《医学超声仪器概论》ppt课件

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1、第三章医用超声仪器概论第三章医学超声仪器概论超声诊断仪器向人体内发射超声能量，并接收人体组织反射和散射的回波信号，根据其所携带的有关人体信息，加以检测、放大等处理，并显示出来，为医生提供诊断依据。超声治疗仪器向人体发射一定功率的超声能量，利用其与生物组织相互作用产生的各种生物效应，对有疾病的组织起到治疗作用。其它超声雾化设备超声清洗设备超声细胞粉碎设备第三章医学超声仪器概论3.1医学超声成像的基本原理超声成像的信息主要由反射回波和散射回波所携带，一个典型的超声回波应包含大界面的反射回波（位置信息）与小粒子的散射回波（结构信息）。一、脉冲回波法原理脉冲回波技术

2、利用人体组织的不均匀性而引起的反射作用，通过检测脏器界面的反射波，实现组织定位，并检测其特性。以A型超声显示为例说明脉冲回波法原理。第三章医学超声仪器概论3.1医学超声成像的基本原理(a)超声脉冲发射的瞬间，显示器上光点垂直偏移。(b)超声脉冲以恒定速度通过介质1，光点在显示器上形成水平扫描线。(c)当超声到达1、2介质的分界面上，一部分能量经界面反射，大部分能量通过界面继续向前传播；反射回声到达探头，换能器将回声信号转换为电信号，并成为显示器垂直偏转板的输入信号，显示器上显示回声信号脉冲；(d)由2、3介质分界面反射的回声到达探头，在显示器上显示出相应的脉

3、冲。第三章医学超声仪器概论3.1医学超声成像的基本原理超声诊断仪器中，一般脉冲超声的发射与接收是由同一换能器完成的，根据发射脉冲和回波脉冲的时间间隔T，计算出反射界面与换能器（声源）之间的距离：式中，c为介质中的波速，生物体中除骨骼外，声速相差不大，因此在工程计算中通常取其平均值1540m/sA型超声成像波形图第三章医学超声仪器概论3.1医学超声成像的基本原理二、超声诊断仪器的基本构成第三章医学超声仪器概论3.1医学超声成像的基本原理振荡器，即同步触发信号发生器，产生控制系统工作的同步触发脉冲，决定发射脉冲的重复频率。发射器，受触发后产生高压电脉冲激励超声换

4、能器。换能器，产生超声脉冲，接收由目标形成的回波脉冲信号并转换成电信号，送入回波信息处理系统。回波信息处理系统，由射频信号接收放大器、检波器和视频放大器等组成，处理超声回波信息。显示器，显示图象信息。扫描发生器，在振荡器产生的同步脉冲控制下，输出扫描信号给显示器，使显示器上显示的超声回声图稳定。第三章医学超声仪器概论3.2超声诊断仪的主要参数表征超声诊断仪性能的参数：声系统参数（1）声输出的强度、总功率等；（2）超声场的时频特性，如波形、持续时间、脉冲重复频率、脉冲形状、带宽等；（3）声场分布特性，如聚焦特性、波束形状等。图象特性参数（1）分辨率；（2）位置

5、记录精度；（3）深度测量精度；（4）帧频等。电气特性参数（1）灵敏度；（2）增益及TGC指标；（3）压缩特性及动态范围；（4）显示器的动态范围等。第三章医学超声仪器概论3.2超声诊断仪的主要参数一、分辨率超声成像的分辨率有横向分辨率（垂直波束方向）和纵向分辨率（平行波束方向）之分，纵向分辨率总是优于横向分辨率。1、横向分辨率：区分处于垂直于声束的平面上两个物体的能力。声束直径尺寸直接影响横向分辨率，波束越细，能分辨的尺度越小，横向分辨率越高；在近场区横向分辨率大致等于换能器的直径。如何提高横向分辨率：聚焦，使波束的有效直径减小；对于聚焦换能器，若其直径为D，

6、系统焦距为F，波长为λ，由衍射理论可知，理论上可分辨最小距离为：仪器的图象质量主要取决于横向分辨率，横向分辨率好，图象细腻，小结构就能显示清楚。第三章医学超声仪器概论3.2超声诊断仪的主要参数2、纵向分辨率：在声束轴线方向上对相邻两回声点的分辨率。发射超声频率：声波的纵向分辨率理论极限为声波的半波长，频率越高，波长越短。超声脉冲的持续时间：脉冲持续时间越短，即脉冲越窄，纵向分辨率越高（一般要小于0.2µs）。发射电脉冲宽度及换能器阻尼影响纵向分辨率的因素讨论用10MHz的脉冲超声探测眼球，脉宽（脉冲持续时间）为2µs，声速取1540m/s，求最小探测深度的理

7、论值（纵向分辨率）？第三章医学超声仪器概论3.2超声诊断仪的主要参数二、工作频率超声诊断仪的工作频率，需要根据两个方面的因素作最佳的选择。从分辨率的角度，增高频率，可以改善分辨率。频率越高，波长越短，声束的方向性越好，横向和纵向分辨率都能提高。从穿透深度角度，工作频率越高，衰减成正比地增加，必然使探测深度变小。若要求获得较大的穿透深度，就得取较低的工作频率。第三章医学超声仪器概论3.2超声诊断仪的主要参数三、穿透深度（工作距离）指仪器发射的超声波束可以穿透并能显示出回声图象的被测介质深度。提高仪器的穿透深度，主要有三个主要途径降低工作频率，但会影响图象分辨率

8、提高接收机的灵敏度和扩大动态范围，使其能接收较远距离