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1、超声基础知识2014年3月11日一、声波1.概念：声波是一种机械振动，可以通过介质进行传播。潜艇海洋0Hz20Hz20KHz1MHz30MHz400MHz次声波可听见声音超声红外线耳朵无损探伤图像诊断声学显微镜2.声音频谱3.超声的特性超声的折射：超声从甲介质进入乙介质时，传播方向发生偏离。超声的反射：超声在遇到两种介质界面时，传播方向在一种介质中发生偏转。传播速度：超声在水中的传播速度－1530米/秒超声在空气中传播速度－344米/秒(20°C)三棱镜折射镜子反射声波在软组织中的传播速度声波在软组织中的速度取决于所通过的介质的密度及硬度.其在骨骼,血液,软骨的的传播速度各不

2、相同.在软组织的平均速度是1540米/秒.这个数据被计算机用来计算声能量所走过的距离。安全、无辐射。适用于胎儿诊断。设备可移动，成本低。实时成像通过扫描角度变化，获得更佳的图像。多普勒－检测血流量信息。4.超声诊断的优点二、超声原理超声频率与波长：λ＝C/fλ－超声波波长；C－超声波声速f－超声波频率。波长：一个波的长度。频率：单位时间内的周数（重复次数）探头远近低频高频分辨率更好穿透力：更强3.超声波的衰减：超声波的衰减与传播距离成正比；与频率的2/3方成正比。高频衰减大，低频衰减小（穿透力强）三、超声模式在监视器上显示的超声图像是二维图像，这与CT和核磁共振所形成的图像相

3、同。超声图像有以下几种模式：回波振幅Line1Line2Line3Line4Line5Line6Line7Line81.A模式：是一种振幅的模式。它在显示上形成垂直偏转的曲线图。2.B模式：是一种亮度的模式。其图像由不同亮度的点所组成的直线构成。点的亮度代表接收到回声的振幅。通过连续扫描，二维的剖面图像不断地被更新，这就是实时B模式。探头换能器监视器Line123456783.M模式：M模式中的M表示运动，M模式通过B模式图象来显示一个光标，然后在以时间为轴线的波形图上表示其运动状态。通常M模式用于检测心脏及胎儿的心率。TransducerTransducerTransduc

4、erTransducerLine45t1Line45t2Line45t3Line45t4t1234567...4.D模式（多普勒模式）－（后面详述）四、探头用于超声的探头也称为换能器，是用来产生和检测超声波的部件，即换能器既是发射器，也是接收器。它是超声设备最重要的部分。1.结构：详见右图所示。其中：压电陶瓷－发射/接收超声波；声透镜－轴向聚焦；背衬材料－防止产生超声波反向振动；2.压电效应：是指具有压电特性的材料(陶瓷、石英)在受到外界压力后，在其受压端面产生电压；在其端面施加交变电信号时，其端面会产生机械振动，发出声波。3.工作原理：主机通过电缆在基元上施加电信号，使基元

5、振动，发出超声波，超声波经物体反射作用在基元上，使基元两端产生电信号，通过电缆传送至主机处理、显示。声透镜压电陶瓷(基元)背衬材料衬套电缆物体发射反射五、超声扫描方式1.概述：超声设备在医学临床上有多种诊断方式。－凸阵：也称弯曲线阵，与线阵的区别在于基元是弯曲的。用于腹部和妇产科。特点：近、远场视野宽－线阵：用于小器官、血管及术中。特点：孔径大近场视野宽旁瓣影响小2.电子扫描方式探头的许多基元通过电子控制产生扫描波束并且通过延时线对波束进行聚焦。－线阵－凸阵（含微型凸阵）－相控阵－相控阵：相控阵方式是通过连续变换延时线来得到产生超声波束的不同角度。主要用于心脏。延时线扫描超声

6、波束相控阵探头通过延时线聚焦3、机械三维探头：马达控制探头基元偏转（腹部、小器官、腔内）4、心脏三维探头：六、超声系统延时线路脉冲发射/接收处理滤波器、对数放大器、时间增益控制DSC数字扫描转换器监视器记录设备录像机打印机彩色打印机图象档案管理存储硬盘、磁光盘主机探头七、名词解释通过窄孔径，在近场聚焦中场通过宽孔径，在远场聚焦对每一深度聚焦动态接收聚焦透镜焦点聚焦发散1.聚焦许多超声设备都有调整聚焦的功能，对感兴趣的区域进行聚焦，从而使图象分辨率更高，图象更清晰。超声系统的几种聚焦方式：－只在发射端聚焦（接收端：自动聚焦）：保持较高的帧频－发射和接收端聚焦：可使图象质量更好，

7、但是帧频很低常用的聚焦方式：分段聚焦；动态聚焦；连续动态聚焦(CDF）3.帧频帧频是指单位时间内获得图象的帧数。高帧频可以捕捉细小的信息。移动的物体低帧频高帧频2.宽频是指探头的工作频率范围比较宽。宽频带探头是实现变频的基础。变频是一种新技术：改变同一个探头的频率。若目标区域在近场，可以选用高频率；若目标区域在远场，可以切换到低频率。4.数字化数字化的标志是数字化处理装置。前端数字化－全数字化后端数字化－部分数字化数字化处理A/D放大、处理显示放大、滤波数字化处理A/DΣ•目标数字化延时数字化叠加数字波