医学超声仪器

1、医学超声仪器医学超声仪器 作业阅读：阅读：Current Status and Future Technical Advancedof Ultrasonic ImagingIEEE Engineering in Medicine and Biology MagazineVol. 19 No.5 September/October 2000, p14-20完成一个小项目的设计报告完成一个小项目的设计报告小项目的设计报告要求1、调查研究，选择课题（与超声有关）。、调查研究，选择课题（与超声有关）。 （1周）周）2、查阅文献，总结已有的方法及存在的问题。（、查阅文献，总结已有的方法及存在的问题。（1

2、周）周）3、提出自己的设计方案、提出自己的设计方案 （4周）周） 目的与主要技术指标目的与主要技术指标 原理框图原理框图 硬件线路图或软件流程图硬件线路图或软件流程图 实验结果与分析（尽可能做）实验结果与分析（尽可能做） 项目总结项目总结 课题示例A A超：液面、液位的测量超：液面、液位的测量B B超：平面大视野图像超：平面大视野图像 三维成像三维成像血流血流测量测量流速剖面流速剖面形成形成B型型成像成像探头系统框图谱分析谱分析医学超声仪器第一部分：结构成像（第一部分：结构成像（B型成像）型成像） 第一章第一章 换能器与波束形成换能器与波束形成 第二章第二章 数字扫描变换器数字扫描变换器 第三

3、章第三章 信号与图像处理信号与图像处理第二部分：血流测量第二部分：血流测量 第四章第四章 声谱图多普勒血流测量声谱图多普勒血流测量 第五章第五章 彩色血流图成像彩色血流图成像第六章第六章 新技术与前沿动态新技术与前沿动态 6.1 谐波成像谐波成像 6.2 三维成像三维成像 6.3 PACS波束形成波束形成电路电路图像图像存储器存储器坐标变换坐标变换电路电路DSC部件部件探头探头显示器显示器B超显像仪系统方框图 第一章 换能器与波束形成探头探头波波束束形形成成器器信号与信号与图像处理图像处理本章要点1、换能器、换能器2、声场特性、声场特性3、波束形成器、波束形成器新技术数字式波束形成器数字式波束

4、形成器换能器换能器t换能器换能器采样体积采样体积超声换能器与发射脉冲激励电脉冲激励电脉冲有效激励的条件：有效激励的条件：21ll1或lcf21换能器结构声透镜声透镜匹配层匹配层1匹配层匹配层2压电晶体压电晶体背衬材料背衬材料地电极地电极“火火”电极电极Q = 中心频率中心频率带宽带宽高高Q值值 - 连续波连续波低低Q值值 - 脉冲波脉冲波匹配层匹配层计算举例计算举例换能器结构线阵探头凸阵探头相控阵探头声场特性声场特性波束的声场特性超声辐射声场的空间分布超声辐射声场的空间分布与辐射频率、辐射孔径及辐射面结构等有关。与辐射频率、辐射孔径及辐射面结构等有关。孔径分布函数与声压远场指向函数为一对富里叶

5、变换。孔径分布函数与声压远场指向函数为一对富里叶变换。空间波束的指向性函数：空间波束的指向性函数：描述发射器辐射声场或接收器灵敏度的空间分布函数。描述发射器辐射声场或接收器灵敏度的空间分布函数。p52主瓣与旁瓣换能器换能器)22. 1 (sin01Dfccopy52D换能器声场（近场与远场）zzaIIz212220sin近场远场maxz42maxDzD=2a0IIzzD换能器声束的发散42maxDzDfc022. 1sin动态孔径：近场用小孔径；远场用大孔径：近场用小孔径；远场用大孔径波束形成器波束形成器阵列换能器之一 线阵探头换能器阵元阵列换能器之二 凸阵探头R阵列换能器之三 相控阵阵探头合

6、成波阵面波束方向1n2 3发射脉冲)(a1n2 3发射脉冲合成波阵面波束方向)(b1n2 3合成波阵面波束方向发射脉冲)(c1n23合成波阵面波束方向发射脉冲焦点)(d延迟线延迟线计算举例计算举例t换能器换能器采样体积采样体积激励电脉冲激励电脉冲空间分辨率：轴向分辨率与侧向分辨率轴向分辨率与侧向分辨率轴向分辨率轴向分辨率侧向分辨率侧向分辨率波束细脉冲窄发射脉冲电激励信号电激励信号声压声压PRF02 fQ轴向分辨率42minQcdARcABdAB12AB213AB4321d202 fQ改善轴向分辨率的方法 42minQcdARfc1、 降低降低Q2、 提高频率提高频率换能器声透镜超声束声透镜聚焦声透镜聚焦侧向分辨率改善侧向分辨率的方法 声透镜聚焦声透镜聚焦 一维电子聚焦一维电子聚焦 动态孔径动态孔径 环阵技术环阵技术 动态频率扫描动态频率扫描 变迹技术变迹技术 数字式波束形成器数字式波