超声成像原理与技术

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1、医学超声原理与技术课程安排第一章绪论第二章医学超声物理基础第三章医学超声换能器与辐射场第四章医学超声脉冲回升技术总论第五章超声诊断仪基本结构A超第六章M型超声诊断仪原理及应用第七章B型超声显像诊断仪第八章医学超声多普勒技术第一章绪论医学超声：超声物理学、超声工程学，与医学超声诊断与治疗。超声物理：振动和波是理论基础，研究超声波在生物组织中的传播特性和规律。超声工程学:电子技术、计算机技术为基础，依靠超声物理的结论。设计研制医学诊断设备和治疗设备。超声诊断：主要是根据超声波在生物组织中传播规律、组织特性、组织几何尺寸的差异使超声波的透射、反射、散射、绕射及干涉等传播规律和波动现象

2、也不同，从而使接收信号的幅度、频率、相位、时间等参量发生不同的改变，通过对这些参量的测量、成像来识别组织的差异、判别组织的病变特征。超声治疗：主要利用生物体吸收超声波的特性、也即利用超声波的生物效能和机理，达到治疗的目的。超声成像设备分类（上）一、按超声波型分类连续波超声设备脉冲波超声设备二、按利用物理特性分类回波式超声诊断仪透射式超声诊断仪三、按设备的结构分A超：是一种最基本的显示，示波器上横坐标表示超声波的传播时间（探测深度），纵坐标表示脉冲回波幅度（Amplitutede),故称为A型显示，简称A超。临床运用测量人体器官位置，尺寸、组织的声学特性、诊断疾病超声设备分类（下

3、）M型超声诊断设备-M超－超声心动图仪：在荧光屏上得到组织器官（心脏)许多曲线－构成超声心动图。反映不同介面不时间反射超声波的强弱。是亮度调制型设备。临床主要用于研究心血管疾病、可与心电图、心音图、脉搏结合考虑分析，测量心血管的部分大小、厚度，瓣膜的运动。B型超声诊断设备：B超－切面显像仪。静止目标B型超声显像仪；实时B型超声显像仪，数字扫描B型超声成像设备，代计算机的B型超声成像设备四种。C超与F型超声成像设备：横断面成像，曲面成像。D超：脉冲回波D型超声诊断仪，连续波D型超声诊断仪。彩超=B+D+M,多功能超声成像设备。彩色显示。CDFI彩色血流（低速)显像仪CDTI(高速

4、）CDE(彩色、幅度，大小）低速血流的彩色多普勒能谱图，DPA(大小，方向）CHI,THI超声全息诊断设备超声显微镜超声CT超声外科设备超声治疗设备二、超声设备发展历程1880年，法国科学家皮尔和Jacques.居里压电效应。1917年法国科学家保罗－郎之万发现逆压电效应。1921年声纳1942年奥地利科学家A超，探测头颅1952年美国科学家B超1954年B超临床1956年日本科学家多普勒超声探测心脏1967年电子探头1968年TGC1968年研究计算机用于B超设备，DSC数字扫描1973年C超，1978年F超1983年彩色学流图（CFM），1990年3D扫描研制1991年数字

5、化超声成像系统不步入新的发展阶段CDTICDEDPACHITHI三、超声波基础知识简介（一）超声波1、是频率超过2万Hz的机械波，在空气中传播平均速度为340m/s，在人体软组织，液体中约1540m/s，在颅骨中3860m/s。2、描述超声波的物理量:周期T,频率f，波长，波速C，相位=(t)介质特征声学参数－声阻抗Z=C(单位瑞利)声压p，声压级Lp，声强I，声强级LI声压反射系数，折射系数，声强反射系数，声强折射系数3、次声波、声波、超声波4、超声波的特点方向性好：定向发射。能量高：传输特性：穿透能力：工作频率与发射功率5、超声波的类型纵波与横波：固体、液体、

6、气体均可传播纵波。只能在固体传播横波，不能在液体、气体传播横波。表面波：延介质表面传播的波，是瑞丽1887年提出又叫瑞丽波板波：在板厚与波长相当的介质中传播平面波：波阵面互相平行的平面的波柱面波：波阵面是同轴圆柱面的波球面波：波阵面是同心球面的波连续波：波源不断振动，连续不断辐射的波。脉冲波：波源振动时间较短，间歇辐射的波一维超声波的数学表达式声压p介质密度，超声波传播速度C，振幅A角频率＝2，超声波传播时间t3、超声波在介质中的传播规律反射：反射系数=（Z2-Z1）/（Z2+Z1）全反射与反射强烈折射：衍射：干涉与驻波散射：声学界面：声阻抗不同的两组织形成。条件：声学

7、界面的几何尺寸与超声波波长比较。声阻抗Z：与介质密度和超声波传播速度C有关，人体组织按声阻抗分类（低，中，高）。（二）超声波在介质中的衰减1、衰减：超声波强度随传播距离增加，减少的现象，称为超声波的衰减。2、衰减表现几种形式扩散衰减：有距离造成与距离平方成反比。散射衰减：与微粒作用改变超声波传播方向。吸收衰减：摩擦内耗，与频率的关系较大，高频超声波衰减大，传播距离近，宜探测浅表组织。（三）成像原理1、雷达测距原理界面位置判定:L=Ct/2t－超声波在人体来回距离回波时间，表示界面位置，C－