09中南大学大学物理实验：B型超声成像实验
医学超声成像技术课件
头颅骨
3360
3. 声压与声强
（1）声压。 对于一无吸收介质的平面波，有波动时压强的最大值与没有波动作用时各点压强的差值称为压强振幅，由式4-2确定： （4-2） 式4-2表明，声压振幅与介质密度、质点的振动速度（简称振速）的最大值及波速c成正比。
20.00
1.6
肺
41.00
1.0
系统原理：利用超声波在传播路线上遇到介质的不均匀界面能发生反射的物理特性检测回波信号，并对其进行接收放大和信号处理，最后在显示器上显示。 脉冲回波成像系统主要分为三部分： 换能器、信号处理部分、显示和记录部分。
4.2 医学超声成像技术
4.2 医学超声成像技术
四维医学超声成像技术
图4-7 四维医学彩色超声诊断仪实物
图4-8 四维医学彩色超声诊断仪显示图像
4D医学彩色超声成像技术同其它超声诊断过程相比，主要是可以实时的观察人体内部器官的动态运动。
眼球玻璃体液
0.10
6～30
血液
0.18
10
脂肪
0.63
0.8～7.0
延髓(顺纤维)
0.80
1.7～3.4
脑组织
0.85
0.9～3.4
肝脏
0.94
0.3～3.4
肾脏
1.00
0.3～4.5
脊髓
1.00
1.0
肌肉(顺纤维)
1.30
0.8～4.5
颅骨
声阻抗和电学中电阻抗相似，声压相当于电压， 声速相当于电流强度。
4．声阻抗
表4-2 人体组织及相关物质的声阻抗
介 质
B型超声成像课件
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系本人改正。
§天文学家埃德温·哈勃发现：不同距离 的星系发出的光，颜色上稍稍有些差别。 远星系的光要比近星系红一些，即波长 要长一些，这种现象被称为“哈勃红 移”。它说明，各星系正以很高的速度 彼此飞离。
而在自相关处理中，用探测时间差异来解决这个问 题：脉冲发射过程中，前后两个相邻脉冲之间的时间差 Δt，包含了探测目标的运动方向与速度等变量因素，最 后反映在回波脉冲波形的相位差异上，由此通过脉冲自 身相位差的关系解得血流方向和速度的方法称作自相关 处理技术。
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§ 火车从身旁的铁路上呼啸而过时，会使我们非常明显 地听出鸣叫着的汽笛声突然间由尖锐变得低沉起来。
§ 当火车驰向我们时（V为正），我们所听到的汽笛声 （f1′）要比火车固定不动时的声音（f）尖锐一些（Δf1 ＞0， f1′＞ f ）；当火车背向我们驰去时（V为负）， 所听到的汽笛声（f2′）要比原来的声音（f）低沉一些 （Δf2＜0，f2′＝f2′＜ f ）。
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b超实验报告
b超实验报告B超实验报告一、实验目的通过B超技术对人体进行超声波成像，了解B超的原理和应用。
二、实验仪器和材料1. B超设备2. 纸张和笔三、实验原理B超（B-mode ultrasound）是一种无创、无辐射的医学成像技术，通过超声波在组织中的传播和反射来得到影像。
它可以用于检测和观察人体内脏器官、血管、胎儿等结构，并能提供实时动态影像。
四、实验步骤1. 打开B超设备，调整成像参数，如频率、增益、深度等。
2. 将探头涂抹适量的凝胶，以提高超声波的传导性。
3. 将探头轻轻贴在实验者的皮肤上，保持平稳并适当施加压力。
4. 通过观察B超图像，辨认并描述其显示的结构和特征。
5. 拍摄并保存感兴趣的图像或视频。
6. 关闭B超设备，清洁探头和皮肤。
五、实验结果通过B超技术，我们成功观察到了人体的内部结构，并得出以下结论：1. B超可以清晰地观察到人体器官的位置、形状和大小。
2. 不同组织和器官的反射程度不同，因此在图像上表现出不同的亮度和阴影。
3. B超可以实时观察器官的运动和功能，如心脏的跳动、胎儿的活动等。
六、实验分析与讨论B超是一种非常有用的医学诊断技术，它具有以下优点：1. 无创伤：B超不会对人体造成任何伤害，是一种安全的检查手段。
2. 无辐射：B超不使用X射线等有害辐射，对人体没有放射性危害。
3. 实时性：B超可以提供实时的动态影像，有助于观察器官的运动和功能。
4. 操作简便：B超设备易于操作，可以在短时间内获得良好的图像质量。
然而，B超也存在一些局限性：1. 对组织深度有限制：B超的有效深度通常在几厘米到几十厘米之间，对于深埋在组织内部的结构很难观察到。
2. 对组织分辨率有限：B超的分辨率相对较低，不能清晰地显示微小结构。
3. 受体质和体形限制：不同人群的体质和体形对B超的成像效果会有一定影响，肥胖、气胀等病情或因素可能降低图像质量。
七、实验总结通过这次B超实验，我们对B超的原理和应用有了初步的了解。
医学超声物理实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解超声波的基本原理及其在医学领域的应用。
2. 掌握超声波检测设备的使用方法。
3. 学习如何进行超声波成像技术操作。
4. 分析超声波在人体组织中的传播特性。
5. 通过实验，验证超声波在医学诊断中的有效性。
二、实验原理超声波是一种频率高于20000Hz的声波，其传播速度受介质密度和弹性模量等因素影响。
在医学领域，超声波广泛应用于诊断、治疗和手术等方面。
本实验主要利用超声波成像技术对人体组织进行观察和分析。
三、实验仪器与设备1. 超声波诊断仪2. 探头3. 被测物体（如：人体模型、水槽等）4. 记录纸和笔四、实验步骤1. 将探头连接到超声波诊断仪上，调整仪器参数，如：探头频率、深度等。
2. 将探头放置在被测物体表面，调整探头位置，确保探头与被测物体接触良好。
3. 开启超声波诊断仪，观察屏幕上的图像，记录图像信息。
4. 改变探头位置和角度，观察不同部位的图像，分析超声波在人体组织中的传播特性。
5. 对比不同被测物体的图像，验证超声波在医学诊断中的有效性。
五、实验结果与分析1. 实验结果显示，超声波在人体组织中的传播速度与介质密度和弹性模量有关。
在人体软组织中，超声波的传播速度约为1540m/s。
2. 通过调整探头位置和角度，可以观察到不同部位的图像，如：心脏、肝脏、肾脏等。
这些图像为临床诊断提供了重要依据。
3. 实验结果表明，超声波在医学诊断中的有效性较高，可用于检测多种疾病，如：肿瘤、心脏病、肝胆疾病等。
六、实验结论1. 超声波是一种在医学领域具有重要应用价值的声波技术。
2. 超声波成像技术能够对人体组织进行实时、无创、高分辨率的观察和分析。
3. 超声波在医学诊断中的有效性较高，可用于检测多种疾病，为临床诊断提供了重要依据。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意保持探头与被测物体接触良好，避免产生干扰信号。
2. 调整探头位置和角度时，要缓慢、平稳，以免影响图像质量。
3. 实验过程中，注意观察屏幕上的图像，及时记录相关信息。
B超影像实验
B超影像实验【实验目的】1、学习B型超声诊断仪的使用；2、用B型超声诊断仪观测实体的图像；3、用B型超声诊断仪测量距离；【仪器与器材】便携式超声诊断仪台1台，水槽1个，带孔乒乓球1个，皮蛋1个，铁块2个。
【原理与说明】超声是超过正常人耳能听到的声波，频率在20000赫兹（Hertz，Hz）以上。
超声检查是利用超声的物理特性和人体器官组织声学性质上的差异，以波形、曲线或图像的形式显示和记录，借以进行疾病诊断的检查方法。
40年代初就已探索利用超声检查人体，50年代已研究、使用超声使器官构成超声层面图像，70年代初又发展了实时超声技术，可观察心脏及胎儿活动。
超声诊断由于设备不似CT或MRI设备那样昂贵，可获得器官的任意断面图像，还可观察运动器官的活动情况，成像快，诊断及时，无痛苦与危险，属于非损伤性检查，因之，在临床上应用已普及，是医学影像学中的重要组成部分。
不足之处在于图像的对比分辨力和空间分辨力不如CT和MRI高。
本教材只介绍灰阶超声成像（grey scale ultrasonic tomography）。
一、超声的物理特性超声是机械波，由物体机械振动产生。
具有波长、频率和传播速度等物理量。
用于医学上的超声频率为2.5～10MHz，常用的是2.5～5MHz。
超声需在介质中传播，其速度因介质不同而异，在固体中最快，液体中次之，气体中最慢。
在人体软组织中约为150m/s。
介质有一定的声阻抗，声阻抗等于该介质密度与超声速度的乘积。
超声在介质中以直线传播,有良好的指向性.这是可以用超声对人体器官进行探测的基础。
当超声传经两种声阻抗不同相邻介质的界面时其声阻抗差大于0.1%,而界面又明显大于波长,即大界面时,则发生反射,一部分声能在界面后方的相邻介质中产生折射,超声继续传播,遇到另一个界面再产生反射,直至声能耗竭。
反射回来的超声为回声。
声阻抗差越大，则反射越强，如果界面比波长小，即小界面时，则发生散射。
超声在介质中传播还发生衰减，即振幅与强度减小。
物理超声波实验报告册
一、实验目的1. 了解超声波的基本原理及其产生机制；2. 掌握用相位法测量超声波声速的方法；3. 学会用逐差法处理数据；4. 测量超声波在介质中的吸收系数及反射面的反射系数；5. 运用超声波检测声场分布。
二、实验原理超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，其具有良好的方向性、穿透力强、易于获得较集中的声能等特点。
在均匀弹性介质中，声波以一定的速度传播，其速度与介质的性质有关。
超声波的传播速度可以通过测量声源与接收器之间的距离以及声波往返时间来计算。
三、实验仪器与设备1. 超声波发生器；2. 超声波接收器；3. 示波器；4. 信号发生仪；5. 尺子；6. 数据采集卡；7. 计算机。
四、实验步骤1. 连接实验仪器，调试超声波发生器和接收器；2. 测量声源与接收器之间的距离；3. 设置信号发生仪，产生超声波信号；4. 打开示波器，观察接收到的超声波信号；5. 记录超声波信号的相位差；6. 利用相位法计算超声波声速；7. 使用逐差法处理数据；8. 测量超声波在介质中的吸收系数及反射面的反射系数；9. 运用超声波检测声场分布。
五、实验数据及处理1. 测量声源与接收器之间的距离：L = 1.0 m；2. 超声波信号的相位差：Δφ = 90°；3. 超声波声速：v = L / Δt = 340 m/s；4. 超声波在介质中的吸收系数：α = 0.1 dB/m；5. 反射面的反射系数：R = 0.9。
六、实验结果与分析1. 通过实验，我们了解了超声波的基本原理及其产生机制；2. 掌握了用相位法测量超声波声速的方法，并通过实验验证了该方法的有效性；3. 学会用逐差法处理数据，提高了数据处理能力；4. 测量了超声波在介质中的吸收系数及反射面的反射系数，为后续实验奠定了基础；5. 运用超声波检测声场分布，加深了对超声波应用的认识。
七、实验总结本次实验通过测量超声波声速、吸收系数及反射系数，了解了超声波的基本原理和应用。
b型超声成像基本原理
• 工作原理 • 垂直偏转板加慢扫描(锯齿)电压,水平偏转板加 调制扫描电压.回波电脉冲放大检波后加在显象管 栅极上调制水平扫描线的亮度,即可在光屏上看到 深度方向一组动点的位移随时间的变化图形. • 基本结构? • •
M型超声心动图片
第五节 超声多普勒诊断仪简介
• 一.Doppler效应 • 发声体与接收者有相对运动时,接收者接收到的 频率与发声体发出的频率不同的现象. • 声速方向与运动方向同一直线: • f=(c±v)f0/(c-+u) f0发射频率; f为接收频率. • 声速方向与运动方向有夹角: • f=(c±vcosθ1)f0/(c-ucos θ2) • C:声速 u: 发声体运动速度 • v: 接收者运动速度
多普勒效应
频率随波源与观测者运动而改变的现象叫多普勒效应。
• 二.多普勒频移公式: • fD=2vf0cosθ/c • fD =f-f0 • 设法测出fD,可求出运动速度V • 三.彩色多普勒超声诊断仪 • 特点: 在B型图像上叠加血流速度信息,流速快 慢用不同颜色标记. • 红色: 血流方向向外; 蓝色:血流方向向内; • 绿色及亮度:表示血流速度分布的分散程度. • 黄色:流向朝外速度分散 • 青色:流向朝内速度分散 • 配湍流声响
1.王磊,冀敏.医学物理学[M].北京:人民卫生出 版社,2013 2.陈亚珠,黄耀熊.医学物理学[M].北京:高等教 育出版社,2005 3. 吉强,洪洋.医学成像物理学[M].北京:人民卫 生出版社,2013 4.谢谢!二 B超结构框图
三. B型超声显像仪的工作原理
• 由垂直\水平扫描电路发出的信号分别加在显象 管的垂直/水平偏转板上,形成均匀光栅. • 超高频脉冲信号加在探头上,发出的脉冲超声细 束沿体表直线移动,同时探头接收回波脉冲. • 回波电脉冲经放大,检波,深度补偿后按顺序加 在显象管的栅极,调制光屏上深度扫描线上对应点 的亮度,形成自上而下的光点群,同步脉冲使探头的 发射\深度扫描\栅极回波三信号同步,若扫描线足 够多,帧频足够大,即可在光屏上显示一幅断面图像.
B型超声像工作原理
B型超声成像的工作原理摘要：人耳的听觉范围有限度，只能对20-20000赫兹的声音有感觉，20000赫兹以上的声音就无法听到，这种声音称为超声。
和普通的声音一样，超声能向一定方向传播，而且可以穿透物体，如果碰到障碍，就会产生回声，不相同的障碍物就会产生不相同的回声，人们通过仪器将这种回声收集并显示在屏幕上，可以用来了解物体的内部结构。
利用这种原理，人们将超声波用于诊断和治疗人体疾病。
在医学临床上应用的超声诊断仪的许多类型，如A 型、B型、M型、扇形和多普勒超声型等。
B型是其中一种，而且是临床上应用最广泛和简便的一种。
通过B超可获得人体内脏各器官的各种切面图形比较清晰。
B超比较适用于肝、胆肾、膀胱、子宫、卵巢等多种脏器疾病的诊断。
B超检查的价格也比较便宜，又无不良反应，可反复检查。
关键字：B超原理成像图像处理工作原理1．原理超声波在碰到障碍物的时候，会有回声产生，回声会因障碍物的不同而各自不同，并可以通过特定的仪器进行收集，以图像的方式显示在屏幕上，从而利用其特性对物体内部结构加以分析。
据此，我们可以和用超声波来对人体的疾病加以诊断并进行相应的治疗。
当超声波在人体内通过各组织进行传播时，人体不同组织所造成的声学差异，会使超声波在各组织交界面的地方发生反射，绕射及衰减现象，声源和接收器间的相对位置的变化也会导致多普勒频移。
B型超声波足超声中的一种，广泛应用于临床，并且具有简单方便的优点。
当前超声诊断仪有很多型号，扫查方法也多种多样，对反射、散射等信号进行采集，并以图像的形式对各种组织与病变彤态加以呈现，依托病理学与临床医学的专业知识，在观察和分析的基础上，找到特定的反射规律，从而准确判断出病变的部位和性质。
我们利用B超町以得到人体内部器官的清晰的截面图形。
B超因其价格便宜，不很反应几乎没有，得到较为广泛的应用，尤其足对于肝、胆、肾等实质性器官以及卵巢、子宫等妇科的检查和诊断。
线阵扫描和相控扇扫的原理当下，线阵扣描和相控扇扫是人们常用的B超系统的两种扫描方式。