灰阶超声成像原理

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1、灰阶超声成像原理■一、灰阶及回声的概念■二、灰阶成像的三大基本要素■三、灰阶成像的三大步骤■四、灰阶超声中常用术语及其调节一、灰阶及回声一、灰阶及回声的概念灰阶（gray-scale）：灰色色调的数量，表示在图上黑色到白色的之间的灰度（亮度）。■目前超声常使用256级灰阶。■回声（echo）：对灰阶的统称。根据灰阶的不同，回声可大致分为五种类型：1、强回声：灰度明亮，后方常伴声影，如结石或钙化灶。2、高回声：灰度较明亮，后方不伴声影，如肾窦或血管瘤。3、等回声：灰阶强度呈中等水平，如正常的肝脾实质回声。4、

2、低回声：透声较好的暗区，如正常的淋巴结。5、无回声：均匀的液体，如正常充盈的膀胱或胆囊。强回声：胆囊结石高回声：肝内血管瘤等回声：正常脾实质低回声：颈部淋巴结无回声：充盈好的膀胱二、灰阶成像三大基本要素二、灰阶成像的三大基本要素A：水槽中的乒乓球照片B：灰阶超声切面图像●为何会产生差别？A图成像原理：乒乓球→视网膜→大脑皮层→完整图像B图成像原理：探头发射超声波→乒乓球（介质）→接收回波信号显像→切面灰阶图像灰阶成像三要素：1、超声波→振源（Ultrasound）2、乒乓球壁→介质(Medium)3、接收回

3、波的探头→感受器(Receiver)振源介质感受器1、声源——超声波｛电磁波：无线电波、X线、可见光等。机械波｛波次声波：<20HZ可听波：20HZ——20KHZ超声波：>20KHZ超声波:声源高速振动，其频率20000次(Hz)以上，超过人类的听觉阈值，不能被人耳感受的的机械振动。◆有关超声波的物理量：①波长（wavelength,λ）：在传播过程中一个完整周期内所通过的距离。波长λ②声速（velocityofsound,c）单位时间内声波在介质中传播的距离称声速。其传播速度在气体中较小,360m/s左右

4、；在液体和人体软组织中较大，1500m/s左右；在固体中最大，约为4500m/s左右。■超声仪器在设计时对于不同的软组织，假定了一个相对平均的速度，即1540M/S.③频率（Frequency,f）：单位时间内单位振动的次数，亦超声波通过介质中某点的疏密波的次数。★波长、声速与频率之间关系密切，公式如下：声速(c)波长(λ)＝----------频率(f)频率低，波长长，穿透性好，透入深，分辨力低频率高，波长短，穿透性差，透入浅，分辨力高■目前医用超声波的频率：200KHZ——100MHZ。■目前临床超声

5、仪常用频率：2MHZ——15MHZ。医用超声频率的应用范围频率范围（单位：MHZ）应用情况2—5腹部、心脏等检查5—10浅表器官、外周血管等检查10—30皮肤、血管内、内窥镜等检查40—100声学显微镜◆有关超声波的物理性能：①方向性（指向性，direction）②反射（reflection）与透射（transmission）超声在传播中，经过两种不同介质的界面时，一部分能量由界面处返回第一介质，此即反射(reflection)。另一部分能量穿过界面，进入第二介质，此即透射(transmission)。◆探

6、头可接收的回波信号的强度与入射波和反射界面之间的夹角有关，垂直入射（入射角为0），反射越多，探头接收到的回波信号最强；入射角越大，反射越少，能返回的信号越弱。③散射（scattering）与绕射（diffraction）绕射：如界面不大，可与超声波波长相比，则声波将绕过该界面继续向前传播。散射：如物体的直径小于超声波的波长时，则声波向物体的四面八方辐射。■在人体结构中，散射主要发生在组织或器官内部大小与超声波长接近或更小的微小结构上，如肝脏中的肝小叶，肾中的肾小体，心脏中的心肌纤维、血液中的红细胞。■超声在

7、工作中，是反射、透射、散射、绕射的综合运用。④吸收（absorption）与衰减(attenuation)当声波穿过介质时，由于“内摩擦”或所谓“粘滞性”，使声能被吸收、散射而逐渐减弱，声波的振幅随之减低，此即衰减。吸收与衰减的多少和超声的频率、介质的粘滞性、导热性、温度及传播的距离等因素有密切关系。衰减程度的一般规律是：骨(或钙化区)>软骨>肌腱>肝、肾组织>脂肪>血液>尿液与胆汁。一般而言，频率增加1MHZ,同时深度增加1cm,超声波的能量会衰减1dB.声能随着透入距离增加而减弱2、介质——传播声波

8、的媒介物质①气体和充气的肺组织②液体和软组织③骨骼和矿物化后的组织■超声检查中，人体组织就是超声波传播的介质。回声的强度为何不同？“介质声阻抗差”声阻抗（acousticimpedance）：介质的密度与超声波在介质中传播速度的乘积。设：Z为声阻，ρ为密度，c为声速则：声阻(Z)＝密度(ρ)X声速(c)●设定超声波在介质中传播速度为1540m/s,则声阻抗与介质的密度差相关。●介质越硬，组织的声阻抗越大。●一般声