超声基础知识介绍

彩色色多普勒成像
CFM
快 色色标 迎向 慢 背向 快
平均值
• 彩色色血血流成像（CFM）是在二二维声像图上叠加彩色色实时血血流显像 • 每一一个彩色色的点表示示小小区域内血血液流量的平均值，不同的颜色色代表不同的速度 • 通常红色色表示示朝向探头的血血流方方向，蓝色色表示示背离探头血血流方方向
发射 反射
物 体
探头的种类
－电子子线阵：用用于小小器官、血血管及术中。 －电子子凸阵：也称弯曲线阵，与线阵的区别在于 基元是弯曲的。用用于腹部和妇产科。
－电子子相控阵： 相控阵方方式是通过连续变换延时线来得 到产生生超声波束的不同角角度。主要用用 于心心脏,颅脑。
－电子子微凸阵： 与电子子凸阵探头工工作原理相同. 主要用用于 腔内扫查.
20KHz
1MHz
30MHz
400MHz
可听⻅见声音音 耳耳朵 无无损探伤
超 声 频 段 图像诊断 声学显微镜
三棱镜
4.声学技术的应用用
声纳
海洋
无无法显示示图像。您的计算机可能因内存不足足而而无无法打开图像，或图像已遭损坏。请重新启动计算 机，然后再次打开该文文件。如果仍然显示示红色色 x ，则可能需要删除此图像，然后重新插入入该图 像。
连续波多普勒(CW) Continuous Wave
Ø 发射与接收是各自自分开的两个晶片片 Ø 沿着整个声束的⻓长度监听返回的信号， 无无距离分辨 Ø 测高高血血流速度不会有混叠现象，最大大量 程约 15 ~ 20 m/s
单晶片片 皮皮肤
双晶片片 皮皮肤
v
θ
血血管
vwk.baidu.com
θ
血血管
识图
超声切面面理解
图像分析
远
探 头
近
λ＝C / f
λ－超声波波⻓长；C－超声波声速 f －超声波频率。 波⻓长：一一个波的⻓长度。 频率：单位时间内的周数（重复次数）
低频
分辨率 穿透力力 更强
更差
高高频
更好
无无法显示示图像。您的计算机可能 因内存不足足而而无无法打开图像，或 图像已遭损坏。请重新启动计算 机，然后再次打开该文文件。如果 仍然显示示红色色 x ，则可能需要 删除此图像，然后重新插入入该图 像。
彩色色多普勒
受角角度影响、受其他运动影响、易混迭
能量多普勒及与彩色色多普勒的区别
能量多普勒基本原理：
是取其红细胞的能量总积分，配以红色色成为血血流 信息的图像显示示。彩色色亮度表示示多普勒信号能量的大大小小。 血血流信号显示示与血血流方方向无无关
二二者的区别：
• 彩色色多普勒—速度信息，能量多普勒—能量信息。 • 显示示与血血流方方向的关系： 彩色色多普勒—有关（红迎蓝离），能量多普勒—无无关 显示示与角角度及混叠的关系 彩色色多普勒—有关， 能量多普勒—无无关
衬套
匹配层 声透镜
2. 压电效应：是指具有压电特性的材料(陶瓷、石石英)
在受到外界压力力后，在其受压端面面产生生电压；在其端面面 施加交变电信号时，其端面面会产生生机械振动，发出声波。
电缆 背衬材料 压电陶瓷(基元)
3. 工工作原理：
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用在基元上，使基元两端 产生生电信号，通过电缆传送至至主机处理、显示示。
超声原理
超声波仪器的成像原理
• 探头发射声波 • 不同组织界面面反射声波 • • • 探头接收声波 信号处理（主机） 显示示图像（显示示器）
二二、超声原理
1. 基本原理：
超声基本原理与回声原理相同。 2. 超声频率与波⻓长：
无无法 显示示 图 像。 您的 计算 机可 能因 内存 不足足 而而无无 法打
超声基础知识
声波
内容
• 声波 • 超声原理 • 超声系统组成 • 探头种类 • 成像模式 • 识图
一一、声波
1. 概念：声波是一一种机械振动，可以通过介质进行行传播。 2. 声音音频谱 0Hz 20Hz 次声频段 地震波
3. 超声的特性 • 超声的折射：超声从甲介质进入入乙乙介质时，传播方方向发生生偏离。 • 超声的反射：超声在遇到两种介质界面面时，传播方方向在一一种介 质中发生生偏转。 • 传播速度： 超声在水水中的传播速度－1540米米/秒( 20°C ) 超声在空气气中传播速度－344米米/秒( 20°C ) 反射 折射 镜子子
TXM
TXM
RCV
如果接收体向着振动源运动，则接收 到的频率将高高于发射频率。
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非常有价值。主要用用于检测心心脏、血血管内血血液的流向， 流速及流量。 主要包括以下三种：-彩色色血血流成像(CF) -脉冲多普勒(PW) -连续波多普勒 (CW)
监视器
探头 操作面板 主机
探头
探头
用用于超声的探头也称为换能器，是用用来产生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心。
1. 结构：详⻅见右图所示示。
其中：压电陶瓷－发射/接收超声波；声透镜－轴向 聚焦；背衬材料－防止止产生生超声波反向振动；匹配层 --减少超声传播中的多重反射.
频谱多普勒
多普勒波包括以下含义(数据) －速度 －速度范围（宽度） －血血流量大大小小 －血血流方方向
一一个心心跳周期
宽的速度范围
快 迎向 基准线 逆流 快 最高高峰 时间 慢 背向
收缩 舒张 舒张结束
脉冲波多普勒和连续多普勒
脉冲波多普勒（PW） Pulse Wave
Ø 发射和接收是同一一个晶片片 Ø 卓越的距离分辨率 (Range Resolution) Ø 流速测量上限值受奈奎斯特频率限制 Ø 脉冲重复频率（PRF）决定流速的测量 范围，极限约 5 ~ 7m/s
横断面面 矢矢状面面 冠状面面 任意断面面
探头标志
• • 探头标志 超声图像方方位
切面理解—肝肾间隙
超声二二维图像
• 图像左右 • 图像上下（近-远） • 无无回声→强回声
图像显示示方方位
纵断面
左侧代表人人体头侧 右侧代表人人体尾侧 上部代表人人体浅部 下部代表人人体深部
1.
A模式（A超）：显示示界面面回声的幅度（Amplitude），称为振幅调制型。
A型是以脉冲波的幅度来显示示回声的高高低，可 用用于测量组织界面面的深度（距离）和反应界面面 的组织基本特性。
探头
((
))
反射波
用用途： A型脉冲超声诊断仪现用用于颅脑和眼科检查。 特点： 方方便、快捷。
A型显示
2. B模式(Brightness)：
无无法显示示图像。您的计算机可能因内存不足足而而无无法打开图 像，或图像已遭损坏。请重新启动计算机，然后再次打开 该文文件。如果仍然显示示红色色 x ，则可能需要删除此图像， 然后重新插入入该图像。
潜艇
5. 超声诊断的优点
• 安全、无无辐射。适用用于胎儿儿诊断。 • 设备可移动，成本低。 • 实时成像 • 通过扫描角角度变化，获得更佳的图像。 • 多普勒－检测血血流量信息。
是一一种亮度的模式。其图像由不同亮度的点所组成的直线构成。点的亮度代表接收 到回声的振幅。通过连续扫描，二二维的剖面面图像不断地被更新，这就是实时B模式。
换能器
监视器
Line 1 Line 2 Line 3 Line 4 Line 5 Line 6 Line 7 Line 8
Line
1 2 3 4 5 6 7 8
3. M模式：
M模式中的M表示示运动，M模式通过B模式图象 来显示示一一个光标，然后在以时间为轴线的波形图 上表示示其运动状态。通常M模式用用于检测心心脏及 胎儿儿的心心率。
M - Mode used to monitor the Ventricle Motion
多普勒（Doppler）原理
• 1. 多普勒效应：振动源和接收体有相对运动时,所接收到的声波频率不同于振源所发射 • 的声波频率,其差别与相对运动的速度有关,这就是多普勒效应。多普勒 效应是奥地利科学家多普勒于1842年首首先提出
横断面
左侧代表人人体右侧 右侧代表人人体左侧
人人体组织的声像学特征
• 无无回声 （无无反射型）—血血液，积液，囊液等 • 低回声 （少反射型）— 皮皮下脂肪层等 • 等回声 （等反射型）— 肝、脾 • 高高回声 （较多反射）—血血管壁, 针尖等 • 强回声 （多反射型）—骨骨骼，结石石 • 极强回声（全反射型）—肺、胃肠道（含气气）
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子控制产生生扫描波束并且通过延时线对波束进行行聚焦。
不同探头的成像原理
相控阵 31
0 63
脉冲
0 1 2
n
Θ
成像模式
超声模式（A超、B超、M超）
在监视器上显示示的超声图像是二二维图像，这与CT和核磁共振所形成的图像相同。 超声图像有以下几几种模式：
更弱
3. 超声波的衰减：
超声波的衰减与传播距离成正比比；与频率的2/3方方成正比比。
高高频衰减大大，低频衰减小小（穿透力力强）
超声系统的组成
超声系统
主机
延时线路 脉冲发射/接收
监视器
处理
滤波器、对数放大大 器、时间增益控制
记录设备
探头
DSC
数字扫描转换器
录像机
打印机
彩色色打印机
存储
硬盘、磁光盘 图象档案管理