超聲成像原理與技術(shù)ppt課件

1、 醫(yī)學(xué)超聲原理與技術(shù)醫(yī)學(xué)超聲原理與技術(shù) 課課 程程 安安 排排第一章第一章 緒緒 論論第二章第二章 醫(yī)學(xué)超聲物理基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)超聲物理基礎(chǔ)第三章第三章 醫(yī)學(xué)超聲換能器與輻射場醫(yī)學(xué)超聲換能器與輻射場第四章第四章 醫(yī)學(xué)超聲脈沖回升技術(shù)總論醫(yī)學(xué)超聲脈沖回升技術(shù)總論第五章第五章 超聲診斷儀基本結(jié)構(gòu)超聲診斷儀基本結(jié)構(gòu)A超超第六章第六章 M型超聲診斷儀原理及應(yīng)用型超聲診斷儀原理及應(yīng)用第七章第七章 B型超聲顯像診斷儀型超聲顯像診斷儀第八章第八章 醫(yī)學(xué)超聲多普勒技術(shù)醫(yī)學(xué)超聲多普勒技術(shù) 第一章第一章 緒緒 論論l醫(yī)學(xué)超聲：超聲物理學(xué)、超聲工程學(xué)，與醫(yī)學(xué)超聲診斷醫(yī)學(xué)超聲：超聲物理學(xué)、超聲工程學(xué)，與醫(yī)學(xué)超聲診斷與治療。與

2、治療。l超聲物理：振動和波是理論基礎(chǔ)，研究超聲波在生物組超聲物理：振動和波是理論基礎(chǔ)，研究超聲波在生物組織中的傳播特性和規(guī)律。織中的傳播特性和規(guī)律。l超聲工程學(xué)超聲工程學(xué): :電子技術(shù)、計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，依靠超聲電子技術(shù)、計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，依靠超聲物理的結(jié)論。設(shè)計研制醫(yī)學(xué)診斷設(shè)備和治療設(shè)備。物理的結(jié)論。設(shè)計研制醫(yī)學(xué)診斷設(shè)備和治療設(shè)備。l超聲診斷：主要是根據(jù)超聲波在生物組織中傳播規(guī)律、超聲診斷：主要是根據(jù)超聲波在生物組織中傳播規(guī)律、組織特性、組織幾何尺寸的差異使超聲波的透射、反射、組織特性、組織幾何尺寸的差異使超聲波的透射、反射、散射、繞射及干涉等傳播規(guī)律和波動現(xiàn)象也不同，從而散射、繞射及干涉等

3、傳播規(guī)律和波動現(xiàn)象也不同，從而使接收信號的幅度、頻率、相位、時間等參量發(fā)生不同使接收信號的幅度、頻率、相位、時間等參量發(fā)生不同的改變，通過對這些參量的測量、成像來識別組織的差的改變，通過對這些參量的測量、成像來識別組織的差異、判別組織的病變特征。異、判別組織的病變特征。l超聲治療：主要利用生物體吸收超聲波的特性、也即利超聲治療：主要利用生物體吸收超聲波的特性、也即利用超聲波的生物效能和機理，達到治療的目的。用超聲波的生物效能和機理，達到治療的目的。超聲成像設(shè)備分類上）l一、按超聲波型分類一、按超聲波型分類l連續(xù)波超聲設(shè)備連續(xù)波超聲設(shè)備l脈沖波超聲設(shè)備脈沖波超聲設(shè)備l二、按利用物理特性分類二、按

4、利用物理特性分類l回波式超聲診斷儀回波式超聲診斷儀l透射式超聲診斷儀透射式超聲診斷儀l三、按設(shè)備的結(jié)構(gòu)分三、按設(shè)備的結(jié)構(gòu)分lA A超：是一種最基本的顯示，示波器上橫坐標(biāo)表示超聲波的超：是一種最基本的顯示，示波器上橫坐標(biāo)表示超聲波的傳播時間探測深度），縱坐標(biāo)表示脈沖回波幅度傳播時間探測深度），縱坐標(biāo)表示脈沖回波幅度Amplitutede),Amplitutede),故稱為故稱為A A型顯示，簡稱型顯示，簡稱A A超。臨床運用測量超。臨床運用測量人體器官位置，尺寸、組織的聲學(xué)特性、診斷疾病人體器官位置，尺寸、組織的聲學(xué)特性、診斷疾病超聲設(shè)備分類下）超聲設(shè)備分類下）lM M型超聲診斷設(shè)備型超聲診斷設(shè)

5、備-M-M超超聲心動圖儀：在熒光屏上得到組織器官超超聲心動圖儀：在熒光屏上得到組織器官心臟心臟) )許多曲線構(gòu)成超聲心動圖。反映不同介面不時間反射超許多曲線構(gòu)成超聲心動圖。反映不同介面不時間反射超聲波的強弱。是亮度調(diào)制型設(shè)備。臨床主要用于研究心血管疾病、聲波的強弱。是亮度調(diào)制型設(shè)備。臨床主要用于研究心血管疾病、可與心電圖、心音圖、脈搏結(jié)合考慮分析，測量心血管的部分大可與心電圖、心音圖、脈搏結(jié)合考慮分析，測量心血管的部分大小、厚度，瓣膜的運動。小、厚度，瓣膜的運動。lB B型超聲診斷設(shè)備：型超聲診斷設(shè)備：B B超切面顯像儀。靜止目標(biāo)超切面顯像儀。靜止目標(biāo)B B型超聲顯像儀；型超聲顯像儀；實時實時

6、B B型超聲顯像儀，數(shù)字掃描型超聲顯像儀，數(shù)字掃描B B型超聲成像設(shè)備，代計算機的型超聲成像設(shè)備，代計算機的B B型型超聲成像設(shè)備四種。超聲成像設(shè)備四種。lC C超與超與F F型超聲成像設(shè)備：橫斷面成像，曲面成像。型超聲成像設(shè)備：橫斷面成像，曲面成像。lD D超：脈沖回波超：脈沖回波D D型超聲診斷儀，連續(xù)波型超聲診斷儀，連續(xù)波D D型超聲診斷儀。型超聲診斷儀。l彩超彩超=B+D+M,=B+D+M,多功能超聲成像設(shè)備。彩色顯示。多功能超聲成像設(shè)備。彩色顯示。CDFI CDFI 彩色血流彩色血流低速低速) )顯像儀顯像儀 CDTI( CDTI(高速）高速） CDE( CDE(彩色、幅度，大小低速

7、彩色、幅度，大小低速血流的彩色多普勒能譜圖，血流的彩色多普勒能譜圖，DPA(DPA(大小，方向大小，方向CHI,THICHI,THIl超聲全息診斷設(shè)備超聲全息診斷設(shè)備l 超聲顯微鏡超聲顯微鏡l 超聲超聲CT CT 超聲外科設(shè)備超聲外科設(shè)備 超聲治療設(shè)備超聲治療設(shè)備二、超聲設(shè)備發(fā)展歷程l18801880年，法國科學(xué)家年，法國科學(xué)家 皮爾和皮爾和Jacques.Jacques.居里居里 壓電效應(yīng)壓電效應(yīng) 。19171917年法國年法國科學(xué)家保羅郎之萬科學(xué)家保羅郎之萬 發(fā)現(xiàn)逆壓電效應(yīng)。發(fā)現(xiàn)逆壓電效應(yīng)。 l19211921年年 聲納聲納l19421942年年 奧地利科學(xué)家奧地利科學(xué)家 A A超，探測頭

8、顱超，探測頭顱l19521952年年 美國科學(xué)家美國科學(xué)家 B B超超 1954 1954年年B B超臨床超臨床l19561956年年 日本科學(xué)家日本科學(xué)家 多普勒超聲多普勒超聲 探測心臟探測心臟l19671967年年 電子探頭電子探頭 1968 1968年年 TGC TGCl19681968年年 研究計算機用于研究計算機用于B B超設(shè)備，超設(shè)備，DSCDSC數(shù)字掃描數(shù)字掃描l19731973年年C C超，超，19781978年年F F超超l19831983年彩色學(xué)流圖年彩色學(xué)流圖CFMCFM），），19901990年年3D3D掃描研制掃描研制l19911991年數(shù)字化超聲成像系統(tǒng)不步入新的發(fā)

9、展階段年數(shù)字化超聲成像系統(tǒng)不步入新的發(fā)展階段lCDTI CDE DPA CHI THICDTI CDE DPA CHI THI三、超聲波基礎(chǔ)知識簡介l（一超聲波（一超聲波l1 1、是頻率超過、是頻率超過2 2萬萬HzHz的機械波，在空氣中的機械波，在空氣中傳播平均速度為傳播平均速度為340m/s340m/s，在人體軟組織，在人體軟組織，液體中約液體中約1540m/s1540m/s，在顱骨中，在顱骨中3860m/s3860m/s。l2 2、描述超聲波的物理量、描述超聲波的物理量: :l周期周期T,T,頻率頻率f f，波長，波長 ，波速，波速C C，l相位相位=(=(t t) )l介質(zhì)特征聲學(xué)參數(shù)

10、聲阻抗介質(zhì)特征聲學(xué)參數(shù)聲阻抗 Z= Z= C (C (單單位瑞利位瑞利) ) l聲壓聲壓p p，聲壓級，聲壓級LpLp，聲強，聲強I I，聲強級，聲強級LILIl聲壓反射系數(shù)，折射系數(shù)，聲壓反射系數(shù)，折射系數(shù)，l聲強反射系數(shù)，聲強折射系數(shù)聲強反射系數(shù)，聲強折射系數(shù)3、次聲波、聲波、超聲波l4 4、超聲波的特點、超聲波的特點l方向性好：定向發(fā)射。方向性好：定向發(fā)射。l能量高：能量高：l傳輸特性：傳輸特性：l穿透能力：工作頻率與發(fā)射功率穿透能力：工作頻率與發(fā)射功率l5 5、超聲波的類型、超聲波的類型縱波與橫波：固體、液體、氣體均可傳播縱波。只能在固體傳播橫波，不能在縱波與橫波：固體、液體、氣體均可

11、傳播縱波。只能在固體傳播橫波，不能在液體、氣體傳播橫波。液體、氣體傳播橫波。l表面波：延介質(zhì)表面?zhèn)鞑サ牟?，是瑞麗表面波：延介質(zhì)表面?zhèn)鞑サ牟ǎ侨瘥?8871887年提出又叫瑞麗波年提出又叫瑞麗波l板波：在板厚與波長相當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)中傳播板波：在板厚與波長相當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)中傳播l平面波：波陣面互相平行的平面的波平面波：波陣面互相平行的平面的波l柱面波：波陣面是同軸圓柱面的波柱面波：波陣面是同軸圓柱面的波l球面波：波陣面是同心球面的波球面波：波陣面是同心球面的波l連續(xù)波：波源不斷振動，連續(xù)不斷輻射的波。脈沖波：波源振動時間較短，間連續(xù)波：波源不斷振動，連續(xù)不斷輻射的波。脈沖波：波源振動時間較短，間歇輻射的波歇

12、輻射的波一維超聲波的數(shù)學(xué)表達式l聲壓聲壓p pl介質(zhì)密度介質(zhì)密度，超聲波傳播速度，超聲波傳播速度C C，振幅，振幅A Al角頻率角頻率2 2，超聲波傳播時間，超聲波傳播時間t t)(sincxtcApl3 3、超聲波在介質(zhì)中的傳播規(guī)律、超聲波在介質(zhì)中的傳播規(guī)律l反射：反射系數(shù)反射：反射系數(shù)= =（Z2-Z1Z2-Z1）/ /（Z2+Z1Z2+Z1）l全反射全反射 與與 反射強烈反射強烈l折射：折射：l衍射：衍射：l干預(yù)干預(yù) 與與 駐波駐波l散射：散射：l聲學(xué)界面：聲阻抗不同的兩組織形成。聲學(xué)界面：聲阻抗不同的兩組織形成。l條件：聲學(xué)界面的幾何尺寸與超聲波波長比較。條件：聲學(xué)界面的幾何尺寸與超聲

13、波波長比較。l聲阻抗聲阻抗Z Z：與介質(zhì)密度：與介質(zhì)密度和超聲波傳播速度和超聲波傳播速度C C有關(guān)，有關(guān)， 人體組織按聲阻抗分類低，中，高）。人體組織按聲阻抗分類低，中，高）。（二超聲波在介質(zhì)中的衰減l1 1、衰減：超聲波強度隨傳播距離增加，減少的、衰減：超聲波強度隨傳播距離增加，減少的現(xiàn)象，稱為超聲波的衰減?，F(xiàn)象，稱為超聲波的衰減。l2 2、衰減表現(xiàn)幾種形式、衰減表現(xiàn)幾種形式l擴散衰減：有距離造成與距離平方成反比。擴散衰減：有距離造成與距離平方成反比。l散射衰減：與微粒作用改變超聲波傳播方向。散射衰減：與微粒作用改變超聲波傳播方向。l吸收衰減：摩擦內(nèi)耗，與頻率的關(guān)系較大，吸收衰減：摩擦內(nèi)耗，

14、與頻率的關(guān)系較大， 高高頻超聲波衰減大，傳播距離近，宜探測淺表組頻超聲波衰減大，傳播距離近，宜探測淺表組織?？?。（三成像原理l1 1、雷達測距原理、雷達測距原理l界面位置判定界面位置判定:L=Ct/2:L=Ct/2lt t超聲波在人體來回距離回波時間，表示界面位置，超聲波在人體來回距離回波時間，表示界面位置，lC C超聲波在人體組織中的傳播速度超聲波在人體組織中的傳播速度l2 2、回波大小與界面出組織聲阻抗或密度有關(guān)，界面一定、回波大小與界面出組織聲阻抗或密度有關(guān)，界面一定反射超聲波的大小一定，可以根據(jù)回波強弱判定界面處反射超聲波的大小一定，可以根據(jù)回波強弱判定界面處的參數(shù)；只要密度有變化的地

15、方有反射，可以探測，設(shè)的參數(shù)；只要密度有變化的地方有反射，可以探測，設(shè)備質(zhì)量高，低決定能否識別微小變化回波大小表示介質(zhì)備質(zhì)量高，低決定能否識別微小變化回波大小表示介質(zhì)聲阻抗變化密度變化）。聲阻抗變化密度變化）。第二節(jié) 超聲探頭換能器）l一、作用：機械能與電能相互轉(zhuǎn)換完成發(fā)射或接收超聲波的任務(wù)一、作用：機械能與電能相互轉(zhuǎn)換完成發(fā)射或接收超聲波的任務(wù)l二、構(gòu)造：換能器、殼體、電纜、其它部件如電機、位置檢測器等。主二、構(gòu)造：換能器、殼體、電纜、其它部件如電機、位置檢測器等。主體壓電振子、吸收層、保護層與殼體外殼、電纜、接插部件兩部分。體壓電振子、吸收層、保護層與殼體外殼、電纜、接插部件兩部分。l三、

16、原理：發(fā)射超聲波和接收超聲波三、原理：發(fā)射超聲波和接收超聲波l 壓電效應(yīng)：晶片施力在端面上出現(xiàn)電荷。壓電效應(yīng)：晶片施力在端面上出現(xiàn)電荷。l 逆壓電效應(yīng)：晶片上施加正弦交變電壓引起逆壓電效應(yīng)：晶片上施加正弦交變電壓引起 晶片振動，發(fā)射超聲波。晶片振動，發(fā)射超聲波。l四、壓電材料與壓電振子四、壓電材料與壓電振子l 壓電材料物理上都是彈性體，物理特性方向各異，有的方向有壓電效應(yīng)，壓電材料物理上都是彈性體，物理特性方向各異，有的方向有壓電效應(yīng)，有的方向無。有的方向無。l壓電材料：壓電單晶體天然石英、電石類，人工制造硫酸鋰，鈮酸鋰），壓電材料：壓電單晶體天然石英、電石類，人工制造硫酸鋰，鈮酸鋰），壓電陶

17、瓷許多不同單晶體構(gòu)成，一定溫度范圍有壓電效應(yīng)，如鈦酸鋇，鋯壓電陶瓷許多不同單晶體構(gòu)成，一定溫度范圍有壓電效應(yīng)，如鈦酸鋇，鋯鈦酸鉛鈦酸鉛PZTPZT），壓電高分子聚合材料，聚偏氟乙烯），壓電高分子聚合材料，聚偏氟乙烯PVF2PVF2。l壓電振子：最小幾何尺寸的壓電材料，基本單元。壓電振子：最小幾何尺寸的壓電材料，基本單元。晶片的振動模式l伸縮振動厚度、長度、徑向伸縮振動厚度、長度、徑向) )l切變振動切變振動( (厚度切變、面切變）厚度切變、面切變）l彎曲振動厚度彎曲，長度彎曲）彎曲振動厚度彎曲，長度彎曲）l能陷振動能陷振動l在臨床中，不同器官組織要用不同的探頭。在臨床中，不同器官組織要用不同的

18、探頭。l這是學(xué)習(xí)超聲診斷十分重要的技術(shù)。這是學(xué)習(xí)超聲診斷十分重要的技術(shù)。五、探頭的分類l（一）、按工作原理分（一）、按工作原理分l脈沖回波探頭脈沖回波探頭l多普勒式探頭多普勒式探頭l（二）、按結(jié)構(gòu)分（二）、按結(jié)構(gòu)分l機械探頭與電子探頭機械探頭與電子探頭l（三（三) )、按用途分、按用途分l眼科、腹部、婦產(chǎn)科等眼科、腹部、婦產(chǎn)科等l（四（四) )按振子單元數(shù)分單元探頭，多元探頭線陣、相按振子單元數(shù)分單元探頭，多元探頭線陣、相控陣、方陣、凸陣）?？仃?、方陣、凸陣）。l（五按聲束特性分、聚焦探頭（五按聲束特性分、聚焦探頭, ,非聚焦換能器非聚焦換能器l（六收發(fā)方式分發(fā)射、接收、收發(fā)兼用）（六收發(fā)方式

19、分發(fā)射、接收、收發(fā)兼用）l按晶片形狀分圓形，環(huán)形、方形、矩形、按晶片形狀分圓形，環(huán)形、方形、矩形、六、質(zhì)量指標(biāo)探頭的性能參數(shù)(書172頁）l居里點：壓電材料發(fā)生壓電效應(yīng)的臨界溫度。居里點：壓電材料發(fā)生壓電效應(yīng)的臨界溫度。l頻率常數(shù)頻率常數(shù)fcfc：確定晶片幾何尺寸的重要參數(shù)。諧振狀態(tài)。：確定晶片幾何尺寸的重要參數(shù)。諧振狀態(tài)。l電容常數(shù)電容常數(shù)：表示晶片的介電性能參數(shù)。極間電容越小越好。：表示晶片的介電性能參數(shù)。極間電容越小越好。l發(fā)射系數(shù)發(fā)射系數(shù)D D：電能轉(zhuǎn)變成機械能，壓力恒定時，單位電場強度：電能轉(zhuǎn)變成機械能，壓力恒定時，單位電場強度變化引起應(yīng)變變化。變化引起應(yīng)變變化。l接收系數(shù)接收系數(shù)G

20、 G：機械能轉(zhuǎn)變成電能，電位移恒定，單位壓力引起：機械能轉(zhuǎn)變成電能，電位移恒定，單位壓力引起電場變化。電場變化。l機電耦合系數(shù)機電耦合系數(shù)K K：機械能與電能轉(zhuǎn)換系數(shù)，與晶片的靈敏度有：機械能與電能轉(zhuǎn)換系數(shù)，與晶片的靈敏度有關(guān)，材料決定，無單位。關(guān)，材料決定，無單位。l力學(xué)品質(zhì)因素力學(xué)品質(zhì)因素QmQm：決定探頭通頻帶的重要因素，諧振時晶片儲：決定探頭通頻帶的重要因素，諧振時晶片儲存能量與晶片損耗能量之比，存能量與晶片損耗能量之比，QmQm大損耗小。通頻帶窄。無單位。大損耗小。通頻帶窄。無單位。l介質(zhì)損耗因子介質(zhì)損耗因子tgtg：平面活塞探頭性能探討174頁）l 遠場與近場遠場與近場l 超聲波波

21、長超聲波波長，晶片半徑，晶片半徑al 擴散半角擴散半角a2aZ a61.0sin2aZ 七、壓電振子的特性討論l晶片的等效電路晶片的等效電路l頻率特性頻率特性l換能器的許多參數(shù)與頻率有關(guān)換能器的許多參數(shù)與頻率有關(guān)l工作頻率工作頻率l頻帶寬度頻帶寬度l電阻抗匹配電阻抗匹配l聲阻抗匹配聲阻抗匹配l頻率相應(yīng)頻率相應(yīng)l同一振子接收不同頻率的超聲波同一振子接收不同頻率的超聲波l同一振子加不同的壓力同一振子加不同的壓力l晶片的形狀，幾何尺寸，振動模式，晶片的材晶片的形狀，幾何尺寸，振動模式，晶片的材料，對圖象質(zhì)量，分辯率、噪聲料，對圖象質(zhì)量，分辯率、噪聲探頭的基本組成探頭的基本組成探頭的等效電路探頭的等效

22、電路l一、臨床運用，回波波形顯一、臨床運用，回波波形顯示示lY Y軸軸: :表示回波強弱表示回波強弱lX X軸軸: :表示界面的位置或者說表示界面的位置或者說超聲波在介質(zhì)中的傳播速度超聲波在介質(zhì)中的傳播速度l二、工作原理二、工作原理 第三節(jié) 顯 像 管CRT)l一、黑白顯像管一、黑白顯像管l 構(gòu)造：電子槍、熒光屏、偏轉(zhuǎn)線圈、高真空玻璃容器。構(gòu)造：電子槍、熒光屏、偏轉(zhuǎn)線圈、高真空玻璃容器。l作用：作用： 將視頻圖象信號還原成可見光圖象。將視頻圖象信號還原成可見光圖象。l工作原理：工作原理：l 電子槍的作用：產(chǎn)生一束聚焦性能良好，能量較高的陰電子槍的作用：產(chǎn)生一束聚焦性能良好，能量較高的陰極射線。

23、陰極燈絲），控制級、第一加速級，第二加速極射線。陰極燈絲），控制級、第一加速級，第二加速級，第三加速級，聚焦級。級，第三加速級，聚焦級。l 熒光屏熒光屏:(熒光粉顆粒熒光粉顆粒)高速電子打在熒光粉，發(fā)光，發(fā)光高速電子打在熒光粉，發(fā)光，發(fā)光強度與陰極射線的強度成正比；改變控制級強度與陰極射線的強度成正比；改變控制級Z軸的電壓軸的電壓調(diào)制陰極射線強度達到調(diào)制熒光屏亮度等級；把發(fā)光持續(xù)調(diào)制陰極射線強度達到調(diào)制熒光屏亮度等級；把發(fā)光持續(xù)時間叫余輝時間，不同材料的熒光粉余輝時間不同。高速時間叫余輝時間，不同材料的熒光粉余輝時間不同。高速電子打在不同熒光材料發(fā)出不同顏色的光。電子打在不同熒光材料發(fā)出不同顏

24、色的光。偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)：l顯像管的偏轉(zhuǎn)有靜電偏轉(zhuǎn)與磁偏轉(zhuǎn)兩種，前者構(gòu)顯像管的偏轉(zhuǎn)有靜電偏轉(zhuǎn)與磁偏轉(zhuǎn)兩種，前者構(gòu)成示波管，后者叫顯象管成示波管，后者叫顯象管l靜電偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)靜電偏轉(zhuǎn)系統(tǒng):水平偏轉(zhuǎn)電極、垂直偏轉(zhuǎn)電極。水平偏轉(zhuǎn)電極、垂直偏轉(zhuǎn)電極。l磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)：水平線圈磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)：水平線圈X軸）、垂直線圈軸）、垂直線圈Y軸）。軸）。l作用：控制高速電子打亮熒光屏上亮點位置。可作用：控制高速電子打亮熒光屏上亮點位置。可已通過控制線圈的電流已通過控制線圈的電流(線性電流實現(xiàn)掃描。線性電流實現(xiàn)掃描。l掃描：高速電子是按順序打亮熒光屏的，從左到掃描：高速電子是按順序打亮熒光屏的，從左到右從上之下。右從上之下。工作原理

25、l景物亮度信號加在景物亮度信號加在CRTCRT的的Z Z軸上，調(diào)制飛往熒光屏的陰極軸上，調(diào)制飛往熒光屏的陰極射線強度，調(diào)制熒光屏上的亮度等級使得熒光屏上的亮射線強度，調(diào)制熒光屏上的亮度等級使得熒光屏上的亮度等級與景物的亮度等級一一度等級與景物的亮度等級一一 對應(yīng)。對應(yīng)。l把提取到景物上的位置信號加在把提取到景物上的位置信號加在CRTCRT的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)上，調(diào)的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)上，調(diào)制流過偏轉(zhuǎn)線圈的電流，使得熒光屏上的亮點位置和景制流過偏轉(zhuǎn)線圈的電流，使得熒光屏上的亮點位置和景物的亮點位置一一對應(yīng)。物的亮點位置一一對應(yīng)。l合理選擇熒光屏的余輝時間。合理選擇熒光屏的余輝時間。l人體器官組織的解剖圖像展示在熒光

26、屏上。人體器官組織的解剖圖像展示在熒光屏上。顯示器的參數(shù)書178頁）l象素，灰階，掃描線性是顯示器象素，灰階，掃描線性是顯示器 質(zhì)量參數(shù)。質(zhì)量參數(shù)。l亮度亮度l對比度與灰階對比度與灰階l分辨率分辨率l幾何尺寸：對角線幾何尺寸：對角線彩色顯像原理與彩色顯象管l彩色顯像管：彩色顯像管：l三基色原理：三基色原理：液晶顯示器書177頁）l液晶：固體與液體之間一種材料，不同電壓液晶：固體與液體之間一種材料，不同電壓下受光照射時折射率發(fā)生改變實現(xiàn)成像，重下受光照射時折射率發(fā)生改變實現(xiàn)成像，重量輕、省電，地址精度較高。量輕、省電，地址精度較高。超聲設(shè)備物理結(jié)構(gòu)模型信號發(fā)生器信號發(fā)生器發(fā)射通道發(fā)射通道探探頭頭

27、接收通道接收通道顯示顯示人人體體電源電源第四節(jié)A型超聲診斷儀l一、一、A A超是回波幅度顯示設(shè)備超是回波幅度顯示設(shè)備l熒光屏上物理含義熒光屏上物理含義lY Y軸：表示回波強弱軸：表示回波強弱lX X軸：表示超聲波在介質(zhì)中傳播的距離或時間軸：表示超聲波在介質(zhì)中傳播的距離或時間l二、臨床運用；測量器官組織的距離或線度二、臨床運用；測量器官組織的距離或線度三、A型超聲儀器的基本結(jié)構(gòu)l主控電路：多諧振蕩器，產(chǎn)生同步觸發(fā)脈沖，對各單元主控電路：多諧振蕩器，產(chǎn)生同步觸發(fā)脈沖，對各單元控制，發(fā)射，接收等，脈沖重復(fù)頻率控制，發(fā)射，接收等，脈沖重復(fù)頻率PRF)l延時電路：延時電路：l發(fā)射電路：利用電子開關(guān)，對高

28、壓電容充放電，發(fā)射電路：利用電子開關(guān)，對高壓電容充放電，l接收電路：射頻放大、檢波、視頻放大，接收電路：射頻放大、檢波、視頻放大，l標(biāo)距電路：標(biāo)距電路：13s/cml時基電路：產(chǎn)生鋸齒波、放大加在時基電路：產(chǎn)生鋸齒波、放大加在CRT的的X軸上軸上l增輝電路：示波器的控制極增輝電路：示波器的控制極l電源：整機的能量供應(yīng)者。電源：整機的能量供應(yīng)者。l探頭：探頭：l顯示器：顯示器：第五節(jié) M型超聲診斷儀lM M超又叫超聲心動圖儀，是亮度調(diào)制型設(shè)備。超又叫超聲心動圖儀，是亮度調(diào)制型設(shè)備。l一、熒光屏的物理含義：一、熒光屏的物理含義：lX X軸：表示時間回波展開時間）軸：表示時間回波展開時間）lY Y軸

29、：軸：y y軸距離表示界面位置軸距離表示界面位置lZ Z軸：亮點的亮度等級表示回波強弱軸：亮點的亮度等級表示回波強弱l二、超聲心動曲線：二、超聲心動曲線：l一個聲學(xué)界面器官組織），在不同時間每隔一個聲學(xué)界面器官組織），在不同時間每隔0.50.5秒秒不同的位置反射回波強弱用一條曲線表示，該曲線稱為超不同的位置反射回波強弱用一條曲線表示，該曲線稱為超聲心動曲線。聲心動曲線。三、M型超聲診斷儀的基本結(jié)構(gòu)l主控電路：主控電路：l接收電路：接收電路：l發(fā)射電路：發(fā)射電路：lTGCTGC：l深度掃描電路深度掃描電路: :l點陣時表電路點陣時表電路: :l時間掃描電路時間掃描電路: :l探頭探頭: :l顯示

30、器顯示器: :l電源電源: :多參數(shù)M型超聲心動圖儀 （書187頁）l得到人體心臟的得到人體心臟的l1 1、超聲心動曲線、超聲心動曲線l2 2、心電圖、心電圖l3 3、心音圖、心音圖l4 4、心尖搏動圖等、心尖搏動圖等l聯(lián)合同步顯示聯(lián)合同步顯示l采用長余輝磁偏轉(zhuǎn)顯像管采用長余輝磁偏轉(zhuǎn)顯像管第六節(jié) B型超聲成像設(shè)備l一、成像一、成像: :l用熒光屏上可見光圖象表示器官組織解剖形狀用熒光屏上可見光圖象表示器官組織解剖形狀l1 1、成像平面：平行超聲束的平面、成像平面：平行超聲束的平面l2 2、成像原理：如何采集探測平面上一點的密度大小，以、成像原理：如何采集探測平面上一點的密度大小，以及相應(yīng)點的位

31、置坐標(biāo)?；夭〞r間確定一個坐標(biāo)，超聲束及相應(yīng)點的位置坐標(biāo)?；夭〞r間確定一個坐標(biāo)，超聲束的方向晶片擺動角度確定另一個坐標(biāo)。的方向晶片擺動角度確定另一個坐標(biāo)。l3 3、基本組成、基本組成l二、實時成像：每秒二、實時成像：每秒2525幅圖象幅圖象l1 1、掃描：超聲照射探測平面的方式或順序，常見的形狀、掃描：超聲照射探測平面的方式或順序，常見的形狀有扇行，矩形，和圓形。有扇行，矩形，和圓形。l2 2、位置檢測器：提取探測面位置坐標(biāo)的器件、位置檢測器：提取探測面位置坐標(biāo)的器件三、B超的常見類型l靜止目標(biāo)的靜止目標(biāo)的B B型超聲成像型超聲成像l實時成像實時成像B B型超聲成像儀型超聲成像儀l帶帶DSCDS

32、C的的B B型超聲成像設(shè)備型超聲成像設(shè)備l帶計算機的帶計算機的B B超設(shè)備超設(shè)備聲驅(qū)動方式聲驅(qū)動方式聲束掃查方式聲束掃查方式 聚焦方式聚焦方式成像速度成像速度體表體表/ /經(jīng)體經(jīng)體腔腔機械機械矩形矩形幾何聚焦幾何聚焦非實時非實時體表體表機械機械扇型扇型幾何聚焦幾何聚焦實時實時體表體表機械機械徑向徑向幾何聚焦幾何聚焦實時實時體腔體腔電子電子線陣線陣電子聚焦電子聚焦實時實時體表體表電子電子凸陣凸陣電子聚焦電子聚焦實時實時體表體表電子電子相控陣相控陣電子聚焦電子聚焦實時實時經(jīng)體腔經(jīng)體腔四、旋轉(zhuǎn)變壓器(書189頁）l作用：獲得層面上的位置信息作用：獲得層面上的位置信息l構(gòu)造：正余弦變壓器構(gòu)造：正余弦變

33、壓器l工作原理：機械運動轉(zhuǎn)變成電信號工作原理：機械運動轉(zhuǎn)變成電信號l其他器件：光碼盤其他器件：光碼盤五、B超的掃描與探頭書188頁，191、194）l機械掃描：扇形掃描、矩形掃描、徑向掃描機械掃描：扇形掃描、矩形掃描、徑向掃描l 晶片的驅(qū)動晶片的驅(qū)動:l 聚焦方式聚焦方式:l 位置檢測：位置檢測：l電子掃描：凸陣扇掃、相控陣扇掃電子掃描：凸陣扇掃、相控陣扇掃l數(shù)字掃描：數(shù)字掃描：192頁頁194頁頁lB超探頭的結(jié)構(gòu)超探頭的結(jié)構(gòu)六、聚焦196頁)l幾何聚焦機械聚焦：l電子聚焦：二次函數(shù)延遲l七、數(shù)字掃描七、數(shù)字掃描DSCDSC的的B B型超聲成像設(shè)備型超聲成像設(shè)備l1 1、數(shù)字化：將電信號轉(zhuǎn)變成

34、數(shù)字信號、數(shù)字化：將電信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號l2 2、圖象存儲器：是、圖象存儲器：是DSCDSC的核心器件的核心器件l3 3、讀寫操作：用軟件、程序的方式實現(xiàn)對圖、讀寫操作：用軟件、程序的方式實現(xiàn)對圖象存儲器掃描即象存儲器掃描即DSCDSC數(shù)字掃描數(shù)字掃描l4 4、強大的圖象處理功能、強大的圖象處理功能l丈量、灰階處理、空間處理，感興趣區(qū)確定、丈量、灰階處理、空間處理，感興趣區(qū)確定、圖象反轉(zhuǎn)等圖象反轉(zhuǎn)等八、B超的性能參數(shù)上）l工作頻率工作頻率:超聲波的頻率每秒鐘晶片振動次數(shù)，外加交變電超聲波的頻率每秒鐘晶片振動次數(shù)，外加交變電壓的頻率，晶片的固有頻率。壓的頻率，晶片的固有頻率。l脈沖重復(fù)頻率脈沖重

35、復(fù)頻率PRF):每秒鐘發(fā)射超聲波的次數(shù)。采樣頻每秒鐘發(fā)射超聲波的次數(shù)。采樣頻率率l重復(fù)周期：重復(fù)周期： T發(fā)射時間接收時間間歇時間）（發(fā)射時間接收時間間歇時間）（178頁）頁）lPRF的下限最低重復(fù)頻率，不小于最高運動頻率的二倍。的下限最低重復(fù)頻率，不小于最高運動頻率的二倍。lPRF的上限：取決于最大探測深度的上限：取決于最大探測深度Rm與介面多次反射時間與介面多次反射時間l最大穿透深度最大穿透深度Rm：估算公式：估算公式200波長。波長。l實時掃描與幀頻。實時掃描與幀頻。l幀頻：每秒鐘成像的幀數(shù)。幀頻幀頻：每秒鐘成像的幀數(shù)。幀頻F，掃描線數(shù)，掃描線數(shù)N，最大穿透，最大穿透深度深度Rm三者乘積

36、為常數(shù)。三者乘積為常數(shù)。l分辨率：橫向分辨率和縱向分辨率。從理論上分析能測到分辨率：橫向分辨率和縱向分辨率。從理論上分析能測到物體的最小直徑波長物體的最小直徑波長的一半。稱為最大理論分辨率。的一半。稱為最大理論分辨率。實際分辨率要低于理論分辨率的實際分辨率要低于理論分辨率的58倍。倍。人體組織對超聲衰減一般規(guī)律l骨組織骨組織 肝組織肝組織 血液血液l骨骨 肌腱軟骨）肌腱軟骨） 肝臟肝臟 脂肪脂肪 血液血液 尿液或尿液或膽汁）。含膠原蛋白和鈣越多，聲衰減越大。膽汁）。含膠原蛋白和鈣越多，聲衰減越大。系統(tǒng)參數(shù)下）l動態(tài)范圍動態(tài)范圍DRDR：描述信號幅度變化范圍：描述信號幅度變化范圍, ,單位單位d

37、bdbl接收信號的動態(tài)范圍，系統(tǒng)動態(tài)范圍接收信號的動態(tài)范圍，系統(tǒng)動態(tài)范圍( (輸入動態(tài)范圍、輸入動態(tài)范圍、輸出動態(tài)范圍）輸出動態(tài)范圍）l動態(tài)范圍壓縮比動態(tài)范圍壓縮比CRCRminmaxlg20UUDR 探測不同組織的診斷儀使用的頻率探測對象探測對象頻率范圍頻率范圍( (MHZ)MHZ)對應(yīng)波長對應(yīng)波長(mm)(mm)腹部、神經(jīng)腹部、神經(jīng)1-31-31.54-0.511.54-0.51心血管心血管2-52-50.77-0.300.77-0.30眼、淺表眼、淺表5-205-200.30-0.770.30-0.77第八節(jié)多譜勒超聲成像系統(tǒng)l一、多譜勒效應(yīng)：當(dāng)聲源和接收者存在相對運動，接收者一、多譜勒

38、效應(yīng)：當(dāng)聲源和接收者存在相對運動，接收者接收的頻率與發(fā)射頻率不同即接收的頻率與發(fā)射頻率不同即ffoffo、ffoffo）。）。l1 1、多譜勒頻移、多譜勒頻移fd=f-fo fd=f-fo 臟器運動速度不同，運動速度也臟器運動速度不同，運動速度也不同、利用選頻放大器可提取多普勒頻移信號。早期聽多不同、利用選頻放大器可提取多普勒頻移信號。早期聽多普勒頻移聲音，現(xiàn)在在微機幫助下實時測量?？梢耘卸t普勒頻移聲音，現(xiàn)在在微機幫助下實時測量?？梢耘卸t血球速度大小與方向。血球速度大小與方向。l2 2、超聲波與紅血球的作用、超聲波與紅血球的作用散射散射l 波長是紅血球直徑約波長是紅血球直徑約6060倍。倍

39、。3 3種情況：障礙物幾何尺寸種情況：障礙物幾何尺寸比超聲波波長大許多，不散射。小許多能量均勻分布在比超聲波波長大許多，不散射。小許多能量均勻分布在各方向，散射強度與波長四次方成正比，瑞麗散射。接近各方向，散射強度與波長四次方成正比，瑞麗散射。接近時散射強度十分復(fù)雜。散射強度與障礙物幾何尺寸有關(guān)。時散射強度十分復(fù)雜。散射強度與障礙物幾何尺寸有關(guān)。隨障礙物有的尺寸與波長的比值的增大而增加。隨障礙物有的尺寸與波長的比值的增大而增加。3、紅血球速度的公式cos2odfCfVl（1 1）、）、cos cos 是血流與超聲束的夾角的余弦，當(dāng)相是血流與超聲束的夾角的余弦，當(dāng)相對固定時，對固定時，V V與與fdfd成正比。成正比。l（2 2）、對一定的）、對一定的fdfd，fofo越小，測定的紅血球的速度越小，測定的紅血球的速度越大。即測量高速紅血球的速度宜用較低的超聲波越大。即測量高速紅血球的速度宜用較低的超聲波的頻率。的頻率。l（3 3）、當(dāng)血流速度保持恒定時，）、當(dāng)血流速度保持恒定時，fdfd與與coscos有關(guān)，有關(guān)，與超聲波的入射角有關(guān)。與超聲波的入射角有關(guān)。l 090 090度：度：coscos為正值，為正值，fdfd為正值，表示紅血為正值，表示紅