超声成像设备概述
超声US
（二）超声波三个主要物理量： ①波长（λ ）； ②频率（f）； ③声速（c）。
• 声速（超声在介质中的传导速度，也可说 超声在人体中传导的穿透力）与频率及波 长有一定关系：c = f ·λ
医学上正是通过探查某些组织的深度或大 小来判断病灶的性质和状况。
• 一般超声波在固体中传播速度最快>软组 织、液体>气体。
• 例如：头颅骨3360m/s>人体软组织（体 液、血液）1540m/s > 空气332m/s。
根据公式：c = f ·λ
• 频率越高，波长越短，穿透力越差， 但分辨力越高，适合于浅表器官的探查。
• 频率越低，波长越长，分辨力越低， 但穿透力越好, 适合于心脏等深部脏器 的探查。
波长：决定了成像的极限分辨率 频率：决定了成像的组织深度
1）正压电效应
在正电材料的一定方向上，加上机械力使 其发生形变，压电材料的两个受力面上将 产生符号相反的电荷；改变用力方向，电 荷的极性随之变换，电荷密度与外加机械 力的大小成正比，这种因机械力作用引起 表面电荷效应，称为正电效应。在医学上， 超声的接收就是利用正压电效应，即把超 声对压电材料表面的机械力转换成电信号。
目前应用的超声多
普勒胎心率监护仪和 超声多普勒血流仪正 是根据上述原理设计 的。其中超声波发射 又可分为连续波和脉 冲波两种。用连续多 普勒仪器构成的血管 二维扫描基本上是一 个平面图，它代表血 管在皮肤上的投影。
连续波多普勒仪器成像原理框图
脉冲超声多普勒血流仪的采样距离、采 样体积都可以调节，所以可以得到某一深 度某一范围内的血流信息，既能显示被测 血流的深度，又能产生血管腔的横断面像 和纵断面像。显示方式有波形显示和动态 声谱图显示。波形显示有正向血流、反向 血流和正反向血流，幅度代表速度大小， 水平方向代表时间。还可监听多普勒血流 声，声调高表示血流速度快，声调低表示 血流速度慢。
第七章-超声成像设备
（二）与普通声波比较的优势：
①由于超声波的频率高，因而波长很短，它可以像 光线那样沿直线传播，使我们有可能只向某一确 定的方向发射超声波；
②由于超声波所引起的媒质微粒的振动，即使振幅 很小，加速度也很大，因此可以产生很大的力量。
超声波的这些特性，使它在近代科学研究、工业生产和 医学领域等方面得到日益广泛的应用。例如：我们可以利用 超声波来测量海底的深度和探索鱼群、暗礁、潜水艇等。在 工业上可以用超声波对金属内部的气泡、伤痕、裂缝等缺陷 进行无损检测。在医学领域可以进行超声灭菌、超声清洗、 超声雾化等。更重要的是做成各种超声诊断仪器和治疗仪器。
3、实时成像 能高速实时成像，可以观察运动的器官，并节省 检查时间。
4、使用方便，费用较低，用途广泛。
第一节 概述 医学超声设备根据工作原理的不同，主 要分为三类： 一、脉冲回波法 ➢诊断信息来源于组织界面的反射和散射。 ➢根据显示方式分为：A型、M型、和A超：幅度调制型 它采用单探头发射单束超声脉冲，将所获得的由各
M型超声诊断仪
皮肤
探头
深度
时间
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M型超声诊断仪成像原理的特点：
1. M超众的深度扫描信号（锯齿波信号）不像A 超那样加到X偏 转板，而是加到Y轴偏转板上，于是扫描线是从上向下扫描， 回波信号（亮度）距顶部的距离表示被探查组织界面的深度。
2. 接收电路的输出信号不是加到X或Y偏转板，而是加到亮度调 至栅极。当有回波信号出现时，并不像A超那样显示波形而是 显示亮点，亮点的强弱代表回波信号的幅度，多个界面的回 波形成一系列垂直亮点。
因此，在声波的传播过程中，当遇到两种 不同媒质的界面时，要发生发射、折射， 他们遵守反射、折射定律。
• 反射波强度与入射波强度 之比，为反射系数，用air表 示。
超声成像设备培训
超声成像设备培训1. 简介超声成像设备是一种常用的医疗设备，广泛应用于临床诊断中。
它利用超声波在人体组织中的传播特性，产生图像，从而帮助医生观察和诊断患者的疾病。
本文将介绍超声成像设备的基本原理、使用方法和注意事项，旨在提供一些培训指导。
2. 基本原理超声成像设备通过发射高频超声波并接收其回波来生成影像。
它的基本原理是利用声波在不同组织中的传播速度不同，以及声波在组织间的反射、吸收、散射等特性。
设备通过控制超声波的发射和接收，根据回波信息重建图像。
3. 设备使用方法超声成像设备使用方法相对简单，以下是一般步骤：3.1 准备工作在开始使用超声成像设备之前，需要先进行以下准备工作：•确保设备处于正常工作状态，如检查电源是否连接、设备是否通电等。
•检查超声探头，确保其与设备连接良好。
•准备好清洁消毒液等清洁用品，对探头进行清洁和消毒。
3.2 操作步骤以下是超声成像设备的一般操作步骤：1.打开设备电源并等待设备启动完成。
2.选择合适的扫描模式，如B超、彩超等。
3.根据需要，设置扫描深度、增益、灵敏度等参数。
4.将液体或凝胶涂于探头表面，以改善声波的传播。
5.将探头轻轻与患者皮肤紧密接触，适当调整探头方向和角度。
6.在监控屏幕上观察图像，并根据需要进行扫描的范围和方向调整。
7.扫描完成后，关闭设备并清理探头。
4. 注意事项在使用超声成像设备时，需要注意以下事项：1.操作人员应熟悉设备的使用方法和操作流程，并定期进行培训和更新知识。
2.确保设备和探头的使用环境干燥、整洁，避免水或其他液体进入设备内部。
3.在进行超声检查时，应该遵循无创原则，避免对患者造成不必要的伤害。
4.注意探头的清洁和消毒，以防止交叉感染的风险。
使用完毕后，应及时清洗和消毒探头。
5.超声成像设备存在辐射风险，因此操作人员应佩戴防护装备，如手套、围脖等，以降低辐射对自身的影响。
5. 结论超声成像设备是临床常用的诊断工具，通过了解其基本原理、使用方法和注意事项，可以帮助操作人员更好地使用该设备，提高诊断准确性，保障患者的安全和健康。
超声成像设备-概述
1950年代
开始应用于医学领域，主要用 于心脏检测。
1970年代
随着计算机技术的发展，超声 成像技术逐渐成熟，广泛应用
于医学诊断领域。
2000年代
随着数字化技术的普及，数字 化超声成像设备逐渐取代了模
拟设备，成为主流产品。
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不同类型的超声成像设备
医用超声成像设备
诊断型超声成像设备
用于对人体内部进行无创、无痛、无 辐射的检查，提供高清晰度的二维图 像，帮助医生诊断各种疾病。
随着技术的进步，超声波的频率有望 进一步提高，这将有助于获取更精细 的图像。
实时三维成像
实时三维超声成像技术将得到进一步 发展，提供更全面的立体信息，有助 于医生更准确地判断病情。
人工智能与机器学习
人工智能和机器学习技术将被引入到 超声成像设备中，以提高图像质量和 诊断准确性。
应用像设备
利用超声波的物理特性，对病变组织 进行热疗、机械效应治疗等，以达到 治疗目的。
工业用超声成像设备
检测型超声成像设备
用于检测材料内部的结构和缺陷，广泛应用于金属、陶瓷、复合材料等领域的 检测。
清洗型超声成像设备
利用超声波的振动和空化作用，对物体表面进行高效清洗，广泛应用于机械、 电子、化工等领域。
固。
定期对设备进行除尘，保持设 备内部清洁。
定期对探头进行清洁和保养， 以保证图像质量。
常见故障与排除方法
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设备无法开机
检查电源线是否连接良好，如有问题及时更换或 修复。
图像质量差
检查探头是否正常工作，如有问题及时更换或修 复；同时检查设备设置是否正确，如对比度、亮 度等参数是否合适。
设备无法与电脑连接
分辨率有限
描述超声设备结构原理与分类
描述超声设备结构原理与分类
超声设备是一种利用超声波进行成像或治疗的医疗设备。
它由控制系统和图像显示系统组成。
超声设备的工作原理是通过产生高频声波，这些声波经过人体组织后被接收器接收。
将接收到的信号转换为电信号，并通过控制系统进行处理和分析。
最后，处理后的信号通过图像显示系统显示出来，供医生进行观察和诊断。
根据其应用领域和功能，超声设备可以分为以下几类：
1. 超声诊断设备：用于医学影像学，用于诊断和评估人体内部的器官和组织结构。
它包括超声探头、显像器和控制系统等部分。
2. 超声治疗设备：用于治疗肌肉骨骼系统的损伤和疾病，如超声物理治疗仪。
它通过超声波的热效应或机械效应来促进组织修复和康复。
3. 超声手术设备：用于进行微创手术或介入治疗，如超声刀。
它通过聚焦的超声波能量来切割或凝固组织，达到手术治疗的目的。
4. 超声清洗设备：用于工业领域，通过超声波的机械效应来清洗物体表面或孔隙中的污垢和杂质。
总之，超声设备通过利用超声波的特性，在医疗、工业和科学研究等领域起着重要作用。
不同类型的超声设备具有不同的结构和功能，可以根据需求选择合适的设备。
超声设备的原理
超声设备的原理超声设备是一种利用超声波进行成像或治疗的医疗设备，在医学领域中具有广泛的应用。
它的原理基于超声波在组织中的传播和反射特性，通过不同的信号处理和成像算法，使医生能够观察到人体内部的结构，并对疾病进行诊断和治疗。
本文将详细介绍超声设备的原理。
一、超声波传播原理超声波是一种在20kHz到1GHz频率范围内的声波，相比于可听到的声波频率范围（20Hz到20kHz），超声波具有更高的频率和更短的波长。
超声波在组织中的传播基于两种基本原理：声速和声阻抗。
声速是指声波在某种介质中传播的速度，它受介质密度和弹性模量的影响。
不同的组织具有不同的声速，这使得超声波在组织之间传播时会发生折射和反射。
声阻抗是指声波在介质之间传播时界面的阻力。
当声波从一个介质传播到另一个介质时，如果两者的声阻抗不同，会发生反射和折射。
这种反射和折射现象使得超声波可以在组织中产生回波，从而形成超声图像。
二、超声设备的成像原理超声设备通过发射超声波脉冲并接收回波信号来生成图像。
一般而言，超声设备由超声发射器、超声传感器、信号处理器和显示器等主要部件组成。
首先，超声发射器会发射一系列的超声波脉冲。
这些脉冲会经过人体组织，并在组织内的不同结构上发生反射或折射。
接下来，超声传感器会接收到这些反射回波信号。
传感器中的压电晶体能够将机械振动转换为电信号，并将接收到的回波信号转化为电信号传输到信号处理器。
信号处理器对接收到的电信号进行放大、滤波和数字化处理。
由于超声波传播的速度非常快，信号处理器能够在非常短的时间内对回波信号进行处理，并生成高质量的图像。
最后，经过处理的图像被传输到显示器上，医生可以通过观察显示器上的图像来进行诊断和治疗。
三、超声设备的应用超声设备在医学领域中有着广泛的应用。
它可以用于产前检查，通过观察胎儿的图像来检查是否存在异常情况。
此外，超声设备还可以用于内窥镜检查，通过插入超声探头来观察人体腔内的结构，并帮助医生进行手术操作。
《医疗器械概论》 第二篇第3章 医用超声设备
第四节 医用超声诊断设备的通用要求
2.成像质量要求
（1）B/M模式 ⑤切片厚度：指垂直于扫查平面方向上显示的组织厚度。 ⑥几何位置精度：指显示和测量目标实际尺寸和距离的准确度，包括横向几何位置 精度、纵向几何位置精度。 ⑦M模式的时间显示误差。
熟悉 超声波的特性、典型的超声诊断设备 了解 医用超声治疗设备、医用超声诊断设备的通用要求
第三章 医用超声设备
第一节 超声基本概念
第一节 超声基本概念
1. 简介
（1）声波：声波是物体机械振动状态（或能量）的传播形式。 声波产生的两个条件： 声源 ---------------------------- 传播介质
（3）超声波的产生 ①自然界中：昆虫、哺乳动物（如海豚、蝙蝠）能发出超声；风声、海浪声、喷气 飞机的噪声等含有超声成分。 ②临床：压电晶体材料制成的超声探头。
第节 超声基本概念
1. 简介
（4）超声波的临床应用 ①超声诊断：利用超声在人体中传播的物理特性，对人体内部脏器或病变进行体层 显示，获取活体器官和组织的断面解剖图像，据此对疾病进行诊断。
第三章 医用超声设备
杨鹏飞 高级工程师 理学院计算机教研室、宁夏医科大学总医院核医学科
第三章 医用超声设备
目录
第一节 超声基本概念 第二节 医用超声诊断设备 第三节 医用超声治疗设备 第四节 医用超声诊断设备的通用要求
第三章 医用超声设备
学习目标
掌握 超声波的定义、医用超声诊断的原理、超声波的生 物效应
（cm2.s）]。
临床应用中使用超声耦合剂减少探头和皮肤间的声阻抗
请解释医用成像设备的工作原理及应用
请解释医用成像设备的工作原理及应用医用成像设备是一种非常重要的医疗设备，通过不同的技术原理，可以帮助医生对患者进行准确的诊断和治疗。
本文将解释医用成像设备的工作原理及应用。
一、X射线成像设备X射线成像设备是常见的医用成像设备之一，它工作的原理是利用X射线的穿透能力，将患者体内的结构图像显示出来。
具体工作步骤如下：1. 发射X射线：X射线发射器会产生高能量的X射线束，它们经过滤波器和减压阀控制，调整射线的能量和强度。
2. 穿透人体：患者需要躺在X射线成像设备的检查台上，X射线束穿透患者的身体，并被放置在其后方的探测器接收。
3. 探测信号：接收到的X射线通过探测器转化为电信号，并传送给计算机进行处理。
4. 图像形成：计算机对接收到的信号进行处理和重建，最后以图像的形式显示在显示器上，供医生进行诊断。
X射线成像设备应用广泛，常用于检查骨骼、胸部、腹部、头部等部位的病变。
它可以帮助医生发现肿瘤、骨折、肺炎等疾病，对于外伤和内部异常的诊断具有重要价值。
二、超声波成像设备超声波成像设备利用了超声波在不同部位组织中传播速度不同的原理，通过声波的回波信号来生成图像。
其工作原理如下：1. 发射声波：超声波成像设备的探头会发射高频声波，并通过患者的皮肤传入体内。
2. 回波信号接收：声波在体内组织中传播时，会遇到不同的介质边界，部分声波会反射回来，这些回波信号被探头接收。
3. 信号处理：探头接收到的回波信号会转化为电信号，并传送给计算机进行处理。
4. 图像重建：计算机根据接收到的信号进行处理和分析，最终以图像的形式显示在显示器上。
超声波成像设备在产科、心脏病学、肝脏病学等领域具有广泛应用。
它可以帮助医生观察胎儿发育、检测心脏病变、评估肝脏病变等，是一种无创的成像手段。
三、磁共振成像设备磁共振成像设备是一种利用核磁共振原理来获取图像的设备。
其工作原理如下：1. 生成磁场：磁共振成像设备通过产生强大的恒定磁场，使人体内的水分子的核自旋进入平衡态。
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07.04.2020
医学超声仪器原理讲义
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2 医学超声设备的分类
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医学超声仪器原理讲义
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A型超声
A型超声诊断仪因其回声显示采用幅度调制 (Amplitude Modulation)而得名。
A型显示是超声诊断仪最基本的一种显示方式， 即在阴极射线管(CRT)荧光屏上，以横坐标代表 被探测物体的深度，纵坐标代表回波脉冲的幅度， 故由探头(换能器)定点发射获得回波所在的位置 可测得人体脏器的厚度、病灶在人体组织中的深 度以及病灶的大小。
医学超声仪器原理讲义
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医学超声仪器原理讲义
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连续波（CW）
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脉冲波 c
f
脉冲宽度 脉冲间隔
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医学超声仪器原理讲义
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扫描方向 探头
A模式显示 亮度调节 B模式显示
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主要内容
1. 超声成像基本原理——超声回波法 2. 医学超声设备的分类 3. 超声诊断仪的主要参数
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医学超声仪器原理讲义
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超声成像基本原理 ——超声回波法
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医学超声仪器原理讲义
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因此，M型超声诊断仪采用辉度调制的方法，使 深度方向所有界面反射回波用亮点形式在显示器 垂直扫描线上显示出来，随着脏器的运动，垂直 扫描线上的各点将发生位置上的变动，定时地采 样这些回波并使之按时间先后逐行在屏上显示出 来。
图中可以看出，由于脏器的运动变化，活动曲线 的间隔亦随之发生变化，如果脏器中某一界面是 静止的，活动曲线将变为水平直线。
A模式显示 亮度调节 B模式显示
回波强度
扫描方向
生物体 超声波传播方向
时间
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医学超声仪器原理讲义
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医学超声仪器原理讲义
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C型超声
C 型扫查，又称C型显示，“特定深度扫 查”(constant depth mode)。
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医学超声仪器原理讲义
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医学超声仪器原理讲义
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M型超声诊断仪对人体中的运动脏器，如心 脏、胎儿胎心、动脉血管等功能的检查具 有优势，并可进行多种心功能参数的测量， 如心脏瓣膜的运动速度、加速度等。但M型 显示仍不能获得解剖图像，它不适用于对 静态脏器的诊查。
回波强度
扫描方向
生物体 超声波传播方向
时间
超声回波法示意图
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医学超声仪器原理讲义
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仪器基本框图
探头
接收
显示
发射
时钟
记录
发射通道：时钟电路（同步脉冲发生器）、发射 器（高频脉冲发生器）、换能器（探头）
接收通道：接收换能器、射频放大器（RFA）、 检波及抑制电路、视频放大器（UFA）
与B型扫查一样都是辉度调制的二维切面象 显示方式，所不同的是 B 型扫查所获得的
是超声波束扫查平面本身的切面象，即纵 向切面象。
可惜由于 C 型扫查的灵敏度较低，显象速 度不易提高，使 C 型扫查技术的发展受到 限制。
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医学超声仪器原理讲义
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医学超声仪器原理讲义
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M型超声诊断仪发射和接收工作原理与A型有些相 似，不同的是其显示方式。对于运动脏器，由于 各界面反射回波的位置及信号大小是随时间而变 化的，如果仍用幅度调制的A型显示方式进行显 示，所显示波形会随时间而改变，得不到稳定的 波形图。
超声回波法
把几兆赫至几十兆赫的高频声脉冲发射到生物体 内，再接收反射波（回波），这种方法称为超声 脉冲回波法。
脉冲宽度：几微秒 脉冲间隔：几百微秒（接收放大器处理回波的时间） 脉冲回波法最早较早是应用于雷达和声纳。 回波时间 t、探测距离 L 的关系，c 为声速
t
2L c
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医学超声仪器原理讲义
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B型超声
为了获得人体组织和脏器解剖影像，继A型超声 诊断仪应用于临床之后，B型、P型、BP型、C型 和F型超声成像仪又先后问世，由于它们的一个共 同特点是实现了对人体组织和脏器的断层显示， 通常将这类仪器称为超声断层扫描诊断仪。
虽然B型超声成像诊断仪因其成像方式采用辉度 调制(Brightness Modulation)而得名，其影像所显 示的却是人体组织或脏器的二维超声断层图(或称 剖面图)，对于运动脏器，还可实现实时动态显示。
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医学超声仪器原理讲义
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扫描方向 探头
根据回波的其他一些特征，如波幅和波密度等， 还可在一定程度上对病灶进行定性分析。
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医学超声仪器原理讲义
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医学超声仪器原理讲义
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由于A型显示的回波图，只能反映局部组织 的回波信息，不能获得在临床诊断上需要 的解剖图形，且诊断的准确性与操作医师 的识图经验关系很大，因此其应用价值已 渐见低落，即使在国内，A型超声诊断仪也 很少生产和使用了。
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医学超声仪器原理讲义
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M型超声
M型超声成像诊断仪适用于对运动脏器，如 心脏的探查。由于其显示的影像是由运动 回波信号对显示器扫描线实行辉度调制， 并按时间顺序展开而获得一维空间多点运 动时序（motion-time）图，故称之为M型 超声成像诊断仪，其所得的图像也叫做超 声心动图。