(完整版)超声成像原理

2020/2/16
6
4、 声特性阻抗：为介质的密度()和声速（c）的乘积，用Z表示，
Z=C，简称声阻抗，为超声诊断中最基本的物理量。声像图中 各种回声的差异主要因为声阻抗不同形成的。
5、界面： 两种不同声阻抗物体的接触面。
界面小于波长为小界面，大于波长为大界面
2020/2/16
7
物理特性
声场：发射超声在介质中传播时其能量所达到的空间。 亦称为声束。
25
二、仪器类型
解剖超声
一维：A超(amplitude mode) M超(motion mode) 二维：B超(brightness mode) 三维：立体
血流超声
一维：频谱型多普勒 （pulse doppler) 二维：彩色多普勒(color doppler) 三维：立体彩色多普勒
2020/2/16
2020/2/16
f0 原发射频率 V 为血流运动速度 C为声速 为声速与血流运动的夹角
2020/2/16
物理特性
17
物理特性
在超声医学诊断中，超声多普勒技术可用于检测心 血管内的血流方向、流速和湍流程度、横膈的活动以及 胎儿的呼吸等。
探头工作时，
换能器发出超声波 ，由运动着的红细 胞发出散射回波， 再由接收换能器接 收此回波,可实现血 流的成像。
2020/2/16
18
第二节 超声仪器
超声诊断利用回声原理
超声成像基本条件：
1、声源 2、回波信号 3、回波信号被接收并经信
号放大，处理等过程而 形成声像图
2020/2/16
19
U
L
超T
R
A
S
O
声
U N
D
Ultrasonic therapy action
reaction Ultrasonic diagnosis
概论
MRI
------现代三大医学影像诊断技术之一
USG CT
2020/2/16
ห้องสมุดไป่ตู้
1
2020/2/16
2
2020/2/16
3
概论
超声 波
振动频率每秒大于20KHz，超过人耳听觉 上限的机械振动波为超声波。能成束发射 ，以纵波的形式向远方传导。
0Hz
20Hz
20kHz
Infrasound
Audio
1、波长(wavelength)：声波在一个完整周期内所通过的距离()
。单位为厘米（cm）或毫米（mm）。
2、频率(frequency):一秒内出现振动波的次数为频率(f)，其单
位为赫兹(Hz)。
3、声速(wave velocity):每秒声波在介质中传播的距离为声速
(C)，单位是m/s。
C=f
2020/2/16
20
超声设备
• 换能器（也称为探头） • 主机：即信息处理系
统 • 显示器
2020/2/16
21
一、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。
发射超声 接受超声
逆压电效应 正压电效应
2020/2/16
22
一、探头原理
---------压电效应
2）散射：如物体的直径远小于 超声波的波长时， 则声波向物体的四 面八方辐射。能反映 脏器的细小结构，其
临床意义十分重要。
2020/2/16
物理特性
13
声能随着距离增加而减少。
物理特性
2020/2/16
原因：大界面的反射 小界面的散射 介质的吸收1。4
物理特性
1、空间分辨力：区分相邻两点
最小距离的能力。
26
二、仪器类型
即辉度调制型。此法以不同 辉度光点表示界面反射信号的强 弱，反射强则亮，反射弱则暗。 因采用多声束连续扫描，故可显 示脏器的二维断面图像，本法是 目前使用最为广泛的超声诊断法 。
2020/2/16
27
M型超声诊断法
• 主要用于心脏疾病的诊断。此模式通过单声束探测获得界 面回声，通过连续扫描，使界面回声自左向右随心动周期 按顺序移动显示，可观察界面回声在不同时相的深度及移 动情况。在显示屏上以亮度表示回声强度。显示屏的Y轴方 向表示探测深度及被探测结构所在位置的深度变化；X轴方 向表示心动周期。此模式对心脏探测更为简便、准确。
2020/2/16
8
超声指向性优劣的指标：
物理特性
近场长度 L=r2 /
扩散角
sinθ =1.22 / D
超声频率越高，波长越短，扩散角越小， 声束的指向性越好。
2020/2/16
9
物理特性
2020/2/16
10
反射的定义
超声波入射到比波长大的 界面且有一定声阻差时， 就会产生反射。能够清楚 显示体表和内部器官的表 面形态和轮廓。
反射强度取决于：
1、两种介质的声阻差
2、入射角的大小
物理特性
2020/2/16
11
折射的定义
由于人体各种组织、 脏器中的声速不同， 声束经过这些组织间 的大界面时，产生声 束前进方向的改变， 称为折射
2020/2/16
12
1）绕射：如界面不大，可与 超声波波长相比， 则声波将绕过该界 面继续向前传播。
对某些非对称结晶材料进行一定方向的加压或拉伸 时，其表面将会出现符号相反的电荷，这种现象称为压 电效应。
具有此性质的材 料称为压电材料，分 为压电晶体、极化陶 瓷、高分子聚合物和 复合材料等。
2020/2/16
23
一、探头原理
定义：由外力作用引起的电介质表面荷电效应，称为 正压电效应。即将机械能转化为电能。
2、对比分辨力：区分回声强度
的能力。
3、穿透力：能有效地收取和显示
回声信号的最大深度。
2020/2/16
15
物理特性
定义：声源与接收器存在相对运动引起的接收频率和 发射频率之间的差别称为多普勒频移。这种物理效应 为多普勒效应。
2020/2/16
16
多普勒频移的公式
f d=2fo•v/c •cos
Ultrasound
医用超声诊断频率多选取 2.5-10MHZ之间
2020/2/16
4
纵波 质点的振动方向
与声波传播的方向一 致，超声在软组织中 以平面波形式传播。
横波 质点振动的方向
与声波传播的方向垂 直，这种波在体内传 播衰减大，几乎无法 传播，医学超声中一 般不用横波。
2020/2/16
5
第一节 超声的物理基础
结晶在其两个 受力界面上引起内部正负电荷中心相对位移，在两个界 面产生等量异号电荷。
2020/2/16
24
一、探头原理
定义：由在外场作用下，晶体将产生几何变形，称为 逆压电效应(即将电能转化为机械能)。
在晶体表面施加 电场，可引起晶体内部正负电荷中心发生位移，这一 极化位移导致了晶体的几何应变。
2020/2/16