超声成像原理
超声成像原理
成像基本原理
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（二）超声成像的类型和显示方式 超声成像的主要类型有二维、M型和D型。其间成像技术和显示方式有所不同，分
述如下。 1.二维超声：常简称为B型超声。其采用多声束对选定切面进行检查，并以每条声
束的所有回声依各自的回声时间（代表深度)和强弱，重新组成检查切面的二维图像。 图像上的纵坐标代表回声时间即回声深度，而回声的强弱则用不同辉度的光点来表示， 故属于辉度调制型显示。在二维声像图上，根据组织内部声阻抗及声阻抗差的大小， 将人体组织器官分为四种声学类型
M型超声主要用于检查心脏和大血管。通过评估距离一时间曲线，可以检测房室和主 动脉径线，左右室壁和室间隔厚度，瓣膜运动幅度和速度以及左右室收缩功能等。
超声检查方法
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（四）超声成像的新技术
①组织多普勒成像：是应用多普勒效应，以频谱方式定量分析心肌局部运动的检查技术； ②彩色多普勒能量图：成像参数为血流中与散射相对应的能量信号，主要与红细胞相对数 量有关，从而为评估病变内血管和血流灌注提供重要信息； ③声学造影：原理是人为向血流内注人与血液声阻抗不同的微气泡，致血液的散射增强， 呈云雾状回声，从而为疾病的超声诊断提供新的信息； ④声学定量(AQ）：可实时自动检测血液与组织界面，主要用于心功能评估；应用AQ原理， 还可获得不同时相心内膜运动不同色彩的编码图，即彩色室壁动态分析图，用于检测室壁运动 异常；
成像基本原理
（二）超声成像的类型和显示方式
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超声设备与超声成像性能
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（一）超声设备
超声设备主要由换能器(常称为探头）、主机和信息处理系统、显示和记录系统组成。 换能器(探头)兼有超声波发生和回声接收功能。 按应用分类方式分类：有体外探头、体内探头、穿刺活检探头之分 按探头中换能器所用振元数目分类：有单元探头和多元探头之分； 按波束控制方式分类：则有线扫探头、相控阵探头、机械扇扫探头和方阵探头等； 按探头的几何形状分类：用在不同诊则有矩形探头、柱断部位的各型探头、弧形探头 类超生探头（又称凸型）、圆形探头等； 主机和信息处理系统负责设备运转，包括超声波的发射、接收，信息采集和处理。 显示和记录系统用于实时显示图像和资料保存。由显示屏(荧屏）、打印机、照相机、录 像装置组成。
超声成像原理课件
2024/6/7
《超声成像原理》PPT课件
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2、侧向分辨力
指在与声束轴线垂直的 平面上，在探头长轴方向上 的分辨力。能分辨相邻两点 （两个病灶）间的最小距离。
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超声仪器
探头原理
定义：是将电能转换成超声能，同时将也可将超声能转 换成电能的一种器件。
2024/6/7
2006年6月5日星期一
《超声成像原理》PPT课件
收超声能 超声，转利 声能利换用 。量用成逆
转正超压 换压声电 成电能效 电效发应 能应射将 接将超电
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超声场特性 P171 1、声轴 2、声束 3、束宽 4、近场及特性 5、远场及特性
2024/6/7
《超声成像原理》PPT课件
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（3）横向分辨率（厚度分辨力）：
指在与声束轴线垂直的 平面上，在探头短轴方向的 分辨力。为与侧向分辨力在 一平面上，是相互垂方向轴 线上的分辨力。
2024/6/7
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谢谢各位
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超声原理
彩色编码技术是由红、蓝 、绿三种基本颜色组成，当频 移为正时，以红色来表示，而 兰色则表示负的频移。
图像特征
2024/6/7
在显示屏上以不同彩色显示不
《超声成像原理》PPT课同件的血流方向和流速。 P1899
9
超声仪器
探头原理
----压电效应P169
超声成像的基本原理
超声成像的基本原理超声成像是一种常见的医学影像检查技术，它利用声波的传播和反射原理来获取人体内部的结构和组织信息。
它不仅在临床诊断中起到了重要作用，还被广泛应用于产前检查、妇科、心脏检查等领域。
超声成像的基本原理是利用超声波在不同介质中的传播速度差异以及声波与物体之间的反射、散射和吸收等现象，通过探头将声波传入人体内部，然后接收反射回来的声波信号，再通过信号处理和图像重建等技术，最终形成人体内部的图像。
超声波是一种机械波，其频率通常在1-20MHz之间，相比于其他影像检查技术，它的频率较高，能够提供更高的分辨率。
超声波在人体组织中的传播速度与组织的密度和弹性有关，在不同组织之间传播速度存在差异，这是超声成像的基础。
在超声成像中，使用的探头中包含了一对发射和接收超声波的元件，称为压电晶体。
压电晶体可以将电能转化为机械振动，当外加电压作用于压电晶体时，它会产生超声波。
发射的超声波经过探头中的聚焦器后，进入人体内部。
超声波在人体内部的传播过程中，会发生反射、散射和吸收等现象。
当超声波遇到组织的界面时，一部分会被反射回来，而另一部分会穿过组织继续传播。
探头中的接收器会接收到反射回来的超声波信号，并将其转化为电信号。
接收到的电信号经过放大和滤波等处理后，会传输到计算机中进行信号处理和图像重建。
信号处理的过程包括时延校准、滤波、线性化等，这些步骤可以提高图像的质量和分辨率。
图像重建的过程是将接收到的信号转化为二维或三维图像，通过不同的算法和技术，将信号转化为具有空间分辨率的灰度图像。
超声成像的图像质量和分辨率受到多种因素的影响，包括超声波的频率、探头的形状和大小、探头与皮肤的接触情况等。
为了提高图像质量，可以使用不同频率的超声波、不同形状和大小的探头，并采取适当的探头皮肤接触技术。
超声成像具有无创、无辐射、易操作等优点，可以提供实时的图像，对于观察人体内部的结构和组织有着重要的临床价值。
然而，超声成像也存在一些限制，如对于深层组织的成像质量较差，对气体和骨骼的成像效果较差等。
超声成像原理
c、强回声：反射比较强，回声明亮，也可 伴有声影或多重反射。纤维组织（包 膜）、结石、钙化灶、气体。
d、高回声：回声强度介于等回声与强回声 之间。
e、无回声：均匀液体内无声阻抗差异的界 面既呈无回声暗区。胆汁、尿液、血液。
正常人体各种组织的回声表现：
1、强回声：气体、骨皮质、软骨组织、纤维结 缔组织
侧，图上为背，图下为腹。
2、纵切：图左为患者头侧，图右为患者足 侧，图上为背，图下为腹。
侧卧位： 1、横切：图左为患者左侧，图右为患者右
侧，图上为背，图下为腹。
2、纵切：图左为患者足侧，图右为患者头 侧，图上为背，图下为腹。
（三）图像分析的内容
观察分析超声图像时，首先应了解切面 方位，以便于认清所包括的解剖结构， 并注意分析以下内容 。
骨>肌肉>肝脾>肾、血液>乳腺>水>脂 肪>肺>空气
（四）超声波的特性
1、方向性：直线传播 2、声衰减现象：扩散、散射、组织对声
能的吸收 3、多普勒效应（Doppler效应）：声源
与接受体之间存在相对运动，产生频率 变化。
超声遇到活动的界面，散射或反射回声 的频率发生改变，又名多普勒频移。界 面活动朝向探头时，回声频率升高，呈 正频移；界面活动背离探头时，回声频 衰减低，呈负频移。频移的大小与活动 速度呈正比。
（4）光环——回声呈环状。
（5）光带——回声光点连续排列呈明亮的 带状或线状。
（6）声晕——结节外周呈1~2mm无回声 环形围绕者。肝癌。
（7）声影——声速经过声阻抗差别大及声 衰减系数较大的障碍物时，声能明显衰 减，后方出现条状暗区称为声影，多见 于结石、钙化及致密结缔组织回声之后。
三维超声成像的原理与应用
三维超声成像的原理与应用一、引言三维超声成像技术是一种通过超声波对物体进行扫描并生成三维图像的成像技术。
它在医学领域得到广泛应用，可以提供具有高分辨率和高对比度的图像，为医生提供更准确的诊断信息。
本文将介绍三维超声成像的原理和应用。
二、原理1.超声波的产生和传播–超声波是一种机械波，通过晶体或磁体中的电磁转换器产生，经过超声探头传到物体中，并通过转换器接收回来。
–超声波的频率通常在2-18 MHz之间，高频率可以提供高分辨率的图像。
2.超声波的反射和散射–超声波在物体中的传播过程中，会遇到不同组织的边界或结构，这些边界或结构会使超声波发生反射或散射。
–超声波的反射和散射信号可以被探头接收，并经过处理形成图像。
3.超声波的成像原理–超声波的成像原理主要是通过测量超声波的传播时间和强度来确定组织的位置和特性。
–通过测量超声波传播时间的差异，可以推断不同组织的深度。
–通过测量超声波的强度，可以获得组织的对比度信息。
三、应用1.临床应用–超声心动图•三维超声心动图可以提供更准确的心脏结构和功能信息，用于诊断心脏病变。
–产科超声•三维超声在产科领域可以提供更清晰的胎儿图像，用于胎儿畸形的检测和评估。
–肝脏超声•三维超声可以对肝脏进行全面的评估，包括肿瘤的检测和定位、肝血流动力学的评估等。
–乳腺超声•三维超声可以提供乳腺病变的更准确的形态、定位和大小信息，用于乳腺癌的早期诊断。
2.科研应用–细胞成像•三维超声可以在细胞水平上观察细胞的结构和功能，用于细胞生物学研究。
–动物模型研究•三维超声可以在动物模型中观察器官结构和功能的变化，用于研究疾病的发生和发展机制。
–肿瘤研究•三维超声可以对肿瘤进行全面的评估，包括体积测量、血流动力学分析等，用于肿瘤的研究和治疗监测。
3.工业应用–材料检测•三维超声可以对材料的密度、缺陷等进行评估，用于材料的质量控制。
–管道检测•三维超声可以对管道内部的泄漏、堵塞等问题进行检测，用于管道的维护和修复。
超声多普勒成像的基本原理
超声多普勒成像的基本原理
超声多普勒成像是一种利用声波的多普勒效应来观测物体运动和血流速度的成像技术。
它的基本原理如下：
1. 声波的传播：超声波是一种机械波，通过超声探头发射频率高达几百万赫兹的声波，并经由介质传播。
声波在介质中传播时，会与组织中的不同结构发生相互作用。
2. 多普勒效应：当声波与运动物体相互作用时，会出现多普勒效应。
多普勒效应是指当发射声波的源和运动物体之间有相对运动时，声波的频率会发生变化。
当物体远离声源时，声波频率降低；当物体靠近声源时，声波频率增加。
3. 血流速度测量：在超声多普勒成像中，探头会发射连续的超声波，它们经由组织传播并与血液相互作用。
通过测量声波的频率变化，可以计算出血流速度。
这是因为血液中红细胞的运动与组织之间存在相对运动，从而引起声波频率的变化。
4. 彩色多普勒成像：彩色多普勒技术可以将测得的血流速度信息以彩色显示在图像上。
不同颜色对应不同的血流速度，利用这一特性，医生可以在显示屏上直观地观察血流速度的分布和流动方向。
总的来说，超声多普勒成像利用声波的多普勒效应来观测物体运动和血流速度。
通过测量声波频率的变化，可以绘制出物体或者血流的速度分布图像，为医生提供重要的诊断信息。
医学超声成像的基本原理
医学超声成像的基本原理1.超声波的产生和传播超声波是一种高频机械振动的波动，其频率大于20kHz，超过了人耳的听觉范围。
超声波可以通过一些物质的压电效应产生，即通过将电能转化为机械能。
超声波在组织中传播时，遵循声波传播规律，会发生散射、吸收、衍射、反射等现象。
2.超声波在组织中的反射当超声波遇到体内组织的不同界面时，会发生反射现象。
组织中的声阻抗不同，导致超声波的一部分被反射回来。
超声波的反射信号被传感器接收后，经过处理，可以生成人体内部组织的图像。
3.超声成像系统的构成医学超声成像系统主要由发射器、接收器、传感器和图像显示器组成。
发射器负责产生超声波信号，接收器负责接收反射信号。
传感器通常是一种压电晶体，可以将机械振动转化为电信号。
接收器将接收到的反射信号转化为数字信号，并通过算法处理后生成图像。
图像显示器负责显示最终的图像结果。
4.超声图像的生成超声图像的生成基于回波时间法。
传感器发射的超声波束从探头焦点出发，透过人体组织，遇到不同的界面后被反射回来。
传感器接收到的反射信号的时间和幅度信息被记录下来，形成一幅图像。
图像的亮度或灰度反映了声波的强度或信号的幅度。
5.超声图像的特点和应用超声图像具有以下几个特点：首先，超声波在不同组织之间有较好的穿透性，可以通过体表得到人体内部器官的图像。
其次，超声波对生物体无辐射，不会对人体产生不良影响。
再次，超声波成像可以实时进行，方便医生进行实时观察和操作。
医学超声成像广泛应用于临床医学领域，例如：妇产科、心脏病学、腹部病学、乳腺病学等。
在妇科领域，超声成像可以用于妊娠检查、卵巢囊肿检查等；在心脏病学中，超声心动图可以用于检测心脏的大小、形态和功能等；在腹部病学中，超声成像可以用于检查肝脏、胰腺、胆囊等腹腔内脏器官。
总之，医学超声成像在临床医学中起到了极为重要的作用。
超声成像的的原理
超声成像的的原理
超声成像的原理是利用声波在物体内部的传播及其反射、散射、折射等规律，通过接收和处理声波的回波信号，对物体的内部结构进行成像。
具体原理如下：
1. 发射声波：超声成像系统通过发射器产生高频的声波，常用频率在2-18MHz 之间。
这些声波会以固定的速度在人体组织内传播，通常为1540m/s。
2. 声波的传播：声波在不同组织之间的传播速度会因组织的密度、弹性等特性而有所不同。
当声波从组织间传播时会发生反射、散射和折射等现象。
3. 回波接收：当发射的声波遇到物体内部的界面时，一部分声波会被界面反射回来，并由接收器接收。
接收器会将接收到的声波信号转化为电信号。
4. 信号处理：接收器接收到的声波信号经过放大、滤波等处理后，会进行时延和幅度分析，并将信号转换成图像。
5. 图像重建：通过多次发射声波和接收回波的过程，超声成像系统可以在不同的方向和位置上获取回波信号。
利用这些信号，系统可以通过计算和重建技术生成具有空间分辨率的二维或三维图像。
总的来说，超声成像利用声波在组织内的传播和回波反射的特性，获取物体内部结构的信息，并通过信号处理和图像重建技术生成可视化的图像。
第二节 超声成像原理(最全)word资料
第二节超声成像原理一分类1 脉冲回旋法原理1 由探头发射一定脉冲频率的超声2 接受回声信号，预处理3 存储并进行数字处理4 显示图形包括振幅显示和辉度显示2 差频回声法利用多普勒效应原理1 发生固定频率超声2 接受频率改变的回声信号3比较频差4 显示速度信号3 时距测速法4其他1 非线性血流成像（2次谐波成像方法）2 C型等深度显示3 F型可变深度显示4 T型透射型显示5 全息超声(三维立体)6 3D（三维静止）7 4D（三维运动）A B M 型超声仪比较A型最早使用，发出单束信号，特点：只能看到界面，无法对组织形态学形成主观意识B型发射多束信号（多通道）看不到器官的蠕动M型单通道随时间改变，可看到器官的蠕动第三节超生的处理一实时成像：处理时每秒24帧以上静态成像二声束聚焦1 定义通过外部条件使得声场部分发生改变从而提高声像图的分辨力的技术称为声束聚焦2 非电子聚焦主要用来提高横向分辨力（1）声透镜<最主要>（2）声反射镜（3）压电材料凹面以上三种焦点固定3 电子聚焦多元（多振子）通过相位控制实现聚焦，主要改变纵向分辨力焦点位置可变（1 采用分段式聚焦2 折线式）三放大器动态范围最大可达80—120dB，要求对强信号的放大不能失真，弱信号不能缺失四TGC/DGC时间（深度）增益补偿1 定义通过对声像信号进行放大处理达到不同深度区的信号具有相同的强度五数字扫描转换（DSC）组成部分：1 A/D转换（采样频率要大于信号频率两倍以上，对信号强度要进行灰阶表示，保证信号不失真）2 前处理（包括压缩，串行→并行<慢写>）3 图像存储器：若要实现实时显示超声图像，可采用先写进的先读出的方式;若要将图像放的，可对写入的每一单元数据重复两次读出，使一次超声扫描获得的信息在荧光屏上相邻的两条扫描线上显示;若要将图像冻结，可停止存储器的写入，并对已存储的一帧图像数据重复不断地，则屏幕上显示一幅静止的图像。
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。
医学超声成像原理
医学超声成像原理医学超声成像是一种无创的医学成像技术，通过超声波的传播和回波来获得人体内部的图像信息。
它以超声波在物质中传播的特性为基础，借助超音波发射和接收器件以及成像系统，将回波信号转化为图像显示，实现对人体内脏器官、血管、肌肉等结构的非侵入性检查。
首先是超声波的传播原理。
超声波是一种机械波，通过声源产生，其频率高于人耳可听到的声音。
超声波的传播途径有两种：经皮传播和内窥式传播。
经皮传播是指超声波经过皮肤、血液和软组织等传播到被检体内部，其速度约为1540米/秒；内窥式传播是指超声波通过腔道，如：食管、直肠或体表近邻可检的空气隙，能够更直接的获得具体器官的图像。
其次是回波的产生和接收原理。
医学超声成像使用的是脉冲超声技术，即通过发射器件发射一个超声脉冲，然后等待回波信号的接收。
发射器件一般采用压电晶体或水银推振器，当加上电压或电流时，压电晶体会发射超声波。
接收器件则是将回波信号转换为电信号，常用的接收器件有压电晶体、压电复合器件和磁电体等。
最后是成像过程原理。
医学超声成像的成像过程主要包括信号处理、图像形成和图像显示。
信号处理主要包括增益控制、滤波、动态范围压缩等，通过这些处理可以改善回波信号的质量。
图像形成是指将接收到的回波信号转换为图像，常用的方法有A型、B型、M型、D型等。
其中A型和B型最为常用。
A型超声成像通过单个探头沿其中一方向连续扫描，然后将回波信号的幅度信息转换为图像显示。
B型超声成像是在A型基础上发展起来的，通过探头阵列在一个平面上同时采集回波信号，然后通过延迟和加权的处理得到具有空间信息的图像。
总之，医学超声成像是一种重要的无创医学成像技术，通过超声波的传播和回波来实现对人体内部结构和病变的检查。
它的原理基于超声波的传播、回波的产生和接收，以及成像过程。
在临床医学中，医生可以根据超声图像的显示来进行诊断和治疗决策，因此医学超声成像在医学领域有着广泛的应用和重要意义。
超声成像原理
超声成像原理超声成像是一种非常有用的医学诊断技术，它可以提供关于内部结构和功能的精确图像。
它使用声波来检查器官，肌肉，血管，软组织和关节，以及检测癌症，肿瘤，结石等。
它可以在几分钟内获得高质量的图像，而且不会对患者造成任何伤害。
一、超声成像的原理超声成像是一种医学影像技术，它通过发射和接收高频声波来检测器官，肌肉，血管，软组织和关节，以及检测癌症，肿瘤，结石等。
它使用一个发射器发射声波，然后通过接收器接收反射回来的声波。
反射回来的声波将被转换成图像，以显示器官的结构和功能。
超声成像的原理是基于声波的反射原理。
当声波撞击某个物体时，它会反射回来，而反射回来的声波的强度取决于物体的密度，形状，硬度和湿度。
声波反射回来的时间也可以用来测量物体的距离。
二、超声成像的优点1. 无创性：超声成像是一种无创性的检查方法，它不会对患者造成任何伤害。
2. 快速：超声成像可以在几分钟内获得高质量的图像，而且不需要患者做任何准备。
3. 精确：超声成像可以提供关于内部结构和功能的精确图像，可以检测癌症，肿瘤，结石等。
4. 价格实惠：超声成像的成本比其他影像技术要低得多，因此更加实惠。
三、超声成像的应用超声成像在医学诊断中有着广泛的应用，可以用来检查心脏，肝脏，肾脏，胆囊，膀胱，甲状腺，乳腺，脊柱，关节，肌肉，血管，软组织，淋巴结，检测癌症，肿瘤，结石等。
它也可以用来诊断妊娠，检测胎儿的发育情况，诊断胎儿的某些遗传性疾病，以及诊断其他器官的疾病。
四、超声成像的局限性1. 灵敏度低：超声成像的灵敏度比其他影像技术要低，因此它不能检测出某些低密度的结构。
2. 干扰：由于超声成像受到空气的影响，所以它会受到空气干扰，影响图像的质量。
3. 尺寸限制：超声成像的检查范围有限，因此它不能用于检查大型器官。
4. 深度限制：超声成像的深度有限，因此它不能用于检查深层结构。
总结超声成像是一种有用的医学诊断技术，它可以提供关于内部结构和功能的精确图像。
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。
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。
超声成像原理
③舒张期末是将要进入下一个收缩期的舒 张期最末点
A
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④窗为无频率显示区
⑤中间水平线（横轴线）代表零频移线 （基线），在横轴上方为正频移，表示 血流朝向探头，横轴下方为负频移，表 示血流背离探头。
⑥振幅的高低代表频移的大小，即血流速 度的快慢。
（1）A型：基本已淘汰。 （2）B型：为辉度调制型。也称二维超声。
一个平面由X轴和Y轴形成的坐标表 示，Y轴代表时间，X轴代表范围。将单 条声束传播途径中遇到各个界面所产生 的一系列散射和反射回声的强度，在示 波屏时间轴上以光点的辉度表达。声束
A
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顺序扫切脏器时，每一单条声束线上的光点群 按次分布在X轴上，形成一切面声像图。
A
8
（一）超声波的定义
振动的传播称为波动（波）。波动分为两大类— —机械波和电磁波。
超声波：是指振动频率超过2万Hz的机械波，称 为超声波。
诊断用的超声波频率通常为2.5~10MHz。 横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直 纵波：质点的振动方向与波的传播方向平行
A
9
A
10
（二）超声波的物理参数
包括3个重要Leabharlann 念：①回声界面以光点表达；
②各界面回声振幅（或强度）以辉度（灰度）表 达；
③声束顺序扫切脏器时，每一单条声束线上的光 点群按次分布成一切面声像图。
A
25
（3）M型：为活动显示型。获得“距离－时间”曲 线。
其原理为：
①单声束取样获得界面回声；
②回声辉度调制；
③示波屏y轴为时间轴，代表界面深浅； ④示波屏x轴为另一外加的慢扫描时间基线，代表
1、波长：λ 2、频率：f 3、声速：c。声波在人体中平均速度为
超声波成像的物理原理与应用
超声波成像的物理原理与应用
一、超声波成像的物理原理
超声波成像是利用高频声波在组织中的传播和反射来得到图像。
声波在物质中传播时，会与不同类型的组织产生不同的相互作用，进而反射回来。
这些反射波在接收器上被接收，然后被转换成电
信号，通过计算机处理生成图像。
声波的频率越高，分辨率越高，但穿透力越差。
选择适当的频
率是根据不同部位和病变的要求而定。
声波在组织中不同介质之间产生反射的原理是：超声波在经过
不同介质交界面时，反射波的强度与界面的反射系数成正比。
二、超声波成像的应用
1. 临床医学
超声波成像在医学领域应用广泛。
它可以用于检测妇科疾病、
乳腺疾病、腹部疾病和心脏病等。
在体内超声是一种安全且无创
的检测技术，与 X 光检查相比，其不会产生辐射，对人体无害。
2. 工业检测
超声波成像在工业领域也被广泛应用。
它可以检测金属材料的
缺陷，如管道裂缝和焊接点的损坏。
超声波成像还可以用于测量
材料的厚度和检测流体中的气泡等。
3. 环境监测
超声波成像可以用于测量大气层和海洋中水中的气泡和浮游生物等，以分析环境的生物多样性。
4. 生命科学
超声波成像技术在生命科学领域也有广泛应用。
它可以用于预测小鼠生长、判断种子健康状况、测量胚胎尺寸和体积等。
五、总结
超声波成像技术已成为现代医学和工业等领域中的必备技术工具之一。
它不仅可做到无创、无辐射，而且成像效果精准可靠，被广泛应用于临床医学、工业检测、环境监测和生命科学等多个领域。
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• 连续波
– 较早应用于医学超声诊断，但通常只利用连续波多 普勒技术检测任意大小的运动速度。
声速
声波在组织中的传播速度取决于： • 介质的硬度
– 介质微粒间具有大的吸引力(介质表现的越硬)，微粒 受周围微粒振动的干扰引起运动的加速度也越大， 从而声波在该介质中传播速度也越大 – 介质硬度由可压缩度表示
• 介质的密度
– 单个微粒的质量越大，受周围微粒振动的干扰引起 运动的加速度越小，从而声波在该介质中传播速度 也越小
c
1
声衰减
• 声强：垂直声束方向上，单位面积内每秒通过 的声能 • 声强衰减的影响因素：吸收、散射、声束扩散、 反射、折射 • 均匀介质内声衰减为指数衰减 • 衰减系数：单位距离内声强衰减的百分比系数
B-mode临床应用基础
• 利用超声波在生物组织中的传播特性， 不同的组织与器官具有独特的声像图特 征
– – – – – 液性结构为无回声暗区。 实质性结构为强弱不等的各种回声 均质性实质结构为均匀的低回声或等回声 非均质性结构为混合性回声 钙化或含气性结构则呈极强回声并伴后方声 影
M-mode
• 探头-超声换能器 • 基本电路部分：通常由主控电路、发射 电路、高频信号放大电路、视频信号放 大和扫描发生器组成 • 显示部分 • 用户控制部分
超声波的产生
• 原理：压电效应与逆压电效应
• 换能器种类：压电陶瓷、高分子复合材料、陶 瓷复合材料
探头
衍射（绕射）现象
• 超声发射波束可以看成探头表面无数点 源产生的无方向性球面声波的相干叠加 • 近场声束维持发射孔径的形状，而在远 场声束发生扩散 • 近场长度与孔径平方和频率成正比
I x I 0 exp x
I Ix
声衰减的对数表示
• 声衰减(dB)=-10log10(Ix/I0)=4.34x • u= 4.34 • 声衰减系数近似与频率成正比
– u=kf – k: dB/(m MHz)
• 与x-ray的区别:x-ray低频衰减大于高频衰 减 • 对脉冲波的影响？
部分声学参数值
超声频率选择依据
• 穿透力(声衰减) Vs 分辨率(波长)
– 高频：高分辨率、低穿透力 (浅表器官) – 低频：低分辨率、高穿透力 (腹部深部器官)
• 典型应用：
– 胎儿：1MHz (1.5mm) – 眼睛：10MHz (0.15mm) – 皮肤：20MHz (0.075mm)
医学超声诊断系统的构成
• 应用范围：消化系统，心血管系统，妇 产科，外科学，眼科学，神经学，泌尿 科，皮肤电装置产生的脉冲波发送到人体组织后，超声波 碰到不同深度的组织结构产生反射和散射，部分回 波被压电装置接收。利用不同深度产生的回波的不 同时延，获得不同组织界面的反射、声衰减、运动 目标的相位偏移等有用信息。
聚焦
• 未聚焦的换能器发射的声波空间分辨率 最好情况下与孔径的尺寸相当，而且远 场分辨率急剧下降 • 聚焦的目的：获得好的横向分辨率 • 聚焦的种类：
– 声透镜 – 曲面探头 – 电子聚焦
常用的超声成像模式
• • • • • A(Amplitude)型 B(Brightness)型 M(Movement)型 D(Doppler)型 CD(Color Doppler)型
• 运动组织的检查 • 典型应用：心脏检查
D-mode
• 典型应用：血流速度的定量检测
2 f 0 v cos fd c
CW Vs PW
CW 发射连续波 独立的发射和接收阵元 检测回波的频率偏移(多 普勒效应) 无频率混跌 无空间分辨力 PW 发射脉冲波 共用发射和接收阵元
检测不同时刻脉冲回波 的相位偏移 有频率混跌
有空间分辨力
CW
发射 接收
V
PW
CD-mode
• 典型应用：血流速度的定性检测（与Dmode相比）以及血流灌注的判断（与Bmode相比） • 超声诊断从形态学过渡到血液动力学， 同时获得人体解剖信息和功能信息
CD-mode原理
• 基础为脉冲多普勒技术 • 检测某采样容积内多普勒信号的平均频 率、频谱宽度和平均功率。 • 流速估计方法
声阻抗与反射
• 介质的声阻抗与介质的密度和声速成正比
Z
c
• 组织的声阻抗决定了超声束在两个介质界面上 的反射和入射能量比。 I I
Creflect I r I i
Z 2 Z1
4Z1Z 2
i
r
2
Z 2 Z1 2
2
i c1 Z1 c2 Z2 t It
Ctransmit I t I i
医学超声成像原理
目录
• • • • • 什么是超声？ 医学超声诊断系统由哪些主要构成？ 超声波是如何产生的？ 有哪些常用的医学超声成像模式？ 小结
超声的基本特性
• 超声波是一种机械波 • 在生物系统中的超声波通常起作用的只 有纵波（纵波和横波的区别？） • 超声波的频率>20kHz
– 医学诊断超声频率通常在MHz和10MHz量级
A-mode
• 根据回波包络峰值确定不同界面的距离 • 应用较少（脑中线测量、眼科）
B-mode
• 通过声束扫描获得不同方位回波的幅度， 对不同方位的回波幅度利用亮度调制获 得两维的图像显示。
B-mode图像分辨率
• 轴向(axial)分辨率：超声束轴线上，能分辨两 点间的最小距离。与波长有关。只有当两点距 离大于波长的1/2时，超声才能分别产生两个回 声。 • 横向(lateral)分辨率：垂直于轴线平面上，能分 辨相邻两点间的最小距离。与超声束直径有关， 只有当超声束直径小于两点距离时，才能把这 两点显示出来。 • 厚度(elevational)分辨率：又称厚度分辨率与侧 向分辨率在一平面上，是相互垂方向轴线上的 分辨力。 • 时间(temporal)分辨率：帧频，显示图象的实时 程度。
Z 2 Z1
Creflect Ctransmit 1
声阻抗与折射
• 服从Snell定理
sin i
sin t
c1
c2
• 大部分生物组织声速都非常相近(~1500m/s)， 因此折射现象不严重。 • 超声图像通常接收反射信号成像，因此通常只 有垂直入射的信号才会产生有效回波。
– 自相关法（窄带彩色血流成像系统）
• 正交解调后的音频信号处理
– 互相关法（宽带彩色血流成像系统）
• 射频信号处理
小结
• 对人体无明显的危害（与X-ray,放射性核成像相比） • 快速、相对廉价、轻便（与X-ray, CT, MRI, r照相机相 比） • 实时成像（与其他许多成像方式相比） • 较好的分辨率（优于放射性核成像，劣于CT, MRI）； 根据超声声波波长获得的理论分辨率极限为(0.1~1mm)， 但由于脉冲长度（纵向）和声束宽度（横向）的限制 通常分辨率大于1mm。 • 能够显示大部分组织界面 • 由于强衰减和声阻抗差异，无法显象骨头或者空气区 域 • 利用Doppler效应可以实现组织运动成像和血流成像