最新M型超声成像教学讲义ppt课件.ppt

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1、M型超声成像第二节　M型超声成像M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。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。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

2、声频率变化落在人耳的敏锐辨别区内。天文学家埃德温·哈勃发现：不同距离的星系发出的光，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。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

3、相对运动V的迭加，即c′=c+V。于是有:f′＝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。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，f

4、2′＝f2′＜f）。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。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。超声波向着流动中的红细

5、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／c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，则回声的频移量Δf（由Δf＝2f·v／c可得）约为±450Hz。由此可见，多普

6、勒频移量Δf与超声固有频率f及反射目标的运动速度V成正比；与声波在某种组织中的传播速度成反比。另外，常用超声频率在人体组织中产生的多普勒频移量Δf恰好在人耳的敏锐听觉辨别范围内（大约200～1200Hz），因此只要将此信号检测放大后，仅凭有经验的医生聆听，就可以获得有价值的临床诊断信息。在实际应用中，超声的发射与接收并不一定正对着探测目标的运动方向，多数情况下它们之间会存在一个夹角θ，因此上述多普勒频移量Δf的完整表达式应为：Δf＝2fcosθ·v／cD型超声成像诊断仪（DopplerUltrasound,D超）即超声多普勒诊

7、断仪，是利用声学多普勒原理，对运动中的脏器和血液所反射回波的多普勒频移信号进行检测并处理，转换成声音、波形、色彩和辉度等信号，从而显示出人体内部器官的运动状态。发展的主要阶段连续波式多普勒系统(continuouswavedoppler)脉冲式多普勒系统(pulsedwavedoppler)彩色多普勒血流成像系统(colordopplerflowimage，CDFI)，也被称为彩色血流图（colorflowmapping,CFM）。三、连续式超声多普勒成像仪探头内为双换能器结构，各自完成发射和接收任务，一只换能器连续不断地发射

8、超声信号，另一只换能器不停接收反射回声，转换为电信号，送至高频放大单元，经幅度放大后再送至混频解调器解调。1．超声波的产生、发射和反射主频振荡器产生并输出频率为f的振荡信号，送入声发射驱动单元，经过放大后驱动探头中的压电换能器向外辐射出频率为f的连续超声波。2．频移信号的检测