超声原理m专题知识

超声原理m专题知识超声原理m专题知识第1页超声概论医用超声技术发展史医用超声技术新进展超声仪安装和维修保养内容介绍超声原理m专题知识第2页超声波原理医用超声物理特征超声仪器组成超声概论超声原理m专题知识第3页超声波原理反射折射散射绕射衰减惠更斯原理超声概论超声原理m专题知识第4页超声波原理

波动：物体机械性振动在含有质点和弹性媒介中 传输现象

声波：

引发人耳听觉器官有声音感觉波动超声波定义:超声原理m专题知识第5页超声波原理声反射定义：

声波传输到两种阻抗不一样介质界面上， 如界面尺寸远大于波长时，便会引发部 分或全部声能返回。超声原理m专题知识第6页声反射定律：入射角θi正弦与反射角θr正弦之比，等于入射波在第一介质中声速C1与反射波在同一介质中声速C1'之比。

超声波原理_____SinθiSinθr=_____C1C1'

超声原理m专题知识第7页反射系数和阻抗关系：

两种介质声特征阻抗相差越悬殊，声反射就越强烈；反之，声反射就弱，其强弱可用反射系数Kp来表示。

Kp与界面两边介质声阻抗Z1和Z2关系公式超声波原理Kp＝────·cosα

Z1－Z2Z1＋Z2超声原理m专题知识第8页

当Z1＝Z2时，p＝0，无反射当Z1〉Z2或Z1〈Z2时，有反射如Z1》Z2或Z1《Z2时，全反射结论：超声波在界面上反射大小取决于界面两边介质声阻差。超声波原理利用反射，提取信息，进行诊疗；皮肤与空气声阻差大，用耦合剂；不适肺、肠、骨等组织器官检验超声原理m专题知识第9页折射定义：因介质中声速空间分布而引发声传输方向改变过程。折射定律：入射角θi正弦与折射角θt正弦之比，等于入射波在第一介质中声速c1与折射波在第二介质中声速c2之比即：

超声波原理

_____SinθiSinθt=_____C1C2

超声原理m专题知识第10页折射产生: 当声波从一个小声速介质向大声速固体介质入射时，声波经过这两种介质分界面后出现折射波，而且其折射角大于入射角，反之亦然。超声波原理超声原理m专题知识第11页折射应用：使折射角为90°时入射角称为临界角，当入射角超出临界角时，对应折射波消失，出现全反射。侧方声影-误诊错位-影响穿刺全反射-无法检验注：作超声检验时，需尽可能将声束垂直于界面，不然将会引发：超声波原理超声原理m专题知识第12页绕射定义：

超声波在介质中传输中，碰到尺寸相当于声波波长声阻抗界面时，声波将绕过此界面，继续向前传输，致使超声波无法检测到该障碍物超声波原理超声原理m专题知识第13页散射定义：超声波在介质中传输中，如碰到尺寸远小于声波波长声阻抗界面时，则声波将使其成为新声源，其声波能量向四面八方发射。

超声仪收到声波是背向散射血流中红细胞是多普勒超声检测血流基础各种软组织从微观角度看都是非均匀组织，可产生散射超声波原理超声原理m专题知识第14页散射应用：散射强弱不但取决于界面声阻差，还与障碍物大小和数量相关，另外还与声波频率有着亲密关系，通常散射强度与声波频率呈正比。

散射发生在人体内软组织内微小界面；反射产生与体内大器官界面散射与反射均为声波能量衰减主要原因反射与散射均是回波型超声仪物理基础超声波原理超声原理m专题知识第15页衰减定义：声波在介质内传输过程中，伴随传 播距离增大，声波能量逐步降低影响原因：

吸收：组织特征使声能转换为热能

反射：声波反射使得能量减弱

散射：声波散射使得能量减弱

频率：超声衰减与超声频率呈正比

声束扩散：单位面积内能量降低超声波原理超声原理m专题知识第16页原因：

反射、散射和吸收声能伴随距离增加而降低超声波原理超声原理m专题知识第17页惠更斯原理定义：

声介质中波动传到各点都可看作是发射子波波源，这些子波包迹就决定了新波阵面平面波球面波超声波原理超声原理m专题知识第18页惠更斯原理应用：

经过相位控制，使发射波束左右偏转，取得扇形图像；亦可使声束聚焦，以提升横向分辨力超声波原理超声原理m专题知识第19页医用超声物理特征基础概念超声波发射和接收超声分辨力/率超声概论超声原理m专题知识第20页频率概念：介质在每秒钟内振动次数为频率（f）,单位为Hz人耳听阈：16Hz-20KHz

超出人耳听阈上限声波，即大于20千赫超声波（Ultrasonicwave）称为超声临床常见超声频率在2～15MHz基础概念超声原理m专题知识第21页

超声波发射和接收声压声强功率近场/远场靶向性超声原理m专题知识第22页定义：声压(P)是有声波时介质中压力与静压差值，单位为Pa。

声压与介质密度(ρ),介质质点振动速度(v)，以及超声波在该介质中传输速度(c)呈正比，即：P＝ρ·v·c声压超声原理m专题知识第23页定义：声强(I)是在单位时间内，经过与声波传播方向垂直单位面积上平均能量，单位是W/m2

声强和声压平方呈正比，与介质密度和声速之和反比，即：

I＝─────声强P22·ρ·c超声原理m专题知识第24页定义：超声功率指在单位时间内经过介质能量。单位是瓦(W)或毫瓦(mW)

超声仪发射超声能量用超声功率表示，仪器发射功率高，仪器灵敏度也高，但安全性却降低了安全剂量10W/cm2

功率超声原理m专题知识第25页定义：对于一个圆形超声换能器(声源)，在接 近声源一段距离(称为近场)，声束直 径略小于换能器直径，呈圆柱形。近场内声压、声强起伏改变大，是应用死区。近场长度与声源尺寸、频率和介质声速相关。 即：近场L(近场)＝──

r2λ超声原理m专题知识第26页定义：离声源距离较远声场，声束则会产生扩散而呈喇叭形，此时声场称为远场。远场瞬时声压与瞬时质点速度同相，故其声压分布是随距离增加而单调地下降，较平稳。声束在远场扩散由扩散角θ所决定，扩散角θ大小亦与λ呈正比，与ｒ呈反比，即：远场

Sinθ＝0.61──

rλ超声原理m专题知识第27页定义：声源在远场形成波束这种方向特征称为指向性。

同一换能器在不一样频率下工作，其指向性将随频率提升而趋显著。指向性差声束不但横向分辨力差，且灵敏度低和易引入伪像。常采取聚焦法改进声束特征。靶向性超声原理m专题知识第28页中间离声束轴线最近两极小方向间声束个别称主瓣。在两相邻极小方向间存有一较主瓣小声束，称为旁瓣。主瓣内聚集了大个别能量，故主瓣立体角小，能量较集中旁瓣高度越高，所占立体角越大，故主瓣以外能量降低且较分散，所以产生伪像靶向性–示意图超声原理m专题知识第29页基础概念分辨力/率种类超声分辨力/率超声原理m专题知识第30页纵向分辨力(longitudinalresolution)：为区分声束轴线上两个物体距离，与超声频率相关。

横向分辨力(transverseresolution)：是区分处于与声束轴线垂直平面两个物体能力，与声束宽度相关。超声分辨力：是指能够分辨有一定间距界面能力其导数为分辨率超声分辨力/率超声原理m专题知识第31页超声分辨力/率时间分辨力/率对比度分辨力/率空间分辨力/率超声原理m专题知识第32页轴向（纵向）分辨力/率横向或侧向分辨力/率厚度分辨力/率空间分辨力/率超声原理m专题知识第33页定义：指沿声束轴方向不一样深度超声仪可区分两个点目标最小距离。取决于：

超声频率、脉冲长度高分辨力：

超声频率高、脉冲窄高频探头：

小儿、浅表器官轴向（纵向）分辨力/率超声原理m专题知识第34页探头频率越高分辨力越高频率与穿透性(penetrability)呈反比轴向（纵向）分辨力/率超声原理m专题知识第35页定义：是指在垂直于超声波束轴平面上 可区分两个点目标最小距离。

取决于声束宽度声束越窄，分辨力越高聚焦提升横向分辨力横向或侧向分辨力/率超声原理m专题知识第36页定义：是区分探头在厚度方向横向分辨力。

探头有一定厚度，故图像为断层信息叠加。它与探头曲面聚焦及距换能器距离相关。厚度分辨力越好，组织切面情况越真实。厚度分辨力/率超声原理m专题知识第37页超声仪器组成探头、压电效应基础电路、通道数显示器超声概论超声原理m专题知识第38页压电振子匹配层聚焦件背衬块探头（换能器）组成超声原理m专题知识第39页正压电效应（超声接收器）逆压电效应（超声发生器）探头关键是压电振子，由它完成机械能与电能之间转换超声压电效应超声原理m专题知识第40页定义：由在外场作用下，晶体将产生几何形变，(亦称电致伸缩效应)。在晶体表面施加电场，可引发晶体内部正负电荷中心发生位移，这一极化位移造成了晶体几何应变。超声逆压电效应超声原理m专题知识第41页结晶在其两个受力界面上引发内部正负电荷中心相对位移，在两个界面产生等量异号电荷。定义：由外力作用引发电介质表面荷电效应。超声正压电效应超声原理m专题知识第42页压电振子常见材料是：人造压电陶瓷锆钛酸铅：

优点：电—声转换效率高、性能稳定、易成形、成本低；

缺点：频率不够高等；偏铌酸铅：频率及频宽均较锆钛酸铅好。聚偏氟乙烯薄膜：频带更宽，是理想压电材料。压电振子超声原理m专题知识第43页作用：使高声阻抗压电振子与低声阻抗人体组织间到达阻抗匹配，以提高声能最大传输效率。组成：通常见四分之一波长厚度阻抗匹配层来实现。匹配层超声原理m专题知识第44页

位置：在探头匹配层与人体组织间；

材料：常见塑料或树脂制成；

作用：声聚焦和换能器保护层；

原理：透镜材料声速大于周围介质声速时声束可折射效应发生会聚。声透镜超声原理m专题知识第45页背衬块

位置：位于压电振子背后

材料：由钨粉与环氧树组成强吸声物

作用：防消除后向干扰；实现窄脉冲，提升纵向分辨力

原理：透吸收背向声波，使之能量消耗超声原理m专题知识第46页按控制扫查方式电子式线阵型、相控阵型、凸阵型及环阵式探头。机械式摆动式、旋转式探头。探头分类超声原理m专题知识第47页按晶片数数量单晶片

A超、M超及摆动式机械探头多晶片

线阵型、凸阵型、相控阵型和环形阵型等探头分类超声原理m专题知识第48页组成：由6-8个阵元沿一直线排列组合；每个阵元分割成若干窄条振子。原理：阵元组依一定次序工作，用电子开关轮番地接通，形成线性扫描。

评定：近场视野大，易受肋骨、气体影响。线阵探头超声原理m专题知识第49页组成：阵元窄条振子被均匀分布在凸形圆弧上；原理：同线阵，只是其波束是作扇形扫描；评定：能避开胸骨和肋骨遮挡，无噪音凸阵探头超声原理m专题知识第50页组成：与线阵类似，仅阵元数少些，故结构紧凑。原理：经过适当调整、控制各单元激励信号相延(或时延)，以实现声速偏转。评定：优点与凸阵相同，但旁瓣较显著。相控阵探头超声原理m专题知识第51页

超声诊疗仪除连续多普勒用连续波外，大多用脉冲波，后者种类很多，但基础结构大致相同。

基础电路超声原理m专题知识第52页

即同时触发信号发生器，它周期性地产生同时触发脉冲信号，分别触发发射电路与扫描发生器中时基扫描电路。

其下限应大于探测目标运动波形最高频率２倍，而其上限则取决于声波对人体最大探查深度所需时间。超声脉冲重复频率决定于触发脉冲重复频率，其选择必须满足以下要求：主控电路超声原理m专题知识第53页

发射电路受同时信号触发后，产生高压电脉冲去激发换能器，换能器受到激发后，便发射一定频率和宽度脉冲超声波。

超声波穿透力和纵向分辨力很大程度上决定于发射电路特征，普通要求发射电路发射现有一定幅度，连续时间又要短脉冲波。发射频率决定于晶片特征和厚度，频宽还决定于探头结构及发射电路阻尼。发射电路超声原理m专题知识第54页

换能器发出脉冲波后，即接收其来自人体内超声回波并将它转换为高频电信号，继而经过高频信号放大电路放大。

为取得足够灵敏度与保真度，高频信号放大电路应足够大增益和带宽。并依据不一样需要，在高频信号放大电路中设有TGC。电路组成：保护电路、前置放大、高频放大及非线性放大时间增益电路等组成。高频信号放大电路超声原理m专题知识第55页

回波电信号经高频放大后，再作检波，检波后视频包络信号，频率较低，需经过视频信号放大器作适当放大。Ａ型超声仪：将信号加至显示器y轴偏转板(或偏转线圈)上，使电子水平扫描线产生垂直方向偏移(A型)；Ｂ型、Ｍ型超声仪：将信号加到显示器栅极上进行图象亮度调制。含有数字扫描变换器超声仪是在信号合成及D/A转换后,经视放放大去调整显示器亮度。视频信号放大电路超声原理m专题知识第56页

扫描发生器产生扫描电压加到显示器偏转系统上，使电子束按一定规律扫描。

通常把视频放大器和扫描发生器统称为显示电路，而显示系统则由显示器件、显示电路和相关电路组成。

A型、M型及B型超声诊疗仪扫描发生器都不相同。扫描发生器超声原理m专题知识第57页彩色多普勒超声工作原理图超声原理m专题知识第58页

通道数物理通道数

线阵或凸阵探头可连接多少个阵子有效通道数

可连接电子相控阵探头振子数

线阵、凸阵探头发射接收时同时振动阵子数处理通道数

加算处理后最大可能控制通道数

最大可连接阵子数×MultiBeamProcessing数超声原理m专题知识第59页

通道数阵子数同时振动27个阵子逐一按6个为一组发射/接收:共形成22根波束超声原理m专题知识第60页

通道数阵子数同时振动同时振动阵子数越多,可得到大开口假如增加阵子,视野就会扩充超声原理m专题知识第61页显示器

从人体反射回来超声信息最终是从显示器或统计仪上显示图象中提取。

超声诊疗仪显示器通常是阴极射线管(CRT)，依据偏转系统不一样可分两种，即静电偏转示波管和磁偏转显示管。超声原理m专题知识第62页隔行扫描

非隔行扫描显示

非隔行=高分辨力,无闪烁显示135791124681012单数线

双数线非隔行扫描135791124681012全部线

超声原理m专题知识第63页隔行扫描逐行扫描

逐行扫描显示

逐行=高分辨力,无闪烁显示超声原理m专题知识第64页逐行扫描实现一倍密度显示

非隔行扫描隔行扫描细腻和无闪烁图像超声原理m专题知识第65页不一样类型超声图像显示A型B型M型三维超声原理m专题知识第66页A型超声仪M型超声仪B型超声仪彩色多普勒超声仪多普勒效应和应用实时三维超声仪医用超声技术发展史超声原理m专题知识第67页Ａ型超声诊疗仪

以探头接收到超声脉冲信号幅度为纵坐标，而以超声脉冲传输时间为横坐标一个显示方式。。Ａ型超声适合用于简单解剖结构检验、线密度测量，如脑中线检验、眼科检验DistanceAmplitude超声原理m专题知识第68页Ａ型超声诊疗仪超声原理m专题知识第69页Ｍ型超声基础原理

将回波强度加到显示器控制极上作辉度调制，代表深度时基线加到垂直偏转板上，而在水平偏转板上加一慢改变时间扫描电压，使深度时基线以慢速沿Ｘ方向移动，故静止目标显示像是一条水平亮迹，摆动着单Ｍ型显像为一正弦曲线超声原理m专题知识第70页TimeDistanceM-modeMotionＭ型超声基础原理超声原理m专题知识第71页Ｂ型超声诊疗仪

显示局部亮度或光强代表回波幅度回波信息表示方法。在显示器上，以声束扫查移动位置为横坐标，以超声传输时间纵坐标，并以回波幅度调制辉度，可得到探头扫查经过平面内图像LateraldistanceDepthBrightness超声原理m专题知识第72页Ｂ型超声诊疗仪超声原理m专题知识第73页彩色多普勒超声仪B型超声+血流多普勒信号+实时彩色血流超声原理m专题知识第74页彩色多普勒超声仪超声原理m专题知识第75页多普勒效应原理多普勒频谱输出方式多普勒频谱分类多普勒效应和应用超声原理m专题知识第76页多普勒效应

定义：声源与接收器在连续介质中存在着相对运动时声波频率将发生改变。超声原理m专题知识第77页探头工作时，换能器发出超声波，由运动着红细胞发出散射回波，再由接收换能器接收此回波。

在超声医学诊疗中，超声多普勒技术可用于检测心血管内血流方向、流速和湍流程度、横膈活动以及胎儿呼吸等。多普勒效应

超声原理m专题知识第78页由此可见：当血流流向换能器时，fd为正值(接收频率高于发射频率)；当血流流离换能器时，fd为负值。当θ角为π／2时，fd＝0。

频谱多普勒超声仪上通常将正频移设为正向波，负频移为负向波。而彩色多普勒则将正频移设为红色，负频移为蓝色。多普勒效应超声原理m专题知识第79页多普勒频移公式频移=收发超声频率之差

2Vcosθ

fd＝────

λλ：声波波长，v：血流速度θ：声波方向与血流方向夹角超声原理m专题知识第80页

将血流方向与超声束之间夹角θ称为多普勒角(Dopplerangle)，测量到血流速度v是真实血流速度(带方向血流速度矢量)分量，如图所表示：检测血流速度与实际流速关系

超声原理m专题知识第81页

探测血流速度误差分析

因为多普勒角度不一样，其预计误差所造成血流速度预计误差并不一样。图显示了不一样多普勒角度情况下，每度多普勒角预计误差所造成流速预计误差。图21不一样多普勒角速度预计误差

图2-2不一样多普勒角度情况下，流速预计误差

超声原理m专题知识第82页多普勒超声技术频谱多普勒彩色多普勒血流成像技术多普勒效应和应用超声原理m专题知识第83页频谱多普勒

多普勒超声脉冲波进入人体后，将产生一系列复杂频移信号，这些信号被接收器接收并处理之后，还必须经过适当频率分析和显示，方能转变为有用血流信息。超声原理m专题知识第84页多普勒频谱分析

利用数学方法对多普勒信号频率、振幅及其随时间而改变过程进行实时分析一个技术。

在多普勒超声中，实时频谱分析方法主要采取快速富立叶转换，该转换是利用计算机技术对一个复杂信号进行实时频谱分析，经过分析后，就能判别信号中各种频率移动和这些频移信号相关流向，将复杂混合信号分解为单个频率元素，最终形成实时显示血流频谱。超声原理m专题知识第85页多普勒频谱显示

多普勒信号经过频谱分析之后,经过两种方式加以输出，一个是音频输出，另一个是图象输出。超声原理m专题知识第86页多普勒输出-音频信号

多普勒发射和接收频率均为超声，但其频移数值常为1--20干赫，恰为可闻声。故频移信号被放大后输入扬声器中，成为音频信号。

音频信号可反应血流性质，其高低反应频率高低，而响度则反应振幅高低。血流在流经心腔和大血管不一样部位时，可将产生不一样音频信号。借助于音频信号，可正确地判断血流性质并指导声束方向。超声原理m专题知识第87页多普勒输出-图像信号

频谱显示是多普勒频移信号图象输出主要方式。在这种显示中，可得到以下信息：频移时间：以横坐标数值表示，代表血流连续时间，单位为秒。

频移大小：以纵坐标数值表示，代表血流速度大小，单位常以米／秒。超声原理m专题知识第88页多普勒图像信号输出

频移方向：以频谱图基线为界，基线以上频移信号为正值，基线以下频移信号为负值。

信号振幅：以频谱灰度表示，代表取样容积或探查声束内含有相同流速血细胞数量多少。

频率范围：以纵坐标上频谱宽度表示，代表某一瞬取样容积中血细胞速度分布范围。超声原理m专题知识第89页多普勒分类-连续波多普勒信号

理论上最大流速测值无限制性。定量分析狭窄、分流和返流性病，其主要缺点是缺乏空间分辨能力。

探头用双晶片，一个连续发射脉冲波，另一个连续接收并转换成电信号和放大，经过基础电路处理，即可在显示器上得到多普勒频移随时间改变图谱。超声原理m专题知识第90页连续波多普勒信号超声原理m专题知识第91页距离选通：沿超声束不一样深度某一区域作多普勒检验取样容积：其大小等于脉冲波波长与数目标乘积。突出优点：疾病定位诊疗和血流量定量测定。主要缺点：受脉冲重复频率限制，易出现频率失真。

其超声脉冲波发射与接收均以一个探头进行，它是在一选择性时间延迟后，才开始接收回声信号。多普勒分类–脉冲波多普勒信号超声原理m专题知识第92页脉冲波多普勒信号超声原理m专题知识第93页尼奎斯特极限

依据取样定位，脉冲重复频率必须大于多普勒频移(fd)二倍，才能准确显示频移方向和大小，即：fd＜1/2PRF，脉冲重复频率1／2为尼奎斯特极限。假如多普勒频移值超出这一极限，脉冲式多普勒所检出频率改变就会出现大小和方向伪差，称为频率失真，或频率混叠。超声原理m专题知识第94页高脉冲重复频率式多普勒是在脉冲多普勒基础上加以改进,在探头换能器发射一组超声脉冲波后,回声信号还未返回来时,又发射一组新超声脉冲波.在同一超声束不一样深度可有一个以上取样容积,因为脉冲频率增加了两倍,检测到最大频移也就增加了一倍.多普勒分类–高脉冲波重复频率多普勒超声原理m专题知识第95页彩色多普勒血流图&能量图

彩色深浅取决于取样容积中红细胞数量；强调是血流量,不表示血流方向红蓝代表血流方向颜色色深浅代表血流速度超声原理m专题知识第96页常见多普勒技术比较：脉冲连续彩色距离选通能否能空间定位否否能高速血流测量否能否图像质量好好好操作难度易难易对二维图像影响小小大超声原理m专题知识第97页三维超声诊疗仪

将立体图象以投影图或透视图表现在平面上显示方式，可从各个角度来观察该立体目标。超声原理m专题知识第98页三维超声诊疗仪超声原理m专题知识第99页谐波成像技术复合成像技术组织多普勒技术实时三维超声技术医用超声技术新进展超声原理m专题知识第100页谐波技术原理组织谐波技术造影谐波技术谐波成像技术超声原理m专题知识第101页二次谐波成像原理

传输时

发射超声波中心频率为f0，其能量比较高，在弹性介质中非线性传输时，不但含有f0基波，而且有2f0谐波，超声波传输非线性效应反射时

在超声造影成像时声波冲击造影剂微泡，微泡可能在2倍或更高倍数声波频率上振动，作为新声源而发射2f0谐波反回到探头。接收造影剂这种二次谐波就能很好地显示造影剂回声信号。这种非线性现象主要表现有三个方面：超声原理m专题知识第102页

声波速度非线性改变——谐波产生

超声波在弹性介质中传输时，使介质在压力大区域，分子紧密排列，而在压力低区域，分子排列疏松，图4-2。

介质这一密度上改变使声波速度处于压缩区要比疏松区稍快，若c0为同一介质中传输速度，c1为压缩区声速，c2为疏松区速度则c1>c0>c2。介质中各点传输声速不一样而造成声波传输过程中形态上发生轻微改变，即产生畸变。图11波峰变尖，这就意味着谐波频率产生，这种尖峰特征比波圆饨波谷传输更加快。

此种现象与海浪涌向岸边时逐步演变为尖而陡波浪类似，浪尖峰代表较高谐波频率，而近海岸边则代表基波频率。图4-2介质压缩与疏松图4-3脉冲波传输过程中产生谐波示意图超声原理m专题知识第103页谐波能量非线性改变：

超波在弹性介质中传输时，不但产生谐波频率，而且谐波频率能量随传输距离而呈非线性改变。图4-4在近场表浅处，超声波仅由基波频率组成。但传输后，能量会在二次谐波频率处产生。

其基波强度随传输距离而降低，但谐波强度呈非线性改变。在表浅处谐波能量较低，采取谐波成像，可克眼来原于腹壁和靠近腹壁反射和散射基波伪象，而传输数厘米后，谐波能量显著增加，产生含有一定强度谐波频率。图4-4谐波能量改变示意图超声原理m专题知识第104页基波能量与谐波能量非线性改变

谐波频率能量高低与基波频率能量相关，弱基波频率几乎不产生谐波频率能量，而强基波产生较大谐波能量

这种非线性改变对于基波能量弱旁瓣产生谐波，则极少会使谐波成像产生旁瓣伪像影响。图4-5基波能量与谐波能量关系示意图超声原理m专题知识第105页2.二次谐波接收

二次谐波接收是提取2f0谐波回声信号，包含自然组织与造影剂谐波信号。(图4-6)。图4-6谐波信号接收示意图超声原理m专题知识第106页

提取纯净谐波

现在已在彩超中采取各种技术办法使二次谐波与基波相分离，而提取纯净二次谐波成像，它能够是一个仅使谐波频率能经过锐利接收滤波器。（图4-7）。同时，接收系统应含有很宽动态范围，才能更加好地接收非常弱谐波信号成像。

图4-7锐利滤波器过滤作用若是宽带滤波，使基波友好波混合，而窄带滤波时，只有谐波能量经过。超声原理m专题知识第107页组织谐涉及造影剂谐波成像

伴随非线性学论理发展，对超声波在人体组织传输研究表明：超声波与人体组织（介质）作用，其传输、反射（和散射）时都含有非线性效应。这种非线性效应使发射基波频率f0会出现nf0频率谐波(n=1/2,2,3)。这种传输和反射非线性效应所产生谐波频率决定了谐波成像不一样应用。谐波成像分自然组织谐波成像及造影剂谐波成像超声原理m专题知识第108页

组织谐波成像与图像质量

谐波成像能够显著改变超声图像质量，表现在：

1).消除近场伪像干扰①表层腹壁或靠近腹壁反射和散射会产生超声伪像，但这些伪像基波能量强，而谐波能量极少，当采取谐波成像时，则近场伪像将大个别被消除。②基波声束旁瓣会产生显著旁瓣伪像，而二次谐波声束旁瓣能量与中心声束能量相比呈反百分比降低，即使二次谐波信号强度放大与基波信号强度相当初，二次谐波旁瓣仍比基波旁瓣低很多。在二次谐波成像时，就能显著地消除声束旁瓣伪像并使主瓣变细（图4-9）。

图4-9基波二次谐波声束轮廓示意图超声原理m专题知识第109页

2)消除近场混响

声束在表浅组织内表层与肋骨之间产生混响,对图像显示常出现含糊雾状改变。所以时，还未形成显著谐波能量，这些混响是由基波频率能量形成，当声束穿过表浅层进入组织后，谐波信号能量显著。在接收时，消除基波后，二次谐波成像使紊乱和含糊影像被消除，得到了更为清楚图像。

组织谐波成像不需要注入造影剂，而需要高灵敏度接收系统。包含探头灵敏度和大动态范围及信号处理技术（提升信/噪比及接收微弱谐波信号能力）。

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超声造影谐波成像

声速非线性而产生谐波成份，它是声波在组织中传输而产生；基波与谐波冲击UCA微气泡产生反射与散射增强信号，即UCA微泡反射非线性又产生入射信号基波友好波，但接收时，只接取2f0谐波信号，但它是二种效果综合。即：1)频率为2f0入射谐波和微气泡对此反射二次谐波。频率为f0

入射基波和微气泡界面对比非线性反射产生2f0谐波。对于自然组织谐波成像，它包含：声速非线性而产生谐波即2f0；2)基波与非线性界面反射而产生频率为2f0谐波信号。 两种谐波信号在谐波成像系统中被接收处理及显示。超声原理m专题知识第111页增强造影谐波成像技术

超声造影剂散射回声增强了血液回声强度，但因为造影剂浓度偏低、造影剂在血液循环连续时间短、造影剂散射回声强度低等原因，需要采取1）第二次谐波成像；2）间歇式超声成像；3）能量多普勒谐波成像；4）反向脉冲谐波成像；5）受激声波发射成像等技术增强造影剂散射回声。造影谐波成像需要:

超声设备技术提升临床研究深化造影剂性能改进

超声原理m专题知识第112页WallMotionBloodTDISignalsWallMotionBl