《超声谐波成像》PPT课件.ppt

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1、Ultrasonicharmonicimaging超声谐波成像历史由来20世纪80年代初,Muir首先从理论及实验上证实了在生物医学超声所使用的频率及强度范围内,存在不容忽视的非线性现象。1997年，Christopher提出使用超声波在传播过程中产生的谐波成分进行医学成像,此后,谐波成像方法和技术的研究得到重视,并逐步应用到医学诊断中。在70年代推导出一个描述非线性超声场的波动方程即KZK方程，随后大量的实验和理论以及数值计算结果充分证明了它的正确性。谐波产生的物理基础超声在人体组织内传播过程产生的非线性，以及组织界面入射/反射关系的非线性谐波产生（2f,3f,1.5f……）非线性声学一个

2、描述非线性超声场的波动方程，即KZK方程根据连续性方程、运动方程以及物态方程等推导出来的波形畸变非线性场中，波形上各点处的传播速度并不恒定，而是位置x的函数压缩区也就是声压为正的区域稀疏区也就是声压为负的区域压缩区与稀疏区的交界点处非线性现象的表现声波速度的非线性改变——谐波的产生c1>c0>c2。介质中各点传播的声速不同而导致声波传播过程中形态上发生轻微变化，即产生畸变。波峰变尖，这就意味着谐波频率的产生，这种尖峰特征比波的圆饨的波谷传播更快。谐波能量的非线性改变在近场表浅处，超声波仅由基波频率组成。但传播后，能量会在二次谐波频率处产生。当组织衰减作用超过非线性参数B/A作用的时候，谐波能

3、量衰减。非线性现象的表现谐波成像能有效的减少的近场伪像谐波频率能量的高低与基波频率能量有关，弱的基波频率几乎不产生谐波频率能量，而强的基波产生较大的谐波能量非线性现象的表现基波能量与谐波能量的非线性改变组织谐波成像二次谐波成分的幅度表征非线性程度的项f为频率,为介质密度Z为深度，p为声压，c为声速组织谐波成像消除近场伪像干扰有效遏制超声侧瓣回声对图像的影响提高远场成像质量高分辨率和高对比度组织谐波成像系统架构谐波提取谐波频段滤波基波信号的频带宽度、发射脉冲的持续时间、轴向分辨率之间的矛盾发射的基波信号的频带控制得比较窄，便于滤波发射的基波信号的频带比较宽，与基波发生重叠发射脉冲相位反相谐波提

4、取组织谐波成像系统中采用脉冲反向技术，则发射电路需发射两个相位相反的脉冲信号，设换能器接收到响应分别为二式相加即得消除了基波和奇次谐波成分，使得偶次谐波的幅度变为原来的两倍包络检波扫描变换非线性参数B/A物态方程：描述了声压和流体密度的关系绝热过程下，物态方程可以展开为：定义两个参量物态方程泰勒展开式一阶项与二阶项之比会影响声速TechniqueFiniteAmplitudeDistortion-BasedInhomogeneousPulseEchoUltrasonicImagingAnovelpulseechoimagingschemeinwhichtheimageisformedusin

5、gthefiniteamplitudedistortioncomponentsofthereceivedpulseisconsideredhere.Alternatively,thiscouldbedescribedasimageformationusingthenonlinearly-generatedhigherharmonics.