医学超声成像原理精品PPT课件

借电机带动换能器旋转或摆动，同时位置传感器连
续地检测换能器的瞬时取向，并产生位置信号，使显示
要提高超声成像系统的灵敏度和分辨力，除了对线阵 探头实施多振元组合发射外，还需要对超声进行聚焦， 使声束变细，使强度聚焦收敛，提高声束的穿透力和 回波强度，从而提高灵敏度和分辨力 声束聚焦分为：
1、声学聚焦 2、电子聚焦
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超声波束处理技术
在超声波发射和接收时.采用多种波束处理技术， 使主波束变窄，旁瓣变小.现在，先进B超设备中 已采用的具有实际效果的波束处理方法有:(l)使晶 体表面凹陷;(2)采用声学透镜聚焦;’(3)可变孔径;(4) 电子聚焦;(5)动态聚焦;(6)实时动态聚焦;(7)动态 变迹等.
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▪ 动态电子聚焦
▪
为了提高成像系统的分辨力，需要进行聚焦，焦
区以内的声束变细了，确实提高了分辨力，但焦区
以外，声束不仅没有变细，反而变得更粗了，焦区
以外的分辨力不仅没有得到提高，反而变得更差了，
因此需要整个穿透深度上都要进行聚焦，使整个深
度上的分辨力都得到提高。
▪ 动态电子聚焦又分为：
▪
贮器进行续写，并进行各种图像处理，从而就得稳
定清晰图像。
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▪ 四 可变孔径技术
▪ 变孔径技术，在近场采用小孔径，在远场采用 大孔径。
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扫描方式 ▪ 一、扫描：换能器在被探查区域获取人
体信息的运动过程叫扫描。 ▪ 机械扫描与电子扫描
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▪ 机械扫描与电子扫描
▪ （1）机械扫描：
▪
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一．凹面晶体
用这种聚焦方式，焦点的声束比较细，横向分辨性 能好.但是，一旦偏离聚焦范围，声束比未聚焦的 还粗，因此，采用这种聚焦型探头，要注意聚焦 范围的深度、一般可分成近距离、中距离和远路 离3个档次。
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声学聚焦
与光学聚焦原理类似，在平面晶体表面附加声学 透镜，可使超声波束汇聚到一点，即焦点.焦点深 度，即焦距。由声学透镜曲率半径、超声波在声 学透镜中的传播速度和人体中声速所决定.
▪
Δτ2=ΔS2/c=9.27ns
▪ 3号与4号振元延时差为： Δτ3=ΔS3/c=4.64ns
▪ 设第1号及第8号振元无延时，则2号振元延时时间为：
τ1=13.9ns
▪ 3、6号振元延时时间为：
τ1+τ2
▪ τ2=13.9+9.27=23.17ns
▪ 4、5号振元延时时间为：
▪ τ3=Δτ1+Δτ2+Δτ3=27.81ns
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▪ 2、全深度分段动态电子聚焦：
▪
全深度分段动态电子聚焦就是将探测深度分成
若干 ，只对每个段分别进行聚焦，接收时只取每
个焦区的回波信号，最后将各段焦区的回波信号迭
加合成一行回波信号。
▪
优点是：分段数少，延迟线分段段数少，操
作简便，成本低。
▪
缺点是：成像速度慢，精度低。
▪
但可以TV方式显示，以慢入快出的方式对存
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１、电子聚焦
▪ 对线性换能器
阵的各阵之上 加上适当延时 的激励脉冲， 则可在预定的 距离上获得聚 焦波。
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源自文库
二、电子聚焦 所谓电子聚焦，就是控制各振元的相位，使其发射的超声
束在焦区得到同相相长加强，达到聚焦的目的，实际上是通 过控制延时达到控制相位的。
延时量的计算： 分别为L1，L2，L3，焦距F=35cm，阵元间距d=0.5mm，由
1、等速动态电子聚焦
▪
2、全深度分段动态电子聚焦
▪
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▪ 1、等速动态电子聚焦
▪
等速动态电子聚焦是通过计算机控制，以一
定的速度改变发射和接收的延迟时间，使焦点随发
射波和接收同步移动，使整个深度的所有位置，都
有良好的横向分辨力，显然这种聚焦最为理想，但
由于焦点移动速度快，延时分级细，延时程度高，
故电路更复杂，成本更高。
医学超声成像原理
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3.4 超声波成像原理
超声波成像技术
超声波探测技术可以分为两大类，即基于回波扫描的超声探 测技术和基于多普勒效应的超声探测技术。 基于回波扫描的超声探测技术主要用于解剖学范畴的检测、 了解器官的组织形态学方面的状况和变化。 基于多普勒效应的超声探测技术主要用于了解组织器官的功 能状况和血流动力学方面的生理病理状况，如观测血流状态、 心脏的运动状况和血管是否栓塞检查等方面。
▪ 那么延时量是如何实现的，是通过延迟线来实现的。
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cm
(1 [1
( nd F
1
)2 ]2
)
t0
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三 聚焦探度和焦点直径 在聚焦点，声束宽度最小。在焦点附近一个有限 的范围内，聚焦声束宽度小于同一阵列换能器同 时被激励，即未聚焦时所产生的声束宽度。离焦 点越远，聚焦声束宽度越宽，直至大于同一阵列 换能器未聚焦声束宽度。
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医学超声波诊断仪
A型超声波诊断仪 M型超声波诊断仪 B型超声波断层显像仪 超声多普勒血流仪、成像仪与彩超 超声三维成像系统（超声CT）
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Ａ型（超声示波法）
❖机理：以波幅变化反映回声情况 ❖特点：一维波形图，不直观 ❖用途：鉴别液、实性包块，测距
目前临床不再使用
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▪ 显示特点：探头不 动向人体反射并接 收声波，根据回波 出现的位置，回波 幅度的高低、形状、 多少和有无，确定 被检体病变或解剖 部位的信息，但特 异性不突出，还缺 乏解剖学特征。
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进 波
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肿瘤波
底波 中线波
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Ｍ型（超声扫描法）
❖机理： 以单声束取样，获得活动界面回声， 再以慢扫描方式展开
❖特点：一维－时间运动曲线图 ❖用途：分析心脏和大血管的运动幅度
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M型曲线图
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Ｂ型（超声显象法）
❖机理： 不同的光点反映回声变化， 用切面显示正常组织与异常组织
❖特点：二维断面图像，灰阶/彩阶 实时显示，直观
图可得 L1=3.5d=3.5×0.5=1.75mm L2=2.5d=1.25mm L3=1.5d=0.75mm
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▪ 设声速c=1540m/s
▪ 则第1号振元与第2号振元的相差延时量为：
▪
Δτ1=ΔS1/c=0.02141/1540×103=13.9ns
▪ 同理2号振元与3号振元之间的延时量为：
❖用途：及其广泛
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肝脏B超
心脏B超
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D型（超声多普勒法）
❖机理：利用Doppler原理对心血管内血流进行探测分
析
❖频谱多普勒（PW+CW）
以频谱曲线显示，检测血流动力学参数
❖彩色多普勒血流显像（CDFI）
彩色编码实时显示血流方向、速度及血流性质
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二尖瓣血流 CDFI
二尖瓣血流－PW
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声束的聚焦