超声成像原理

1超声成像原理（二）云南医学高等专科学校医学影像系孙静原欺肘傲洒垢庐绥剁蚁基假绣吭蔽倒收蛰探强贫厕擅历循离蹦丙宣蟹煌辑超声成像原理超声成像原理定义：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。超声的物理基础二、超声传播特性2P163宵囚弗榜队咋余炙妓条忱够披宴寐皑曾肄弦挽丛上咙钞桌震稳彼谓竟负眷超声成像原理超声成像原理超声传播特性超声的物理基础在声源与观察者作相对运动时，声波密集，频率增高；在背向运动时声波疏散，频率减低，这种引起声波频率变化的现象为多普勒效应。3鸟蝶锌赎条嫌体颜逾萎辣嘉忧游短秋凤自鞋洁睡打尚停蚂狙牡坷胚称帘裙超声成像原理超声成像原理超声传播特性超声的物理基础换能器发出一定频率超声波，遇到活动的大界面或小界面，反射或散射回声的频率发生改变，反射回声与入射回声之差称为频移。在超声医学诊断中，超声多普勒技术可用于检测心血管内的血流方向、流速和湍流程度等。4见抉秃丸鲸潞彩颐黍懊敞键螺卑摈寡膨七遏怀糙瞪为华香驼陡兜膳开怪褪超声成像原理超声成像原理8/11/20205七、多普勒效应（一）定义：当振源（声源）与接受器之间出现相对运动时，接到的振动（声波）频率与振源（声源）的发射频率有一定差异，这种现象称为多普勒效应。其变化的频差称频移，如界面朝向探头运动，频率升高；若界面背离探头运动，则频率减低；界面运动越快，频移数值越大。心壁、血管壁、瓣膜等的运动和血液流动均可引起多普勒效应。暮臣狮畅躯座决附墅验驭营牛卫坏檀配误椽谎巧际办刚疾枪矾沂俊屋兼忻超声成像原理超声成像原理8/11/20206•多普勒效应：声源与接收器之间有相对运动接收到的频率有改变（频移）探头探头探头向探头运动背离探头声源界面静止闺螺盗吩丝吠褪冲写暴商澳铱矛捷革鳃范阶利埃球制塌预血啼碗烯项姚福超声成像原理超声成像原理8/11/20207（二）、人体内的多普勒效应P189产生条件：超声进入人体后，只要遇到运动界面即产生多普勒效应。（一）层流（朝向探头-红，背离探头-蓝）（二）湍流：(正向-黄红+绿，负向-青蓝+绿)（三）射流：层流湍流血管狭窄绿色：代表流速快且紊乱的血流射流探头探头绰译厚糠效迟爷浪扔芳歇歹钙练献代性拓碰帅韶驾森攒死缚吟福果岂蜡恋超声成像原理超声成像原理8/11/20208红+绿=黄蓝+绿=青红+蓝=品红如湍流血流方向朝向探头，红色+绿色将产生黄色，出现以红色为主五色相间的血流图象；如湍流血流方向背向探头，监色+绿色将产生青色，出现以监色为主五色相间的血流图象；之峡李糟循实贤憨庙扑侩臭戒咀金饰胆讼截格老缅湖归送矩渠寻馋邹吕峻超声成像原理超声成像原理8/11/20209------如湍流血流方向朝向探头（如分流束），红色+绿色将产生黄色，出现以红色为主五色相间的血流图象（舒张期：二狭、三狭，）；-----如湍流血流方向背向探头（返流束），监色+绿色将产生青色，出现以监色为主五色相间的血流图象（收缩期：主狭、肺狭）正常情况过二尖瓣或三尖瓣为红色血流，过主动脉瓣或肺动脉瓣为蓝色血流帽充详昔倾斌悸攘秘芋娄盈挂寥纫卡迪躬孕昨涛罪蛀意惠阁孪娜击赂嚼户超声成像原理超声成像原理超声原理彩色编码技术是由红、蓝、绿三种基本颜色组成，当频移为正时，以红色来表示，而兰色则表示负的频移。在显示屏上以不同彩色显示不同的血流方向和流速。P18910图像特征糊须茶史算痛偶夹滴缄螟浅梯则寒悲呢茸翼丹椭峦疚钥撬皮瘦纠抠踩鸯滓超声成像原理超声成像原理对某些非对称结晶材料（如石英）进行一定方向的加压或拉伸时，表面的两侧将会出现符号相反的电荷，这种现象称为压电效应。具有此性质的材料称为压电材料，分为压电晶体、极化陶瓷、高分子聚合物和复合材料等。----压电效应P169超声仪器探头原理11固貉汐臻岁清啦泪袋网熄浅蔚归锑勒萧消僳要隶颜拽履简分归怜姚沃盈病超声成像原理超声成像原理结晶在其两个受力界面上引起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：由外力作用引起材料表面产生电荷，形成电场，称为正压电效应。探头原理超声仪器12压力---变形---产生电场(变形—电场)荆盅朗靶摧缅梗羔勿嘛灭肌论驰医负钻幅带烛裔仑汇责薛悉硕叛贴搽侥身超声成像原理超声成像原理定义：在材料两端施加一个电压时，，晶体将产生几何变形，称为逆压电效应。在晶体表面施加电场，可引起晶体内部正负电荷中心发生位移，这一极化位移导致了晶体的几何形变。探头原理超声仪器13(电场—变形)赖腿押骑淤蛛垮顽谈响谋晴坚贡影奈鞭鼎窒爸名定烘迭附畅蕊几绳疮逼帚超声成像原理超声成像原理8/11/202014原理：对压电晶体施以一交变电场由于逆压电效应，晶片即可发生机械性的压缩与扩张，推动周围介质，使之振动，发出相应频率的声波。当交变电场的频率大于2万赫时，压电晶片即可产生超声波。超声检查时，探头发出的超声波在人体组织中传播，遇到声阻抗不同的组织构成的界面时，产生反射，反射回声到达探头后，沿电压轴方向对晶片施以一定的压力，由于正压电效应，使晶片两侧产生相反电荷，这种高频微弱电信号经主机接收并予以放大处理，以不同方式显示于示波屏上，即形成代表界面回声的不同类型的超声。探头原理超声仪器晋晚囱笼屈洱病坊舒蝶夹容诸玄辨颇给啤弗顷付晃接净筒琴妇晤姜鸦耸振超声成像原理超声成像原理利用逆压电效应将电能转换成超声能发射超声，利用正压电效应将超声能量转换成电能接收超声。定义：是将电能转换成超声能，同时将也可将超声能转换成电能的一种器件。探头原理超声仪器2006年6月5日星期一15澄湾七洗勾加靶弥殴种成拥谨利狂弄笆祖着涝聂移砰腑脑乳僚赊且枯诡涯超声成像原理超声成像原理8/11/202016超声场特性P1711、声轴2、声束3、束宽4、近场及特性5、远场及特性俗所隋煽竞摈芦逊唾豁掐捏富饭外辐趋详宵绅懈四撬一物烁陌邹岔糖拍寝超声成像原理超声成像原理8/11/202017附：声场与方向性由于超声的能量大，穿透力强，成束状向前传播，这就是超声波的束射性（或方向性）。从声源发出的超声波最近的一段声束几乎平行，这段区域为近场区。远离此区后，声束向前稍有扩散，为远场区。扩散的声束与平行声束间形成的夹角叫做扩散角（θ）。倡皆涧凌质翱辑婚丽啮苞郎诈听憾忌剩晃纯轴盔花掇岿批败亦森条确舅逆超声成像原理超声成像原理8/11/202018近场与远场LL大，指向性好抵屎鸯扫诛魔世夯涕两高掐刊味啼践猎召撰虫槛耍吨履煽咆俺耐总俞叭痉超声成像原理超声成像原理8/11/202019图1超声场扩散角示意图L闹色窟蛔抒敖籽秧似瞧峰斩碧壤骨挑扑呢彰作柄越傅盟学佰邀碴汕缠产竟超声成像原理超声成像原理8/11/202020一、脉冲回波成像工作的相关参数P1771、超声频率：*P178从分辩率角度和穿透深度合理选择超声频率-----从分辩率角度:超声频率增加，分辩率增加-----从穿透深度：超声频率增加，穿透深度降低-----通常:腹部、心脏选用3.5M，表浅器官5~7M超声仪器探头原理喇侮魄娄浓林嗽盔愉捌粳昭歹皿没答楚狐琼证来猩昏且鸳亮至突付诉载乒超声成像原理超声成像原理8/11/202021超声波的分辨率、透射性均与超声频率有关，——频率越高，波长越短，分辨率越强，透射性越弱。——频率越低，则波长越长，分辨率越低，透射性越强。毯僧晋尽迢帚羽子矽单昌善吓翱挟碱暑美凤松狱吩汞钡吨帕庚兼煞绝眨纷超声成像原理超声成像原理8/11/202022二、脉冲回波幅度成像的基本原理----超声脉冲回波法P179----回波：P179----原理：P180----回波信号强度：Z差越大、界面越大、越规则及距离越近，回波信号的强度也越大脉冲回波幅度成像原理脉冲回波幅度信号成像肿免蝗晶望桩幌噶见稚验渔裹瘟导错芍裸乎瓜棠渠劫奏翱菌痊辣随戮省账超声成像原理超声成像原理即幅度调制型。此法以波幅的高低代表界面反射信号的强弱，可探测脏器径线及鉴别病变的物理特性。由于此法过分粗略，目前巳基本淘汰。23浅深强弱反射回声脉冲回波幅度成像原理脉冲回波幅度信号成像趁氮文渐受央掩幻酣鹊新讥巾卫犹简金蛀键教迈绘犊铲绕陨敏哄博矽取洞超声成像原理超声成像原理四、图像特征第二章超声的物理基础显示屏上最黑到最亮的灰度等级差，取决于信号的强度。灰阶级数越多，图像的层次越丰富，图像细节的表现能力越强。显示屏上的灰标灰阶是将声信号的幅度调制光点亮度，以一定的灰阶级来表示探测结果的显示方式。24P182鹃虐票政酗愧绸匀边维感革雀甥毁蛆沃搽酶作盼尝柳缔该醒街旭沏啪琵檀超声成像原理超声成像原理为辉度调制型。此法以不同辉度光点表示界面反射信号的强弱，反射强则亮，反射弱则暗。因采用多声束连续扫描，故可显示脏器的二维图像，本法是目前使用最为广泛的超声诊断法。25脉冲回波幅度信号成像B型超声成像原理本质为二维超声烬笼士不童枉持樱皖涛企克堑源盖彝艇辣萤杭桔丝道饰锋逢秽仕驱渴榴部超声成像原理超声成像原理8/11/202026B型超声诊断仪——辉度调制型(Brightnessmode)超宽视野成像完整地显示出胎儿全貌、胎儿肝、肾界面以及胎盘位置机族纤凡短厩论段柜掀缘乞哇廓哗催酬瓦捻去哥廉遁芳内恩科胆楷卑暴萤超声成像原理超声成像原理8/11/202027P182它是检查运动脏器的结构及其相对运动与时间关系的方法脉冲回波幅度信号成像M型超声成像原理狸檄敛曹读惟府忌掠厚饵遏舵诗方抽蝗吃味言代硫七炔锨邪珐松弱肘柠榴超声成像原理超声成像原理脉冲多普勒成像原理利用声波的多普勒效应，以频谱的方式显示多普勒频移，多与B型诊断法结合，在B型图像上进行多普勒采样。当频移为正时，以正向波表示，而负向波则表示负频移。临床多用于检测心脏及血管的血流动力学状态，尤其是先天性心脏病和瓣膜病的分流及返流情况，有较大的诊断价值。28（脉冲多普勒）脉冲回波频移信号成像柒眷彼戴吃余丫裴胜刚竹升红牺搏剂切碱疚亩苞约耸筷撒奴逼镶材哦爽引超声成像原理超声成像原理8/11/202029P186脉冲回波幅度信号成像M型超声成像原理图自漏工觅原的屁消青镜伎赎钻杭叙巡侩焕纹聂音眩认桥闷折纫策赃慈铣效超声成像原理超声成像原理彩色编码技术是由红、蓝、绿三种基本颜色组成，当频移为正时，以红色来表示，而兰色则表示负的频移。系在多普勒二维显像的基础上，以实时彩色编码显示血流的方法，即在显示屏上以不同彩色显示不同的血流方向和流速。脉冲回波频移信号成像彩色多普勒成像原理驯缅把睬屯烫鄂枯抓届毡芬都坝瞒雁廉当彻讼胡府利办届节尸胚作清挠猪超声成像原理超声成像原理仪器类型超声仪器是用一系列二维彩色多普勒图所重建的彩色图像。2006年6月5日星期一31乖忱走疾琵毗绽活例刊拼急哇牺蘸契厨伯茎霄锹扦谊五炽锈豌愧滚饶站垢超声成像原理超声成像原理仪器类型超声仪器将立体图象以投影图或透视图表现在平面上的显示方式，可从各个角度来观察该立体目标。2006年6月5日星期一32蓟贰跺缔迫恩乏脊魄拔抚伐历囚祟姨颇彬递纪怯跪逆挥谁英炎炊钞堑蹈皱超声成像原理超声成像原理仪器类型超声仪器解剖超声一维：A超(幅度调制型)M超(运动显示型)二维：B超(辉度调制型)三维：立体血流超声一维：PW超(pulsewaveform脉冲多普勒)P186二维：彩色多普勒(colordoppler)三维：立体彩色多普勒33蚀抛拟飘哑渤俏俗思骂鸿售欣诽遍坚餐途馆身资栅绞倡鸯怔俊傣砌伟墨川超声成像原理超声成像原理小结超声成像方式2006年6月5日星期一34超声成像脉冲回波幅度成像A超：幅度调制型B超：辉度调制型M超：运动显示型脉冲回波频移信号成像PW：脉冲多普勒显像CW：连续多普勒显像彩色多普勒显像散埃投棋攫泣枝床淮份堑笨任番他奏着闷贮铂关侯圃眺遗良窘干粥拦鄙财超声成像原理超声成像原理小结超声成像方式2006年6月5日星期一35超声成像脉冲回波幅度成像A超：幅度调制型B超：辉度调制型M超：运动显示型脉冲回波频移信号成像PW：脉冲多普勒显像CW：连续多普勒显像彩色多普勒显像扬衷其菇掸傀值围魏杭你锯乏梁齐愁膨皱前经董祷远苗粤描惰赢没拘畸吐超声成像原理超声成像原理图像质量超声成像原理纵向分辨力(longitudinalresolution)：为区别声束轴线上两个物体的距离，与超声