电子医疗仪器超声成像技术

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1、振动频率>20,000Hz的声波——超声波医用频率2.5—13MHz(常用2.5—5MHz)第八章超声成像技术第一节　概述1超声成像ultrasonograghy,USG定义：利用超声波的物理特性和人体组织器官的声学特性相互作用而产生的信息，经处理后形成图形和曲线，借此进行疾病诊断的一种物理检查方法。2超声波的特点和优点USG特点：对软组织的分辨能力强信息的显示有多种方法USG优点：无损伤、无痛苦、无辐射实时、快捷、准确、方便3超声发展概况40年代探索阶段50年代A型、M型超声仪70年代灰阶实时

2、超声（B型）双功能超声仪（B型+频谱）80年代彩色多普勒超声仪（B型+彩色+频谱）90年代新技术（超声造影、谐波成像、超高频探头、三维超声等）4第二节M型超声成像M型超声诊断仪采用辉度调制的方法，使深度方向所有界面反射回波，用亮点形式在显示器垂直扫描线上显示出来，随着脏器的运动，垂直扫描线上的各点将发生位置上的变动，定时地采样这些回波并使之按时间先后逐行在屏上显示出来。56M型超声对心脏运动结构的探查具有独特的优势，通常对心脏的M型扫查所得到的显示图称超声心动图。7为提取更多的诊断倍息，M型扫查心

3、动图常与心脏其它参数，如心电图、心音图、心尖博动图和超声多普勒频谱图同步进行联合显示。为更有目的地选择M型扫查部位，M型扫查常与B型扫查联合，即通过B型切面图像上的选择线，进行有选择的M型扫查，从而可避免M型扫查的盲目性。89第三节　多普勒超声成像一、多普勒效应1842年奥地利物理学家多普勒（Doppler）发现并研究了声波的“频移”现象，后被命名为“多普勒效应”。此效应是指波源将某一频率的波以一种固定的传播速度向外辐射时,如果波源与接收系统产生相对运动，则所接收到的波的频率会发生变化（即频移）。

4、10一列火车快速驶远时，它的汽笛声听来会沉闷很多，因为声波相对于我们的频率变低、波长变长了，这就是多普勒效应。11多普勒效应并非仅仅存在于声波传递中，任何以波动形式行进的能量传递过程，均可产生多普勒效应，如无线电波、高能X射线(或γ射线)、可见光线以及其他电磁辐射等。人类之所以最先在声波范畴内发现多普勒效应，是由于声波本身属于人耳的可闻波动，且声波在空气中的传播速度不高（340m/s）,声源与人耳的相对运动速度使声频率变化落在人耳的敏锐辨别区内。12天文学家埃德温·哈勃发现：不同距离的星系发出的光

5、，颜色上稍稍有些差别。远星系的光要比近星系红一些，即波长要长一些，这种现象被称为“哈勃红移”。它说明，各星系正以很高的速度彼此飞离。现代天文学正是借助多普勒效应通过检测、辨认宇宙深处恒星发光颜色的变化来判定天体的运动状态的。13产生多普勒效应的原因以声波为例：当声波在某种介质中以固定的传播速度c前进时，声速为波长和频率的乘积，即c=λ·f；但如果声源与接收系统之间存在着相对运动，相对运动的速度为V，则声波向接收系统的相对传播速度c′为原来传播速度c与相对运动V的迭加，即c′=c+V。于是有:f′

6、＝c′／λ＝（c＋V）／λΔf＝f′－f＝（c＋V）／λ－c／λ＝V／λ将λ=c／f代入上式，有Δf＝f·V／c频移量Δf为相对运动速度与原声速的比值与波源频率的乘积。14火车从身旁的铁路上呼啸而过时，会使我们非常明显地听出鸣叫着的汽笛声突然间由尖锐变得低沉起来。当火车驰向我们时（V为正），我们所听到的汽笛声（f1′）要比火车固定不动时的声音（f）尖锐一些（Δf1＞0，f1′＞f）；当火车背向我们驰去时（V为负），所听到的汽笛声（f2′）要比原来的声音（f）低沉一些（Δf2＜0，f2′＝f2′＜f

7、）。15二、多普勒原理在超声医学诊断中的应用超声多普勒应用临床以来，其应用价值已愈加明显，尤其在以运动器官为主要研究对象的心血管科，超声多普勒诊断仪更成为不可或缺的有力诊断工具；原理应用：运动结构（如心脏瓣膜）或散射子集合（如血管中的红细胞群体）反射回来的超声波束，检测出其中的多普勒频移，得到探查目标的运动速度信息，然后被人耳监听、用仪器去分析、用图像去显示或者用影像去显现人体内部器官的运动状态。16以人体内血流的运动状态检测为例：声波的发射源与接收器均为超声探头自身，在检测时刻探头是固定不动的。

8、超声波向着流动中的红细胞集合体传播，遇到声障（红细胞）时，相对于流动中的红细胞，声波f已经产生了一次多普勒频移（f′），频移量Δf′＝f′－f；而声障反射回来的超声波（f′）仍沿着原来的传播路径向反方向传送至探头，同时又迭加了一个相同方向的运动速度（v），因此探头处检测到的超声波又产生了一次新的频移（f″），最终频移量Δf″＝f″－f′＝2Δf′，即Δf″＝2f·v／c17假定频率f为3.5MHz的超声波，向着以0.1m/s速度运动的血流发射，正常声速c=1540m/s，则回声的