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第3章 超声成像设备概述

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[指南]第3章超声成像装备概述

[指南]第3章超声成像装备概述

横向分辨力主要由换能器的尺寸、形状、发射频 率、聚焦等因素决定。
当显示屏光点尺寸较大时，也会影响横向分辨力。 此外，随着深度的增加，脉冲频谱中的各种频率
成分的衰减情况也不同，这个因素也潜在地影响 着横向分辨力。 现代化的显像仪横向分辨力可优于2mm。
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医学超声仪器原理讲义
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医学超声仪器原理讲义
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医学超声仪器原理讲义
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M型超声诊断仪对人体中的运动脏器，如心 脏、胎儿胎心、动脉血管等功能的检查具 有优势，并可进行多种心功能参数的测量， 如心脏瓣膜的运动速度、加速度等。但M型 显示仍不能获得解剖图像，它不适用于对 静态脏器的诊查。
3. 声场分布特性，如换能器类型、波束形状、 聚焦特性、景深等。
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医学超声仪器原理讲义
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图像特性参数：
1. 分辨力； 2. 位置记录精度； 3. 深度测量精度； 4. 帧频； 5. 存贮器的容量； 6. 图像处理能力。
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医学超声仪器原理讲义
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电气特性参数：
1. 灵敏度； 2. 增益及TGC指标； 3. 压缩特性及动态范围； 4. 显示器的动态范围； 5. 系统的带宽等。
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医学超声仪器原理讲义
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医学超声仪器原理讲义
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M型超声诊断仪发射和接收工作原理与A型有些相 似，不同的是其显示方式。对于运动脏器，由于 各界面反射回波的位置及信号大小是随时间而变 化的，如果仍用幅度调制的A型显示方式进行显 示，所显示波形会随时间而改变，得不到稳定的 波形图。
医学超声成像设备

医学超声成像设备

照、视频打印机打印或采取录像机进行磁带录像等。
医学超声成像设备
第38页
本节疑难点
波束扫描方式
• 波束 • 合成波束 • 声束 • 扫描线
医学超声成像设备
第39页
本节疑难点
波束扫描方式
• 波束 • 合成波束 • 声束 • 扫描线
医学超声成像设备
第40页
本节疑难点
波束扫描方式
• 波束 • 合成波束 • 声束 • 扫描线
第48页
波束聚焦
• 声学聚焦 • 电子聚焦
医学超声成像设备
第49页
医学超声成像设备
第50页
五、数字扫描变换器
DSC （ Digital Scan Converter）
数字扫描变换器实质上是一个带有图象 存放器数字计算机系统，能够用标准电视方 法显示清楚动态图象，而且提供了强大图象 处理功效，如图象冻结、多帧存放、测量计 算、放大显示等。
第53页
增益控制
TGC( Time Gain Compensation) 对来自不一样深度(不一样时间抵达)回 声给予不一样增益赔偿，即使接收机近 场增益适当小，远场增益适当大，通常 称此种控制伎俩为时间增益。
医学超声成像设备
第54页
•灰度修正：
一幅图象所可能含有等级差数叫灰阶。 灰阶级数越多，图象层次越丰富。 将实际所统计灰度与理想灰度之间 转换函数关系预先存放在EPROM中。
本节疑难点
波束扫描方式
• 波束 • 合成波束 • 声束 • 扫描线
医学超声成像设备
第45页
本节疑难点
相控阵扫描
• 对振元不一样时给予电激励 • 各振元激励脉冲有一个时间差
线性扫描
• 振元分组分时受激励 • 每组振元同时受电激励
超声成像设备介绍PPT课件

超声成像设备介绍PPT课件


❖ 在探头方面，新型材料、新式换能器不断推出， 如高频探头、腔体探头、高密度探头相继问世， 进一步提高了超声诊断设备的档次与水平。
二、超声诊断的临床应用特点
❖ 超声波成像优点 ❖ 无损伤，无痛苦，无电离辐射，可反复进行，尤
其适合软组织诊断，有较高灵敏度和分辨率，是 目前唯一能实时观察心脏内部结构的临床检查方 法。 ❖ 超声波成像特点 ❖ （1）有高的软组织分辨力。 ❖ （2）具有高度的安全性。 ❖ （3）实时成像。
⑶破碎能力强 ①杀菌、消毒
②清洗精密零件
③将不可混合液体混合如油和水
⑷缩短种子发芽时间，提高发芽率；促进植物生长
⑸超声加工如金刚石、玻璃等
⑹超声除尘如烟囱里冒的黑烟
❖ 医学方面: ❖ 1、超声治牙 ❖ 2、超声诊断仪（B超） ❖ 3、人体内结石击碎 ❖ 4、超声波加湿器（雾化） ❖ 5、医疗器械杀菌、消毒
波形显示
横坐标：超声波传播时间，探测深度
纵坐标：回波脉冲的幅度
（2）M型超声
❖将A型超声获取的回波信息，用亮度调 制方法加于显示器内阴极摄像管（CRT） 阴极或栅极上，并在时间轴上加以展开， 最终显示的是被探测界面运动的轨迹
❖能反应心脏各层组织界面的深度随心脏 活动时间的变换情况。
（3）B型超声诊断仪/B超 ❖ 是当今世界使用最广泛的超声诊断仪。 ❖ 它采用回波信号的幅度调制显示器亮度。它以明暗
第二节 超声换能器
❖ 超声探头（ultrasonic probe）又叫超声换能 器，是超声成像设备 必不可少的关键部位， 它是将电信号变化为 超声波信号，又将超 声波信号变换为电信 号，即具有超声发射 和接受双重功能。
二、压电材料
❖ 超声探头的主体-压电振子是由压电材料制成的， 它能实现电能与声能的相互转换。具有压电效应性 质的材料，称为压电材料。按物理结构分为四大类： 压电单晶体、压电多晶体、压电高分子聚合物、复 合压电材料。
超声成像设备xsqPPT课件

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工作原理
01
02
03
超声波发射
设备通过高频电信号激励 压电晶体，产生超声波束。
声波传播与反射
超声波束进入人体后，遇 到不同组织界面会发生反 射和折射，形成回波。
信号接收与处理
回波被探头接收后，经过 信号放大、处理和数字化， 形成超声图像。
分类与应用
分类
根据应用领域和功能，超声成像设备 可分为医用超声成像设备和工业超声 成像设备。
动态心脏超声
用于监测心脏动态变化，评估心脏收缩和舒 张功能。
心腔内超声
用于实时监测心脏内血流情况及评估心脏介 入治疗效果。
血管超声
颈动脉超声
用于检测颈动脉粥样硬化斑块及狭窄 程度，评估脑卒中风险。
腹主动脉超声
用于检测腹主动脉瘤、腹主动脉夹层 等血管病变。
下肢动脉超声
用于诊断下肢动脉粥样硬化及下肢动 脉血栓形成。
超声成像设备与计算机技术的结合，实现了数字化存储、远程诊断和人工智能辅助 诊断等功能，提高了诊断的智能化水平。
临床应用拓展
超声成像技术在临床应用中不断拓展， 不仅用于腹部、心脏、妇产科等传统 领域，还逐渐应用于肌肉骨骼、泌尿 系统、肿瘤等领域。
超声引导的介入诊疗技术也得到了广 泛应用，如超声引导下的穿刺活检、 置管引流、肿瘤消融等技术，提高了 诊疗效果和安全性。
内膜异位症等。
卵巢超声
用于检测卵巢形态、大小及病 变，如卵巢囊肿、多囊卵巢综
合症等。
早孕超声
用于诊断早期妊娠，观察胚胎 发育情况及排除宫外孕。
产后复查超声
用于评估产后子宫恢复情况及 排除并发症。
心脏超声
常规心脏超声
用于评估心脏形态、大小及心功能，诊断心 脏瓣膜疾病、心肌病等。
超声成像设备-概述

超声成像设备-概述


1950年代
开始应用于医学领域，主要用 于心脏检测。
1970年代
随着计算机技术的发展，超声 成像技术逐渐成熟，广泛应用
于医学诊断领域。
2000年代
随着数字化技术的普及，数字 化超声成像设备逐渐取代了模
拟设备，成为主流产品。
02
不同类型的超声成像设备
医用超声成像设备
诊断型超声成像设备
用于对人体内部进行无创、无痛、无 辐射的检查，提供高清晰度的二维图 像，帮助医生诊断各种疾病。
随着技术的进步，超声波的频率有望 进一步提高，这将有助于获取更精细 的图像。
实时三维成像
实时三维超声成像技术将得到进一步 发展，提供更全面的立体信息，有助 于医生更准确地判断病情。
人工智能与机器学习
人工智能和机器学习技术将被引入到 超声成像设备中，以提高图像质量和 诊断准确性。
应用像设备
利用超声波的物理特性，对病变组织 进行热疗、机械效应治疗等，以达到 治疗目的。
工业用超声成像设备
检测型超声成像设备
用于检测材料内部的结构和缺陷，广泛应用于金属、陶瓷、复合材料等领域的 检测。
清洗型超声成像设备
利用超声波的振动和空化作用，对物体表面进行高效清洗，广泛应用于机械、 电子、化工等领域。
固。
定期对设备进行除尘，保持设 备内部清洁。
定期对探头进行清洁和保养， 以保证图像质量。
常见故障与排除方法
1 2 3
设备无法开机
检查电源线是否连接良好，如有问题及时更换或 修复。
图像质量差
检查探头是否正常工作，如有问题及时更换或修 复；同时检查设备设置是否正确，如对比度、亮 度等参数是否合适。
设备无法与电脑连接
分辨率有限
精选第3章超声成像设备概述

精选第3章超声成像设备概述


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P型超声
又称 P 型显示，它可视为一种持殊的 B 型显示， 超声换能器置于圆周的中心，径向旋转扫查线与 显示器上的径向扫描线作同步的旋转。主要适用 于对肛门、直肠内肿瘤、食道癌及子宫颈癌的检 查，亦可用于对尿道、膀胱的检查。
P 型超声诊断仪所使用的探头称为径向扫描探头， 如尿道探头，直肠探头都属于径向扫描探头。扫 描时探头置于体腔内，如食道、胃或直肠等。
例如：频率为3MHz时，波长是0.51mm它能够形 成102mm深处组织的良好图像。
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带宽 强度 100% Δf 71% (-3dB)
f0
频率
窄宽宽：如果f0一样，Q就大
强度
100%
Δf
71% (-3dB)
f0
频率
带宽宽：如果f0一样，Q就小
2024/1/29像，继A型超声 诊断仪应用于临床之后，B型、P型、BP型、C型 和F型超声成像仪又先后问世，由于它们的一个共 同特点是实现了对人体组织和脏器的断层显示， 通常将这类仪器称为超声断层扫描诊断仪。
虽然B型超声成像诊断仪因其成像方式采用辉度 调制(Brightness Modulation)而得名，其影像所显 示的却是人体组织或脏器的二维超声断层图(或称 剖面图)，对于运动脏器，还可实现实时动态显示。
成分的衰减情况也不同，这个因素也潜在地影响 着横向分辨力。 现代化的显像仪横向分辨力可优于2mm。
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纵向分辨力 又称轴向分辨力或距离分辨力，表示在声束轴线
方向上对相邻两回声点的分辨力。 纵向分辨力与发射超声频率有关，因为声波的纵
向分辨力理论极限为声波的半波长。频率越高， 波长越短。 纵向分辨力与超声脉冲的持续时间有关，脉冲持 续时间越短，即脉冲越窄，纵向分辨力越高。 超声脉冲持续时间与发射电脉冲宽度及换能器阻 尼有关。
超声成像设备

超声成像设备

全息成像系统
▪ 1、 按医学超声设备体系分类 ▪ （1） A型超声诊断仪 ▪ （2） M型超声诊断仪 ▪ （3） B型超声诊断仪 ▪ （4） 多普勒超声诊断仪 ▪ （5） C型、F型超声诊断仪 ▪ （6） 超声全息超声诊断仪 ▪ （7） 超声CT
超声诊断仪
▪ 超声诊断仪由两大部分组成 ▪ 超声换能器 ▪ 电子仪器
▪ 近场区 ：换能器近侧的超声波束宽度与声源直径 相近似，平行而不扩散，近似平面波，该区域称 近场区。近场区内声强分布不均匀。
▪ 远场区 ：近场区以外的声波以某一角度扩散称远 场区。
▪ L0=r2f/C sinθ=1.22λ/D 。式中L0为近场距离，r为换 能器半径，f为频率，C为声速、 θ为半扩散角、D为换 能器直径，λ为超声波波长。
▪ 衰减程度用超声半价层或衰减系数表示 半价层越大，衰减越小
▪ 人体不同的组织具有不同的衰减系数 液体——肌肉——纤维及软骨——骨骼——气体 （小——大）
人体组织的声阻与衰减 系数
介质
空气 水 血液 软组织 肌肉 骨 脂肪
密度 (g/cm3) 0.001293 0.9934 1.055 1.016 1.074 1.658 0.955
▪ 无损伤、非侵入性 ▪ 可动态连续实时显示 ▪ 操作简便 ▪ 价格较低 ▪ 信息量和影像清晰度低
设备分类
▪ 1、 以获取信息的空间分类 ▪ （1） 一维：A、M、D型 ▪ （2） 二维：B型 ▪ （3） 三维 ▪ 2、 按超声波形分类 ▪ （1） 连续波超声设备：续波超声多谱勒血流
仪 ▪ （2） 脉冲波超声设备：如A、M、B型 ▪ 3、 按利用的物理特性分类 （1） 回波式超声诊断仪：如A、M、B、D型 （2） 透射式超声诊断仪：如超声显微镜及超声
超声成像概述课件

超声成像概述课件

超声成像概述课件
目录
• 超声成像简介 • 超声成像设备与技术 • 超声成像的临床应用 • 超声成像的优势、局限与发展趋势 • 超声成像操作实践及案例分析
01
超声成像简介
Chapter
超声成像的定义
• 超声成像（Ultrasonography）：是一种基 于超声波的医学影像技术，通过发射高频声 波到人体内部，接收反射回来的回声信号， 利用计算机处理生成图像，以视察和分析人 体组织结构和病变情况。
分辨率有限
超声成像的分辨率相对较低，对 于某些细微结构和病变难以准确 辨认。
操作技能要求高
超声成像的结果受到操作医生的 技术水平和经验影响较大，需要 有一定的专业技能和经验。
01 02 03 04
深度限制
由于超声波在传播过程中会受到 衰减和散射的影响，超声成像对 于深层组织的视察效果较差。
受气体和骨骼影响
瓣膜病诊断
超声成像可以清楚地显示心脏瓣膜的结构和运动情况，对于瓣膜狭 窄、关闭不全等瓣膜病的诊断有很大帮助。
先天性心脏病筛查
心血管超声成像对于先天性心脏病的筛查有很高的敏锐性，可以在早 期发现心脏发育特殊，及时采取干预措施。
妇产科超声成像
1 2 3
妊娠监测
超声成像可以视察胎儿的发育情况、胎盘位置、 羊水量等，对于妊娠期的监测和妊娠并发症的预 防有重要意义。
以上是超声成像的概述内容，通过了解超声成像 的定义、原理和发展历程，可以更好地理解其工 作原理和临床应用价值。
02
超声成像设备与技术
Chapter
超声成像设备构成
主机
超声成像设备的主机包含计算机 系统、图像处理系统、控制系统 等，用于接收探头的信号，进行
图像处理和显示。
超声成像设备概述

超声成像设备概述

超声成像设备
河南大学淮河医院超声科
超声成像设备概述
第1页
超声成像设备
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超声成像设备
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超声成像设备
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超声成像设备
超声成像设备概述
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超声成像设备
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超声成像设备
超声成像设备概述
超声成像设备概述
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2-1.超声波反射
反射 超声波反射是超声成像物理基础 当声波从一个介质向另一个介质传输时，假如二者声阻抗不一样，就会在其分界面上产生反射，使一部分能量返回第一个介质。 1.声阻抗(z)=介质密度(ρ)×声速(c) △Z＞0.1%即可产生反射 2.声阻抗差大，反射强
第8页
超声成像设备
超声成像设备概述
第9页
超声检验主要用途
超声成像设备概述
第10页
超声诊疗设备发展历史
1959年研制出脉冲多普勒超声（D超）。
1954年创造B超诊疗仪，同年产生M超。 实时二维切面 灰阶超声显像仪（B型）问世是超声技术发展史上第一个里程碑。
1880年发觉晶体压电效应。1917年利用压电原理进行超声探测（超声探头出现）。 1942年出现首台A型超声检测仪。属于一维超声。
Z水＝1.492kg／m2／s， Z气=0.00428kg ／m2／s ，依据公式1计算，则反射回来能量比为：R≈0.99,即99%
此时入射超声能量中有99％被反射。
超声成像设备概述
第30页
由此可见，超声从液体(或固体)向气体中传输几乎是不可能，反之从气体向液体(或固体)中传输也几乎不可能。为何说超声在人体诊疗中对肺组织是困难，就是因为肺组织中充满气体缘故。 按一样道理，在临床诊疗时，要在探头与人体受检部位之间涂上足够超声耦合剂，以降低空气对声波传送影响。
医用超声成像设备原理和特点

医用超声成像设备原理和特点


B型 (Brightness mode)
线形扫描（linear scan)
B型超声诊断仪
线扫和扇扫： 线扫适用于腹 部脏器，扇形 扫描适用于对 心脏的检查。
B型超声诊断仪
诊断基础
B型超声诊断是通过对一系列切面声像图的分析而 作出的。 分析内容：外形
边界回声 内部回声 后方回声 比邻关系 活动度和活动规律 硬度 排空功能
➢多用于对心脏的探测。
B型超声诊断仪
• 机械摆动式扇型扫描B 超仪
➢ 摆动式扇扫B超仪探头利 用直流电机或步进电机驱动， 通过凸轮、曲柄、连杆机构 将电机的旋转运动转换为往 返摆动，从而带动单个晶体 换能器在一定角度(30°～ 90°之间)范围内产生扇形 超声扫描。
➢ 需要声媒质来传递超声波， 多采用蓖麻油
CWD超声诊断仪的探头中，超声的发射和接收采用 不同的换能器。其原理如下：
接受换能器
高频放大 解调
低通
频谱分析
显示、记录
发射换能器
振荡器
连续式超声多普勒
➢探头中的一个换能器发射某一频率的连续超声 波信号，当声波遇到运动目标中的红细胞群， 则反射回来的信号已是变化了频率的超声波 ➢混频、解调 ➢声音、波形或血流图
反 射
射信号的强弱，
回 声
可探测脏器径线
及鉴别病变的物
理特性。
弱
浅
深
A型超声诊断仪
原理
根据回波的波幅 、波密度等特征，可 测得回波所在位置人 体脏器的厚度、病灶 的深度和大小，还可 对病灶进行定性分析
A型超声诊断仪
诊断基础
由于人体脏器、组织其正常与异常的物理性 质及结构不同，形成相应的超声界面，认识这 些界面回声规律，即A型诊断法的诊断基础
超声成像设备

超声成像设备

纵向分辨率
纵向分辨率是指超声图像中能够区分两个相邻信号的最小距 离。纵向分辨率越高，能够更好地显示组织的层次结构。
穿透能力和穿透深度
穿透能力是指超声成像设备能够穿透 组织的能力，主要取决于设备的发射 功率和频率。
穿透深度是指超声波能够达到的最大 深度。穿透深度主要取决于设备的频 率和功率，以及被检查组织的声学特 性。
估更加精细。
肿瘤诊断与治疗
超声成像设备在肿瘤诊断与治疗 中的应用日益增多，如超声引导
下的穿刺活检、消融治疗等。
未来发展方向与趋势
人工智能与机器学习
随着人工智能和机器学习技术的发展，超声成像设备将与人工智 能技术结合，实现自动化诊断和智能化分析。
远程医疗与物联网
未来超声和实时监测。
02
超声成像设备的技术参数
频率参数
频率范围
超声成像设备的频率范围决定了其分辨率和穿透深度。高频率超声波具有较高 的分辨率，但穿透深度较小；低频率超声波则具有较大的穿透深度，但分辨率 较低。
中心频率
设备发射的超声波的中心频率决定了图像的分辨率和穿透深度。中心频率越高， 分辨率越高，但穿透深度越小；反之亦然。
超声成像设备能够检测出材料内部的缺陷和损伤，如裂纹、气孔、夹杂物等，为 产品的质量控制和安全性评估提供可靠的依据。
工业检测
工业检测是超声成像设备的另一个重 要应用领域，主要用于金属、非金属 材料以及复合材料的检测。超声成像 能够检测出材料内部的缺陷和损伤， 为产品的质量控制和安全性评估提供 可靠的依据。
动态范围
01
动态范围是指超声成像设备能够 显示的信号强度的范围。动态范 围越大，图像的对比度越高，能 够更好地显示组织结构的差异。
02
动态范围的调节对于获取高质量 的超声图像至关重要，需要根据 不同的检查部位和需求进行适当 调整。

医学超声仪器概论PPT课件


3.3 超声诊断仪的显示型式
二、B型超声（ightness Mode） 回声以辉度显示
在A型超声诊断仪的工作基础上，加上换能器的平面扫描，当换能器的位 置逐渐改变时（或采用多元换能器），使显示器上每一条时基线方向也相应地 改变，则每条显示线代表了产生回波的每一个界面的空间位置，从而构成一幅 二维图象。是一种辉度调制仪器。
探头间的距离便发生节律性的改变。
随着水平方向的慢扫描，便把心脏 各层组织的回声展开成曲线，即为 M型超声心动图。
图3.8 心博的M超声影像
第三章 医学超声仪器概论
3.3 超声诊断仪的显示型式
图3.9 M型超声诊断仪基本原理结构图
第三章 医学超声仪器概论
3.3 超声诊断仪的显示型式
五、P型超声（Motion Mode）

第三章 医学超声仪器概论
3.2 超声诊断仪的主要参数
四、频帧
指成像系统每秒钟内可成像的帧数。频帧在10帧以下的称为静态成像系 统，每秒在25帧以上的称为实时成像系统，实时成像系统能显示动态脏器的运 动情况。
超声在人体组织中传播，声波到达1cm的距离再返回出发点，需要时间 13µ s。设要求穿透深度为Pcm，则在显示器上形成一条声线需要13Pµs,再设每 幅图象需要N条声线，则形成一幅图象需要13PNµs,故帧频为
第三章 医用超声仪器概论

超声诊断仪器

向人体内发射超声能量，并接收人体组织反射和散射的回波信号， 根据其所携带的有关人体信息，加以检测、放大等处理，并显示出 来，为医生提供诊断依据。

超声治疗仪器

向人体发射一定功率的超声能量，利用其与生物组织相互作用产生 的各种生物效应，对有疾病的组织起到治疗作用。

超声成像设备

2020/12/10
2020/12/10
超声在凹面材料上发生会聚折射，也可在压电元 件（换能器）表面放置一个平凸镜，（该平凸镜 有利于探头与人体之间良好接触，减少声波的损 耗），超声在凸面上也会会聚折射，临床常用。
• 2、电子聚焦 对探头各元提供激励，使声场 合成波会聚的方式
• 对各个晶体采用延时激励、即每激励一次脉 冲，经不同延时后到达各晶体，使晶体发声 波会聚。
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• 例：100个阵元的探头 • 先由1-4号阵元发射1个声束，再由2-5号阵元发收获第2
条超声扫描线，依次类推至97-100阵元发射并接收反射 回仪器的超声波，形成97条扫描线，完成一次扫描，构 成一幅矩形超声图像，随后又重复上述过程，每秒25次 形成25幅以上声像图。
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• （四）背衬块 吸声块，由耐磨的环氧树脂薄膜、钨 粉、加橡胶粉组成
• ①吸收背向辐射声波。 • ②缩短压电晶体的振动周期。 • （五）开关电路板 • 在控制信号的作用下，完成压电结晶的发射组合和
接收组合，实现动态聚焦。 • （六）外壳 • 支撑、绝缘、保护压电晶体及电路板。
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3、动态电子聚焦 椐探测深度变化，改变发射波的焦距而 改变发射激励脉冲的延时而调节焦距。
• （七）数字扫描变换技术 • 即用数字方式，以不同速度来存入和读出图像信息
，用这种方法完成从超声扫描到显示扫描的变化技 术。
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• 二、B型超声诊断仪操作程序 • 1、通过操作程序 • ①按下开机按钮，电源指示灯亮。 • ②键盘冻结功能键指示灯亮FREEZE。 • ③等数分钟，显示屏幕上一静止画面。 • ④调节显示器辉度、对比度、使灰阶标尺显示正确

超声成像设备概述

1、声速与介质的关系 （1）同一介质 不同频率的超声波在同一介质中传播 时声速基本相同。所以用不同频率的探头检查肝脏时， 声速基本相同。 （2）不同介质 同一频率的超声波在不同介质中传播 的声速是不同的。例如：1MHz超声波在0℃的水中为 1500m／s；在0℃的钢材中为6000m／s；在人体软组 织中平均声速为1540m／s。
1MHz的超声波在人体软组织中传播时，其波长为1.5mm。 3MHz的超声波在人体软组织中传播时，其波长为0.5mm。 5MHz的超声波在人体软组织中传播时，其波长为0.3mm， 所以频率越高的超声波在同一脏器组织中传播其波长愈短。
例如：用高频率的探头检查肝脏其波长也愈短。
2、波长与介质的关系
（2）不同介质 同一频率的超声波，在不同介质内 传播，因传播声速不同，则波长也不相同。频率为 3MHz的超声波在人体软组织中传播时，其波长为 0．5mm，而在空气中传播，其波长为0.114mm。
超声成像设备概述
• 医学超声学是一门将声学中的超声 （ultrasound）学与医学应用结合起来形 成的边缘科学，也是生物医学工程学中重 要的组成部分。医学超声影像仪器涉及到 微电子技术、计算机技术、信息处理技术、 声学技术及材料科学，是多学科边缘交叉 的结晶，是理工医相互合作与相互渗透的 结果。迄今超声成像与X-CT、ECT及MRI已 被公认为当代四大医学成像技术。
超声诊断设备的发展历史
1880年发现晶体压电效应。 1917年利用压电原理进行超声探测（超声探头的出现）。 1942年出现首台A型超声检测仪。属于一维超声。
1954年发明B超诊断仪，同年产生M超。 实时二维切面 灰阶超声显像仪（B型）的问世是超声技 术发展史上第一个里程碑。
1959年研制出脉冲多普勒超声（D超）。
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医学超声仪器原理讲义
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B型超声
为了获得人体组织和脏器解剖影像，继A型超声 诊断仪应用于临床之后，B型、P型、BP型、C型 和F型超声成像仪又先后问世，由于它们的一个共 同特点是实现了对人体组织和脏器的断层显示， 通常将这类仪器称为超声断层扫描诊断仪。
虽然B型超声成像诊断仪因其成像方式采用辉度 调制(Brightness Modulation)而得名，其影像所显 示的却是人体组织或脏器的二维超声断层图(或称 剖面图)，对于运动脏器，还可实现实时动态显示。
接收通道：接收换能器、射频放大器（RFA）、 检波及抑制电路、视频放大器（UFA）
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2 医学超声设备的分类
A型超声
A型超声诊断仪因其回声显示采用幅度调制 (Amplitude Modulation)而得名。
A型显示是超声诊断仪最基本的一种显示方式， 即在阴极射线管(CRT)荧光屏上，以横坐标代表 被探测物体的深度，纵坐标代表回波脉冲的幅度， 故由探头(换能器)定点发射获得回波所在的位置 可测得人体脏器的厚度、病灶在人体组织中的深 度以及病灶的大小。
区别仅在于：在扫查一幅图像的过程中， C 型扫查平面距探头的深度是不变的，而 F 型扫查面距探头的深度是一变量，不是一 个常量。
与B型扫查一样都是辉度调制的二维切面象 显示方式，所不同的是 B 型扫查所获得的
是超声波束扫查平面本身的切面象，即纵 向切面象。
可惜由于 C 型扫查的灵敏度较低，显象速 度不易提高，使 C 型扫查技术的发展受到 限制。
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脉冲宽度：几微秒 脉冲间隔：几百微秒（接收放大器处理回波的时间） 脉冲回波法最早较早是应用于雷达和声纳。 回波时间 t、探测距离 L 的关系，c 为声速
t
2L c
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连续波（CW）
脉冲波 c
f
脉冲宽度 脉冲间隔
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D型超声
D型超声成像诊断仪也即超声多普勒诊断仪，它 是利用声学多普勒原理，对运动中的脏器和血液 所反射回波的多普勒频移信号进行检测并处理， 转换成声音、波形、色彩和辉度等信号，从而显 示出人体内部器官的运动状态。
超声多普勒诊断仪主要分为3种类型：
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扫描方向 探头
A模式显示 亮度调节 B模式显示
回波强度
扫描方向
生物体 超声波传播方向
时间
超声回波法示意图
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仪器基本框图
探头
接收
显示
发射
时钟
记录
发射通道：时钟电路（同步脉冲发生器）、发射 器（高频脉冲发生器）、换能器（探头）
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扫描方向 探头
A模式显示 亮度调节 B模式显示
回波强度
扫描方向
生物体 超声波传播方向
时间
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Hale Waihona Puke 22C型超声C 型扫查，又称C型显示，“特定深度扫 查”(constant depth mode)。
因此，M型超声诊断仪采用辉度调制的方法，使 深度方向所有界面反射回波用亮点形式在显示器 垂直扫描线上显示出来，随着脏器的运动，垂直 扫描线上的各点将发生位置上的变动，定时地采 样这些回波并使之按时间先后逐行在屏上显示出 来。
图中可以看出，由于脏器的运动变化，活动曲线 的间隔亦随之发生变化，如果脏器中某一界面是 静止的，活动曲线将变为水平直线。
即连续式超声多普勒(continuous wave doppler)成像诊 断仪
脉冲式超声多普勒(pulsed wave doppler)成像诊断仪 实时二维彩色超声多普勒血流成像(color doppler flow
image)诊断仪。
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F型超声
F型扫查，又称F型显示。它与C型扫进原理 上是相似的。
第3讲 医学超声成像技术
南方医科大学 医学工程系 卢广文
主要内容
1. 超声成像基本原理——超声回波法 2. 医学超声设备的分类 3. 超声诊断仪的主要参数
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超声成像基本原理 ——超声回波法
超声回波法
把几兆赫至几十兆赫的高频声脉冲发射到生物体 内，再接收反射波（回波），这种方法称为超声 脉冲回波法。
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M型超声
M型超声成像诊断仪适用于对运动脏器，如 心脏的探查。由于其显示的影像是由运动 回波信号对显示器扫描线实行辉度调制， 并按时间顺序展开而获得一维空间多点运 动时序（motion-time）图，故称之为M型 超声成像诊断仪，其所得的图像也叫做超 声心动图。
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M型超声诊断仪发射和接收工作原理与A型有些相 似，不同的是其显示方式。对于运动脏器，由于 各界面反射回波的位置及信号大小是随时间而变 化的，如果仍用幅度调制的A型显示方式进行显 示，所显示波形会随时间而改变，得不到稳定的 波形图。
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M型超声诊断仪对人体中的运动脏器，如心 脏、胎儿胎心、动脉血管等功能的检查具 有优势，并可进行多种心功能参数的测量， 如心脏瓣膜的运动速度、加速度等。但M型 显示仍不能获得解剖图像，它不适用于对 静态脏器的诊查。
根据回波的其他一些特征，如波幅和波密度等， 还可在一定程度上对病灶进行定性分析。
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由于A型显示的回波图，只能反映局部组织 的回波信息，不能获得在临床诊断上需要 的解剖图形，且诊断的准确性与操作医师 的识图经验关系很大，因此其应用价值已 渐见低落，即使在国内，A型超声诊断仪也 很少生产和使用了。