超声基础知识

超声基础知识超声基础知识第1页一、声波1.概念：声波是一个机械振动，能够经过介质进行传输。

潜艇海洋0Hz 20Hz 20KHz 1MHz

30MHz 400MHz

次声波可听见声音 超 声红外线耳朵 无损探伤 图像诊疗 声学显微镜

2.声音频谱超声基础知识第2页3.超声特征超声折射：超声从甲介质进入乙介质时，传输方向发生偏离。超声反射：超声在碰到两种介质界面时，传输方向在一个介质中发生偏转。传输速度：超声在水中传输速度－1530米/秒 超声在空气中传输速度－344米/秒(20°C)三棱镜折射镜子反射4.超声诊疗优点安全、无辐射。适合用于胎儿诊疗。设备可移动，成本低。实时成像经过扫描角度改变，取得更佳图像。多普勒－检测血流量信息。超声基础知识第3页二、超声原理1.基础原理：超声基础原理与回声原理相同。2.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：一个波长度。频率：单位时间内周数（重复次数）

探头远近低频 高频分辨率更加好穿透力：更强3.超声波衰减：超声波衰减与传输距离成正比；与频率2/3方成正比。高频衰减大，低频衰减小（穿透力强）超声基础知识第4页三、超声模式：

在监视器上显示超声图像是二维图像，这与CT和核磁共振所形成图像相同。超声图像有以下几个模式：回波振幅Line1Line2Line3Line4Line5Line6Line7Line81.A模式：是一个振幅模式。它在显示上形成垂直偏转曲线图。2.B模式：是一个亮度模式。其图像由不一样亮度点所组成直线组成。点亮度代表接收到回声振幅。经过连续扫描，二维剖面图像不停地被更新，这就是实时B模式。探头换能器监视器Line12345678超声基础知识第5页gGEMS-CDDP-1Traning3.M模式：

M模式中M表示运动，M模式经过B模式图象来显示一个光标，然后在以时间为轴线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心率。B型显示切面声像图，M型显示体内各层组织对于体表（探头）距离随时间改变曲线，是反应一维空间结构。TransducerTransducerTransducerTransducerLine45t1Line45t2Line45t3Line45t4t1234567...4.D模式（多普勒模式）－（后面详述）超声基础知识第6页四、探头：

用于超声探头也称为换能器，是用来产生和检测超声波部件，即换能器既是发射器，也是接收器。它是超声设备最主要个别。1.结构：详见右图所表示。其中：压电陶瓷－发射/接收超声波；声透镜－轴向聚焦；背衬材料－预防产生超声波反向振动；2.压电效应：是指含有压电特征材料(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：主机经过电缆在基元上施加电信号，使基元振动，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，经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超声基础知识第7页五、超声扫描方式：1.概述：超声设备在医学临床上有各种诊疗方式。当前主要采取以下方式： －凸阵：也称弯曲线阵，与线阵区分在于基元是弯曲。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：

探头许多基元经过电子控制产生扫描波束而且经过延时线对波束进行聚焦。 电子扫描方式 机械扫描方式 特殊方式－线阵 －机械扇扫 －斜向扫描－凸阵（含微型凸阵） －径向扫描 －梯形扫描－相控阵 －扩充扫描 －向量扫描超声基础知识第8页3.机械扫描方式：机械扫描是经过单个或多个基元机械运动（摆动）来产生超声波束。－机械扇扫：是超声波束经过基元机械运动往返摆动进行扫描。特点：制作成本低；扫描角度大。噪音大；帧频低；寿命短。基元－相控阵：相控阵方式是经过连续变换延时线来得到产生超声波束不一样角度。主要用于心脏。延时线扫描超声波束相控阵探头 经过延时线聚焦超声基础知识第9页六、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统计设备录像机 打印机彩色打印机图象档案管理

存放硬盘、磁光盘主机探头探头显示器超声基础知识第10页七、名词解释：经过窄孔径，在近场聚焦中场经过宽孔径，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功效，对感兴趣区域进行聚焦，从而使图象分辨率更高，图象更清楚。超声系统几个聚焦方式：－只在发射端聚焦（接收端：自动聚焦）：保持较高帧频－发射和接收端聚焦：可使图象质量更加好，不过帧频很低常见聚焦方式：分段聚焦；动态聚焦；连续动态聚焦(CDF）超声基础知识第11页2.宽频及变频：5MHz5MHz传统探头宽频带探头频带宽度宽频＋变频－－有效地处理探头分辨率与穿透力矛盾主机带宽探头带宽远场近场5MHz10MHz3.帧频：帧频是指单位时间内取得图象帧数。高帧频能够捕捉细小信息。移动物体低帧频高帧频宽频是指探头工作频率范围比较宽。宽频带探头是实现变频基础。变频是一个新技术：改变同一个探头频率。若目标区域在近场，能够选取高频率；若目标区域在远场，能够切换到低频率。超声基础知识第12页4.数字化数字化标志是数字化处理装置。前端数字化－全数字化后端数字化－个别数字化

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束形成器探头处理显示超声基础知识第13页Alittlemorethanhalfwaybetween98and99超出98度了!可能过正常值了!他发烧了98.698.698.698.6TheOriginalMeasurementAfterAdditionofNoise何为数字化?超声基础知识第14页探头A/D处理器显示98.698.698.698.6探头A/D显示处理器模拟:98.698.6+??双向数字化－发射、接收超声信号首先经过A/D数字化转换器，对发射，接收双方向进行处理数字化超声数字化:超声基础知识第15页1234数字延迟S数字波束形成器数字化准确度数字化超声超声基础知识第16页6.分辨率

分辨率是指对两个靠近物体识别能力，即对图象区分。轴向（纵向）分辨率：是指沿超声波束轴方向上可区分 两个点目标最小距离。轴向分辨率由超声波束波长所决定。普通来说，轴向分辨率为波长2到4倍。(发射带宽;频率；脉冲长短）分辨率几何分辨率灰度分辨率轴向分辨率侧向分辨率

轴向分辨率高 低

侧向分辨率高 低侧向（横向）分辨率：是指对垂直于超声波束轴方向上可 区分两个点目标最小距离。侧向分辨率取决于超声波束宽度和波束聚焦情况。（线密度聚焦；孔径)灰度（对比度）分辨率：是指对两个相同密度物体 识别能力。灰度分辨率几何分辨率平衡几何分辨率高－－灰度分辨率差超声基础知识第17页B模式衰减：

在正常情况下，超声系统从近场接收到回声信号比较强，从远场接收到回声信号较弱，对于从近场到远场图象，假如咱们不对它进行调整，就无法看清这个图象。时间增益控制（TGC）：为了使从近场到远场图象质量更加好，咱们应该为每一深度（分段）进行对应时间增益控制调整。通常假如病人较胖，则其远场图象会因为脂肪而产生较大衰减而变暗，这时咱们应增加其远场TGC，假如病人比较年轻，则其近场图象会因为肌肉产生较大衰减而变暗，这时应增加其近场TGC。超声基础知识第18页B模式增益（Gain）：

每个超声设备都有增益控制系统，增益用来调整监视器所显示回波信号大小。（类似收音机volume音量键）增益低－－整个图象亮度低，组织亮度较低，噪声也低。增益高－－整个图象亮度高，噪声水平也较高。动态范围：动态范围能够用来调整灰阶范围宽度。

小动态范围－－它能够显示小范围内各个别之间区分，这时图象对比度强，黑白分明，不过小动态范围会丢失信息。硬图象－对比度强图象，尤其其边缘非常清楚。大动态范围－－它能够显示从小到大较宽范围内信号，即使它显示不出图象微小差异，不过它很轻易检测到整个范围信号。这时图象轮廓比较含糊。软图象－轮廓含糊图象，它能够显示较宽范围内信息。超声基础知识第19页八、多普勒（Doppler）：

多普勒技术在超声诊疗中非常有价值。主要用于检测心脏、血管内血液流向，流速及流量。主要包含以下三种：-脉冲多普勒(PW) -高脉冲重复频率多普勒(HPRF)

-连续波多普勒

(CW). -单连续波多普勒

-可控连续波多普勒TXMRCVRCV假如接收体向着振动源运动，则接收到频率将高于发射频率。

假如接收体背着振动源运动，则接收到频率将低于发射频率。TXM1.多普勒效应：振动源和接收体有相对运动时,所接收到回声频率不一样于振源所发射 声频率,其差异与相对运动速度相关,这就是多普勒效应。超声基础知识第20页实验设计火车速度=40MPH将校准过声纳放在路轨旁和火车上训练有素音乐观察员处于路轨旁和火车上超声基础知识第21页2.多普勒效应公式：2cos

•f。

C•ΔfV(cm/s)=V

血流V(cm/s):血流速度C(cm/s):声速(1530m/s)(度):血流与超声波束之间夹角

Δf(Hz):多普勒频移

f。(Hz):超声频率超声波束血管角调整：30°0.86633°0.8393.2%cos误差改变70°0.34273°0.29217.1%夹角θ最正确范围：30－60°超声基础知识第22页多普勒超声技术分类频谱多普勒脉冲多普勒（pulsedwaveDoppler）高脉冲重复多普勒（highpulsedrepeatDoppler）连续波多普勒(continuouswaveDoppler)

彩色多普勒

彩色多普勒（colorDoppler）能量多普勒（powerDoppler）组织多普勒（tissueDoppler）超声基础知识第23页脉冲多普勒技术特点：

探头以短脉冲群方式发射超声，在发射间歇期，又用以接收回声信号。在间歇期，选择性接收所需要检测位置信号，这种选择性定位接收能力称为距离选通（ranggating）或距离分辨能力（rangresolution），所需检测区域称为取样容积（SV）。超声基础知识第24页正常腹主动脉频谱显象举例－多普勒频谱超声基础知识第25页从多普勒频谱图形能了解到血流哪些参数？1、多普勒频谱横軸代表时间，即血流显示时相，纵軸代表频移，即血流速度。2、零位线上方代表血流朝向探头流动，下方代表血流背离探头流动。3、频谱幅度，即频谱在纵軸上振幅，代表频移大小（KHz），即血流速度大小（m/s）。4、频谱宽度，即频移在频谱垂直方向上宽度，表示某一瞬间取样中红细胞运动速度分布范围大小，如速度范围小即红细胞运动速度相同多，成为频带窄，如速度不一样多，成为频带宽。归纳：血流速度、血流方向、血流时相、血流性质超声基础知识第26页怎样用多普勒频谱判断血流性质?层流：红细胞速度梯度小，运动方向一致，在多普勒频谱上显示位频谱窄，频谱波形规整，轻易被自动包络，频谱与基线之间有比较显著空窗，频谱信号音柔和有乐感。湍流：因红细胞运动速度梯度大，方向多变，显示为频谱宽，频谱波形不够规整，不易被包络，频谱窗消失，频谱信号音粗糙刺耳。动脉血流：频谱呈脉冲波形，收缩期幅度大于舒张期，舒张期开始可能出现短暂反向脉冲波形，频谱信号音呈明确搏动音。静脉血流：频谱呈连续有或无起伏曲线，曲线起伏是因为呼吸是静脉压力增大或减小所致。大静脉如腔静脉更易出现频谱曲线起伏。频谱信号音呈连续吹风样或大风过境样声音。超声基础知识第27页脉冲波多普勒技术有什么不足?测量血流速度值能力受脉冲重复频率（PRF)限制。最大检测深度距离限制。什么是高脉冲重复频率技术？是增大PRF频率，用于脉冲多普勒，目标是扩充脉冲多普勒测量最大流速值范围。什么是连续波多普勒？技术特点？其超声探头为两个晶片，一个连续发射，一个连续接收回声信号。连续发射和接收超声信号，因沿超声束内全部回声信号都被接收，即红细胞运动信息都被接收，缺乏距离选通定位能力，从理论上不存在PRF限制，能够测血流速度范围无限大，当前超声仪连续波多普勒可测量最大流速达10m/s超声基础知识第28页3.多普勒波含义多普勒波包含以下含义(数据)－速度－速度范围（宽度）－血流量大小－血流方向一个心跳周期宽速度范围逆流时间基准线慢快快迎向背向最高峰收缩舒张舒张结束超声基础知识第29页4.彩色血流成像

彩色血流成像（CFM）是在二维声像图上叠加彩色实时血流显像。每一个彩色点表示小区域内血液流量平均值。不一样颜色代表血液流量速度及检测方式不一样。通常，红色表示迎向探头血流方向，蓝色表示离向探头血流方向。

一个心跳周期宽速度范围逆流时间基准线慢快快平均值CFM迎向背向色标超声基础知识第30页彩色多普勒彩色多普勒使用与脉冲波相同原理。

仪器需要图象上许多点多普勒信息。

在每一点上，仪器要决定其平均速度。平均速度转换成彩色。红色表示正向，兰色表示负向。超声基础知识第31页彩色成像与解剖图像上彩色代表是平均速度。声束总体方向兰色表明血流背离声束，是从右到左。红色表明血流冲向声束，是从左到右。超声基础知识第32页多普勒问题哪里速度最高?

A?B?C?ABC超声基础知识第33页彩色多普勒技术：定义：以脉冲多普勒技术为基础，用运动目标显示器，自相关函数计算、数字扫描转换、彩色编码等技术，到达血流彩色显像。种类：彩色多普勒血流成像；彩色多普勒能量图；彩色多普勒速度能量图（方向性能量图）技术特点:1、颜色代表血流方向，红色代表血流朝向探头，蓝色背离探头。2、色调表示血流速度（平均速度）快慢，色调越浓即彩色越明亮，表示流速越快，黯淡则流速慢。3、检测深度、