内部回声、后方回声 比邻关系 活动度、活动规律 硬度、排空功能
医学课件 22
2. 显示方式 二维图像，辉度调制方式显示反射回波的 幅度，横坐标代表探头扫描的距离，纵坐 标代表产生回波界面的深度。
1 2 1 2
医学课件
58
2.2.4 高速电子扇扫B超（相控阵）
采用多阵元换能器并对所有振元的激励脉 冲进行相位控制，实现合成波束的扇形扫 描，声束很容易通过小窗口透入人体内 。
医学课件
59
1. 相控阵扫描原理
• 同相激励
合成波阵面 叠加 波束 方向
阵元 激励 脉冲
1
2
3
n
单一阵元 波阵面
医学课件
医学课件
41
•
电子扫描 用电子方式控制多元换能器阵实现扫查 。 电子线扫（ linear scan） 相控阵扇形扫描 （phased scan）
医学课件
42
诊断用B型超声波探头
医学课件 43
2.2.1 手动式B型超声诊断仪
• 手持探头运动 • 位置检测器 • 位置电压控制显示
医学课件
44
1. 位置信号系统
60
• 相控发射波束（正偏）
法 线
单一阵元 波阵面
合成波阵面

1
2
3
n
阵元

医学课件
激励 脉冲
61
• 相控发射波束（反偏）
法 线
合成波阵面

单一阵元 波阵面
阵元
1
2
3
n

激励 脉冲
医学课件
62
2. 延时与偏向角的关系：
d sin c
c sin ( ) d
1
τ：延时等时间差 θ：波束偏转角
•
• •
高速机械扇形扫描
高速电子线性扫描 高速电子扇形（相控阵）扫描
医学课件 10
A型超声诊断仪
幅度调制（ Amplitude modulation）
医学课件
11
1. 诊断基础 人体脏器、组织其正常与异常的物理性质 及结构不同，形成相应的超声界面。这些 界面会对超声产生规律的反射回波。 2. 工作原理 脉冲回波理论
A - mode display
Time–motion display
医学课件
17
3. 工作原理 与A超比较，有三个方面的特点 ： • 深度扫描信号加在y轴偏转板上，回波信号 距顶部的距离表示被探查的组织界面的深度。
• 辉度调制，亮点的强弱代表回波信号的幅度。 • 增加一个时间扫描信号发生器，它产生的信 号加在x偏转板上。
医学课件
14
M型超声诊断仪
辉度调制、时间动态显示（ Motion-Time）
医学课件
15
1. 诊断基础
探头位置固定，脏器有规律的收缩和舒 张，脏器各层组织和探头的距离便产生 节律性的改变，随着水平方向的时间慢 扫描，便把心脏各层组织的回声展开成 曲线。
医学课件
16
2. 显示方式 反射回波的幅度，通过辉度调制，用亮点 的形式 ；纵坐标代表发射界面的深度 ；横 坐标代表扫描时间信号。
医学课件 27
P型超声诊断仪
辉度调制，平面目标显示， PPI（plane position indication）。 可视为一种特殊的 B 型显示。 1. 特点 探头发射的超声波束采用圆周扫描方式进 行探查。
医学课件
28
2. 工作原理
• 换能器作旋转运动 • 显示器上的光点从屏中心 向屏周围作径向扫描，径向 扫描线逐次改变方向，与换 能器同步地作旋转。
机械结构：
双联臂结构； 井字结构。
位置调准电路：
由电位器组完成，随 着换能器位置的改变，电 位器组的阻值随之变化， 产生相应电压信大，线数高，图像轮廓清 晰等。 缺点：手动控制波束扫描，成像速度低， 一般需数十秒。 3. 临床应用 适用于扫描静止脏器，常用于腹部、妇产 科和眼科等方面的检查 。
医学课件 46
2.2.2 高速机械扇形扫描B超
1. 特点 超声波束以扇形方式扫查，不受透声窗口 的限制而保持较大的扫查范围。
2. 方法 摆动式扇扫B超仪 旋转式扇扫B超仪
医学课件 47
•
摆动式扇扫B超仪 结构简单，只需一个晶片与一个驱动机构， 但它的视场有限。
壳体 摆动激励电机 换能器 支点
透射法超声诊断仪
医学课件
8
按图像信息显示的成像方法分类 • • A型（ Amplitude Modulation ） M型（ Motion-time ）
•
广义B型（ Brightness Modulation ） B型，P型，BP型，C型、F型、超声全息
医学课件
9
按超声波束的扫描方式分类 • • 低速（手动）扫描 高速机械线性扫描
医学课件
32
2. 显示方式 横坐标、纵坐标代表平面的x，y轴方向的 长度，深度信息在图像中不表现。
医学课件
33
3. 工作原理 • 扫描设计：水平x方向上采用同B超一样的 电子扫描，水平y方向上通过机械的方法 移动探头。
医学课件
34
•
距离控制：通过调整距离选择开关的开通 时间，来控制同一深度的回波信号被接收 显示。
医学课件
36
§2.2
扫描制式
B型超声诊断仪
声束掠过某剖面的过程称为扫描 。
理解B超的工作原理，关键是各种超声扫 描制式 。
医学课件
37
B超的分类
波束控制 手动式 波束扫描制式 低速 任意 成象 静态声象
机械式
低速 线性扫描 弧形扫描 径向扫描 复合扫描 高速 扇形扫描 径向扫描 线性扫描 高速 线性扫描 扇形扫描
第二章 Ｂ超的基本原理与性能指标
医学课件
1
§2.1
超声诊断仪的一般介绍
超声成像技术概述
超声成像技术适用的人体区域
医学课件
2
临床超声波诊断技术
基于回波扫描的技术 基于透射法的技术 基于多普勒效应的技术
医学课件
3
• 超声回波
一个典型的超声回波应包含大界面的反射 波和小粒子的散射波两种成分 。
回波的强度则反映界面的性质，回波信号 的时间反映了界面的位置。
根据不同界面的回波时间t可以计算出各个 界面与换能器之间的距离l。
ct l 2
医学课件 6
3. 超声诊断仪器的功能模块 探头 接收 显示
发射
时钟
记录
医学课件
7
超声诊断仪的分类
按图像信息的获取方法分类 • 反射法超声诊断仪
•
•
多普勒法超声诊断仪
反射回波：超声成像的位置信息 ；
超声反射成像机制
散射回波：被测介质的结构信息 。
散射波场
医学课件 4
超声诊断成像的基本原理
1. 基于几个假定为前提（人体中近似成立）
声束在介质中沿直线传播；
在各种介质中声速均匀一致；
各种介质中介质对超声波的吸收系数均 匀一致。
医学课件
5
2. 脉冲回波测距的理论基础
静态声象
实时声象
电子式
实时声象
医学课件
38
1. 简单扫描制式
a. 线扫 b. 扇扫
医学课件
39
c. 弧形扫
d. 径向扫
医学课件
40
2. 机械扫描和电子扫描
• 机械扫描 借助电机带动换能器摆动或旋转，同时位 置感测器连续的检测换能器的瞬时取向， 并产生位置信号，使显示器的扫描线有相 应的取向 。
医学课件 51
•
特点： 优点：体积小，马达单方向旋转，扫描均 匀，噪音和振动都很小，其寿命远较摆动 式长。