医学超声成像原理.ppt

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1、医学超声成像原理3.4超声波成像原理超声波成像技术超声波探测技术可以分为两大类，即基于回波扫描的超声探测技术和基于多普勒效应的超声探测技术。基于回波扫描的超声探测技术主要用于解剖学范畴的检测、了解器官的组织形态学方面的状况和变化。基于多普勒效应的超声探测技术主要用于了解组织器官的功能状况和血流动力学方面的生理病理状况，如观测血流状态、心脏的运动状况和血管是否栓塞检查等方面。医学超声波诊断仪A型超声波诊断仪M型超声波诊断仪B型超声波断层显像仪超声多普勒血流仪、成像仪与彩超超声三维成像系统（超声CT）Ａ型（超声示波法）

2、机理：以波幅变化反映回声情况特点：一维波形图，不直观用途：鉴别液、实性包块，测距目前临床不再使用显示特点：探头不动向人体反射并接收声波，根据回波出现的位置，回波幅度的高低、形状、多少和有无，确定被检体病变或解剖部位的信息，但特异性不突出，还缺乏解剖学特征。进波中线波底波肿瘤波Ｍ型（超声扫描法）机理：以单声束取样，获得活动界面回声，再以慢扫描方式展开特点：一维－时间运动曲线图用途：分析心脏和大血管的运动幅度M型曲线图Ｂ型（超声显象法）机理：不同的光点反映回声变化，用切面显示正常组织与异常组织特点：二维断面图像，灰阶/

3、彩阶实时显示，直观用途：及其广泛肝脏B超心脏B超D型（超声多普勒法）机理：利用Doppler原理对心血管内血流进行探测分析频谱多普勒（PW+CW）以频谱曲线显示，检测血流动力学参数彩色多普勒血流显像（CDFI）彩色编码实时显示血流方向、速度及血流性质二尖瓣血流CDFI二尖瓣血流－PW声束的聚焦要提高超声成像系统的灵敏度和分辨力，除了对线阵探头实施多振元组合发射外，还需要对超声进行聚焦，使声束变细，使强度聚焦收敛，提高声束的穿透力和回波强度，从而提高灵敏度和分辨力声束聚焦分为：1、声学聚焦2、电子聚焦超声波束处理技术

4、在超声波发射和接收时.采用多种波束处理技术，使主波束变窄，旁瓣变小.现在，先进B超设备中已采用的具有实际效果的波束处理方法有:(l)使晶体表面凹陷;(2)采用声学透镜聚焦;’(3)可变孔径;(4)电子聚焦;(5)动态聚焦;(6)实时动态聚焦;(7)动态变迹等.一．凹面晶体用这种聚焦方式，焦点的声束比较细，横向分辨性能好.但是，一旦偏离聚焦范围，声束比未聚焦的还粗，因此，采用这种聚焦型探头，要注意聚焦范围的深度、一般可分成近距离、中距离和远路离3个档次。与光学聚焦原理类似，在平面晶体表面附加声学透镜，可使超声波束汇聚

5、到一点，即焦点.焦点深度，即焦距。由声学透镜曲率半径、超声波在声学透镜中的传播速度和人体中声速所决定.声学聚焦１、电子聚焦对线性换能器阵的各阵之上加上适当延时的激励脉冲，则可在预定的距离上获得聚焦波。二、电子聚焦所谓电子聚焦，就是控制各振元的相位，使其发射的超声束在焦区得到同相相长加强，达到聚焦的目的，实际上是通过控制延时达到控制相位的。延时量的计算：分别为L1，L2，L3，焦距F=35cm，阵元间距d=0.5mm，由图可得L1=3.5d=3.5×0.5=1.75mmL2=2.5d=1.25mmL3=1.5d=0.

6、75mm设声速c=1540m/s则第1号振元与第2号振元的相差延时量为：Δτ1=ΔS1/c=0.02141/1540×103=13.9ns同理2号振元与3号振元之间的延时量为：Δτ2=ΔS2/c=9.27ns3号与4号振元延时差为：Δτ3=ΔS3/c=4.64ns设第1号及第8号振元无延时，则2号振元延时时间为：τ1=13.9ns3、6号振元延时时间为：τ1+τ2τ2=13.9+9.27=23.17ns4、5号振元延时时间为：τ3=Δτ1+Δτ2+Δτ3=27.81ns那么延时量是如何实现的，是通过延迟线来实现的。

7、三聚焦探度和焦点直径在聚焦点，声束宽度最小。在焦点附近一个有限的范围内，聚焦声束宽度小于同一阵列换能器同时被激励，即未聚焦时所产生的声束宽度。离焦点越远，聚焦声束宽度越宽，直至大于同一阵列换能器未聚焦声束宽度。动态电子聚焦为了提高成像系统的分辨力，需要进行聚焦，焦区以内的声束变细了，确实提高了分辨力，但焦区以外，声束不仅没有变细，反而变得更粗了，焦区以外的分辨力不仅没有得到提高，反而变得更差了，因此需要整个穿透深度上都要进行聚焦，使整个深度上的分辨力都得到提高。动态电子聚焦又分为：1、等速动态电子聚焦2、全深度分段

8、动态电子聚焦1、等速动态电子聚焦等速动态电子聚焦是通过计算机控制，以一定的速度改变发射和接收的延迟时间，使焦点随发射波和接收同步移动，使整个深度的所有位置，都有良好的横向分辨力，显然这种聚焦最为理想，但由于焦点移动速度快，延时分级细，延时程度高，故电路更复杂，成本更高。2、全深度分段动态电子聚焦：全深度分段动态电子聚焦就是将探测深度分成若干，只对每个段分别进