超声成像设备2015

1、超声成像设备一、概述超声成像设备综述 超声成像设备是利用超声的物理特性和人体器官组织声学性质上的差异，以波形、曲线或图像的形式显示和记录，借以进行疾病诊断的检查方法。超声诊断由于设备不似CT或MRI设备那样昂贵，可获得器官的任意断面图像，还可观察运动器官的活动情况，成像快，诊断及时，无痛苦与危险，属于非损伤性检查，因此在临床上应用已普及，是医学影像学中的重要组成部分。不足之处在于图像的对比分辨力和空间分辨力不如CT和MRI高。超声波物理特性简介1 1、什么是超声波、什么是超声波：频率(f)小于20HZ为次声波；频率(f)在 20HZ20KHZ之间为可闻声波；频率(f)大于20KHZ的为超声波。

2、2 2、超声波的传播特性、超声波的传播特性1）同一声波在不同媒介传播中频率不变，波长、波速可变。c=f；2)具有明确指向性的束状传播；3)传播过程发生衰减、反射、折射、散射；（反射：观察脏器的轮廓；散射：了解脏器内部病变）3 3、与超声成像相关的物理量、与超声成像相关的物理量1）声强：声波的强弱。与声源振幅有关，振幅越大，声强越大。2）声阻抗：声场中某一位置上的声压与该处质点振动速度之比定义为媒质的声特性阻抗，称为声阻抗率。(理解为：声波传导时介质位移需要克服的阻力)Z=.c 声阻抗为媒质的声学特性，主要与密度有关。组织间的声阻抗微小差异（0.1%）导至反射、散射声强差异，可被超声探头检测。所

3、以超声对软组织鉴别能力强。超声成像方式超声成像方式 1、脉冲回波幅度成像1）A超：幅度调制型它采用单探头发射单束超声脉冲，将所获得的由各界面反射的回波信号在二维平面上显示，水平方向为时间坐标，竖直方向用脉冲的幅度标示回波的强度。通过脉冲的幅度，我们可以了解反射界面两侧声阻抗的信息。2）M超：运动显示型探头固定在某一探测点不动。当探头对准心脏某一部位时，水平扫描电压把来自心脏各部位跳动的回波连续不断地在水平方向展开，因此荧光屏上横轴代表时间坐标，纵轴代表心脏各部位的运动状态，从而可测量房室的大小，心输出量等参数，检查心脏的功能。3）B超：辉度调制型B型超声图像是由多束超声波束导致的回波图像组合而

4、成。与A超在回波显示方式上不同，B超中回波信号的强度通过光斑的形式出现在示波器上。回波信号强，光点就亮，反之就暗。因此光点的亮暗程度（灰度）表征了反射界面两侧声阻抗的特性。2、脉冲回波频移信号（多普勒）成像1）PW：脉冲多普勒显像（D型）2）CW：连续多普勒显像（D型）3）CDFI、CDTI、CDE|、DPA彩色多普勒显像超声探头探头也称超声换能器，由压电晶体片制成。当在晶片(又称振子)上加高频电脉冲激励时，便会产生高频振动发射超声波。而由界面反射的回声信息到达晶片表面产生振动，转换为高频电信号，通过放大处理后转变为图像信息。探头既是发射器也是接收器，是整个超声设备中的关键部件。 1、压电晶体

5、 具有正压电效应和逆压电效应，具有机电转换能力，是一个可逆的机电换能系统 1）压电材料 压电单晶体（天然）石英灵敏度高，机械性好，稳定性好，不易加工 压电多晶体（人造）压电陶瓷成本低，加工方便 人造压电陶瓷和人造极性高分子聚合物，如钛酸钡、硫酸锂、钛酸铅、锆钛酸铅（PZT）。2）正压电效应在晶体或陶瓷的一定方向上，加上机械压力，使其变形，晶体或陶瓷的两个受力面上，产生符号相反的电荷；变形方向相反，两面的电荷极性随之变换电荷密度同施加的机械力成比这种因机械力作用而激起表面的电荷效应，称为正压电效应。 在医学应用中，超声的接收就是利用了正压电效应，即把超声对压电材料表面的机械力传换成为电信号。+-

6、+-+ +-+-+-压电体未受外力两侧不带电荷压电体未受外力两侧不带电荷压电体受拉力两侧带电荷压电体受拉力两侧带电荷压电体受压缩力压电体受压缩力两侧带电荷两侧带电荷3）逆压电效应（电致伸缩效应）在晶体或陶瓷表面沿轴方向施加电压，在电场作用下引起几何应变，电压方向改变，机械应变方向亦随之改变，形变与电场成比例这种因电场作用而引起的形变效应，称为逆压电效应 在医学应用中，超声的发射就是利用逆压电效应 ，即用电压使压电材料产生机械振动，振动在介质中的传播形成声波。-+-+-压电体两侧加电压电体两侧加电场时长度伸展场时长度伸展压电体两侧加相反压电体两侧加相反电场时长度压缩电场时长度压缩2、探头基本结构基本结构1）换能器A、压电晶体B、匹配层C、声透镜D、吸声块2）外壳3）电缆 4）其它：机械探头中有电机，传动部件、位置检测部件等。 发射与接收电路 发射接收单元在电子扫描时传送发射控制信号到探头，并对来自超声探头的接收信号由放大系统进行高频放大、对数压缩及有关预处理，并作电子聚焦和动态聚焦控制、检波