超声波成像原理简介
简述b超成像的基本原理和过程
简述b超成像的基本原理和过程
B超（超声波）成像是一种利用超声波进行医学影像诊断的技术。
它基于超声波在组织内的传播和反射特性来生成图像。
以下是B超成像的基本原理和过程：
1. 发射超声波：B超设备通过探头发射高频超声波信号。
超声波是一种机械波，其频率通常在1-20 MHz之间。
2. 超声波传播：超声波通过人体组织传播。
在传播过程中，它会遇到组织的不同介质边界，如组织之间的界面或器官内的结构。
3. 边界反射：当超声波遇到组织边界时，部分能量会反射回来。
界面的反射程度取决于组织的声阻抗差异，即两种组织之间的声速和密度差异。
4. 接收超声波：探头上的接收器会接收到反射回来的超声波信号。
这些信号被转换成电信号并送入计算机进行处理。
5. 图像生成：计算机根据接收到的超声波信号，根据其到达时间、幅度和频率等信息，生成二维或三维的B超图像。
这些图像可以显示组织的形态、结构和血流等信息。
总的来说，B超成像利用超声波在组织内的传播和反射特性，通过接收和处理反射回来的超声波信号，生成人体组织的图像。
这种非侵入性的成像技术在医学诊
断中被广泛应用，可以用于检查器官、血管、肌肉和其他组织的结构和功能。
超声成像的基本原理
超声成像的基本原理超声成像是一种常见的医学影像检查技术，它利用声波的传播和反射原理来获取人体内部的结构和组织信息。
它不仅在临床诊断中起到了重要作用，还被广泛应用于产前检查、妇科、心脏检查等领域。
超声成像的基本原理是利用超声波在不同介质中的传播速度差异以及声波与物体之间的反射、散射和吸收等现象，通过探头将声波传入人体内部，然后接收反射回来的声波信号，再通过信号处理和图像重建等技术，最终形成人体内部的图像。
超声波是一种机械波，其频率通常在1-20MHz之间，相比于其他影像检查技术，它的频率较高，能够提供更高的分辨率。
超声波在人体组织中的传播速度与组织的密度和弹性有关，在不同组织之间传播速度存在差异，这是超声成像的基础。
在超声成像中，使用的探头中包含了一对发射和接收超声波的元件，称为压电晶体。
压电晶体可以将电能转化为机械振动，当外加电压作用于压电晶体时，它会产生超声波。
发射的超声波经过探头中的聚焦器后，进入人体内部。
超声波在人体内部的传播过程中，会发生反射、散射和吸收等现象。
当超声波遇到组织的界面时，一部分会被反射回来，而另一部分会穿过组织继续传播。
探头中的接收器会接收到反射回来的超声波信号，并将其转化为电信号。
接收到的电信号经过放大和滤波等处理后，会传输到计算机中进行信号处理和图像重建。
信号处理的过程包括时延校准、滤波、线性化等，这些步骤可以提高图像的质量和分辨率。
图像重建的过程是将接收到的信号转化为二维或三维图像，通过不同的算法和技术，将信号转化为具有空间分辨率的灰度图像。
超声成像的图像质量和分辨率受到多种因素的影响，包括超声波的频率、探头的形状和大小、探头与皮肤的接触情况等。
为了提高图像质量，可以使用不同频率的超声波、不同形状和大小的探头，并采取适当的探头皮肤接触技术。
超声成像具有无创、无辐射、易操作等优点，可以提供实时的图像，对于观察人体内部的结构和组织有着重要的临床价值。
然而，超声成像也存在一些限制，如对于深层组织的成像质量较差，对气体和骨骼的成像效果较差等。
超声成像原理
（4）差频回声式
基本工作原理为： ①发射固定频率的脉冲式或连续式超声； ②提取频率已经变化的回声（差频回声）； ③将差频回声频率与发射频率相比，取得 两者间的差别量值及正负值； ④显示。
多普勒超声基础
（1）频谱多谱勒 多普勒效应：是奥地利科学家 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。
（二）图像方位 仰卧位： 1、横切：图左为患者右侧，图右为患者左 侧，图上为腹，图下为背。
2、纵切：图左为患者头端，图右为患者足 端，图上为腹，图下为背。
3、冠状切面：图左为患者头侧；图右为患 者足侧。 4、斜切：图左为患者右侧，图右为患者左 侧，图上为腹，图下为背。
俯卧位： 1、横切：图左为患者左侧，图右为患者右 侧，图上为背，图下为腹。 2、纵切：图左为患者头侧，图右为患者足 侧，图上为背，图下为腹。
c、强回声：反射比较强，回声明亮，也可 伴有声影或多重反射。纤维组织（包 膜）、结石、钙化灶、气体。 d、高回声：回声强度介于等回声与强回声 之间。 e、无回声：均匀液体内无声阻抗差异的界 面既呈无回声暗区。胆汁、尿液、血液。
正常人体各种组织的回声表现： 1、强回声：气体、骨皮质、软骨组织、纤维结 缔组织 2、高回声：肾窦、胎盘、胰腺、肌肉、眼球后 组织、甲状腺实质 3、等回声：肝脾实质、肾皮质 4、低回声：脂肪 5、弱回声：无髓鞘中枢神经系统 6、无回声：液体
以回声形态命名 （1）光点——细小的亮点状，直径小 于3mm。 （2）光斑——直径小于5mm的斑片 状强回声。 （3）光团——直径大于5mm的团状 强回声。 （4）光环——回声呈环状。
（5）光带——回声光点连续排列呈明亮的 带状或线状。 （6）声晕——结节外周呈1~2mm无回声 环形围绕者。肝癌。 （7）声影——声速经过声阻抗差别大及声 衰减系数较大的障碍物时，声能明显衰 减，后方出现条状暗区称为声影，多见 于结石、钙化及致密结缔组织回声之后。
超声波成像技术的原理与应用
超声波成像技术的原理与应用随着科技的发展，人们对于身体健康的重视程度越来越高。
而超声波成像技术就是一种能够通过声波来“看到”人体内部结构的方法。
它在医疗领域中被广泛应用，成为了临床上必不可少的工具之一。
那么，什么是超声波成像技术？它的原理又是什么？本文将对此进行探讨。
一、什么是超声波成像技术超声波成像技术是利用特定频率的声波，通过在人体内部进行反射、吸收和传播，来获取人体内部结构或器官的一种高分辨率的成像技术。
它利用超声波在体内的传播速度、反射能力等物理特性，对身体内部结构进行成像展示，从而可以对人体各种病理状态进行诊断。
该技术已经广泛应用于妇科、儿科、泌尿外科、普外科、心脏检查和体育运动医学等方面的诊断。
二、超声波成像技术的原理超声波成像技术是通过将超声器（也称探头）放在人体表面，通过各种角度及方向向身体内部扫描，产生一系列的连续图像，然后将这些图像传输到计算机上进行数据重组和图像处理，最终生成高质量的人体结构图像。
超声波成像技术的原理是利用超声波在不同组织结构中反射或吸收的程度不同，从而产生回音的差异，通过在人体内部心胸腔内部形成一定的干涉图案，最终形成高分辨率的图像。
此外，发射超声波探头内的压电晶体可以将电能转换为一定频率的声能，通过人体组织传播并返回，然后由同一探头从接收到反射的超声信号并将其转换成电能。
不同深度的回声通过相应的回声电压显示为不同的图像，从而呈现完整的人体结构。
三、超声波成像技术的应用超声波成像技术在医学领域中已经被广泛使用。
以下是一些常见的应用领域：1. 产科和妇科超声波成像技术在产前检查中非常常见，可以对胎儿进行检查，确保胎儿正常发育，诊断产前遗传病和胎儿畸形。
同时，在妇科领域中，超声波成像技术也是常见的检查方法。
它可以检测排卵情况，卵巢囊肿和子宫肿瘤等问题，可以及早发现和治疗妇科疾病。
2. 泌尿外科超声波成像技术可以检测泌尿系统的疾病，如肾脏结石、肿瘤、先天异常等，有助于诊断和治疗这些疾病。
超声成像原理
c、强回声：反射比较强，回声明亮，也可 伴有声影或多重反射。纤维组织（包 膜）、结石、钙化灶、气体。
d、高回声：回声强度介于等回声与强回声 之间。
e、无回声：均匀液体内无声阻抗差异的界 面既呈无回声暗区。胆汁、尿液、血液。
正常人体各种组织的回声表现：
1、强回声：气体、骨皮质、软骨组织、纤维结 缔组织
侧，图上为背，图下为腹。
2、纵切：图左为患者头侧，图右为患者足 侧，图上为背，图下为腹。
侧卧位： 1、横切：图左为患者左侧，图右为患者右
侧，图上为背，图下为腹。
2、纵切：图左为患者足侧，图右为患者头 侧，图上为背，图下为腹。
（三）图像分析的内容
观察分析超声图像时，首先应了解切面 方位，以便于认清所包括的解剖结构， 并注意分析以下内容 。
骨>肌肉>肝脾>肾、血液>乳腺>水>脂 肪>肺>空气
（四）超声波的特性
1、方向性：直线传播 2、声衰减现象：扩散、散射、组织对声
能的吸收 3、多普勒效应（Doppler效应）：声源
与接受体之间存在相对运动，产生频率 变化。
超声遇到活动的界面，散射或反射回声 的频率发生改变，又名多普勒频移。界 面活动朝向探头时，回声频率升高，呈 正频移；界面活动背离探头时，回声频 衰减低，呈负频移。频移的大小与活动 速度呈正比。
（4）光环——回声呈环状。
（5）光带——回声光点连续排列呈明亮的 带状或线状。
（6）声晕——结节外周呈1~2mm无回声 环形围绕者。肝癌。
（7）声影——声速经过声阻抗差别大及声 衰减系数较大的障碍物时，声能明显衰 减，后方出现条状暗区称为声影，多见 于结石、钙化及致密结缔组织回声之后。
超声多普勒成像的基本原理
超声多普勒成像的基本原理
超声多普勒成像是一种利用声波的多普勒效应来观测物体运动和血流速度的成像技术。
它的基本原理如下：
1. 声波的传播：超声波是一种机械波，通过超声探头发射频率高达几百万赫兹的声波，并经由介质传播。
声波在介质中传播时，会与组织中的不同结构发生相互作用。
2. 多普勒效应：当声波与运动物体相互作用时，会出现多普勒效应。
多普勒效应是指当发射声波的源和运动物体之间有相对运动时，声波的频率会发生变化。
当物体远离声源时，声波频率降低；当物体靠近声源时，声波频率增加。
3. 血流速度测量：在超声多普勒成像中，探头会发射连续的超声波，它们经由组织传播并与血液相互作用。
通过测量声波的频率变化，可以计算出血流速度。
这是因为血液中红细胞的运动与组织之间存在相对运动，从而引起声波频率的变化。
4. 彩色多普勒成像：彩色多普勒技术可以将测得的血流速度信息以彩色显示在图像上。
不同颜色对应不同的血流速度，利用这一特性，医生可以在显示屏上直观地观察血流速度的分布和流动方向。
总的来说，超声多普勒成像利用声波的多普勒效应来观测物体运动和血流速度。
通过测量声波频率的变化，可以绘制出物体或者血流的速度分布图像，为医生提供重要的诊断信息。
超声波成像技术在材料分析中的应用
超声波成像技术在材料分析中的应用一、引言超声波成像技术（Ultrasonic Imaging）是一种无损检测技术，具有诸如快速、无破坏、高分辨率等特点，广泛应用于航空、化工、医疗和材料科学等领域。
这篇文章主要关注超声波成像技术在材料分析方面的具体应用。
二、超声波成像原理超声波是声波的一种，其频率一般在1MHz-100MHz之间。
超声波成像技术是基于声传播和反射原理进行的。
当超声波通过材料时，会发生折射、折射、散射等现象，并且被材料内部的缺陷、裂纹、孔洞等反射或吸收，形成回波信号。
接收器接收这些回波信号并转化为电信号，通过信号处理后就可以得到图片或数据。
三、在材料中的应用1. 无损检测在材料领域，超声波成像技术主要用于无损检测（Non-Destructive Testing，NDT）。
无损检测技术可以检测出材料内部的缺陷或裂纹等问题，而不破坏或影响材料的性质和特性。
超声波成像技术可以在不同材料中检测出各种缺陷，包括孔洞、裂纹、分层、疲劳断裂等。
与其他无损检测技术相比，超声波成像技术具有快速、无损、高分辨、无辐射、易于实现自动化等优点。
2. 材料探伤超声波成像技术还可以用于材料探伤。
材料探伤是指利用各种物理手段，如超声波、X光、射线、电磁波等，对工业产品进行检测。
在材料探伤过程中，超声波成像技术可以检测出材料中的缺陷和裂纹，例如金属、玻璃、复合材料等等。
3. 声学成像超声波成像技术还可以用于材料声学成像。
材料声学成像技术是一种通过声波在材料中的传播来探测材料内部结构和性质的技术。
在声学成像中，超声波成像技术可实现对材料中精细结构的成像。
同时，还可以结合其他技术如CT等进行更深层次的成像分析。
4. 超声波评估超声波成像技术也可以用于材料的评估。
根据超声波在材料中的传播特性，可以评估材料的各种性质，例如密度、弹性模量、压缩模量等。
超声波评估可以进一步帮助制造商和生产商选择最适合的材料，减少材料使用成本，提高生产效率。
超声波成像的成像原理
超声波成像的成像原理
超声波成像是一种技术，它可以使用高频声波来显示内部组织的形状和结构。
它是一种非接触的技术，可以通过发射和接收超声波来检查器官及其血管系统的状况。
超声波成像技术是诊断技术中最受欢迎的技术之一，它可以以无损的方式，快速准确地识别疾病。
超声波成像的工作原理是向器官发射超声波，然后将接收到的超声波信号转换为图像。
超声波在传播过程中从器官反射回来，这种反射受到器官结构及其组织的影响，然后用于构建图像。
超声波成像的主要应用是可以用来检查心血管系统，这是因为它可以检测血管的状况，查看血流速度，以及监测血管的血流量。
超声波也可以用来检查肝脏，胆囊，肾脏，胰腺和脑部组织等器官。
它还可以用于监测胎儿的发育情况，以及检查肿瘤，胎膜破裂，腹腔血肿等情况。
超声波成像技术可以提供精确的诊断信息，而且它不会损害患者的健康，因此被广泛应用于诊断技术中。
它是一种安全，可靠，可靠的技术，可以帮助医生做出准确的诊断，确定最佳治疗方案。
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人体组织的声阻与衰减系数
介质 空气 水 血液 密度 (g/cm3) 0.001293 0.9934 1.055 超声纵波速 特征阻抗 (105R*) 度(m/s) 332 1523 1570 0.000429 1.513 1.656 测试频率 (MHz) 2.9 2.9 1.0
软组织
肌肉 骨
1.016
1.074 1.658
1500
1568 3860
1.524
1.684 5.571
1.0
1.0 1.0
脂肪
肝
0.955
1.050
1476
1570
1.410
1.648
1.0
1.0
正常脏器的回声规律
含液体脏器如胆囊、膀胱、血管、心脏等，壁与 周围脏器及内部液体间为界面、液体为均匀的无 回声区。 实质性软组织脏器如肝、脾、肾等脏器均有包膜， 周围有间隙，内部各有一定结构，如肝可以显示 脏器轮廓、均匀的肝实质与肝内管道结构。
超声成像的新发展
与提高图像质量有关的超声成像新技术 1. 频谱合成成像 频谱合成成像即频率转换技术 (frequency convert technology,FCT) 2. 二次谐波成像 3. 能量造影谐波成像技术 4. 脉冲反向谐波成像 5. 组织多普勒成像
超声成像的新发展
与组织定征有关的超声成像新技术 1. 超声背向散射积分成像 2. 声参量成像。此技术临床应用尚不普及，有 的还处于理论阶段
超声的物理特性
超声场特性：超声在介质内传播的过程中，明显受到超声 振动影响的区域称超声场。超声场具有以下特点：如果超 声换能器的直径明显大于超声波波长，则所发射的超声波 能量集中成束状向前传播，这现象称为超声的束射性（或 称指向性）。 近场区 ：换能器近侧的超声波束宽度与声源直径相近似， 平行而不扩散，近似平面波，该区域称近场区。近场区内 声强分布不均匀。 远场区 ：近场区以外的声波以某一角度扩散称远场区。
骨骼的声象图（脊柱）
病变脏器的回声规律
当脏器有病变时，由于病变组织与正常组织的声学 特性不同，超声通过时产生不同正常的回声规律， 各种病变组织亦各有其声学特性、其反射规律亦不 相同。如肝内液性病变为无回声区，肝癌为强弱不 均的实质性回声区、边缘不整齐，胆囊内结石则在 无回声区中有强回声光团，后方有声影。
超声的物理特性
L0=r2f/C sinθ=1.22λ/D 。式中L0为近场距离，r为换 能器半径，f为频率，C为声速、 θ为半扩散角、D为换 能器直径，λ为超声波波长。
近场距离
声源直径
半扩散角
超声的反射与折射
声阻抗：介质的密度与超声在介质中传播速度的 乘积称声阻抗。声阻抗值一般为固体>液>气体。 超声在密度均匀的介质中传播，不产生反射和散 射。当通过声阻抗不同的介质时，在两种介质的 交界面上产生反射与折射或散射与绕射。
病变脏器的回声规律
肝肿瘤、内部回声不均 匀、较强回声区呈团状， 肝表面不平
胆囊内结石、胆囊无 回声区中一强回声光 团，后方有声影
超声多普勒
利用多普勒效应原理检测运动物体。当发射超声 传入人体某一血液流动区，被红细胞散射返回探 头，回声信号的频率可增可减，朝向探头运动的 血流，探头接收到的频率较发射频率增高，背离 探头的血流则频率减低。接收频率与发射频率之 差称多普勒频移或差频。 目前常用的超声多普勒有连续波多普（CWD）、 脉冲波多普勒（PWD）及彩色多普勒（CDFI）。
超声的反射与折射
超声的散射与绕射
超声在传播时，遇到与超声波波长近似或小于 波长（小界面）的介质时，产生散射与绕射。 散射为小介质向四周发散超声，又成为新的声 源。 绕射是超声绕过障碍物的边缘，继续向前传播。
超声的散射与绕射
散射
绕射
多普勒效应
声源和接收体作相对运动时，接收体在单位时间内 收到的振动次数（频率），除声源发出者外，还由 于接收体向前运动而多接收到（距离/波长个）振动， 即收到的频率增加了。相反，声源和接收体作背离 运动时，接收体收到的频率就减少，这种频率增加 和减少的现象称为多普勒效应。
超声成像
要点
超声诊断仪 超声的物理特性 超声诊断的基础 超声成像的新发展
超声波与超声诊断
超声波：频率高于20000赫的声波 超声诊断：（ultrasound diagnosis）是在现代电子 学发展的基础上，将雷达技术与超声原理相结合， 并应用于临床医学的诊断方法。随着电子技术的发 展，尤其是电子计算机技术应用于超声诊断仪，使 超声诊断水平迅速提高，并广泛应用于临床各个领 域，包括肝、胆、脾胰、肾、膀胱、前列腺、颅脑、 眼、甲状腺、乳腺、肾上腺、卵巢、子宫及产科领 域、心脏等脏器及软组织的部分疾病诊断。
超声多普勒
连续波多普勒以频谱显示，可单独使用，亦可与二维超声心动图结合。 接收取样线经过部位上所有频移信号，其优点为可以测定高速血流，缺 点为不能区分信号来源深度。 脉冲波多普勒亦以频谱显示，与二维超声相结合，可以选择心脏或血管 内任一部位的小容积血流显示血流实时频谱，频谱可显示血流方向，血 流性质，血流速度，血流持续时间等，可供定性、定量分析。缺点是所 测血流速度受探测深度及发射频率等因素限制。 彩色多普勒采用脉冲多普勒原理，在心脏或血管内多线、多点取样，回 声经处理后进行彩色编码，显示血流速度剖面图，以红色代表朝向探头 的血流，蓝色代表背离探头的血流，与二维超声心动图套叠显示，可直 观地显示心脏或血管的形态结构及血流信息的实时动态图像，信息量大， 敏感性高，并可引导脉冲或连续多普勒取样部位，进行定量分析。
超声换能器
测厚探头
直探头
超声换能器
可拆式斜探头
非金属探伤用探头
电子仪器
目前所用超声诊断仪多应用超声脉冲回波技术， 将接收到的回波信号、经过放大并显示在显示屏 上。根据显示的方式不同，分为A（Amplitude） 型、M（Motion）型、B（Brightness）型及D （Doppler）型已为临床广泛应用。其它如超声 全息、超声CT及超声显微镜等目前尚处于研制 阶段。
zs c
超声的反射与折射
反射、折射与透射：凡超声束所遇界面的直径大于超声波 波长（称大界面）时，产生反射与折射。成角入射，反射 角等于入射角，反射声束与入射声束方向相反。垂直入射 时，产生垂直反射与透射。反射声强取决于两介质的声阻 差异及入射角的大小。垂直入射时，反射声强最大。反射 声能愈强则折射或透射声能愈弱。进入第二介质的超声继 续往前传播，遇不同声阻抗的介质时，再产生反射，依次 类推，被检测的物体密度越不均匀，界面越多，则产生的 反射也愈多。
超声多普勒
多普勒频移（Fd）与发射频率（fo）、血流速度（V）、超 声束与血流间夹角（θ）的余弦成正比，与声速（C）成反 比，公式为：
Fd 2V / 2V * f 0 / C Fd 2V * f 0 * cos / C
f0
V
式中Fd、cosθ均可测得，fo及C为已知，可以计算出V 声束与血流方向平行时可记录到最大血流速度，声束与血 流方向垂直时则测不到血流信号。
超声多普勒充填型）
超声束经狭窄后的湍流血流
肾脏多普勒
胎盘绒毛膜血管瘤
血管瘤术后复发
超声对人体的影响
超声是一种机械能，超声的产热和空化效应在人 体内是否产生，取决于使用仪器的功率和频率， 现在超声诊断仪的功率为10毫瓦/平方厘米， （超声治疗仪为0.5～2.5瓦/平方厘米），根据 国内外实验研究证明对机体无损害作用，但对胎 儿的检查时间不宜太长。
胎儿面部三维图像
Terms
Ultrasonic:超声波 Ultrasonic Imaging:超声成像 Transducer:换能器 Sensor:传感器 Doppler:多普勒
Terms
CWD: Continuous Wave Doppler PWD: Pulsed Wave Doppler CDFI: Color Doppler Flow Imaging FCT: Frequency Convert Technology RTUIS: Real-Time Ultrasonic Imaging System
超声诊断仪
数字化黑白超 声诊断仪
SSC-370 超声 波诊断仪
超声诊断仪
彩色超声多普勒 血流成像系统
最新电脑平台高级 超声诊断仪
超声诊断仪
超声诊断仪由两大部分组成 超声换能器 电子仪器
超声换能器（Transducer）
超声换能器是由压电晶片组成，晶片受电信号激 发发射超声，进入人体组织，遇不同声阻界面产 生反射与散射、晶片又接收回声信号，转换成电 信号、送入仪器。晶片将电能转换成声能（发 射），又能将声能转换成电能（接收），称之为 声电换能器。
实质性脏器（肝）与含液体 脏器（胆）的声象图规律。
正常脏器的回声规律
含气脏器如肺、由于肺泡内空气与软组织间声阻 差异极大，在其交界面上产生全反射（几乎100 ％），并形成多次反射。
含气脏器（肺） 的多次反射
正常脏器的回声规律
正常骨骼与周围软组织的差异大，在软组织与骨 皮质交界处产生强反射，进入骨骼的超声由于骨 松质组织吸收极多而不能穿透（除颅骨外），其 后方形成无回声区称声影。
多普勒效应
相对静止
相对运动
背离运动
多普勒效应
超声诊断的基础
人体组织的声阻与衰减系数 正常脏器的回声规律 病变脏器的回声规律 超声多普勒 超声对人体的影响