超声波成像-2
超声医学科主治医师基础知识-2_真题(含答案与解析)-交互
超声医学科主治医师基础知识-2(总分100, 做题时间90分钟)一、以下每一道考题有A、B、C、D、E五个备选答案，请从中选择一个最佳答案。
1.描述声速、波长和频率三者关系的公式为•**=fλB.波长=频率×声速• C.波长=2(频率×声速)• D.波长=(频率×声速)2• E.波长=(频率×声速)/2SSS_SIMPLE_SINA B C D E分值: 2答案:A[解析] 超声有三个基本物理量，即：频率(f)、波长(λ)和声速(C)，三者之间的关系是：C=fλ。
2.声波在进入不同介质时发生角度改变，该改变的角度称为• A.偏角• B.反射角• C.衍射角• D.折射角• E.临界角SSS_SIMPLE_SINA B C D E分值: 2答案:D[解析] 波在进入不同介质时发生角度改变，该改变的角度称为折射角。
3.人耳听觉范围内的声波频率应为•**•**～20000Hz•**•****A B C D E分值: 2答案:B[解析] 人耳听觉范围内的声波频率为20～20000Hz。
4.纵向分辨力又可称为• A.轴向分辨力• B.侧向分辨力• C.显现力• D.时间分辨力• E.空间分辨力SSS_SIMPLE_SINA B C D E分值: 2答案:A[解析] 纵向分辨力又称轴向分辨力，指在声束长轴方向上分辨细小目标的能力。
5.在下列哪种物质中声速最快• A.软组织• B.骨骼• C.空气• D.水• E.脂肪SSS_SIMPLE_SINA B C D E分值: 2答案:B[解析] 人体软组织的声速平均为1540m/s，与水中的声速相近。
骨骼的声速最快，相当于软组织声速的2倍以上，约3360m/s。
6.引起衰减的可能最小的是• A.吸收• B.反射• C.折射• D.散射• E.多普勒效应A B C D E分值: 2答案:E[解析] 声波在介质中传播过程中，声能随距离增加而减弱，这就是衰减，衰减与超声传播距离和频率有关，频率越高，衰减越显著；衰减的原因有：吸收、散射、折射、散射、声束扩散等，多普勒效应不会导致衰减。
超声波2
的物理基础。
当超声波垂直入射到足够 大的光滑平界面时，将在第 一介质中产生一个与入射波 方向相反的反射波，在第二 介质中产生一个与入射波方 向相同的透射波。 超声波垂直入射于平界面的反射与透射
反射波声压Pr与入射波声压P0的比值称为声压反
射率r，透射波声压Pt和P0的比值称为声压透射率t。
r和t的数学表达式为：
第二章
2.1 概述
超声波检测技术
2.2 超声波的分类
2.3 声场及介质的声参量
2.4 超声波在介质中的传播特性
2.5 超声波检测仪、探头及试块 2.6 超声波检测方法和通用检测技术 2.7 超声波测厚 2.8 超声波检测应用实例
第四节 超声波在介质中的传播特性
一、超声场 二、超声波垂直入射到界面上的反射和透射 三、超声波倾斜入射到界面上的反射和透射 四、超声波在曲面上的反射和透射
α ：入射角、β ：折射角、γ ：反射角 L：纵波、 S：横波 c:声速 1、2代表两种介质
s
L
s
L
5、 临界角
当入射超声波在界面上发生反射和透射时，由于入射角的 变化，使得在界面上两侧的第一介质、第二介质及界面上产生
波型转换的情况将会发生变化，在第二种介质中的透射波的波
型取决于入射角大小，而这些引起波型变化的入射角临界值分 别称为第一临界角α Ⅰ、第二临界角α
换现象。入射声波与入射点法线之间的夹角称为入射角。
1、波型转换
s
L
s
L
超声波倾斜入射到平界面上的反射、折射
(a) 纵波入射； (b) 横波入射
2、斯涅耳定律
超声波从声速为c1的介质倾斜入射到传播速 度为c2的介质时，反射波、透射波的传播方向由反 射定律、透射定律确定（即斯涅耳定律）。
4.4超声波特征参数 (2)
一、声压（P）
二、声阻抗（Z）
三、声强（I）
四、分贝（dB）
贝尔与分贝
引起听觉的最弱声强Ｉ0=10-16W/cm2 ，一般以此作为标准声强，在声 学上称为“闻阈”，即f=1000HZ时引起人耳听觉的声强最小值，将某处 环境的声强与标准声强Ｉ0之比取其对数就得到两者相差的数量级，称为声 强级，声强级的单位为贝尔B。
越快，质点的振动速度越小，所以它表示超声场中介质对质点振动的阻碍
作用。声阻抗只与介质性质有关，一般材料随着温度的升高，声阻抗的值
降低。钢的声阻抗Z钢远远大于空气的声阻抗Z空气，两者相差上万倍。
一、声压（P）
二、声阻抗（Z）
三、声强（I）
四、分贝（dB）
声强（I）
单位时间内，垂直通过单位面积的声能量称为声强（Ｉ）。常用单位为J/ （cm2·s）或W/cm2 。对于平面余弦波，其平均声强（Ｉ）为：
二、声阻抗（Z）
三、声强（I）
四、分贝（dB）
算一算
示波屏上一波高为20%，若使其高度增加到80%，问需增加多少dB？ 解：△=20lgH2/H1=20lg80%/20%=12 (dB) 答：故需增加12dB。
灵敏度调整：我们常用的探伤仪上常有一个印有dB控键，称为增益键，它可以控制仪器 放大线性，即调整仪器dB值可以改变波高，dB值增大波高升高，dB值减小波高降低。在 探伤过程中仪器中的dB值不能太大，否则会出杂波，dB值也不能再小，小的伤损会漏检， 所以要把dB值调到一个合理的范围，以保证不出杂波情况下发现小的伤损，根据工艺标 准利用试块或者某一结构构造物对dB值进行调整的过程，称为灵敏度的调整。
I 1 CA2W 2 1 Zu 2 P2
医学影像技术《2超声医学成像技术的发展历史》
2超声医学成像技术的开展历史超声显像是50年代后期开展起来的一种新型非创伤性诊断的临床医学新技术。
它是研究和运用超声波的物理特性、成像原理以及人体组织器官的解剖、生理、病理特征和临床医学根底知识，以观察人体组织、器官形态和功能变化的声像表现，然后分析归纳，探讨疾病的发生开展规律，从而到达诊断与治疗疾病的目的。
早在1942年奥地利K T Dussi使用A型超声装置来穿透性探测颅脑，并于1949年成功地获得了头部包括脑室的超声图象11110 1951年Wild和Reid首先应用A型超声对人体检测并报道了了乳腺癌的回声图象[l2】。
1954年Donald应用超声波作妇产科检查，随后开始用于腹部器官的超声检查。
1965年Lallagen 首先应用Do31a1530m2.2 Aodulation Disodulation Disode超声诊断仪探头发射的声速必须进行扫查，加在显示器垂直方向的时基扫描与声束同步，以构成一幅二维切面声像图;<3医生根据由此得到的一系列人体切面声像图进行诊断，而不是用A型法得到的波形进行诊断。
在声像图中不同组织有不同的回声强度和不同程度的声衰减，而表现为不同的图形特征，以此来作为诊断的依据。
B型显示法依据探头不同距离的不同亮度的光点表示界面回声的强弱，即仅占用示波器一个方向的输入就显示了两种信息。
当探头发射多条声束时，将有一定角度的组织切面的回声信号反射至探头，仪器将不同角度的声束与单一声束的辉度信号分别施加给示波器或显像管的水平与垂直输入极板，就构成了组织的一维回波信号的二维或切面声像图。
当这种二维图像的更替频率到达一般电影或电视的速度时，我们就能够看到连续活动的心脏影像，故又称为实时灰阶二维B超成像。
1.2.4 M型超声心动图成像技术M型Motion Mode超声是应用单轴声波探测距离随时间变化的曲线，垂直方向代表距离或深度变化，水平方向代表扫描时间，从光点的移动及其状况来观察检测脏器的深度与病变情况。
超声波2级
一、是非题由于机械波是由机械振动产生的，所以波动频率等于振动频率 传声介质的弹性模量越大，密度越小，声速就越小 一般固体介质中的声速随温度升高而增大 频率相同的纵波，在水中的波长小于在钢中的波长 介质中形成驻波时，相邻两波节或波腹之间的距离是一个波长 在同种固体材料中，纵、横波声速之比为常数 材料的声阻抗越大，超声波传播时衰减越大 超声波垂直入射到平界面时，声强反射率与声强透射率之和等于 对同一个直探头来说，在钢中的近场长度比在水中的近场长度小10、超声波的波长越长，声束扩散角就越大，发现小缺陷的能力也就越强( 11、 声波源辐射的超声波，总是在声束中心轴线上的声压为最高12、 对同一声场而言，200mn 处①4长横孔的回波声压比 100mm 处①2长横孔的回波声压高 ()13、 轴类工件外圆径向探伤时，曲底面回波声压与同声程理想大平面声压相同 14、 超声波探伤中，发射超声波是利用正压电效应，接收超声波是利用逆压电效应( 15、 与普通探头相比，聚焦探头的分辨力较高 ( 16、 通用AVG 曲线适用于不同规格的探头( 17、 压电晶片的压电应变常数(d 33)大，则说明该晶片接收性能好( 18、 利用CSK-I A 试块上①50mm 孔与两侧面的距离，仅能测定直探头盲区的大致范围值为准()36、利用工件底波调节探伤灵敏度，当底面粗糙或有附着物时，将使底面反射率降低，底1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) )( ( ( ( ( ( ( ( (19、 测定组合灵敏度时，可先调节仪器的“抑制”旋钮，使电噪声平W 10%再进行测试双晶探头主要用于近表面缺陷的探测 ( 串列法探伤适用于检查平行于探测面的平面缺陷 ( 半波高度法用来测量小于声束截面的缺陷的尺寸(20、 21、 22、 23、 度24、 25、 26、27、28、29、30、行31、只有当工件中缺陷在各个方向的尺寸均大于声束截面时，才能采用测长法确定缺陷长 () 当钢板中缺陷大于声束截面时， 由于缺陷多次反射波互相干涉容易出现 “叠加效应” 复合钢板探伤时，可从母材一侧探伤，也可从复合材料一侧探伤()使用斜探头对轴类锻件做圆柱面轴向探测时，探头应用正反两个方向扫查( 锻件探伤中， 如缺陷引起底波明显下降或消失时， 焊缝探伤所用斜探头，当楔块底面前部磨损较大时，其 一般不采用从堆焊层一侧探测的方法检测堆焊层缺陷 JB/T4730-2005 JB/T4730-2005 JB/T4730-2005 规定： 规定： 锻件超声检测时机原则上应安排在热处理后，说明锻件中存在较严重的缺陷 ( K 值将变小()() 槽孔台阶加工前进 ()32、 2dB33、为I 级 JB/T4730-2005 规定： 计算缺陷当量时，当材质衰减系数超过4dB/m 时，不考虑修正() 对接焊缝超声探伤，当检测横向缺陷时，应将各线灵敏度均提高 ( ) 规定：对接焊缝探伤时，对最大反射波幅低于定量线的各类缺陷，均评 () 规定：锻件超声检测时，单个缺陷当量直径W ①4时，可不作记录( 35 JB/T4730-2005 规定：对材料厚度不同的对接焊缝进行缺陷等级评定时，以板厚的平均34、JB/T4730-2005波下降，这样调整的探伤灵敏度将会偏高 (37、对超声波而言，因为 C=f 入，所以超声波的频率越高，传播速越快 (38、 小径管通常采用 V 型坡口，未熔合多出现在坡口面上，一般一次波探伤检出，位置位 于探头另一侧 ( 39、 实际探伤中，为提高探伤速度减少杂波干扰，应将探伤灵敏度适当降低 ( 40、 根据 JB/T4730.3-2005 《承压设备无损检测》标准规定，饼形锻件的缺陷密集区是指： 在荧光屏扫描线相当于 50mm 声程范围内同时有 5个或5个以上的缺陷反射信号； 或是在 50mm X 50mm 的检测面上发现在同一深度范围内有 5个或5个以上的缺陷反射信号。
2超声医学成像技术的发展历史
2超声医学成像技术的发展历史超声显像是50年代后期发展起来的一种新型非创伤性诊断的临床医学新技术。
它是研究和运用超声波的物理特性、成像原理以及人体组织器官的解剖、生理、病理特征和临床医学基础知识，以观察人体组织、器官形态和功能变化的声像表现，然后分析归纳，探讨疾病的发生发展规律，从而达到诊断与治疗疾病的目的。
早在1942年奥地利K. T Dussik使用A型超声装置来穿透性探测颅脑，并于1949年成功地获得了头部(包括脑室)的超声图象11110 1951年Wild和Reid首先应用A型超声对人体检测并报道了了乳腺癌的回声图象[l2】。
1954年Donald应用超声波作妇产科检查，随后开始用于腹部器官的超声检查。
1965年Lallagen首先应用Doppler法检测胎心及某些血管疾病。
1973年荷兰Bon首先报道实时超声显像仪，它是最早真正用于检查诊断心脏病的切面实时超声显像仪[}31a 70年代脉冲多普勒与二维超声结合成双功能超声显像，能选择性获得取样部位的血流频谱。
快速傅立叶变换技术的应用，使得超声成像可以取得某些以前只有用侵入性方法才能获得的血流动力学数据。
80年代以来，超声诊断技术不断发展，应用数字扫描转换成像技术，图象的清晰度和分辨率进一步提高。
脉冲与连续频谱多普勒联合应用，近一步提高了诊断的准确性。
80年代彩色多普勒新技术的兴起，能实时地获取异常血流的直观图象，不仅在诊断心脏瓣膜疾病与先天性心脏疾病方面显示了独特的优越性，而且可以用于检测大血管、周围血管与脏器血管的病理改变，在临床上具有重要的意义。
1992年McDicken 等人率先提出多普勒组织成像技术，随后此技术被广泛应用于临床分析心肌活动的功能，为临床心脏疾病的诊断与治疗提供了一种安全简便、无创的检测手段[(81。
自60年代开始萌芽的三维超声技术在90年代开始成熟，出现了一些商业系统，并逐步用于临床，在很多应用领域表现出了优于传统二维超声的特性。
超声波检测方法分类与特点
可以获得这些物体内部结构声学特性的信息，超声成像技术将这些信息变成人眼可见的图像，即可以获得
不透光物体内部声学特性分布的图像。物体的超声图像可提供直观和大量的信息，直接显示物体内部情况，
且可靠性、复现性高，可以对缺陷进行定量动态监控。一般而言，超声成像方法是基于A型显示形成的工件
不同截面的图像显示，大都具有自动数据采集、自动数据处理和自动作出评价的功能。
P扫描实际上是一种同时显示C扫描图像（侧视）和D扫描图像（侧视）的商品化成像系统
3. ALOK超声成像
ALOK（德文）是“振幅一传播时间一位置曲线”的缩写，其成像基本原理如图5-17所示。在采集 数据时不加时间闸门，测量系统记下探头在各测量点Pi得到的回波串中所有的正峰值及其出现的时间。 ALOK允许32个不同的探头同时在线收集数据。成像和数据分析事后在计算机上进行。根据几何声学原理， 回波的传播时间r．k在重构空间中确定了圆心在测量点P。半径rik—Cik/V的一条圆弧。许多圆弧的交点就 是重构出的缺陷的像点，回波振幅用来对重建图像作修正。振幅修正后可提高信噪比约20 dB。
➢ 阵元探头相位控制，合成声束技术（移动，转角，聚焦，采样相控阵技术（SAMPLING PHASED ARRAY ）
1.B、C、D扫描成像
• 扇形B扫描 • 线形B扫描 • 组合B扫描
• B型显示（亮度-时间扫查记录）
• B型显示(斜探头PE平行扫查)
• B型显示(TOFD非平行扫查)
• 相控阵线扫和扇扫的B扫描成像
➢ 特点：自收自发或一发一收，显示测量接收脉冲信号的传输时间和幅度。 ➢ 应用：一般金属，非金属的无损检测。 ➢ 模拟A扫显示；传输延时比例；回波幅度比较 ➢ 数字化A扫显示；参数化控制和读数
超声仪器的调节与超声伪像
识别混响伪像的方法是：1、适当测动探 头，使声束勿垂直于胸壁或腹壁，可减少这 种伪像；2、加压探测，可见多次反射的间 距缩小，减压探测又可见间距加大。总之， 将探头适当侧动，并适当加压，可观察到反 射的变化，从而识别混响伪像。
2、振铃效应
胃肠道内的含气性内容物（如胃内食糜、肠 液、胆管内气体），由于声波在若干微气泡 间多次来回反射，产生的“彗星尾征”。
调整增益和滤波设置，以获得合适的彩色信号和最小的彩色噪音；
调整速度量程（PRF）和血流情况的基线一致。低的量程用于低速 血流，然而可能产生混叠。高的量程减少混叠，但是对慢速血流的 敏感性降低。
调整取样框（线）和探头的位置以获得合适的多普勒角度。如果做 速度测量时，角度应该是小于或等于60°
适当地调整脉冲多普勒取样容积大小以获得准确的速度。
三、 灰阶超声伪像
1、混响（reverberations）
混响伪像产生的条件：超声垂直照射到平整的界面 如胸壁、腹壁上，超声波在探头和界面之间来回反 射，引起多次反射。
混响的形态呈等距离多条？ 回声，回声强度依深度递 减。较弱的混响，可使胆囊、膀胱、肝、肾等器官 的表浅部位出现假回声；强烈的混响多见于含气的 肺和肠腔表面，产生强烈的多次反射伴有后方声影， 俗称“气体反射”。
但几乎不出现于血管后壁。有些小肿瘤如小 肝癌、乳腺纤维瘤后壁，亦可略见增强。
4、声影
在超声扫描成象中，当声束遇到强反射（如 含气肺）或声衰减程度很高的物质（如结石、 钙化、骨骼、瘢痕 ）时，在其后方出现条带 状无回声区即声影。边界清晰的声影对识别 瘢痕、结石、钙化灶和骨骼时很有帮肋；边 缘模糊的声影常是气体反射或彗星尾征的伴 随现象。
彩色反转是指将彩阶的红色和蓝色相对于基线进 行上下反转，此时朝向探头方向的血流显示为蓝 色，而远离探头的血流信号显示为红色。
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多普勒频移信号的解调
• 由于血流的速度远小于发射波声速，故要求解 调器能检测出频率为发射频率百分之一以下的 多普勒频移信号。另外由于在回波中杂波分量 的幅度通常比有用的多普勒频移信号大得多， 所以，还要求解调器检出被杂波所掩盖的多普 勒频移信号。 • 完成这一任务的方法很多，如非定向解调中有 相干解调和非相干解调；定向解调中有单边带 滤波法、外差法和正交相位解调法等。
彩色多普勒血流成像仪
• 实质：由B型超声成像系统和一个自相关 的速度测量系统、一个两维的彩色流速 成像系统组成。
彩色超声血流成像系统框图
彩色多普勒血流成像
• 工作原理 • 振荡器产生相差为π/2的两个正交信号分别与多 普勒血流信号相乘，其乘机经A/D变换成数字 信号，滤波处理，由自相关器做自相关检验。 检测结果送入速度计算器和方差计算器求出平 均速度，连同傅立叶变换后的频谱信息及B型 图像信息经数字扫描变换器处理。最后由彩色 处理器对血流资料编码，由彩色显示器显示相 关信息。
硅橡胶材料制作声透镜 及聚焦特性
一维电子相控阵聚焦原理
一维动态聚焦的缺陷
• 只能解决沿换能器阵元排列方向上的聚 焦。不能实现真正意义上的超声聚焦。 • 环阵技术可实现二维聚焦。使超声能量 聚焦在细长的区域内。提高了回波的信 噪比，改善了图像质量。同时，由于能 量的集中提高了声束的穿透能力，可获 得较好的轴向分辨力。
脉冲多普勒技术原理框图
彩色多普勒血流成像仪
• Color flow mapping,CFM或color doppler flow image,CDFI
• 特点：利用自相关技术得到血流的速度 信息，然后通过彩色的编码技术将血流 的速度信息叠加在B型图像的相应位置， 从而使血流和组织分别以彩色和黑白同 时显示出来，非常直观。
• 超声波诊断仪接收的是各个组织界面上的发射 信号，各界面的声阻抗差不同造成发射信号幅 度相差很大。 • 信号不断被组织反射、散射再加上扩散和吸收 的损失，强度衰减很快，使得在整个纵向扫描 过程中接收信号强度变化起伏很大。 • 随着扫描距离的增加，信号幅度不是单调下降 的，而是有些区域信号强，有些区域信号弱。 • 为了在整个画面上能获取合适的对比度，能显 示各部分的细节，要求在不同深度（距离）上 有不同的增益，以进行衰减补偿。
超声多普勒成像系统
• 工作原理：多普勒效应 • 基本过程：发射固定频率的脉冲或连续 超声波；提取频率已经变化的回波信号 （差频回声，差频回声强度）；将回波 信号与发射信号比较，提取两者的频率 差值及正负值。 • 主要类型：频谱多普勒和彩色多普勒血 流成像。
多普勒系统的结构框图
超声多普勒成像工作原理 ——信号处理过程
• 多普勒频移信号的输出与显示主要是频 谱显示，其他还有如主频显示、均值显 示、标准显示、能量指数显示等。 • 频谱显示型即频谱图。其中： 1）频移时间：以横坐标的数值表示，代 表血流持续的时间，单位为秒； 2）频移幅度：以纵坐标的数值表示，代 表血流速度的大小，单位为m/s或kHz；
频谱图
3）频移方向：以频谱中间的零位基线加以区分。 基线以上的频移信号为正值，表示血流方向朝 向探头；基线以下的频移信号为负值，表示血 流方向背离探头； 4）频谱强度：以频谱的亮度表示，反映取样容 积或探查声束内具有相同流速的红细胞相对数 量的多少。速度相同的红细胞数量越多，后散 射的信号强度越大，频谱的灰阶则越深； 5）频谱离散度：以频谱在垂直距离上的宽度表 示，代表某一瞬间取样体积或探测声束内红细 胞速度分布范围的大小。
波束形成器
• 经时间增益控制动态压缩后的多路信号 被送入波束形成器。 • 最简单的波束形成器是求和放大器。 • 波束形成器产生的波束是逐渐扩张的。 随着纵向扫描距离的增加，分辨力将逐 渐下降 。 • 需要对接收声波聚焦。方法：采取延时 技术和动态加权束控、动态聚焦。
回波信号的加权束控 技术形成波束
环阵技术原理示意图
动态孔径
• 小孔径换能器在近场的声束较细，但远场发散 严重。 • 大孔径换能器在近场声束较粗，但在远场发散 相对较小，优于小孔径换能器。 • 根据探测部位的不同，采用不同的换能器孔径， 就可以实现较好的成像效果。即“动态孔径” 技术。 • 动态孔径可以采用激励圆环阵换能器的部分或 全部阵元的方式实现。
动态孔径技术原理
动态频率扫描
• 提高超声波的频率可以改善成像的轴向 分辨力，但超声波在人体组织中的衰减 随其频率增高而加强，过高的频率导致 超声波的探测距离缩短。 • 动态频率扫描可以采用电子学方法，根 据不同的探测距离选用适当的发射频率， 从而获得最佳成像效果。
数字扫描变换器 digital scan converter,DSC
超声成像系统的采样体积
换能器波束的聚焦
• 机械聚焦：凹形换能器、声透镜 • 相控阵电聚焦：环阵技术、动态聚焦、 动态加权束控、动态孔径
θ ＝arcsin(0.61 λ / a)
声束的发散情况
声束的聚焦
• 声透镜。可实现声聚焦，使声束变细，特别是 焦点附近的声束特性可明显改善。可提高系统 的侧向分辨力。但是焦距不可变，且聚焦范围 小。 • 一维电子聚焦。人为改变各个换能器单元的电 激励时间差（即相位），可以获得较好的声束 聚焦特性，其焦点位置可由电激励信号调节， 获得全程聚焦效果，即“动态聚焦”。
【 医 学 影 像 系 统 】
超声成像系统
B型超声波诊断仪
B型超声诊断仪• B型超声的声束扫描方式及扫描线的形成 两种扫描方式：机械扫描和电子扫描 机械扫描：摆动式和转子式 电子扫描：线阵电子扫描和相控阵电子 扫描
各种声束扫描换能器探头
时间增益控制
具有DSC功能的B型超声系统
扇形扫描的DSC方式
• 特点：其回波信号呈极坐标形式，信号 样本点与显示象素点的位置不是一一对 应。 • 需要进行坐标变换和数据插补。
回波信号采样点与显示象素点 之间的位置关系
坐标变换
• 方法：大图像存储器方案 • 坐标变换电路完成从极坐标（R,θ）到直角坐 标（x,y）的变换，回波数据按照给出的（x,y） 地址写入一个与显示象素一一对应的图像存储 器中，然后在视频同步信号的控制下逐行读取 图像存储器，经过数据插补后，将数据送往监 视器显示。 • 缺点：占用存储器大、图像后处理灵活性差、 数据插补精度不高。
其它超声成像技术
• • • • • • P型超声诊断仪 彩色多普勒能量图 多普勒组织成像 超声谐频回波成像 三维超声成像 超声CT
超声图像质量的评价
• 超声探测的分辨能力 空间分辨力 细节分辨力 对比分辨力 时间分辨力 • 超声诊断图像的伪影
空间分辨力
• 纵向分辨力：是指在声束轴线上对前后 相邻两点的分辨能力，也称轴向分辨力。 • 横向分辨力：表示分辨与声束轴线垂直 的横向平面上左右两个点的能力。由声 束的直径决定。 • 侧向分辨力：指可分辨与声束垂直且与 扫描平面平行的直线上两点的最小距离。 侧向分辨力等于声束的侧向宽度。
超声频谱图
连续多普勒超声仪
• 工作原理 • 连续波正弦振荡电路产生与发射换能器 谐振频率相同的频率信号，激励换能器 产生超声束。 • 活动目标反射和散射的回波信号接收后 经高频放大器进行放大，然后通过解调 器提取多普勒频移信号，再经低通滤波 获取纯的多普勒信号。
连续波多普勒系统工作框图
连续多普勒信息的表达
• • • • 扫描格式变换 扫描速度变换 由图像存储器和相应的坐标变换电路组成 线阵扫描的DSC原理比较简单。线阵探头中的 阵元按顺序发射和接收超声波。扫描线对应图 像存储器的列地址，每条扫描线上的采样点对 应图像存储器的行地址，采样值按列依次写入 图像存储器的行地址，显示时按行依次从行存 储器中读出数据。
• 音频多普勒超声：通过声音的音调等信息表达 血流的速度和性质。 • 单一曲线法：通过慢速扫描示波器以曲线的方 式显示血流的平均速度和最大速度及随时间的 变化情况。 • 定向：可显示血流速度和流向。 • 显像：结合超声成像技术，可测定血流速度和 流向，同时显示活动血管或器官图像。
脉冲多普勒显像仪
• 工作原理 • 主振荡器产生频率为F0的正弦波振荡信号，在 脉冲重复频率发生器控制下，通过发射控制门 将连续的正弦波信号调制成一定宽度的矩形脉 冲调制波，其重复周期为Tp。 • 由放大后的脉冲调制波激励换能器发射超声波 束。 • 分时接收不同的回波信号并按照连续波的解调 处理方法，可以获得不同深度距离的血管内的 血流信息，实现对血管的定位。
作 业
• 简述超声波产生的物理原理，并解释为什么在 医学超声成像中只能应用纵波的原因。 • 阐明扇形B型超声波成像的基本过程，主要结 构和功能单元及其作用。 • 在超声仪器的设计过程中，采用了哪些技术来 实现对声束的聚焦及其它改善成像质量的方法。 • 查阅文献并简单介绍超声波在临床诊断和治疗 领域的应用概况。
动态计算聚焦技术
扇形扫描B型超声诊断仪
• 扇形扫描超声诊断仪分为机械扇形扫描 和相控阵扇形扫描两大类。 • 其主要特点是探头尺寸较小，可以置于 胸部肋骨之间，特别适用于胸腔的诊断 成象。也可以用于腹部或其他部位，其 缺点是近场视野较小。
换能器与波束形成技术
• 换能器的性能及工作模式将直接影响超声图像 的分辨力 • 换能器发射的超声脉冲实际上是一个拖着尾巴 的持续一定时间的信号，并非理想的脉冲 • 由于换能器固有的尺寸影响，使声束也具有相 应尺寸 • 声束从整体上看，类似于一颗“子弹”。在超 声成像系统中，子弹的大小称为采样体积。 • 采样体积的长度将决定系统的轴向分辨力，宽 度将决定系统的侧向分辨力。
多普勒频移信号的分析处理