B超--超声设备成像原理知识重点 PPT课件
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超声成像原理课件
这与脉冲宽度有关（脉冲宽度=脉冲时 间×超声声速=波长），宽，则分辨率下降。 只有当两个障碍物（或病灶）相距大于脉冲 宽度的1/2时，超声才能分别产生两个回声。
2024/6/7
《超声成像原理》PPT课件
38
2、侧向分辨力
指在与声束轴线垂直的 平面上，在探头长轴方向上 的分辨力。能分辨相邻两点 （两个病灶）间的最小距离。
13
超声仪器
探头原理
定义：是将电能转换成超声能，同时将也可将超声能转 换成电能的一种器件。
2024/6/7
2006年6月5日星期一
《超声成像原理》PPT课件
收超声能 超声，转利 声能利换用 。量用成逆
转正超压 换压声电 成电能效 电效发应 能应射将 接将超电
14
14
超声场特性 P171 1、声轴 2、声束 3、束宽 4、近场及特性 5、远场及特性
2024/6/7
《超声成像原理》PPT课件
39
（3）横向分辨率（厚度分辨力）：
指在与声束轴线垂直的 平面上，在探头短轴方向的 分辨力。为与侧向分辨力在 一平面上，是相互垂方向轴 线上的分辨力。
2024/6/7
《超声成像原理》PPT课件
40
谢谢各位
2024/6/7
《超声成像原理》PPT课件
2024/6/7
《超声成像原理》PPT课件
8
超声原理
彩色编码技术是由红、蓝 、绿三种基本颜色组成，当频 移为正时，以红色来表示，而 兰色则表示负的频移。
图像特征
2024/6/7
在显示屏上以不同彩色显示不
《超声成像原理》PPT课同件的血流方向和流速。 P1899
9
超声仪器
探头原理
----压电效应P169
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《超声成像原理》PPT课件
38
2、侧向分辨力
指在与声束轴线垂直的 平面上，在探头长轴方向上 的分辨力。能分辨相邻两点 （两个病灶）间的最小距离。
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超声仪器
探头原理
定义：是将电能转换成超声能，同时将也可将超声能转 换成电能的一种器件。
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2006年6月5日星期一
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收超声能 超声，转利 声能利换用 。量用成逆
转正超压 换压声电 成电能效 电效发应 能应射将 接将超电
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超声场特性 P171 1、声轴 2、声束 3、束宽 4、近场及特性 5、远场及特性
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39
（3）横向分辨率（厚度分辨力）：
指在与声束轴线垂直的 平面上，在探头短轴方向的 分辨力。为与侧向分辨力在 一平面上，是相互垂方向轴 线上的分辨力。
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超声原理
彩色编码技术是由红、蓝 、绿三种基本颜色组成，当频 移为正时，以红色来表示，而 兰色则表示负的频移。
图像特征
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在显示屏上以不同彩色显示不
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超声仪器
探头原理
----压电效应P169
B超基础知识ppt课件
B超基础知识ppt课件目录•B超概述•B超设备与技术•B超检查方法与步骤•常见疾病B超表现及诊断•B超新技术与新应用•B超操作规范与安全防护01B超概述B超定义与原理B超定义B超，即B型超声，是利用超声波在人体组织中的反射、折射等物理特性，通过电子扫描和信号处理，将人体内部结构的回声信息以图像形式显示出来的一种医学影像技术。
B超原理B超设备发射高频超声波，当超声波遇到人体组织时，会产生反射、折射和散射等现象。
不同组织对超声波的反射能力不同，通过接收和处理这些反射回来的超声波信号，B超设备可以生成人体内部结构的二维图像。
20世纪初，科学家们开始研究利用超声波进行医学诊断的可能性。
早期探索20世纪50年代，随着电子技术的发展，B 型超声诊断仪得以问世，实现了对人体内部结构的实时动态观察。
技术突破20世纪70年代以后，B 超技术不断完善和成熟，逐渐在医学领域得到广泛应用。
广泛应用B 超发展历程妇产科心血管内科腹部外科其他领域B 超应用领域01020304B 超在妇产科领域应用广泛，可用于检查胎儿的发育情况、胎位、胎盘位置等。
B 超可用于心脏和大血管疾病的诊断，如心脏瓣膜病、心肌病、冠心病等。
B 超可用于腹部脏器疾病的诊断，如肝、胆、胰、脾等脏器的炎症、结石、肿瘤等。
B 超还可应用于泌尿科、儿科、眼科等多个医学领域，为疾病的诊断和治疗提供重要依据。
02B超设备与技术B超设备组成及功能用于显示超声图像，提供医生观察和诊断的依据。
包括发射电路、接收电路、信号处理电路等，是B超设备的核心部分。
将电能转换为超声能，并将反射回来的超声能转换为电能，供主机处理。
如打印机、录像机等，用于输出超声图像和记录诊断过程。
显示器主机探头其他附件凸阵探头线阵探头相控阵探头腔内探头探头类型与特点扫描范围大，适用于腹部等较大区域的检查。
可实现电子聚焦和电子扫描，适用于心脏等复杂结构的检查。
分辨率高，适用于血管、小器官等精细结构的检查。
b超ppt课件
质量得到显著提升。
B超的应用领域
妇科
子宫、卵巢等妇科 疾病的诊断。
心血管
心脏和大血管的检 查，评估血流动力 学状态。
腹部
肝、胆、胰、脾等 脏器的检查。
产科
胎儿生长发育的监 测和特殊妊娠的诊 断。
浅表器官
甲状腺、乳腺、睾 丸等浅表器官的检 查。
02
B超的工作原理
B超的物理基础
超声波
B超基于超声波的物理特性 ，利用高频声波显示人体 内部结构。
声波传播
声波在介质中传播时，遇 到不同组织会产生反射、 折射和散射，形成回声。
声波特性
超声波具有方向性、穿透 力强、衰减慢等特性，能 够穿透软组织并显示其内 部结构。
B超的探头结构
探头类型
B超探头通常为线阵式或相控阵式 ，根据不同检查部位选择不同类 型的探头。
探头材料
探头由压电晶体或陶瓷等材料制成 ，能够将电信号转换为超声波。
频率选择
根据检查部位和目的，选择不同频 率的探头，以获得最佳的分辨率和 穿透深度。
B超的成像原理
回声接收
探头接收来自人体内部 组织的回声，并将回声
信号转换为电信号。
A/D转换
图像处理
图像解读
电信号经过放大和A/D 转换后，转换为数字信
号。
数字信号经过图像处理 系统，形成B超图像，并
在显示器上显示。
感谢您的观看
THANKS
医生通过视察B超图像， 解读人体内部结构、形
态部B超
肝胆胰脾B超
用于检查腹部脏器如肝脏、胆囊、胰 腺和脾脏的形态、大小、有无占位性 病变等。
泌尿系B超
胃肠B超
用于检查胃肠道蠕动情况、胃壁厚度 及有无占位性病变等。
B超的应用领域
妇科
子宫、卵巢等妇科 疾病的诊断。
心血管
心脏和大血管的检 查，评估血流动力 学状态。
腹部
肝、胆、胰、脾等 脏器的检查。
产科
胎儿生长发育的监 测和特殊妊娠的诊 断。
浅表器官
甲状腺、乳腺、睾 丸等浅表器官的检 查。
02
B超的工作原理
B超的物理基础
超声波
B超基于超声波的物理特性 ，利用高频声波显示人体 内部结构。
声波传播
声波在介质中传播时，遇 到不同组织会产生反射、 折射和散射，形成回声。
声波特性
超声波具有方向性、穿透 力强、衰减慢等特性，能 够穿透软组织并显示其内 部结构。
B超的探头结构
探头类型
B超探头通常为线阵式或相控阵式 ，根据不同检查部位选择不同类 型的探头。
探头材料
探头由压电晶体或陶瓷等材料制成 ，能够将电信号转换为超声波。
频率选择
根据检查部位和目的，选择不同频 率的探头，以获得最佳的分辨率和 穿透深度。
B超的成像原理
回声接收
探头接收来自人体内部 组织的回声，并将回声
信号转换为电信号。
A/D转换
图像处理
图像解读
电信号经过放大和A/D 转换后，转换为数字信
号。
数字信号经过图像处理 系统，形成B超图像，并
在显示器上显示。
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THANKS
医生通过视察B超图像， 解读人体内部结构、形
态部B超
肝胆胰脾B超
用于检查腹部脏器如肝脏、胆囊、胰 腺和脾脏的形态、大小、有无占位性 病变等。
泌尿系B超
胃肠B超
用于检查胃肠道蠕动情况、胃壁厚度 及有无占位性病变等。
超声原理和成像特点PPT
胆囊结石
肋骨
超声引导介入技术
（Ultrasound guided interventional technique）
长轴与短轴
• 长轴与短轴描述的是扫描时目标结构与超声束平面的位置关系，当目标结构长轴与超声 束平面平行即为长轴扫描，当目标结构长轴与超声束平面垂直即为短轴扫描。 • 这两种扫描方法各有优势，长轴扫描便于确定目标结构的走形方向和深浅，短轴扫描便 于确定目标结构与周围结构的位置关系。
的信号，无距离分辨 ➢ 测高血流速度不会有混叠现象
，最大量程约 15 ~ 20 m/s
双晶片
v
皮肤 血管
脉冲波多普勒和连续多普勒
PW
CW
彩色多普勒—彩色多普勒组织成像法（TDI）
与CDFI不同点在于采用血流滤波器代替壁滤波器去除低幅高频的血流信息而保 留高幅低频的组织运动信息，一般用来观察心肌组织运动情况。显示的速度范围在 0.03~0.24m/s。
脉冲波多普勒和连续多普勒
脉冲波多普勒（PW） ➢ 发射和接收是同一个晶片 ➢ 卓越的距离分辨率 ➢ 流速测量上限值受奈奎斯特频
率限制 ➢ 脉冲重复频率（PRF）决定流速
的测量范围，极限约 5 ~ 7m/s
单晶片
v
皮肤 血管
连续波多普勒(CW) ➢ 发射与接收是各自分开的两个
晶片 ➢ 沿着整个声束的长度监听返回
人体不同组织的声学特点
• 皮肤和皮下组织：均一的高回声。 • 外周神经： ✓超声下外周神经呈蜂窝状或束状结构，由低回声的神经纤维和高回声的神经内结缔组织
构成。 ✓一般锁骨以上的外周神经呈低回声，锁骨以下的呈高回声。 ✓神经束膜鉴别神经，与神经直径关系最为密切的参数是身高，与超声成像质量最为密切
超声成像原理PPT课件
超声波在人体中传播时产生的现象
1、反射：大界面对入射超声产生反射现 象。
2、全反射：全反射发生时不能使声束进 入第二介质，而出现“折射声影”。
3、折射：由于人体各种组织、脏器中的 声束不同，声束在经过这些组织间的大 界面时，产生声束前进方向的改变，称 为折射。
精选
17
精选
18
4、散射：小界面对入射超声产生散射现 象。散射无方向性。
（1）A型：基本已淘汰。 （2）B型：为辉度调制型。也称二维超声。
一个平面由X轴和Y轴形成的坐标表 示，Y轴代表时间，X轴代表范围。将单 条声束传播途径中遇到各个界面所产生 的一系列散射和反射回声的强度，在示 波屏时间轴上以光点的辉度表达。声束
精选
24
顺序扫切脏器时，每一单条声束线上的光点群 按次分布在X轴上，形成一切面声像图。
1、波长：λ 2、频率：f 3、声速：c。声波在人体中平均速度为
1540m/s 三者关系：c=λ*f
精选
11
（三）人体组织的声学参数
1、密度： 2、声速： 3、声阻抗(Z)：介质的密度（ ρ ）与介质
中声速（ c ）的乘积。 即：Z＝ρ×c (Kg/m2·s）
精选
12
声阻抗是超声诊断中最基本的物理量， 声像图中各种回声图像都主要由于声阻 抗差别造成。
5、衍射：又称绕射。超声波通过一到两 个波长的物体，其传播方向将偏离原来 的方向。
精选
19
6、衰减：吸收、散射、声束扩散 7、多普勒效应（Doppler效应）： 8、非线性传播：
精选
20
（六）超声图像形成
超声传播系通过介质中粒子的机械振动 进行的，它不同于电磁波，故在真空中 不能传播。
Doppler于1842年首先提出，用于阐明振 动源与接收器之间存在相对运动时，所 接受的振动频率因为运动而发生改变的 物理现象。
超声成像原理与技术.pptx
第18页/共76页
晶片的振动模式
• 伸缩振动（厚度、长度、径向) • 切变振动(厚度切变、面切变） • 弯曲振动（厚度弯曲，长度弯曲） • 能陷振动 • 在临床中，不同器官组织要用不同的探头。 • 这是学习超声诊断十分重要的技术。
第19页/共76页
五、探头的分类
• （一）、按工作原理分 • 脉冲回波探头 • 多普勒式探头 • （二）、按结构分 • 机械探头与电子探头 • （三)、按用途分 • 眼科、腹部、妇产科等 • （四)按振子单元数分单元探头，多元探头（线阵、
第15页/共76页
第16页/共76页
第17页/共76页
第二节 超声探头（换能器）
• 一、作用：机械能与电能相互转换完成发射或接收超声波的任务 • 二、结构：换能器、壳体、电缆、其它部件（如电机、位置检测器）等。
主体（压电振子、吸收层、保护层）与壳体（外壳、电缆、接插部件） 两部分。 • 三、原理：发射超声波和接收超声波 压电效应：晶片施力在端面上出现电荷。 逆压电效应：晶片上施加正弦交变电压引起 晶片振动，发射超声波。 • 四、压电材料与压电振子 压电材料物理上都是弹性体，物理特性方向各异，有的方向有压电效应， 有的方向无。 • 压电材料：压电单晶体（天然石英、电石类，人工制造硫酸锂，铌酸 锂），压电陶瓷（许多不同单晶体构成，一定温度范围有压电效应，如
不同的位置反射回波强弱用一条曲线表示，该曲线称为
超声心动曲线。
第46页/共76页
三、M型超声诊断仪的基本结构
• 主控电路： • 接收电路： • 发射电路： • TGC： • 深度扫描电路: • 点阵时表电路: • 时间扫描电路: • 探头: • 显示器: • 电源:
第47页/共76页
多参数M型超声心动图仪 （书187页）
晶片的振动模式
• 伸缩振动（厚度、长度、径向) • 切变振动(厚度切变、面切变） • 弯曲振动（厚度弯曲，长度弯曲） • 能陷振动 • 在临床中，不同器官组织要用不同的探头。 • 这是学习超声诊断十分重要的技术。
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五、探头的分类
• （一）、按工作原理分 • 脉冲回波探头 • 多普勒式探头 • （二）、按结构分 • 机械探头与电子探头 • （三)、按用途分 • 眼科、腹部、妇产科等 • （四)按振子单元数分单元探头，多元探头（线阵、
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第二节 超声探头（换能器）
• 一、作用：机械能与电能相互转换完成发射或接收超声波的任务 • 二、结构：换能器、壳体、电缆、其它部件（如电机、位置检测器）等。
主体（压电振子、吸收层、保护层）与壳体（外壳、电缆、接插部件） 两部分。 • 三、原理：发射超声波和接收超声波 压电效应：晶片施力在端面上出现电荷。 逆压电效应：晶片上施加正弦交变电压引起 晶片振动，发射超声波。 • 四、压电材料与压电振子 压电材料物理上都是弹性体，物理特性方向各异，有的方向有压电效应， 有的方向无。 • 压电材料：压电单晶体（天然石英、电石类，人工制造硫酸锂，铌酸 锂），压电陶瓷（许多不同单晶体构成，一定温度范围有压电效应，如
不同的位置反射回波强弱用一条曲线表示，该曲线称为
超声心动曲线。
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三、M型超声诊断仪的基本结构
• 主控电路： • 接收电路： • 发射电路： • TGC： • 深度扫描电路: • 点阵时表电路: • 时间扫描电路: • 探头: • 显示器: • 电源:
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多参数M型超声心动图仪 （书187页）
2024版B超基本知识培训讲义PPT课件
•B超概述与原理•B超设备结构与操作•超声图像识别与解读技巧•临床应用场景与案例分析目•诊断报告书写规范及沟通技巧•法律法规与伦理道德要求录B超定义及发展历程B超定义发展历程B超工作原理简介超声波发射与接收01信号处理与图像生成02伪彩处理与图像优化03B超在医学领域应用临床诊断介入治疗术中监测科研与教学探头主机显示器外设接口B超设备主要组成部分开机前准备开机操作患者准备030201探头选择图像调节检查过程设备操作流程及注意事项结束检查注意事项常见故障排查与处理方法设备无法开机检查电源插头是否插好，电源线是否损坏；检查保险丝是否熔断；联系专业维修人员进行检修。
图像模糊或失真检查探头是否损坏或老化；调整图像参数；清洗探头表面；联系专业维修人员进行检修。
无回声信号检查探头与主机连接是否稳固；检查患者检查部位是否涂抹耦合剂；调整探头位置或角度；联系专业维修人员进行检修。
设备死机或卡顿关闭设备并重新启动；清理设备内存；联系专业维修人员进行检修。
01020304肝脏胆囊胰腺脾脏肝内圆形或椭圆形无回声区，壁薄光滑，后方回声增强胆囊内强回声团，后方伴声影，可随体位改变而移动胰腺肿大，轮廓不清，内部回声减低，胰管扩张脾脏体积增大，内部回声均匀或不均匀肝囊肿胆囊结石胰腺炎脾肿大超声图像质量评估标准分辨率对比度均匀性伪像妇产科B超检查应用举例孕早期检查确定胚胎着床位置，评估胚胎大小及发育情况，排除宫外孕等异常妊娠。
孕中期检查观察胎儿生长发育情况，包括胎头、胎体、四肢长骨等测量，评估胎儿大小与孕周是否相符。
孕晚期检查了解胎儿在宫内的安危情况，包括胎盘成熟度、羊水量、脐带血流等，为分娩方式提供依据。
心血管系统B超检查应用举例心脏瓣膜检查心脏结构检查了解各瓣膜形态、结构、启闭功能及有无狭窄或关闭不全等病变。
血管检查泌尿系统检查观察肾脏、输尿管、膀胱等器官的形态、结构，评估有无结石、积水、占位等病变。
腹部脏器检查如肝脏、胆囊、胰腺、脾脏等脏器的形态、大小、回声等，评估有无炎症、结石、肿瘤等病变。
B超彩超的原理ppt课件
B超彩超的原理
1
首先让我们谈谈什么是超声波，大家知道人耳能 听到的声音频率为20Hz----20KHz，低于20Hz的 声波为次声波，人耳是听不到的，高于20KHz的 声波为超声波，人耳也是听不见的。超声波之所 以被广泛用于医疗领域是因为他有许多奇妙的特 点：
1.由于超声波频率高、波长短，他可以像光那样沿 直线传播，使得我们有可能向某已确定方向上发 射超声波。
2.声波是纵波，可以顺利地在人体组织里传播。
3.超声波遇到不同的介质交接面时会产生反射波。
这些特点构成了今天超声仪器在医学领域广泛应
用的基础。
2
B超成像的基本原理就是：向人体发射一组超声波， 按一定的方向进行扫描。根据监测其回声的延迟 时间，强弱就可以判断脏器的距离及性质。经过 电子电路和计算机的处理，形成了我们今天的B 超图像。
B超的关键部件就是我们所说的超声探头(probe)， 其内部有一组超声换能器，是由一组具有压电效 应的特殊晶体制成。这种压电晶体具有特殊的性 质，就是在晶体特定方向上加上电压，晶体会发 生形变，反过来当晶体发生形变时，对应方向上 就会产生电压，实现了电信号与超声波的转换。
3
下面是一个B超的一般原理图：一般的B超工作过 程为：当探头获得激励脉冲后发射超声波，（同 时探头受聚焦延迟电路控制，实现声波的声学聚 焦。）然后经过一段时间延迟后再由探头接受反 射回的回声信号，探头接收回来的回声信号经过 滤波，对数放大等信号处理。然后由DSC电路进 行数字变换形成数字信号，在CPU控制下进一步 进行图像处理，再同图表形成电路和测量电路一 起合成视频信号送给显示器形成我们所熟悉的B 超图像，也称二维黑白超声图像。
4
以上我们谈到了黑白B超，再让我们谈谈彩色B超，即” 彩超”。
1
首先让我们谈谈什么是超声波，大家知道人耳能 听到的声音频率为20Hz----20KHz，低于20Hz的 声波为次声波，人耳是听不到的，高于20KHz的 声波为超声波，人耳也是听不见的。超声波之所 以被广泛用于医疗领域是因为他有许多奇妙的特 点：
1.由于超声波频率高、波长短，他可以像光那样沿 直线传播，使得我们有可能向某已确定方向上发 射超声波。
2.声波是纵波，可以顺利地在人体组织里传播。
3.超声波遇到不同的介质交接面时会产生反射波。
这些特点构成了今天超声仪器在医学领域广泛应
用的基础。
2
B超成像的基本原理就是：向人体发射一组超声波， 按一定的方向进行扫描。根据监测其回声的延迟 时间，强弱就可以判断脏器的距离及性质。经过 电子电路和计算机的处理，形成了我们今天的B 超图像。
B超的关键部件就是我们所说的超声探头(probe)， 其内部有一组超声换能器，是由一组具有压电效 应的特殊晶体制成。这种压电晶体具有特殊的性 质，就是在晶体特定方向上加上电压，晶体会发 生形变，反过来当晶体发生形变时，对应方向上 就会产生电压，实现了电信号与超声波的转换。
3
下面是一个B超的一般原理图：一般的B超工作过 程为：当探头获得激励脉冲后发射超声波，（同 时探头受聚焦延迟电路控制，实现声波的声学聚 焦。）然后经过一段时间延迟后再由探头接受反 射回的回声信号，探头接收回来的回声信号经过 滤波，对数放大等信号处理。然后由DSC电路进 行数字变换形成数字信号，在CPU控制下进一步 进行图像处理，再同图表形成电路和测量电路一 起合成视频信号送给显示器形成我们所熟悉的B 超图像，也称二维黑白超声图像。
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以上我们谈到了黑白B超，再让我们谈谈彩色B超，即” 彩超”。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.频率相同 2.振动方向相同 3.相位相同或相位差恒定
动态电子聚焦
实时动态聚焦也是电子聚 焦的一种，不同之处是， 多点动态聚焦的焦点不是 固定的，而是通过改变发 射激励脉冲的相位延时量， 使在波束同一轴线（Z）方 向上实现多点聚焦发射。
3.相控阵扇扫与机械扇扫2种方式的比较
机械扇扫B型超声波诊断仪，具有较好的柱状声束， 容易获得较高的灵敏度与影像分辨力，波束控制电 路简单，成本低。缺点是机械式探头制作要求严格、 工作噪声强、重量较大，探头寿命短。振元不能直 接与被检者贴近，受肋骨的影响略大。
•伪彩色处理
亮度、色调和饱和度
原理：利用人眼对彩色分辨力高而对灰度分辨 力低的特点。用不同的颜色来表示不同的灰度 等级，到达图象增强的效果。
彩色显示原理图
三基色原理
彩色显示原理框图
本节疑难点
§相控阵扫描
对振元不同时给予电激励 各振元的激励脉冲有一个时间差
§线性扫描
振元分组分时受激励 每组振元同时受电激励
六、数字扫描变换器
DSC （ Digital Scan Converter）
数字扫描变换器实质上是一个带有图象 存储器的数字计算机系统，可以用标准电视 的方法显示清晰的动态图象，而且提供了强 大的图象处理功能，如图象冻结、多帧存储、 测量计算、放大显示等。
A/D转换 图象前处理：回波幅度深度校正 图象存储器: 图象后处理：灰度修正 数据插补 伪彩色 等 D/A转换
叫做相控阵扫描。
2.仪器组成与工作原理
偏向角参数发生器用于在半个帧频周期内， 等时差地产生若干个不同周期的序列脉冲 ，
相位控制器用来把偏向角参数转换成相控 阵的触发信号。 触发信号控制各路脉冲激
励器，产生激励脉冲分别加于探头各压电 振元，各振元产生超声波发射。
发射间歇时，各振元的回波信号，通过 接收延时电路合成为一路送往接收放大 电路处理后进行调辉显示。接收延时电 路包含了聚焦延时和方向延时，因为发 射时各路激励脉冲接受了方向延时和聚 焦延时，必须给予相应的时间补偿，才 能保证在接收放大电路同相合成。
四、 超声波束的聚焦
增强波束的穿透力和回波强度 分为声学聚焦 和电子聚焦
声学聚焦
声透镜中心部位的厚度应为透镜中超声波 半波长的整数倍。
电子聚焦
即控制超声探头中不同振元的触发延时时序, 在精确的延时时序控制下,不同振元发出的超 声波在空间发生干涉，产生所需要的合成波 束。
§波的干涉是波的叠加的特殊情况 §两列波的相干条件是：
对成线阵排列的多 个声学上相互独立 的压电晶体振元同 时给予电激励，可 以产生合成波束发 射,且合成波束的方 向与振元排列平面 的法线方向一致。
对线阵排列的各振元不同时给予电激励，而是使施加到 各振元的激励脉冲有一个等值的时间差τ，合成波束的 波前平面与振元排列平面之间，将有一相位差θ ，合 成波束的方向与振元排列平面的法线方向就有一相位差 θ。通过控制激励时间而实现波束方向变化的扫描方式，
A/D转换：即超声图象数字化。根据采样定 理，为使输出信号不失真，采样频率至少为 输入信号最高有效频率的2倍。
逐次逼近式
双积分式
并行式
增益控制 TGC( Time Gain Compensation)
对来自不同深度(不同时间到达)的回声给 予不同的增益补偿，即使接收机的近场增益适 当小，远场增益适当大，通常称此种控制手段 为时间增益。
的限制而保持较大的探查范围。
• 产生高速机械扇形扫描，通常采用的方法有两种： 单振元摆动法；风车式多振元（三个或四个晶体换 能器）旋转法。
§ 摆动式扇扫B超仪
摆动式扇扫B超仪探头利 用直流电机或步进电机 驱动，通过凸轮、曲柄、 连杆机构将电机的旋转 运动转换为往返摆动， 从而带动单个晶体换能 器在一定角度(30°90°之间)范围内产生扇 形超声扫描。
§波束的聚焦
声学聚焦 电子聚焦
用机械方法摆动或转
动换能器以实现超声 束在扫查平面内作扇 形扫查的方式。
旋转式扇扫B超仪 采用4个（或3个）性能相同 的换能器，等角度安放在一 个圆形转轮上，马达带动转 轮旋转，每个换能器靠近收/ 发窗口时开始发射和接收超 声波,各换能器交替工作。
旋转式探头，扫描均匀，噪声和振动小，寿命远比摆动 式长。
第四节 超声设备成像原理
知识重点
医学课件
1
§典型超声设备的成像原理
A型超声 M型超声 B型超声 D型超声 C型超声 F型超声
§医用超声设备的主要参数
分辨力 超声工作频率和脉冲重复频率 帧频 灰阶 动态范围
第五节 B型超声成像
一、机械扇形扫描B超仪
• 超声波束以扇形方式扫查，可以不受透声窗口窄小
二、高速电子线形扫描B超仪
将多个声学上相互独立的压电晶体成一线排列称 作线阵，用电子开关切换接入发射/接收电路的晶 体，使之分时组合轮流工作，如果这种组合是从探 头的一侧向另一侧顺序进行的，每次仅有接入电路 的那一组被激励，产生合成超声波束发射并接收， 即可实现电子控制下的超声波束线性扫描
凸阵式扇形扫查 沿圆弧排列并按一定 的组合和顺序工作的扫 查的方式。
相控阵扇扫B超仪，没有机械噪音，探头寿命长，重 量轻。缺点是波束副瓣大，干扰严重，分瓣力受影 响;探头晶阵切割精细，整机线路复杂，成本高。相 控阵扇扫方式已占据主导地位。
五、B超仪的常用性能指标
1.技术参数 分辨力 超声工作频率和脉冲重复频率 帧频 灰阶 动态范围
•
2.使用参数
扫描方式和探头规格 扫描方式指仪器所发射的超声波束对被 测对象进行探测的方法。
探头规格有标称工作频率、尺寸、形状 等参数，还有是否可配合穿刺等特殊要求。
• 显示方式与显示范围
• 显示方式 超声诊断影像显示有A型、M型、 B型等一台B型超声诊断仪可以有B单幅显示、 B双幅显示、B/M显示其中的一种或几种功能。
• 显示范围 指的是屏上光栅的最大尺寸，它 并不一定等于仪器的探测深度
R
1．多振元组合发射的意义
单振元辐射面积小，波束发散角大，指向性差 缩短了近场区。
多振元组合发射： 增大辐射面积， 增加近场，提高分辨率、灵敏 度
振元等效宽度b的加大，既使波束的近场区 增加，也可以提高远场的分辨率、灵敏度。
2. 超声波束的扫描
组合顺序扫描
组 合 间 隔 扫 描
三、电子相控阵扇形扫描B超仪
应用相控技术，对施加于线阵探头的所有晶体振元 的激励脉冲进行相控制，亦可以实现合成波束的扇 形扫描，用此技术实现波束扫描的B型超声波诊断 仪称为电子相控阵扇型扫描B超仪。
相控阵扇形扫查 通过适当的调整，控制
各单元激励信号的时延， 以实现声束偏转的扫查的 方式。
123
n
发射脉冲
(c)
1.相控阵扫描原理
•灰度修正：
一幅图象所可能具有的等级差数叫灰阶。 灰阶级数越多，图象层次越丰富。 将实际所记录的灰度与理想灰度之间的转换函数 关系预先存放在EPROM中。
数据插补：未经插补而直接显示的图象，扫描线
之间有较大的间隙。
一维线性插补：相邻扫描行中间插入一行或两行。 二维线性插补：原图象相邻四个像素点中间插入 新像素点。
注释和测量功能 注释功能 某些是由仪器自行控制的，比如有关 探头频率的显示、影像处理值（γ校正值等）的 自动显示，接收机总增益、近程增益和远程增益 值的显示等。 测量功能 指仪器对被探查脏器进行定量分析所 具有的各种测量功能。
• 记录方式 影像的记录有多种方式，比如用波拉一步照相机
拍照、视频打印机打印或采用录像机进行磁带录像等。
动态电子聚焦
实时动态聚焦也是电子聚 焦的一种，不同之处是， 多点动态聚焦的焦点不是 固定的，而是通过改变发 射激励脉冲的相位延时量， 使在波束同一轴线（Z）方 向上实现多点聚焦发射。
3.相控阵扇扫与机械扇扫2种方式的比较
机械扇扫B型超声波诊断仪，具有较好的柱状声束， 容易获得较高的灵敏度与影像分辨力，波束控制电 路简单，成本低。缺点是机械式探头制作要求严格、 工作噪声强、重量较大，探头寿命短。振元不能直 接与被检者贴近，受肋骨的影响略大。
•伪彩色处理
亮度、色调和饱和度
原理：利用人眼对彩色分辨力高而对灰度分辨 力低的特点。用不同的颜色来表示不同的灰度 等级，到达图象增强的效果。
彩色显示原理图
三基色原理
彩色显示原理框图
本节疑难点
§相控阵扫描
对振元不同时给予电激励 各振元的激励脉冲有一个时间差
§线性扫描
振元分组分时受激励 每组振元同时受电激励
六、数字扫描变换器
DSC （ Digital Scan Converter）
数字扫描变换器实质上是一个带有图象 存储器的数字计算机系统，可以用标准电视 的方法显示清晰的动态图象，而且提供了强 大的图象处理功能，如图象冻结、多帧存储、 测量计算、放大显示等。
A/D转换 图象前处理：回波幅度深度校正 图象存储器: 图象后处理：灰度修正 数据插补 伪彩色 等 D/A转换
叫做相控阵扫描。
2.仪器组成与工作原理
偏向角参数发生器用于在半个帧频周期内， 等时差地产生若干个不同周期的序列脉冲 ，
相位控制器用来把偏向角参数转换成相控 阵的触发信号。 触发信号控制各路脉冲激
励器，产生激励脉冲分别加于探头各压电 振元，各振元产生超声波发射。
发射间歇时，各振元的回波信号，通过 接收延时电路合成为一路送往接收放大 电路处理后进行调辉显示。接收延时电 路包含了聚焦延时和方向延时，因为发 射时各路激励脉冲接受了方向延时和聚 焦延时，必须给予相应的时间补偿，才 能保证在接收放大电路同相合成。
四、 超声波束的聚焦
增强波束的穿透力和回波强度 分为声学聚焦 和电子聚焦
声学聚焦
声透镜中心部位的厚度应为透镜中超声波 半波长的整数倍。
电子聚焦
即控制超声探头中不同振元的触发延时时序, 在精确的延时时序控制下,不同振元发出的超 声波在空间发生干涉，产生所需要的合成波 束。
§波的干涉是波的叠加的特殊情况 §两列波的相干条件是：
对成线阵排列的多 个声学上相互独立 的压电晶体振元同 时给予电激励，可 以产生合成波束发 射,且合成波束的方 向与振元排列平面 的法线方向一致。
对线阵排列的各振元不同时给予电激励，而是使施加到 各振元的激励脉冲有一个等值的时间差τ，合成波束的 波前平面与振元排列平面之间，将有一相位差θ ，合 成波束的方向与振元排列平面的法线方向就有一相位差 θ。通过控制激励时间而实现波束方向变化的扫描方式，
A/D转换：即超声图象数字化。根据采样定 理，为使输出信号不失真，采样频率至少为 输入信号最高有效频率的2倍。
逐次逼近式
双积分式
并行式
增益控制 TGC( Time Gain Compensation)
对来自不同深度(不同时间到达)的回声给 予不同的增益补偿，即使接收机的近场增益适 当小，远场增益适当大，通常称此种控制手段 为时间增益。
的限制而保持较大的探查范围。
• 产生高速机械扇形扫描，通常采用的方法有两种： 单振元摆动法；风车式多振元（三个或四个晶体换 能器）旋转法。
§ 摆动式扇扫B超仪
摆动式扇扫B超仪探头利 用直流电机或步进电机 驱动，通过凸轮、曲柄、 连杆机构将电机的旋转 运动转换为往返摆动， 从而带动单个晶体换能 器在一定角度(30°90°之间)范围内产生扇 形超声扫描。
§波束的聚焦
声学聚焦 电子聚焦
用机械方法摆动或转
动换能器以实现超声 束在扫查平面内作扇 形扫查的方式。
旋转式扇扫B超仪 采用4个（或3个）性能相同 的换能器，等角度安放在一 个圆形转轮上，马达带动转 轮旋转，每个换能器靠近收/ 发窗口时开始发射和接收超 声波,各换能器交替工作。
旋转式探头，扫描均匀，噪声和振动小，寿命远比摆动 式长。
第四节 超声设备成像原理
知识重点
医学课件
1
§典型超声设备的成像原理
A型超声 M型超声 B型超声 D型超声 C型超声 F型超声
§医用超声设备的主要参数
分辨力 超声工作频率和脉冲重复频率 帧频 灰阶 动态范围
第五节 B型超声成像
一、机械扇形扫描B超仪
• 超声波束以扇形方式扫查，可以不受透声窗口窄小
二、高速电子线形扫描B超仪
将多个声学上相互独立的压电晶体成一线排列称 作线阵，用电子开关切换接入发射/接收电路的晶 体，使之分时组合轮流工作，如果这种组合是从探 头的一侧向另一侧顺序进行的，每次仅有接入电路 的那一组被激励，产生合成超声波束发射并接收， 即可实现电子控制下的超声波束线性扫描
凸阵式扇形扫查 沿圆弧排列并按一定 的组合和顺序工作的扫 查的方式。
相控阵扇扫B超仪，没有机械噪音，探头寿命长，重 量轻。缺点是波束副瓣大，干扰严重，分瓣力受影 响;探头晶阵切割精细，整机线路复杂，成本高。相 控阵扇扫方式已占据主导地位。
五、B超仪的常用性能指标
1.技术参数 分辨力 超声工作频率和脉冲重复频率 帧频 灰阶 动态范围
•
2.使用参数
扫描方式和探头规格 扫描方式指仪器所发射的超声波束对被 测对象进行探测的方法。
探头规格有标称工作频率、尺寸、形状 等参数，还有是否可配合穿刺等特殊要求。
• 显示方式与显示范围
• 显示方式 超声诊断影像显示有A型、M型、 B型等一台B型超声诊断仪可以有B单幅显示、 B双幅显示、B/M显示其中的一种或几种功能。
• 显示范围 指的是屏上光栅的最大尺寸，它 并不一定等于仪器的探测深度
R
1．多振元组合发射的意义
单振元辐射面积小，波束发散角大，指向性差 缩短了近场区。
多振元组合发射： 增大辐射面积， 增加近场，提高分辨率、灵敏 度
振元等效宽度b的加大，既使波束的近场区 增加，也可以提高远场的分辨率、灵敏度。
2. 超声波束的扫描
组合顺序扫描
组 合 间 隔 扫 描
三、电子相控阵扇形扫描B超仪
应用相控技术，对施加于线阵探头的所有晶体振元 的激励脉冲进行相控制，亦可以实现合成波束的扇 形扫描，用此技术实现波束扫描的B型超声波诊断 仪称为电子相控阵扇型扫描B超仪。
相控阵扇形扫查 通过适当的调整，控制
各单元激励信号的时延， 以实现声束偏转的扫查的 方式。
123
n
发射脉冲
(c)
1.相控阵扫描原理
•灰度修正：
一幅图象所可能具有的等级差数叫灰阶。 灰阶级数越多，图象层次越丰富。 将实际所记录的灰度与理想灰度之间的转换函数 关系预先存放在EPROM中。
数据插补：未经插补而直接显示的图象，扫描线
之间有较大的间隙。
一维线性插补：相邻扫描行中间插入一行或两行。 二维线性插补：原图象相邻四个像素点中间插入 新像素点。
注释和测量功能 注释功能 某些是由仪器自行控制的，比如有关 探头频率的显示、影像处理值（γ校正值等）的 自动显示，接收机总增益、近程增益和远程增益 值的显示等。 测量功能 指仪器对被探查脏器进行定量分析所 具有的各种测量功能。
• 记录方式 影像的记录有多种方式，比如用波拉一步照相机
拍照、视频打印机打印或采用录像机进行磁带录像等。