超声原理
超声波的发射原理
超声波的发射原理
超声波是一种机械波，它是通过声源发射出去的，具体的发射原理如下：
1. 超声波发射装置：超声波发射器通常由一个压电陶瓷晶体构成。
这个晶体可以通过施加电压而发生振动，在振动过程中产生声波。
2. 压电效应：压电晶体具有压电效应，也就是当施加电压时会发生形变。
当电压施加到压电晶体上时，晶体会振动，产生压力波，从而生成超声波。
3. 振动频率控制：通过改变施加到压电晶体的电压，可以控制晶体的振动频率，进而控制超声波的频率。
一般来说，超声波的频率在20kHz到10MHz之间。
4. 超声波传播：振动的压电晶体会使周围的介质产生振动，从而形成超声波。
超声波在介质中的传播速度取决于介质的密度和弹性模量。
5. 接收器：超声波在被传播的过程中，可以被接收器接收到。
接收器通常也是一个压电陶瓷晶体，当超声波到达时，晶体会产生电荷，这个电荷可以通过放大电路来转换成电信号。
总结起来，超声波的发射原理是通过压电效应产生振动的压电晶体，通过改变电压控制振动频率，并在介质中产生压力波从而形成超声波。
超声波可以被接收器接收并转换为电信号。
超声机原理
超声机原理
超声波是一种机械波，它的频率超过人类能听到的范围。
超声机利用了超声波的特性进行成像和测量，其原理基于声波在不同介质中传播的特点。
超声机的工作原理是将电能转换为声能，然后通过对样品的扫描和接收返回的声波信号来获取图像或测量数据。
超声机通常由发射器、接收器、控制电路和显示屏等部件组成。
在工作时，发射器会发出一连串的超声脉冲，这些脉冲被传输到需要检测的物体或样品中。
当超声波遇到不同的界面或材料时，一部分声能会被反射回来，这些回波被接收器捕捉并转化为电能。
接收器将捕捉到的电信号放大并处理后传送给控制电路。
控制电路会根据接收到的信号进行计算和分析，然后将结果传送到显示屏上以生成图像或测量数据。
通常，超声机会通过扫描技术将声波沿多个方向或角度传播，以获取更全面的信息。
超声机的成像原理是基于声波在不同介质中的传播速度不同。
当声波通过一个物体或组织时，会遇到不同的声阻抗（声速和密度的乘积）。
这些不同的声阻抗会导致一部分声能发生反射、折射和散射。
通过测量这些声能的变化，超声机可以生成物体内部的图像。
总之，超声机利用超声波的特性进行成像和测量。
它通过发射
和接收声波信号，并根据信号的特征进行处理和分析，从而实现对物体结构和性质的探测。
超声成像基本原理
超声成像基本原理
超声成像是利用超声波在物体内部传播、反射和散射的原理来形成图像的一种医学影像技术。
其基本原理是利用超声发生器产生的高频声波经由探头传入人体组织，并在组织内部发生反射和散射，然后由探头接收到反射和散射回波。
通过衡量回波的时间和强度等信息，计算机可以重建出组织的内部结构和形态。
超声波在组织内的传播速度和密度变化会导致声波在组织内的传播路径发生弯曲和折射。
当超声波遇到组织间界面时，部分能量会被反射回来，有一部分能量继续传播至下一个界面。
探头接收到的回波信号经过放大和电信号转换后，被传送至计算机进行处理。
计算机对回波信号进行时序分析，通过测量发射和接收的时间差，可以得到超声波从发射至接收的时间。
结合探头发射时的频率和声速的已知值，计算机可以计算出声波在组织内的传播路径长度。
进一步结合回波信号的强度信息，计算机可以将这些回波点按照位置和亮度加权，形成生物组织的轮廓和纹理图像。
超声成像具有无创、实时、可重复、无辐射等优点，广泛应用于医学领域，如检查妊娠、肝脏、心脏、肾脏、乳房等。
然而，超声成像的分辨率受制于超声波的频率和信号噪声，对于深部组织的成像效果较差。
因此，不同类型的超声成像仪在应用上有一定的局限性。
简述超声波工作原理
简述超声波工作原理
超声波工作原理主要基于压电效应。
一些晶体在施加交变电压时，会按其厚度方向做伸长和压缩的交替变化，产生震动，并在晶片周围的媒质上产生相同频率的声波。
如果所加的交变电压的频率是超声频率，那么晶体所发射的声波就是超声波。
这是逆压电效应的一种表现。
另一方面，当振动的外力作用在压电晶片的两个面上而使其发生变形时，会有相应频率的电荷输出，这是压电效应的表现。
超声波是弹性机械振动波，具有一些与可听声波不同的特性。
由于其波长较短，当它通过大于波长的小孔时，会呈现出集中的一束射线向一定方向前进，这种特性称为束射。
同时，超声波的方向性强，可定向采集信息。
以上内容仅供参考，如需获取更多信息，建议查阅超声波相关书籍或咨询物理学家获取。
超声波工作原理
超声波工作原理
超声波工作原理是指声波在超声频段传播和应用的原理。
超声波是指频率大于20kHz的声波，其传播方式和普通声波有所
不同。
超声波的产生是通过声波发生器产生电信号，然后将电信号转化为机械振动，通过压电元件的振动产生超声波。
超声波在传播过程中，需要通过介质进行传递，常用的介质包括水、空气和固体等。
超声波在传播过程中，具有高频率、短波长和强直线传播性的特点。
其作用可以通过反射、折射、散射等现象进行探测或测量。
超声波在医学、工业、地质勘探等领域有着广泛的应用。
超声波的应用主要包括超声检测、超声成像和超声治疗等。
在超声检测中，通过观察超声波在物体内的传播和反射情况，可以评估物体的结构和性质。
超声成像则是利用超声波在不同介质之间的边界上的反射和散射现象，获取物体内部的图像信息。
超声波在治疗中也可用于切割、焊接和清洗等操作。
总之，超声波的工作原理是基于声波的产生、传播和应用过程，利用超声频段的特性实现不同领域的探测、成像和治疗等功能。
超声波的基本原理
超声波的基本原理
超声波是指频率超过人类听觉范围（一般为20kHz）的声波。
其基本原理是利用高频声波在介质中的传播及反射特性来实现不同应用。
超声波的产生是通过振动源产生高频震动，这些震动被传递给介质，例如空气或固体物体。
在传递中，声波会以波动的形式传播，其频率决定了声波的特性。
超声波的传播过程中，在传播介质中与界面产生反射、折射以及散射。
这些现象可被探测并利用，用以获得关于介质内部结构和性质的信息。
超声波的传播速度与介质的密度和弹性系数有关，因此可以利用超声波测量物体的密度和弹性等参数。
超声波的应用非常广泛。
在医学领域中，超声波常用于医学诊断，如超声检查和超声造影来检测人体内部器官的结构和异常。
在工业领域中，超声波可用于非破坏性材料检测、测量材料厚度和定位缺陷。
此外，超声波还可以用于清洗、焊接、加湿和气溶胶喷雾等应用。
综上所述，超声波利用高频震动在介质中传播和反射的原理，实现了在不同领域的应用。
通过利用超声波的特性，可以获得有关介质内部结构和性质的信息，从而实现监测、检测和诊断等目的。
超声波产生的原理
超声波产生的原理
超声波产生的原理主要基于压电效应和共振原理。
压电效应是指在某些晶体或陶瓷材料中，当施加机械压力或电场时，会引起电荷分布的变化，产生电位差。
利用这种特性，将电场施加到压电晶体上，晶体会发生形变，产生机械波，即超声波。
超声波的频率通常高于人耳能听到的上限，一般在20kHz或
更高。
当电场频率与压电晶体固有频率相等时，会达到共振状态，晶体振动幅度增大，从而产生更强的超声波。
为了产生超声波，通常会将电压信号传送到振荡器中，通过振荡器的驱动，电压信号被转换成高频电场信号。
这个高频电场信号被传送到压电晶体上，引起晶体的机械振动。
振动的晶体传播机械能，形成超声波。
超声波在不同介质中的传播速度受介质的特性影响。
当超声波遇到介质的边界面时，一部分能量会被反射回来，一部分会被透射到另一种介质中，通过分析和测量反射和透射的超声波，可以对介质的性质进行检测和分析。
超声波在医学、工业、材料检测等领域有广泛的应用。
医学领域中，超声波可以通过人体组织的不同反射和透射特性，用于诊断和检测疾病。
工业领域中，超声波可以用于检测材料的质量、结构和缺陷。
它还可以应用于清洗、焊接、切割等工艺中。
超声波的产生原理
超声波的产生原理
超声波是一种高频振动波，产生于物体振动频率超过人耳可听到的范围，即20kHz以上的频率。
超声波的产生原理主要基于压电效应和回声原理。
压电效应是指某些晶体在受到机械应力或电场作用时会发生形变，并在力或电场去除后恢复到初始状态。
常用的压电材料包括石英、铌酸锂等。
当外加一个交变电压时，压电材料会以相同频率振动，产生超声波。
这种产生超声波的装置称为压电换能器。
超声波的回声原理主要包括发射和接收两个过程。
首先，通过压电换能器将交变电压转化为机械振动，使其产生超声波。
这些超声波会以音波的形式从发射器中传播出去，遇到物体时，一部分能量被物体吸收，一部分能量被反射回来。
接收器中的压电换能器会将回来的超声波转化为电信号，经过放大和处理后，可以得到被检测物体的信息。
总之，超声波的产生主要基于压电效应和回声原理，通过压电换能器将电能转化为机械能，产生振动频率超过人耳可听到的超声波。
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超声波在人体软组织中 的衰减大约
1dB/MHz/cm
海鹰超声产品实用频率波 段为2MHz-12MHz。
Q@A
哪些器官超声诊断仪无法进行诊断？ 要进行浅表器官检查时，使用高频还是低频？
D型
C型
M型
B型 A型
Motion Brightness Amplitude Color Doppler
TXM
TXM
RCV
如果接收体向着振动源运动，则接收 到的频率将高于发射频率。
RCV
如果接收体背着振动源运动，则接收 到的频率将低于发射频率。
多普勒技术在超声诊断中非常有价值。主要用于检测心脏、血管内血液的流向， 流速及流量。 主要包括以下三种：- 脉冲多普勒(PW) - 高脉冲重复频率多普勒(HPRF) - 连续波多普勒 (CW)，包括：单连续波多普勒和可控连续波多普勒
C型：彩色血流成像，在 二维图像区域内，以 色彩饱和度的不同显 示目标速度的大小， 以色彩的颜色显示速 度的方向。
特点：可以直观地显示血 流的动力学状态。
逆向声头血流
迎向声头血流
乃奎斯特频率极限
D型：多普勒成像，以 幅度的不同显示目标 速度的大小，并在时 间轴上展开显示速度 随时间的变化。
收缩
舒张
舒张结束
4.彩色血流成像（彩色多普勒）
彩色血流成像（CFM）是在 二维声像图上叠加彩色实时血流 显像。每一个彩色的点表示小区 域内血液流速的平均值。不同的 颜色代表血液流量的速度及检测 方式的不同。通常，红色表示迎 向探头的血流方向，蓝色表示离 向探头血流方向。
CFM
平均值
一个心跳周期
宽的速度范围
快
色标
迎向
基准线 逆流 慢
时间
背向 快
连续波多普勒（CW）
连续发射和接收超声信号，不同深度出现的血流频移，都被叠 加起来，不受高速血流限制，所以可检测心脏的高速血流信息， 但不能提供距离信息。（以时间换空间）
脉冲波多普勒（PW）
采用单个换能器以很短的脉冲期发射超声波，在脉冲间歇期内 有一“可听期”，具有距离选通能力，但不能提供时间信息。 （以空间换时间）
二者的区别：
• 彩色多普勒—速度信息，能量多普勒—能量信息。 • 显示与血流方向的关系： 彩色多普勒—有关（红迎兰离），能量多普勒—无关 显示与角度及混叠的关系 彩色多普勒—有关， 能量多普勒—无关
彩色多普勒组织成像（TDI）
组织速度多 普勒成 像 （TVI）， 功能相 当于 Color。 组织频谱多 普勒成 像 （TVD）， 功能相 当于PW。
灰度分辨率 高
轴向分辨率
几何分辨率
分辨率
灰度分辨率
侧向分辨率
轴向分辨率 低
2、超声治疗：利用超声波的能量及对物质的作用，达到治疗的目的。
超声诊断：主要原理是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。
幅 度
a a b c
b
c
时 间
a a b b c c
M超:
M模式中的M表示运动，M模式通过B模式图象来显示一个光标，
然后在以时间为轴线的波形图上表示其运动状态。
(通常用于探测心脏的活动及胎心等 )垂直(Y轴)表示深度,水平(X轴)表示时间.
B超 :
是一种亮度的模式。其图像由不同亮度的点所组成的直线构成。点的亮度代表接
高脉冲波重复频率多普勒（HPRF）
探头在发射一组超声脉冲波之后，不等采样部位的回声信号反 回探头又发射出新的超声脉冲群，这样在一个超声束方向上， 沿超声束的不同深度可有一个以上的采样容积。（综合改进型）
能量多普勒的原理及与彩色多普勒的区别
能量多普勒基本原理：
是取其红细胞的能量总积分，配以红色成为血流 信息的图像显示。彩色亮度表示多普勒信号能量的大小。 血流信号显示与血流方向无关
通过探头在一定角度内往复运动（摆动）来产生若 干个切面，每一个切面就是一幅二维图像。 将若干切面处理后，形成三维图像。
Q@A
一般体检时检查肝脏使用的是什么类型的探头？
五）名词解释
分辨率
分辨率是指对两个靠近物体的识别能力，即对图象的区分。 轴向（纵向）分辨率：是指沿超声波束轴方向上可区分的 两个点目标的最小距离。 轴向分辨率由超声波束的波长所决定。 一般来说，轴向分辨率为波长的2到4倍。 侧向（横向）分辨率：是指对垂直于超声波束轴方向上可 区分的两个点目标的最小距离。 侧向分辨率取决于超声波束的宽度和波束聚焦情况。 灰度（对比度）分辨率：是指对两个相似密度的物体的 识别能力。 几何分辨率高－－灰度分辨率差
声阻抗
1.492 0.000428 1.648 5.570
脂肪 肌肉
1440 m/sec 1568 m/sec
0.600（1MHz） 2.300 (1MHz)
1.410 1.684
管壁产生折射伪像
包膜处产生强反射
干涉产生伪影
由于探头的各晶片振荡 时在开始的一段距离 内产生互相干涉，形 成许多大小不一的 “花瓣”，称为旁瓣。
探头
用于超声的探头也称为换能器，是用来产生和检测超声波的部件，即换能器既是发射器， 也是接收器。它和主机构成超声设备最重要核心。 1. 结构：详见右图所示。 其中：压电陶瓷－发射/接收超声波；声透镜－轴向 聚焦；背衬材料－防止产生超声波反向振动；匹配层 --减少超声传播中的多重反射. 2. 压电效应：是指具有压电特性的材料(陶瓷、石英) 在受到外界压力后，在其受压端面产生电压；在其 端面施加交变电信号时，其端面会产生机械振动， 发出声波。 3. 工作原理： 主机通过电缆在基元上施加电信号，使基元振动， 发出超声波，超声波经物体反射作用在基元上，使基元 两端产生电信号，通过电缆传送至主机处理、显示。
三维（4D）成像：利用二维探头，采集图像并进行实 时图像融合，建立三维图像。
图像采集 图像分割
三维重构
成像
ROI提取
36
弹性成像：对组织的软、硬程度进行甄别，通过彩色 映射后方便观察，对乳腺肿瘤的良恶性鉴别准确率 高达95% 。
灰阶血流成像：利用数字编码技术对血流、血管及周 围软组织进行直接实时观察，并以灰阶方式显示的 一种新型影象技术，其帧频和分辨率分别达到彩色 模式的三倍和四倍，直接地显示血流动力学变化和 血管壁及其周围组织的解剖结构，无血流外溢。
特点：可较准确地测量血 流速度，用于检测心脏及 血管的血流动力学状态。
速度轴 时间轴
多普勒处理器
• 根据运动物体的速度 及方向，多普勒处理 器在“频谱”上标上 一个点。
通过观察声波与红细胞的作用，
就能探测它们有存在及量化它们的速度。
多普勒处理器
• 当运动的物体运动速 度不相同时，多普勒 处理器为每一物体标 上一个不同的点。
探 头 的 种 类
1、电子线阵：用于小器官、血管及术中。 2、电子凸阵：也称弯曲线阵，与线阵的区别在于 基元是弯曲的。用于腹部和妇产科。
3、电子相控阵： 相控阵方式是通过连续变换延时线来 得到产生超声波束的不同角度。主要用于心 脏,颅脑。
4、电子微凸阵： 与电子凸阵探头工作原理相同. 主要用 于腔内扫查.
Q@A
超声基本成像模式总共有几种？ 静脉血栓、肾结石可用哪些模式进行检查？
四）超声诊断仪的构成
超声系统框图
（探头、主机、显示器）
主机
延时线路 脉冲发射/接收
监视器
处理
滤波器、对数放大 器、时间增益控制
记录设备
探头
D S C
数字扫描转换器
录像机
打印机
彩色打印机
存储
硬盘、磁光盘
图象档案管理
发射装置
多普勒处理器
• 在纵坐标上位置代表 物体的速度。
多普勒处理器
• 当不同的物体以相同 的速度运动时，频谱 上相应的点就标志的 更亮一些。
多普勒处理器
2. 多普勒效应公式：
超声波束
血流 血管
V
V(cm/s)=
C • Δ f
2cos • f。
角的调整：
cos
误差变化
V (cm/s): 血流速度 C (cm/s): 声速(1530m/s) (度): 血流与超声波束之间 的夹角 Δf(Hz): 多普勒频移 f 。(Hz): 超声频率
组织能量多 普勒成 像 （TEI）， 功能类 同于 Power。
组织多普勒 M型 （TVM）， 功能相 当于PW。
梯形成像：开拓线阵探头成像视野，增加显示范围， 基于扫描线偏转（延时）的原理。 宽景成像（ iScape ）：是一种图像融合技术，对不同 位置的图像进行融合，从而增加显示范围，观察到 目标物的全貌。
A模式（A超）：显示界面回声的幅度（Amplitude），称为振幅调制型。
A型是以脉冲波的幅度来显示回声的高低，可 用于测量组织界面的深度（距离）和反应界面 的组织基本特性（厚度、浓度）。
用途： A型脉冲超声诊断仪现用于颅脑和眼科检查。 特点： 直观、方便、快捷。
a b c
运 静 动 止 目 目 标 标
衬套 匹配层 声透镜
电缆
背衬材料
压电陶瓷(基元)
发射 反射
物 体
凸阵探头解剖
基元 声吸收层
声匹配层
声透镜
不同探头的成像原理
线阵
微凸阵
凸阵
线阵/凸阵 探头的许多基元通过电子控制产生扫描波束并且通过延时线对波束进行聚焦。
不同探头的成像原理
相控阵
0
脉冲 31
6 3
0 1
n