第七章超聲波成像

第七章超聲波成像第一頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四第二頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四第三頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四第四頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四第一章

概述聲波的基本性質(zhì)10-41001041081012

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次聲波地震海嘯核爆炸可聞聲波超聲波特超聲波語言音樂自然界老鼠蝙蝠海豚分子熱振動第五頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四第一章

概述醫(yī)學(xué)超聲學(xué)是一門將聲學(xué)中的超聲（ultrasound）學(xué)與醫(yī)學(xué)應(yīng)用結(jié)合起來形成的邊緣科學(xué)，也是生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)中重要的組成部分。醫(yī)學(xué)超聲影像儀器涉及到微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息處理技術(shù)、聲學(xué)技術(shù)及材料科學(xué)，是多學(xué)科邊緣交叉的結(jié)晶，是理工醫(yī)相互合作與相互滲透的結(jié)果。迄今超聲成像與X-CT、ECT及MRI已被公認為當(dāng)代四大醫(yī)學(xué)成像技術(shù)。第六頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四一．醫(yī)學(xué)超聲發(fā)展簡史

1917年，法國科學(xué)家保羅·朗之萬首次使用由石英晶體制成的超聲換能器，并發(fā)明了聲納，即聲探測與定位技術(shù)，被成功地用于探測水下潛艇。20世紀(jì)30年代，超聲用于醫(yī)學(xué)治療和工業(yè)金屬探傷，從而使超聲治療在醫(yī)學(xué)超聲中最先獲得發(fā)展。1942年，杜?？撕唾M爾斯通首先把工業(yè)超聲探傷原理用于醫(yī)學(xué)診斷。用連續(xù)超聲波診斷顱腦疾病。1946年研究應(yīng)用反射波方法進行醫(yī)學(xué)超聲診斷，提出了Ａ型超聲診斷技術(shù)原理。第七頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四一．醫(yī)學(xué)超聲發(fā)展簡史

1958年，開始出現(xiàn)“Ｍ型超聲心動圖”。50年代末期，連續(xù)波和脈沖波多普勒技術(shù)以及超聲顯微鏡問世。在50年代，用脈沖反射法檢查疾病獲得了很大成功。1967年，實時Ｂ型超聲成像儀問世，這是Ｂ型成像技術(shù)的重大進步。60年代末，美、日均研制成功壓電高分子聚合物換能器。70年代，以B超顯示為代表的超聲診斷技術(shù)發(fā)展極為迅速，特別是數(shù)字掃描變換器與處理器（DSC與DSP）的出現(xiàn)，把B超顯示技術(shù)推向了以計算機數(shù)字影像處理為主導(dǎo)的功能強、自動化程度高、影像質(zhì)量好的新水平。第八頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四二、醫(yī)學(xué)超聲檢測特點超聲檢測突出特點：①對人體無損傷，這也是與Ｘ線診斷最主要的區(qū)別，適合于產(chǎn)科與嬰幼兒的檢查；②能進行動態(tài)連續(xù)實時觀察。在中檔以上的超聲診斷儀，多留有影像輸出接口，使影像易于采用多種形式（錄像、打印、計算機存儲等）留存及傳輸與交流；③由于它可以采用超聲脈沖回聲方法進行探查，所以特別適用于腹部臟器、心臟、眼科和婦產(chǎn)科的診斷，而對骨骼或含氣體的臟器組織如肺部，則不能較好地成像，這與常規(guī)Ｘ線的診斷特點恰恰可以互相彌補；④從信息量的對比上看，超聲診斷儀采用的是計算機數(shù)字影像處理，目前較Ｘ線膠片記錄的影像信息量和清晰度稍低。第九頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四三、醫(yī)學(xué)超聲設(shè)備的發(fā)展趨勢90年代，醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備一方面是價格低廉的便攜式超聲診斷儀大量進入市場，另一方面是向綜合化、自動化、定量化和多功能等方向發(fā)展。介入超聲、全數(shù)字化電腦超聲成像、三維成像及超聲組織定性不斷取得進展。在探頭方面，新型材料、新式換能器不斷推出，如高頻探頭、腔體探頭、高密度探頭相繼問世，進一步提高了超聲診斷設(shè)備的檔次與水平?？傊S著醫(yī)學(xué)進步和超聲技術(shù)的發(fā)展，多種新型的醫(yī)用超聲設(shè)備將不斷涌現(xiàn)。21世紀(jì)必將是醫(yī)學(xué)超聲技術(shù)蓬勃發(fā)展、日新月異的新世紀(jì)！第十頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四第二章超聲波的物理性質(zhì)（一）超聲波的概念1、振動頻率在20000Hz以上的機械波稱為超聲波。2、振動頻率在20Hz～20000Hz的機械波稱為可聽聲。3、振動頻率在20Hz以上的機械波稱為次聲。一、超聲波的基本概念第十一頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四第二章超聲波的物理性質(zhì)

（二）超聲波的特點

1、超聲可在氣體、液體、固體等介質(zhì)中傳播。2、超聲呈直線傳播且能量容易會聚。能量的會聚是通過聚焦來實現(xiàn)的。3、電聲轉(zhuǎn)換容易且能量大。其電聲的轉(zhuǎn)換是通過壓電材料來實現(xiàn)的。4、超聲在傳播過程中會產(chǎn)生反射、折射、散射、繞射、干涉、共振等現(xiàn)象。5、超聲在產(chǎn)生、傳播、接收與相互作用，相互影響因素多，故在超聲成像過程中易形成偽像。6、超聲工作安靜且危害少。第十二頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四第二章超聲波的物理性質(zhì)

（三）振動與波動

振動是指質(zhì)點在平衡位置上來回往復(fù)的運動；波動是指振動在介質(zhì)中的傳播（簡稱為波）。波分為電磁波和機械波二大類，超聲屬于機械波;X線屬于電磁波?？v波：質(zhì)點的振動方向與波傳播方向一致的波。橫波：質(zhì)點的振動方向與波傳播方向垂直的波。在超聲診斷中，聲波在人體所有軟組織中均以縱波的形式傳播，故診斷用超聲都為縱波。第十三頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四對于縱波,等于兩相鄰密集點(或稀疏點)間的距離,如圖(a)所示;

對于橫波,則是從一個波峰(或波谷)到相鄰波峰(波谷)的距離,如圖(b)所示。

第二章超聲波的物理性質(zhì)

（四）波長第十四頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四二、超聲波的物理量（一）聲速超聲在介質(zhì)中單位時間傳播的距離稱為聲速。用C表示，單位m／s。1、不同頻率的超聲在相同介質(zhì)中傳播其聲速相同。2、相同頻率的超聲在不同介質(zhì)中傳播其聲速不同。3、超聲在軟組織（液體）中傳播的速度約為1500m／s，在骨骼中傳播的速度約為4080m／s，在氣體中傳播的速度約為330m／s。4、超聲診斷儀測量病變的位置和大小就是以超聲在人體中傳播的速度為依據(jù)的。第二章超聲波的物理性質(zhì)第十五頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四（二）周期和頻率

1、周期：質(zhì)點在平衡位置來回往復(fù)一次所需的時間。用T表示，單位是秒（S）。2、頻率：質(zhì)點在1秒鐘內(nèi)完成全振動的次數(shù)。用f表示，單位是赫茲（Hz）。診斷用超聲頻率范圍為：2.5MHz～10MHz。二、超聲波的物理量第二章超聲波的物理性質(zhì)第十六頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四（三）波長

超聲在一個周期內(nèi)（或一次全振動）所傳播的距離。用λ表示。各物理量之間的關(guān)系：1、超聲在軸向上所能檢出的病灶必須大于半個波長，故波長越短其軸向分辨力越強。2、波長越短，頻率越高。3、超聲頻率越高所探測的組織深度就越淺。結(jié)論：超聲的頻率越高其軸向分辨力越強，但其穿透力越弱。二、超聲波的物理量第二章超聲波的物理性質(zhì)第十七頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四（四）聲強聲強是表示聲的客觀強弱的物理量,它用每秒鐘通過垂直于聲波傳播方向的1平方厘米面積的能量來度量。單位是焦耳／(秒·平方厘米)［J/(s·cm2)］。聲強與聲源的振幅有關(guān),振幅越大,聲強也越大;振幅越小,聲強也越小。聲強隨著距離的增大而逐漸減弱。二、超聲波的物理量第二章超聲波的物理性質(zhì)第十八頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四

（五）聲阻抗1、聲阻抗：指介質(zhì)的密度(ρ)與超聲在介質(zhì)中傳播的速度(c)的乘積。用Zs表示：Zs=ρc2、聲阻抗差：指兩種不同介質(zhì)聲阻抗的差值。通常情況下，反射系數(shù)滿足以下關(guān)系式：

式中，z1和z2分別是兩種介質(zhì)的聲阻抗，θi為入射角,θt為折射角。兩種介質(zhì)只要存在聲阻抗差就可在界面上引起超聲反射，聲阻抗差越大，反射越強，則折射聲能就越弱，反之亦然。二、超聲波的物理量第二章超聲波的物理性質(zhì)第十九頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四三、超聲波在介質(zhì)中的傳播特性基本概念：界面：指兩種介質(zhì)中的交界面。界面的尺寸大于超聲波長稱為大界面；界面的尺寸小于超聲波長稱為小界面。第二章超聲波的物理性質(zhì)第二十頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四（一）超聲波的反射Z1 Z2 C1 C2 θi

θt

θr

1、概念：當(dāng)入射聲能遇到聲阻抗不同的兩種介質(zhì)的大界面時，入射聲能部分或全部返回原介質(zhì)中傳播的現(xiàn)象稱為反射。2、形成條件：1）兩種介質(zhì)存在聲阻抗差。2）大界面。3、入射、反射和折射的關(guān)系：入射聲能＝反射聲能＋折射聲能4、超聲反射是形成人體內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)圖像的主要聲學(xué)基礎(chǔ)。它能獲得人體內(nèi)大結(jié)構(gòu)的信息，用于醫(yī)學(xué)診斷。超聲的入射、反射和折射三、超聲波在介質(zhì)中的傳播特性第二十一頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四Z2 Z1 Z3 d 超聲透射示意圖Z1代表第一層介質(zhì)，Z2代表第二層介質(zhì)，Z3代表第三層介質(zhì)，d代表第二層介質(zhì)的厚度。概念：超聲波通過界面向深層傳播的現(xiàn)象稱為透射。三、超聲波在介質(zhì)中的傳播特性（二）超聲波的透射第二十二頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四（三）超聲波的折射1、概念：穿過大界面的透射波發(fā)生聲束前進方向的改變稱為折射。2、產(chǎn)生條件：（1）兩介質(zhì)存在聲阻抗差。（2）超聲在兩介質(zhì)中傳播的速度不同。（3）大界面。3、折射各參數(shù)的關(guān)系：（1）入射聲能＝反射聲能＋折射聲能（2）入射角等于反射角。（3）三、超聲波在介質(zhì)中的傳播特性第二十三頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四（四）超聲波的衍射（繞射）超聲波遇到界面的尺寸與超聲波長相似的界面時，超聲能繞過該界面繼續(xù)向前傳播的現(xiàn)象稱為繞射。超聲在傳播時，遇到與超聲波波長近似或小于波長（小界面）的介質(zhì)時，產(chǎn)生散射與繞射。繞射是超聲繞過障礙物的邊緣，繼續(xù)向前傳播。三、超聲波在介質(zhì)中的傳播特性第二十四頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四（五）超聲波的散射超聲散射示意圖1、概念：超聲波遇到界面尺寸小于波長的微粒時，能使微粒振動而向四周輻射聲能的現(xiàn)象稱為散射。2、產(chǎn)生條件：界面尺寸小于超聲波長。3、超聲散射是形成人體內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)圖像的另一個聲學(xué)基礎(chǔ)。它能獲得人體內(nèi)微細結(jié)構(gòu)的信息，用于醫(yī)學(xué)診斷。三、超聲波在介質(zhì)中的傳播特性第二十五頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四結(jié)論:利用超聲的反射觀察臟器的輪廓，利用超聲的散射弄清楚臟器內(nèi)部的病變。三、超聲波在介質(zhì)中的傳播特性第二十六頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四第三章超聲多普勒現(xiàn)象

（一）多普勒效應(yīng)當(dāng)聲源與接收器之間出現(xiàn)相對運動時，接收的回波頻率與發(fā)射頻率會發(fā)生改變，當(dāng)它們相互靠近時，回波頻率會升高，當(dāng)它們彼此遠離時，回波頻率會降低，這種頻率的差異稱為頻移即多普勒效應(yīng)。

f0為波源的頻率，f為接收回波的頻率，為波源的運動速度，為接收器的運動速度。式中的、在相互靠近時為正，彼此遠離時為負。接收頻率與發(fā)射頻率之差稱多普勒頻移或差頻fd

。fd=f-f0第二十七頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四當(dāng)超聲波碰到流向遠離探頭血液時(發(fā)射波與血液流動方向同向）回波頻率會降低；當(dāng)超聲波碰到流向探頭的血液時（發(fā)射波與血液流動方向反向）會使探頭接收的回聲信號頻率升高。（一）多普勒效應(yīng)第二十八頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四（二）應(yīng)用多普勒效應(yīng)測定血流人體內(nèi)流動血液中的紅細胞在探頭探查時相對探頭是運動的，它可產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，利用探頭接收到的多普勒頻移信號就可測得人體內(nèi)血流的速度。入射超聲頻率為f0，反射超聲頻率為fr，被檢查目標(biāo)運動速度為v，超聲速度為c，目標(biāo)運動方向與入射超聲聲束夾角為θ，則接收器接收到的反射超聲頻移fd為：由于c、f0、θ、是固定不變的（已知的），所以頻移fd只與血流速度v有關(guān)，因此只要檢測出血流的頻移信號就能測出血流的速度，且頻移越大，血流速度越快，頻移越小血流速度越慢。第二十九頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四多普勒效應(yīng)(Dopplereffect)

fd=│fr–fo│=±2v·foCosθ/C

fd=±

fd為頻移,fo為入射超聲頻率V為血流速度C為介質(zhì)的聲速Cosθ為血流方向與聲束探測方向間的角度余弦第三十頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四第四章超聲探測的物理基礎(chǔ)一、超聲的發(fā)射與接收（一）壓電效應(yīng)壓電材料兩端加電壓就可出現(xiàn)振動（發(fā)射狀態(tài)：即逆壓電效應(yīng)），壓電材料接受聲振動就能產(chǎn)生電信號（接收狀態(tài)：即正壓電效應(yīng)），這種特性稱為壓電效應(yīng)。具有壓電效應(yīng)的材料稱為壓電材料。壓電材料在超聲探頭內(nèi)稱為壓電晶片、壓電振子、壓電元件等。第三十一頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四壓電效應(yīng)正壓電效應(yīng)逆壓電效應(yīng)第三十二頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四超聲波發(fā)射是利用壓電晶體的逆壓電效應(yīng)（即應(yīng)用交變電壓使壓電晶體產(chǎn)生機械振動，振動在彈性介質(zhì)中的傳播就形成超聲波）；超聲波接收是利用壓電晶體的正壓電效應(yīng)（即把超聲反射波對壓電晶體的機械壓力轉(zhuǎn)換為電信號）。壓電效應(yīng)第三十三頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四（二）超聲探頭具有發(fā)射超聲和接收超聲功能的裝置稱為探頭，又稱超聲換能器。由主體和殼體兩部分組成。1、探頭主體：（1）壓電晶片：探頭的主要元件。（2）面材：指探頭與人體組織的接觸端，由環(huán)氧樹脂制成。（3）背材（吸聲塊）：緊靠壓電晶片，作用是吸收背向輻射的聲能，使其不再反射回壓電晶片，以免影響壓電晶片的正常工作。（4）聲隔離：用橡膠、尼龍、堵塞于壓電晶片、背材和殼體之間，以消除其他結(jié)構(gòu)對壓電晶片工作的影響。2、殼體：（1）外殼：指探頭外層的保護殼，對探頭內(nèi)部元件起保護作用。（2）電纜：將探頭與超聲診斷儀主機連為一體，進行電信號的傳輸。第三十四頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四超聲換能器測厚探頭直探頭第三十五頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四超聲換能器第三十六頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四第三十七頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四（三）超聲場特性1、超聲場：指介質(zhì)中超聲所存在的空間范圍。簡稱為聲場。近場 遠場 聲軸 聲束：從探頭發(fā)出的集中在較小范圍內(nèi)的束狀聲波。聲軸：聲束的中心軸線稱為聲軸，它代表了聲束傳播的主方向。2、近場：靠近探頭處聲束平行不擴散稱為近場。特點：近場的聲壓和聲強變化較大，形成的圖像易受干擾，不穩(wěn)定，不能用于超聲診斷。3、遠場：遠離探頭處聲束開始擴散稱為遠場。特點：遠場的聲壓和聲強較平穩(wěn)，形成的圖像較穩(wěn)定，可用于超聲診斷，其聲能會不斷減弱。4、聚焦：把一定的聲能集中到較小的空間范圍內(nèi)的方法稱為聚焦。包括電子聚焦和光學(xué)聚焦兩種。第三十八頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四二、超聲脈沖回波成像原理（一）脈沖回波成像的基本原理向人體內(nèi)發(fā)射一組超聲脈沖，在傳播過程中遇到組織和臟器界面時產(chǎn)生回波，接收回波并進行放大處理后，再發(fā)射下一組脈沖，以此來得到人體內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)信息的聲像圖。根據(jù)脈沖發(fā)出、到達界面然后返回到探頭經(jīng)過的來回往返路程，得到聲源至界面的距離L：

L=ct/2第三十九頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四第四十頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四（二）脈沖回波成像的工作參數(shù)1、超聲頻率：指超聲成像的工作頻率，是超聲成像的主要參數(shù)。目前診斷用超聲的頻率有：2.0MHZ、2.5MHZ、3MHZ、3.5MHZ、5MHZ、7.5MHZ、10MHZ、20MHZ、40MHZ。最常用的是3.5MHZ。由于超聲頻率越高，分辨力越強，穿透力越弱，所以選擇探頭的原則為：探測深層組織選擇低頻率探頭；探測淺層組織選擇高頻率探頭。2、作用距離（穿透深度）：指超聲能夠穿透并能顯示回波圖像的探測深度。第四十一頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四3、脈沖重復(fù)頻率（F）和脈沖重復(fù)周期（T）：（1）脈沖重復(fù)頻率F：指每秒鐘脈沖重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)。（2）脈沖重復(fù)周期：指兩個相鄰脈沖前沿相隔的時間。4、脈沖寬度和間歇期：（1）脈沖寬度：指每個脈沖所持續(xù)的時間。（2）間歇期：指兩個相鄰脈沖之間的間歇時間。又稱為靜止期。第四十二頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四第五章超聲成像系統(tǒng)一、A型超聲診斷儀（A超:幅度顯示）A型超聲診斷儀因其回波顯示采用幅度調(diào)制(amplitudemodulation)而得名。A型顯示是超聲診斷儀最基本的一種顯示方式，即在陰極射線管(CRT)熒光屏上，以橫坐標(biāo)（X軸）代表被探測物體的深度，縱坐標(biāo)（Y軸）代表回波脈沖的幅度，回波強則波幅高，回波弱則波幅低，無回波則無波形。故可測得人體臟器的厚度、病灶在人體組織中的深度以及病灶的大小，可在一定程度上對病灶進行定性分析。第四十三頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四由于A型顯示的回波圖，只能反映局部組織的回波信息，不能獲得在臨床診斷上需要的解剖圖形，且診斷的準(zhǔn)確性與操作醫(yī)師的識圖經(jīng)驗關(guān)系很大，因此其應(yīng)用價值已漸見低落，A型超聲診斷儀也很少生產(chǎn)和使用了。第四十四頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四二、M型超聲診斷儀(運動顯示)

M型超聲成像診斷儀適用于對運動臟器，如心臟的探查。由于其顯示的影像是由運動回波信號對顯示器掃描線實行輝度調(diào)制，并按時間順序展開而獲得一維空間多點運動時序（motion-time）圖，故稱之為M型超聲成像診斷儀，其所得的圖像也叫作超聲心動圖。第四十五頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四M型超聲診斷儀基本原理M型超聲診斷儀采用輝度調(diào)制的方法，使深度方向所有界面反射回波用亮點形式在顯示器垂直掃描線上顯示出來，隨著臟器的運動，垂直掃描線上的各點將發(fā)生位置上的變動，定時地采樣這些回波并使之按時間先后逐行在屏上顯示出來。第四十六頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四三、B型超聲診斷儀（B超:剖面顯示）

為了獲得人體組織和臟器解剖影像，B型超聲成像儀問世，實現(xiàn)了對人體組織和臟器的斷層顯示。

雖然B型超聲成像診斷儀因其成像方式采用輝度調(diào)制(brightnessmodulation)而得名，其影像所顯示的卻是人體組織或臟器的二維超聲斷層圖(或稱剖面圖)，對于運動臟器，還可實現(xiàn)實時動態(tài)顯示，所以，B型超聲成像儀與A型、M型超聲診斷儀在結(jié)構(gòu)原理上都有較大的不同。有線形掃描斷層影像、扇形掃描斷層影像之分。第四十七頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四第四十八頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四B超掃描方式第四十九頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四第五十頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四A、B、M型基本原理第五十一頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四四、D型超聲（多普勒）診斷儀

D型超聲成像診斷儀也即超聲多普勒診斷儀，它是利用聲學(xué)多普勒原理，對運動中的臟器和血液所反射回波的多普勒頻移信號進行檢測并處理，轉(zhuǎn)換成聲音、波形、色彩和輝度等信號，從而顯示出人體內(nèi)部器官的運動狀態(tài)。超聲多普勒診斷儀主要分為3種類型：即連續(xù)式超聲多普勒成像診斷儀、脈沖式超聲多普勒成像診斷儀及實時二維彩色超聲多普勒血流成像診斷儀。第五十二頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四脈沖式超聲多普勒成像儀

脈沖式超聲多普勒成像儀是以斷續(xù)方式發(fā)射超聲波信號，因此稱為脈沖式。它由控制電路來控制發(fā)射信號的產(chǎn)生和選通回聲信號的接收與放大，借助截取回聲信號的時間段來選擇測定距離，鑒別器官組織的位置。由于發(fā)射和接收的信號為脈沖式，可以由探頭內(nèi)的一個換能器來完成發(fā)射和接收雙重任務(wù)，這對于簡化探頭結(jié)構(gòu)，提高影像質(zhì)量十分有益。隨著脈沖多普勒技術(shù)、方向性探測、頻譜處理和計算機編碼技術(shù)的采用及發(fā)展，其可以多種形式的診斷信息提供給醫(yī)生，使其測量水平由定性邁向定量。第五十三頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四實時二維彩色超聲多普勒血流診斷儀實時二維彩色超聲多普勒血流成像診斷儀是80年代后期心血管超聲多普勒診斷領(lǐng)域中的最新科技成果。它將脈沖多普勒技術(shù)與二維（B型）實時超聲成像和M型超聲心動圖結(jié)合起來，在直觀的二維斷面實時影像上，同時顯現(xiàn)血流方向和相對速度，提供心血管系統(tǒng)在時間和空間上的信息。進而通過計算機的數(shù)字化技術(shù)和影像處理技術(shù)，使其在影像診斷儀器的構(gòu)架上兼具了生理監(jiān)測的功能，提供諸如血流速度、流量、加速度、血管徑、動脈指數(shù)等極具價值的信息，這就是俗稱的“彩超”或“彩色多普勒”第五十四頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四（一）超聲多普勒成像工作原理向人體發(fā)射頻率固定的脈沖式或連續(xù)式超聲，接收經(jīng)運動目標(biāo)的散射回波，從雜亂的回波信號中提取血流多普勒頻移信號，經(jīng)分析處理后顯示出來。A）多普勒頻移信號的解調(diào)由于接收器接收到的信號是所有運動目標(biāo)的雜波信號，從復(fù)雜的雜波信號中提取出多普勒頻移信號的過程稱為多普勒頻移信號解調(diào)。第五十五頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四B）多普勒頻移信號的分析處理經(jīng)解調(diào)提取的多普勒頻移信號必須經(jīng)過分析處理后才能以不同的方式顯示出現(xiàn)。C）多普勒頻移信號的顯示多普勒頻移信號的顯示方式有多種，但主要的有頻譜顯示和彩色血流顯像顯示。*頻譜顯示：包括脈沖多普勒超聲顯像儀和連續(xù)多普勒超聲顯示儀。*彩色血流顯示：將流動的血液著有不同的顏色。第五十六頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四（二）頻譜顯示--頻譜分析（1）橫坐標(biāo)代表頻移時間（即血流持續(xù)的時間），縱坐標(biāo)代表頻移幅度（血流速度大?。┲虚g的水平軸線為基線。（2）頻移方向（即血流方向）：基線以上的頻移信號為正，表示血流朝向探頭，基線以下的頻移信號為負，表示血流背離探頭。（3）頻移強度：以頻譜的亮度表示。反映探測聲束內(nèi)具有相同流速的紅細胞數(shù)量的多少。相同流速的紅細胞數(shù)量越多，頻譜的亮度越亮，相同流速的紅細胞數(shù)量越少，頻譜亮度越暗。（4）頻譜離散度：以頻譜曲線在垂直方向上的寬度表示。代表某一瞬間探測聲束內(nèi)紅細胞速度分布范圍的大小。速度分布范圍越大，頻譜則越寬；速度分布范圍越小，頻譜則越窄。第五十七頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四頻率-時間顯示（頻譜顯示型）（1）頻移時間：橫坐標(biāo)代表血流持續(xù)的時間s；（2）頻移幅度：縱坐標(biāo)代表血流速度的大小，單位為m·s-1（速度）或kHz（頻移）；第五十八頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四（三）彩色多普勒--彩色血流顯示血流的彩色多普勒顯示方法（血流顯像分析）（1）血流方向紅色表示朝向探頭的正向血流；藍色表示遠離探頭的負向血流。（2）血流速度以彩色信號色調(diào)的明暗來表示血流速度的快慢。速度越快則色調(diào)越亮，速度越慢則色調(diào)越暗。（3）流速的離散度1、離散度小，表現(xiàn)為色調(diào)純凈的紅色或藍色。2、離散度大，則在原色調(diào)的基礎(chǔ)上加上綠色。第五十九頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四第六十頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四第六十一頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四第六章超聲圖像質(zhì)量一、超聲圖像質(zhì)量評價（一）超聲探測的分辨力超聲分辨力可分為基本分辨力（空間分辨力）和圖像分辨力（細微分辨力和對比分辨力）。1、基本分辨力：指超聲能夠分辨最小病變的能力?？煞譃檩S向分辨力和橫向分辨力。（1）軸向分辨力：指超聲能夠分辨聲束軸線方向上兩點之間最小距離的能力。軸向分辨力的強弱與超聲的波長和脈沖寬度有關(guān)，波長越短，脈沖寬度越小則軸向分辨力越強。則對小病灶的顯示率就越高。

第六十二頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四（2）橫向分辨力：指超聲能夠分辨垂直于聲束軸線短軸方向上兩點之間最小距離的能力。橫向分辨力的強弱與聲束的厚薄有關(guān)。聲束越薄，橫向分辨力越強，則其圖像上反映的切面情況越真實；聲束越厚，橫向分辨力越弱，則其圖像上出現(xiàn)偽像的機會越多。第六十三頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四2、圖像分辨力指超聲對圖像顯示的層次感和清晰程度。包括細微分辨力和對比分辨力。（1）細微分辨力：指超聲對細微結(jié)構(gòu)的顯示能力。其細微分辨力的強弱與超聲頻率有關(guān)，頻率越高，細微分辨力越強，則圖像顯示越清晰，質(zhì)量越好。（2）對比分辨力：指能顯示具有不同灰階細微差別，但回聲相似的結(jié)構(gòu)的能力。對比分辨力的強弱與儀器的動態(tài)范圍有關(guān)，動態(tài)范圍越大，對比分辨力越強，則其顯示的圖像層次就越豐富。第六十四頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四（二）超聲圖像質(zhì)量的評價主要是通過軸向分辨力、厚度分辨力以及細微分辨力和對比分辨力等對超聲顯示的圖像進行綜合性評價。第六十五頁，共七十頁，編輯于2023年，星期四

復(fù)習(xí)題1、聲速：聲波在介質(zhì)中單位時間內(nèi)傳播的距離,稱為聲速。用符號c表示,單位為m／s(米／秒)。對于縱向傳播的平面波,其聲速為c=k/ρ，式中:ρ為介質(zhì)密度，k為介質(zhì)的體積彈性模量。2、波長:在一個周期內(nèi),聲波所傳播的距離就是一個波長,用λ表示。對于縱波,等于兩相鄰密集點(或稀疏點)間的距離。3、在超聲診斷中，聲波在人體所有軟組織中均以（縱波）的形式傳播，故診斷用超聲都為（縱波）。4、波長λ、聲速c與頻率f之間滿足以下關(guān)系：λ＝c/f

5、聲強:聲強是表示聲的客觀強弱的物理量,它用每秒鐘通過垂直于聲波傳播方向的1平方厘米面積的能量來度量,它的單位是焦耳／(秒·平方厘米)［J/(s·cm2)］。6、聲阻抗：

聲阻抗是描述彈性媒質(zhì)傳播聲波的一個物理量。對于各向同性的均勻媒質(zhì)中來說,媒質(zhì)中某點有效聲壓P與振動質(zhì)點速度有效值V之比稱為聲阻抗,用Zs表示：