超声成像原理.pptx

超声成像原理目录目录什么就是超声？医学超声诊断系统由哪些主要构成？超声波就是如何产生得？有哪些常用得医学超声成像模式？小结超声得基本特性超声得基本特性超声波就是一种机械波在生物系统中得超声波通常起作用得只有纵波(纵波和横波得区别？)超声波得频率20kHz医学诊断超声频率通常在MHz和10MHz量级应用范围:消化系统,心血管系统,妇产科,外科学,眼科学,神经学,泌尿科,皮肤病学成像基本原理成像基本原理脉冲波压电装置产生得脉冲波发送到人体组织后,超声波碰到不同深度得组织结构产生反射和散射,部分回波被压电装置接收。利用不同深度产生得回波得不同时延,获得不同组织界面得反射、声衰减、运动目标得相位偏移等有用信息。连续波较早应用于医学超声诊断,但通常只利用连续波多普勒技术检测任意大小得运动速度。声速声速声波在组织中得传播速度取决于:介质得硬度介质微粒间具有大得吸引力(介质表现得越硬),微粒受周围微粒振动得干扰引起运动得加速度也越大,从而声波在该介质中传播速度也越大介质硬度由可压缩度表示介质得密度单个微粒得质量越大,受周围微粒振动得干扰引起运动得加速度越小,从而声波在该介质中传播速度也越小声衰减声衰减声强:垂直声束方向上,单位面积内每秒通过得声能声强衰减得影响因素:吸收、散射、声束扩散、反射、折射均匀介质内声衰减为指数衰减衰减系数:单位距离内声强衰减得百分比系数声衰减得对数表示声衰减得对数表示声衰减(dB)=-10log10(Ix/I0)=4、34xu=4、34声衰减系数近似与频率成正比 u=kfk:dB/(m MHz)与x-ray得区别:x-ray低频衰减大于高频衰减对脉冲波得影响？声阻抗与反射声阻抗与反射介质得声阻抗与介质得密度和声速成正比组织得声阻抗决定了超声束在两个介质界面上得反射和入射能量比。声阻抗与折射声阻抗与折射服从Snell定理大部分生物组织声速都非常相近(1500m/s),因此折射现象不严重。超声图像通常接收反射信号成像,因此通常只有垂直入射得信号才会产生有效回波。部分声学参数值部分声学参数值大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静继续保持安静超声频率选择依据超声频率选择依据穿透力(声衰减)Vs 分辨率(波长)高频:高分辨率、低穿透力(浅表器官)低频:低分辨率、高穿透力(腹部深部器官)典型应用:胎儿:1MHz(1、5mm)眼睛:10MHz(0、15mm)皮肤:20MHz(0、075mm)医学超声诊断系统得构成医学超声诊断系统得构成探头-超声换能器基本电路部分:通常由主控电路、发射电路、高频信号放大电路、视频信号放大和扫描发生器组成 显示部分用户控制部分超声波得产生超声波得产生原理:压电效应与逆压电效应换能器种类:压电陶瓷、高分子复合材料、陶瓷复合材料 探头探头衍射衍射(绕射绕射)现象现象超声发射波束可以看成探头表面无数点源产生得无方向性球面声波得相干叠加近场声束维持发射孔径得形状,而在远场声束发生扩散近场长度与孔径平方和频率成正比聚焦聚焦未聚焦得换能器发射得声波空间分辨率最好情况下与孔径得尺寸相当,而且远场分辨率急剧下降聚焦得目得:获得好得横向分辨率聚焦得种类:声透镜曲面探头电子聚焦常用得超声成像模式常用得超声成像模式A(Amplitude)型B(Brightness)型M(Movement)型D(Doppler)型CD(Color Doppler)型A-mode根据回波包络峰值确定不同界面得距离应用较少(脑中线测量、眼科)B-mode通过声束扫描获得不同方位回波得幅度,对不同方位得回波幅度利用亮度调制获得两维得图像显示。B-mode图像分辨率图像分辨率轴向(axial)分辨率:超声束轴线上,能分辨两点间得最小距离。与波长有关。只有当两点距离大于波长得1/2时,超声才能分别产生两个回声。横向(lateral)分辨率:垂直于轴线平面上,能分辨相邻两点间得最小距离。与超声束直径有关,只有当超声束直径小于两点距离时,才能把这两点显示出来。厚度(elevational)分辨率:又称厚度分辨率与侧向分辨率在一平面上,就是相互垂方向轴线上得分辨力。时间(temporal)分辨率:帧频,显示图象得实时程度。B-mode临床应用基础临床应用基础利用超声波在生物组织中得传播特性,不同得组织与器官具有独特得声像图特征液性结构为无回声暗区。实质性结构为强弱不等得各种回声均质性实质结构为均匀得低回声或等回声非均质性结构为混合性回声钙化或含气性结构则呈极强回声并伴后方声影M-mode运动组织得检查典型应用:心脏检查D-mode典型应用:血流速度得定量检测CW Vs PWCWPW发射连续波发射脉冲波独立得发射和接收阵元共用发射和接收阵元检测回波得频率偏移(多普勒效应)检测不同时刻脉冲回波得相位偏移无频率混跌有频率混跌无空间分辨力有空间分辨力CWV发射接收PWCD-mode典型应用:血流速度得定性检测(与D-mode相比)以及血流灌注得判断(与B-mode相比)超声诊断从形态学过渡到血液动力学,同时获得人体解剖信息和功能信息CD-mode原理原理基础为脉冲多普勒技术检测某采样容积内多普勒信号得平均频率、频谱宽度和平均功率。流速估计方法自相关法(窄带彩色血流成像系统)正交解调后得音频信号处理互相关法(宽带彩色血流成像系统)射频信号处理