B超的基本原理與性能指標(biāo)學(xué)習(xí)教案

1、1第1頁/共86頁第一頁，共87頁。22.1 2.1 超聲診斷儀的一般超聲診斷儀的一般(ybn)(ybn)介紹介紹超聲成像技術(shù)超聲成像技術(shù)(jsh)概述概述 超聲成像技術(shù)(jsh)適用的人體區(qū)域第2頁/共86頁第二頁，共87頁。3臨床臨床(ln chun)超聲波診斷技術(shù)超聲波診斷技術(shù)基于回波(hu b)掃描的技術(shù) 基于多普勒效應(yīng)(xioyng)的技術(shù) 基于透射法的技術(shù)第3頁/共86頁第三頁，共87頁。4 超聲回波 一個(gè)(y )(y )典型的超聲回波應(yīng)包含大界面的反射波和小粒子的散射波兩種成分 。反射回波：超聲成像的位置(wi zhi)信息 ； 超聲反射成像機(jī)制散射回波：被測介質(zhì)的結(jié)構(gòu)(jigu

2、)信息 。 散射波場 第4頁/共86頁第四頁，共87頁。5超聲診斷成像的基本原理 1. 基于幾個(gè)假定(jidng)為前提（人體中近似成立）聲束在介質(zhì)中沿直線傳播；在各種( zhn)介質(zhì)中聲速均勻一致；各種( zhn)介質(zhì)中介質(zhì)對(duì)超聲波的吸收系數(shù)均勻一致。第5頁/共86頁第五頁，共87頁。62. 脈沖(michng)回波測距的理論基礎(chǔ)2ctl 回波的強(qiáng)度則反映界面(jimin)的性質(zhì)，回波信號(hào)的時(shí)間反映了界面(jimin)的位置。根據(jù)不同界面(jimin)的回波時(shí)間t可以計(jì)算出各個(gè)界面(jimin)與換能器之間的距離l。第6頁/共86頁第六頁，共87頁。73. 超聲診斷(zhndun)儀器的功能

3、模塊 探頭發(fā)射時(shí)鐘記錄接收顯示第7頁/共86頁第七頁，共87頁。8超聲診斷儀的分類超聲診斷儀的分類(fn li) 按圖像按圖像(t xin)信息的獲取方法分類信息的獲取方法分類 反射法超聲診斷儀反射法超聲診斷儀 多普勒法超聲診斷儀多普勒法超聲診斷儀 透射法超聲診斷儀透射法超聲診斷儀 第8頁/共86頁第八頁，共87頁。9 按圖像信息按圖像信息(xnx)顯示的成像方法分類顯示的成像方法分類 A型（型（ Amplitude Modulation ） M型（型（ Motion-time ） 廣義廣義B型（型（ Brightness Modulation ） B型，型，P型，型，BP型，型，C型、型、F

4、型、超聲全型、超聲全息息第9頁/共86頁第九頁，共87頁。10 按超聲波束的掃描按超聲波束的掃描(somio)方式分類方式分類 低速（手動(dòng)）掃描低速（手動(dòng)）掃描(somio) 高速機(jī)械線性掃描高速機(jī)械線性掃描(somio) 高速機(jī)械扇形掃描高速機(jī)械扇形掃描(somio) 高速電子線性掃描高速電子線性掃描(somio) 高速電子扇形（相控陣）掃描高速電子扇形（相控陣）掃描(somio) 第10頁/共86頁第十頁，共87頁。11A型超聲診斷儀型超聲診斷儀 幅度幅度(fd)調(diào)制（調(diào)制（ Amplitude modulation）第11頁/共86頁第十一頁，共87頁。12 1. 診斷基礎(chǔ)診斷基礎(chǔ) 人體

5、臟器、組織其正常與異常的物理性人體臟器、組織其正常與異常的物理性質(zhì)質(zhì)(wl xngzh)及結(jié)構(gòu)不同，形成相應(yīng)的及結(jié)構(gòu)不同，形成相應(yīng)的超聲界面。這些界面會(huì)對(duì)超聲產(chǎn)生規(guī)律的超聲界面。這些界面會(huì)對(duì)超聲產(chǎn)生規(guī)律的反射回波。反射回波。 2. 工作原理工作原理 脈沖回波理論脈沖回波理論 第12頁/共86頁第十二頁，共87頁。133. 顯示方式顯示方式 橫坐標(biāo)為時(shí)間軸，代表被探測物體橫坐標(biāo)為時(shí)間軸，代表被探測物體(wt)的深度；縱坐標(biāo)代表回波脈沖的幅度。的深度；縱坐標(biāo)代表回波脈沖的幅度。第13頁/共86頁第十三頁，共87頁。144. 臨床應(yīng)用臨床應(yīng)用 適用于醫(yī)學(xué)各科的檢查適用于醫(yī)學(xué)各科的檢查(jinch)

6、，其中應(yīng)，其中應(yīng)用最多的是對(duì)肝、膽、脾、眼、腎、子宮等用最多的是對(duì)肝、膽、脾、眼、腎、子宮等的探測。的探測。 5. 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 只能反映局部組織的回波信息；診斷的只能反映局部組織的回波信息；診斷的準(zhǔn)確性與操作醫(yī)師準(zhǔn)確性與操作醫(yī)師(ysh)的識(shí)圖經(jīng)驗(yàn)關(guān)系很的識(shí)圖經(jīng)驗(yàn)關(guān)系很大。大。 第14頁/共86頁第十四頁，共87頁。15M型超聲診斷儀型超聲診斷儀 輝度調(diào)制輝度調(diào)制(tiozh)、時(shí)間動(dòng)態(tài)顯示、時(shí)間動(dòng)態(tài)顯示（ Motion-Time）第15頁/共86頁第十五頁，共87頁。161. 診斷基礎(chǔ)診斷基礎(chǔ) 探頭位置固定，臟器有規(guī)律的收縮和舒探頭位置固定，臟器有規(guī)律的收縮和舒張，臟器各層組織和探頭的距離便產(chǎn)

7、生節(jié)律張，臟器各層組織和探頭的距離便產(chǎn)生節(jié)律性的改變，隨著水平方向性的改變，隨著水平方向(fngxing)的時(shí)間的時(shí)間慢掃描，便把心臟各層組織的回聲展開成曲慢掃描，便把心臟各層組織的回聲展開成曲線。線。第16頁/共86頁第十六頁，共87頁。17 2. 顯示方式 反射回波的幅度，通過輝度調(diào)制，用亮點(diǎn)(lin din)的形式 ；縱坐標(biāo)代表發(fā)射界面的深度 ；橫坐標(biāo)代表掃描時(shí)間信號(hào)。A - mode displayTimemotion display第17頁/共86頁第十七頁，共87頁。183. 工作原理工作原理(yunl) 與與A超比較，有三個(gè)方面的特點(diǎn)超比較，有三個(gè)方面的特點(diǎn) ： 深度掃描信號(hào)加在

8、y軸偏轉(zhuǎn)板上，回波信號(hào)距頂部的距離表示被探查的組織界面的深度。 輝度調(diào)制，亮點(diǎn)的強(qiáng)弱代表回波信號(hào)的幅度(fd)。 增加一個(gè)時(shí)間掃描信號(hào)發(fā)生器，它產(chǎn)生的信號(hào)加在x偏轉(zhuǎn)板上。第18頁/共86頁第十八頁，共87頁。19 4. 臨床應(yīng)用臨床應(yīng)用 適用于人體中的運(yùn)動(dòng)臟器，如心臟、適用于人體中的運(yùn)動(dòng)臟器，如心臟、胎兒胎心、動(dòng)脈血管等功能的檢查胎兒胎心、動(dòng)脈血管等功能的檢查(jinch)具有優(yōu)勢，并可進(jìn)行多種心功能具有優(yōu)勢，并可進(jìn)行多種心功能參數(shù)的測量，如心臟瓣膜的運(yùn)動(dòng)速度、加參數(shù)的測量，如心臟瓣膜的運(yùn)動(dòng)速度、加速度等。速度等。 5. 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 不能獲得不能獲得(hud)解剖圖像，不適用于解剖圖像，不適用于

9、靜態(tài)臟器。靜態(tài)臟器。 第19頁/共86頁第十九頁，共87頁。20 為了獲得人體組織和臟器解剖影像，繼A型超聲診斷儀應(yīng)用于臨床之后，B型、P型、BP型、C型和F型超聲成像儀又先后問世，由于它們的一個(gè)共同特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了對(duì)人體組織和臟器的斷層顯示，通常(tngchng)將這類儀器稱為超聲斷層掃描診斷儀。第20頁/共86頁第二十頁，共87頁。21B型超聲診斷儀型超聲診斷儀 輝度調(diào)制輝度調(diào)制(tiozh)（ Brightness modulation）第21頁/共86頁第二十一頁，共87頁。221. 診斷基礎(chǔ)診斷基礎(chǔ) 可以得到解剖圖可以得到解剖圖 分析：分析： 外形外形 邊界回聲、內(nèi)部邊界回聲、內(nèi)部(ni

10、b)回聲、后方回回聲、后方回聲聲 比鄰關(guān)系比鄰關(guān)系 活動(dòng)度、活動(dòng)規(guī)律活動(dòng)度、活動(dòng)規(guī)律 硬度、排空功能硬度、排空功能 第22頁/共86頁第二十二頁，共87頁。232. 顯示方式顯示方式 二維圖像，輝度調(diào)制方式顯示反射回波的二維圖像，輝度調(diào)制方式顯示反射回波的幅度，橫坐標(biāo)代表探頭掃描的距離幅度，橫坐標(biāo)代表探頭掃描的距離(jl)，縱坐，縱坐標(biāo)代表產(chǎn)生回波界面的深度。標(biāo)代表產(chǎn)生回波界面的深度。 第23頁/共86頁第二十三頁，共87頁。24 3. 工作原理工作原理 應(yīng)用回聲原理，探頭發(fā)射應(yīng)用回聲原理，探頭發(fā)射(fsh)的聲束的聲束必須進(jìn)行掃查，逐次得到不同位置的深度必須進(jìn)行掃查，逐次得到不同位置的深度方

11、向所有界面的回波，以得到人體切面聲方向所有界面的回波，以得到人體切面聲像圖。像圖。第24頁/共86頁第二十四頁，共87頁。25 4. 掃描方式掃描方式 線掃線掃 探頭發(fā)射的超聲束在水平方向上以快速電探頭發(fā)射的超聲束在水平方向上以快速電子掃描的方法，逐次獲得不同位置的深度方子掃描的方法，逐次獲得不同位置的深度方向所有界面的反射回波，得到由超聲聲束掃向所有界面的反射回波，得到由超聲聲束掃描方向決定的垂直平面二維斷層描方向決定的垂直平面二維斷層(duncng)圖圖像像 。第25頁/共86頁第二十五頁，共87頁。26扇掃扇掃 改變探頭的角度使超聲束指向方位快速變改變探頭的角度使超聲束指向方位快速變化，

12、獲得被探測方向不同深度所有界面的反射化，獲得被探測方向不同深度所有界面的反射回波，得到一副由探頭擺動(dòng)方向決定回波，得到一副由探頭擺動(dòng)方向決定(judng)的垂直扇面二維超聲斷層圖像。的垂直扇面二維超聲斷層圖像。第26頁/共86頁第二十六頁，共87頁。275. 臨床應(yīng)用臨床應(yīng)用 適用于觀察腹部臟器適用于觀察腹部臟器(zn q)，如肝、膽、，如肝、膽、脾、腎、子宮的檢查。脾、腎、子宮的檢查。 扇掃斷層扇掃斷層B超尤為適用于對(duì)心臟的檢查，超尤為適用于對(duì)心臟的檢查，也可以對(duì)運(yùn)動(dòng)臟器也可以對(duì)運(yùn)動(dòng)臟器(zn q)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示 。第27頁/共86頁第二十七頁，共87頁。28P型超聲診斷儀型超聲診

13、斷儀 輝度調(diào)制輝度調(diào)制(tiozh)，平面目標(biāo)顯，平面目標(biāo)顯示，示， PPI（plane position indication）。）。 可視為一種特殊的可視為一種特殊的 B 型顯示。型顯示。 1. 特點(diǎn)特點(diǎn) 探頭發(fā)射的超聲波束采用圓周掃描探頭發(fā)射的超聲波束采用圓周掃描(somio)方式進(jìn)行探查。方式進(jìn)行探查。 第28頁/共86頁第二十八頁，共87頁。29 2. 工作工作(gngzu)原理原理 換能器作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 顯示器上的光點(diǎn)從屏中心向屏周圍(zhuwi)(zhuwi)作徑向掃描，徑向掃描線逐次改變方向，與換能器同步地作旋轉(zhuǎn)。第29頁/共86頁第二十九頁，共87頁。303. 顯示方式顯示方式

14、4. 臨床應(yīng)用臨床應(yīng)用 適用適用(shyng)于探頭插入體腔內(nèi)的檢查。于探頭插入體腔內(nèi)的檢查。如：對(duì)肛門、直腸內(nèi)腫瘤、食道癌及子宮如：對(duì)肛門、直腸內(nèi)腫瘤、食道癌及子宮頸癌的檢查，亦可用于對(duì)尿道、膀胱的檢頸癌的檢查，亦可用于對(duì)尿道、膀胱的檢查。查。 第30頁/共86頁第三十頁，共87頁。31第31頁/共86頁第三十一頁，共87頁。32C型超聲診斷儀型超聲診斷儀 輝度調(diào)制輝度調(diào)制 特定深度特定深度(shnd)掃描掃描（ Constant depth scope）1. 特點(diǎn)特點(diǎn) 顯示的是某一深度顯示的是某一深度(shnd)上的一個(gè)切面圖上的一個(gè)切面圖像像第32頁/共86頁第三十二頁，共87頁。33

15、2. 顯示方式顯示方式 橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)代表橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)代表(dibio)平面的平面的x，y軸方向的長度，深度信息在圖像中不表軸方向的長度，深度信息在圖像中不表現(xiàn)。現(xiàn)。 第33頁/共86頁第三十三頁，共87頁。343. 工作原理工作原理 掃描設(shè)計(jì)：水平掃描設(shè)計(jì)：水平x方向上采用同方向上采用同B超一樣超一樣(yyng)的電子掃描，水平的電子掃描，水平y(tǒng)方向上通過機(jī)械方向上通過機(jī)械的方法移動(dòng)探頭。的方法移動(dòng)探頭。 第34頁/共86頁第三十四頁，共87頁。35距離控制：通過調(diào)整距離選擇開關(guān)的開通距離控制：通過調(diào)整距離選擇開關(guān)的開通(kitng)時(shí)間，來控制同一深度的回波信號(hào)被時(shí)間，來控制同一深度的回

16、波信號(hào)被接收顯示。接收顯示。 3. F型型 顯示方式顯示方式 原理同原理同C型。距離選擇開關(guān)的開通時(shí)間型。距離選擇開關(guān)的開通時(shí)間不是一個(gè)常數(shù)，而是一個(gè)線性變量或者為不是一個(gè)常數(shù)，而是一個(gè)線性變量或者為一非線性函數(shù)，則獲得的深度切面一非線性函數(shù)，則獲得的深度切面(qimin)圖在圖在z方向?yàn)橐恍泵婊驗(yàn)橐磺媛暦较驗(yàn)橐恍泵婊驗(yàn)橐磺媛曄駡D。像圖。 第35頁/共86頁第三十五頁，共87頁。36C和F型顯示，可觀察腫瘤的擴(kuò)大范圍。 特別是F型的顯示，可從三維角度去觀察體內(nèi)組織及病變(bngbin)情況。 4. 臨床臨床(ln chun)應(yīng)用應(yīng)用第36頁/共86頁第三十六頁，共87頁。372.2 B2.

17、2 B型超聲診斷儀型超聲診斷儀B 理解B超的工作(gngzu)原理，關(guān)鍵是各種超聲掃描制式 。掃描掃描(somio)制式制式 聲束掠過某剖面的過程稱為掃描聲束掠過某剖面的過程稱為掃描(somio) 。第37頁/共86頁第三十七頁，共87頁。38 B超的分類超的分類(fn li)波束控制波束控制波束掃描制式波束掃描制式成象成象手動(dòng)式手動(dòng)式低速低速 任意任意靜態(tài)聲象靜態(tài)聲象機(jī)械式機(jī)械式低速低速 線性掃描線性掃描 弧形掃描弧形掃描 徑向掃描徑向掃描 復(fù)合掃描復(fù)合掃描靜態(tài)聲象靜態(tài)聲象高速高速 扇形掃描扇形掃描 徑向掃描徑向掃描 線性掃描線性掃描實(shí)時(shí)聲象實(shí)時(shí)聲象電子式電子式高速高速 線性掃描線性掃描 扇

18、形掃描扇形掃描實(shí)時(shí)聲象實(shí)時(shí)聲象第38頁/共86頁第三十八頁，共87頁。391. 簡單掃描簡單掃描(somio)制式制式a. 線掃線掃 b. 扇掃扇掃 第39頁/共86頁第三十九頁，共87頁。40c. 弧形弧形(h xn)掃掃 d. 徑向徑向掃掃 第40頁/共86頁第四十頁，共87頁。41 2. 機(jī)械掃描和電子掃描機(jī)械掃描和電子掃描機(jī)械掃描機(jī)械掃描 借助電機(jī)帶動(dòng)換能器擺動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，同時(shí)位借助電機(jī)帶動(dòng)換能器擺動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，同時(shí)位置感測器連續(xù)置感測器連續(xù)(linx)的檢測換能器的瞬時(shí)取的檢測換能器的瞬時(shí)取向，并產(chǎn)生位置信號(hào)，使顯示器的掃描線有相向，并產(chǎn)生位置信號(hào)，使顯示器的掃描線有相應(yīng)的取向應(yīng)的取向 。

19、第41頁/共86頁第四十一頁，共87頁。42電子掃描電子掃描 用電子方式控制用電子方式控制(kngzh)多元換能器陣實(shí)多元換能器陣實(shí)現(xiàn)掃查現(xiàn)掃查 。 電子線掃（ ） 相控陣扇形(shn xn)掃描 （phased scan）第42頁/共86頁第四十二頁，共87頁。43診斷(zhndun)用B型超聲波探頭第43頁/共86頁第四十三頁，共87頁。44 2.2.1 手動(dòng)式手動(dòng)式B型超聲診斷儀型超聲診斷儀手持探頭(tn tu)運(yùn)動(dòng)位置(wi zhi)檢測器位置(wi zhi)電壓控制顯示第44頁/共86頁第四十四頁，共87頁。45 1. 位置(wi zhi)信號(hào)系統(tǒng)機(jī)械(jxi)結(jié)構(gòu)： 雙聯(lián)臂結(jié)構(gòu)；

20、井字結(jié)構(gòu)。 位置調(diào)準(zhǔn)電路： 由電位器組完成(wn chng)，隨著換能器位置的改變，電位器組的阻值隨之變化，產(chǎn)生相應(yīng)電壓信號(hào) 。第45頁/共86頁第四十五頁，共87頁。462. 特點(diǎn)特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：掃描范圍大，線數(shù)高，圖像輪廓清優(yōu)點(diǎn)：掃描范圍大，線數(shù)高，圖像輪廓清晰等。晰等。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)(qudin)：手動(dòng)控制波束掃描，成像：手動(dòng)控制波束掃描，成像速度低，一般需數(shù)十秒。速度低，一般需數(shù)十秒。 3. 臨床應(yīng)用臨床應(yīng)用 適用于掃描靜止臟器適用于掃描靜止臟器(zn q)，常用于腹，常用于腹部、婦產(chǎn)科和眼科等方面的檢查部、婦產(chǎn)科和眼科等方面的檢查 。第46頁/共86頁第四十六頁，共87頁。47 2.2.2

21、高速機(jī)械高速機(jī)械(jxi)扇形掃描扇形掃描B超超1. 特點(diǎn)特點(diǎn) 超聲波束以扇形方式掃查，不受透聲窗口超聲波束以扇形方式掃查，不受透聲窗口的限制的限制(xinzh)而保持較大的掃查范圍。而保持較大的掃查范圍。 2. 方法方法(fngf)擺動(dòng)式扇掃B超儀 旋轉(zhuǎn)式扇掃B超儀第47頁/共86頁第四十七頁，共87頁。48擺動(dòng)式扇掃擺動(dòng)式扇掃B超儀超儀 結(jié)構(gòu)簡單，只需一個(gè)晶片與一個(gè)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單，只需一個(gè)晶片與一個(gè)驅(qū)動(dòng)(q dn)機(jī)構(gòu)，但它的視場有限。機(jī)構(gòu)，但它的視場有限。結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)殼體擺動(dòng)激勵(lì)(jl)電機(jī)支點(diǎn)(zhdin)換能器扇形齒輪第48頁/共86頁第四十八頁，共87頁。49b. 機(jī)械扇掃B超儀原理(y

22、unl)框圖第49頁/共86頁第四十九頁，共87頁。50c. 簡單(jindn)計(jì)算脈沖重復(fù)頻率(pnl)每幀掃描線幀頻擺動(dòng)次數(shù)關(guān)系(gun x)例：脈沖重復(fù)頻率4kHz，幀頻20幀/秒，則每幀掃描線為多少？擺動(dòng)次數(shù)為多少？200根，20次/秒第50頁/共86頁第五十頁，共87頁。51旋轉(zhuǎn)式扇掃B超儀 結(jié)構(gòu)(jigu)B 根據(jù)要求簡單(jindn)計(jì)算轉(zhuǎn)速。第51頁/共86頁第五十一頁，共87頁。52特點(diǎn)：特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：體積小，馬達(dá)單方向旋轉(zhuǎn)，掃描均優(yōu)點(diǎn)：體積小，馬達(dá)單方向旋轉(zhuǎn)，掃描均勻，噪音和振動(dòng)都很小，其壽命遠(yuǎn)較擺動(dòng)式長。勻，噪音和振動(dòng)都很小，其壽命遠(yuǎn)較擺動(dòng)式長。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)(qudin)：

23、所用晶片的一致性要求高。：所用晶片的一致性要求高。第52頁/共86頁第五十二頁，共87頁。532.2.3 高速電子線掃高速電子線掃B超超 線陣：將許多線陣：將許多(xdu)聲學(xué)上相聲學(xué)上相互獨(dú)立的壓電振子成一線排列?；オ?dú)立的壓電振子成一線排列。 電子線掃：用電子開關(guān)切換接電子線掃：用電子開關(guān)切換接入發(fā)射入發(fā)射/接收電路的振子，使之分時(shí)接收電路的振子，使之分時(shí)組合輪流工作組合輪流工作 ，組合是探頭的一側(cè)，組合是探頭的一側(cè)向另一側(cè)順序進(jìn)行的且每次僅有接向另一側(cè)順序進(jìn)行的且每次僅有接入電路的振元組被激勵(lì)，產(chǎn)生合成入電路的振元組被激勵(lì)，產(chǎn)生合成超聲波束發(fā)射并接收超聲波束發(fā)射并接收 。第53頁/共86頁

24、第五十三頁，共87頁。54 1.電子線掃 B超的原理(yunl)第54頁/共86頁第五十四頁，共87頁。55 2. 電子開關(guān)控制掃描方式 控制探頭中振子投入(tur)工作的次序和方式 。 直接影響到掃描的線數(shù) 。常規(guī)(chnggu)掃描 隔行掃描( xn so mio) 飛越掃描 半間距掃描 變孔徑掃描 微角掃描 波束掃描制式 第55頁/共86頁第五十五頁，共87頁。56常規(guī)(chnggu)掃描第56頁/共86頁第五十六頁，共87頁。57半間距(jin j)掃描第57頁/共86頁第五十七頁，共87頁。58微角掃描(somio)掃描(somio)方向A1A2B1B2第58頁/共86頁第五十八頁，

25、共87頁。592.2.4 高速電子扇掃高速電子扇掃B超（相控陣）超（相控陣） 采用多陣元換能器并對(duì)所有振采用多陣元換能器并對(duì)所有振元的激勵(lì)脈沖進(jìn)行相位元的激勵(lì)脈沖進(jìn)行相位(xingwi)控制，實(shí)現(xiàn)合成波束的扇形掃描，控制，實(shí)現(xiàn)合成波束的扇形掃描，聲束很容易通過小窗口透入人體聲束很容易通過小窗口透入人體內(nèi)內(nèi) 。第59頁/共86頁第五十九頁，共87頁。60 1. 相控陣掃描(somio)原理 同相激勵(lì)(jl)第60頁/共86頁第六十頁，共87頁。61 相控發(fā)射(fsh)波束（正偏）第61頁/共86頁第六十一頁，共87頁。62 相控發(fā)射(fsh)波束（反偏）第62頁/共86頁第六十二頁，共87頁。6

26、3sindc1sin ()cd：延時(shí)等時(shí)間差：波束(bsh)偏轉(zhuǎn)角 d：振元間的距離 c：聲速，取1540米/秒 2. 延時(shí)與偏向角的關(guān)系(gun x)：第63頁/共86頁第六十三頁，共87頁。64 3. 儀器組成(z chn)與工作原理 產(chǎn)生延遲參數(shù)N個(gè)等值時(shí)差觸發(fā)信號(hào)偏向角參數(shù)(cnsh)發(fā)生器相控信號(hào)(xnho)發(fā)生器發(fā)送聚焦激勵(lì)單元產(chǎn)生聚焦延遲激勵(lì)脈沖第64頁/共86頁第六十四頁，共87頁。65 電子聚焦 相控陣中的波束(bsh)偏轉(zhuǎn)與波束(bsh)聚焦結(jié)合使用 ，就可以獲得既偏轉(zhuǎn)又聚焦的波束(bsh) 。第65頁/共86頁第六十五頁，共87頁。66 4. 電子(dinz)扇掃與機(jī)械扇

27、掃的比較 機(jī)械扇掃機(jī)械扇掃電子扇掃電子扇掃波束波束較好柱狀波束較好柱狀波束波束副瓣較大波束副瓣較大性能性能靈敏度及分辨力較高靈敏度及分辨力較高分辨力低分辨力低控制電路控制電路簡單簡單復(fù)雜復(fù)雜成本成本低低高高探頭探頭體積重量較大，運(yùn)行體積重量較大，運(yùn)行噪聲強(qiáng)，壽命短噪聲強(qiáng)，壽命短重量輕，工藝難重量輕，工藝難度大，沒有機(jī)械度大，沒有機(jī)械噪音，壽命長。噪音，壽命長。透聲窗口透聲窗口大大小小第66頁/共86頁第六十六頁，共87頁。672.3 B2.3 B超的性能指標(biāo)超的性能指標(biāo) 參數(shù)參數(shù)(cnsh)分類分類 技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù) 設(shè)計(jì)者、開發(fā)者必須設(shè)計(jì)者、開發(fā)者必須(bx)了解的一類參了解的一類參數(shù)。數(shù)。

28、 使用參數(shù)使用參數(shù) 使用者、選購者必須使用者、選購者必須(bx)了解的一類了解的一類參數(shù)。參數(shù)。第67頁/共86頁第六十七頁，共87頁。68 技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù) 1. 超聲工作頻率超聲工作頻率 （） 實(shí)際輻射(fsh)超聲波的頻率。 頻率頻率(pnl)的選擇的選擇橫向(hn xin)(hn xin)分辨力探測深度BB超儀器的工作頻率在超儀器的工作頻率在0.515MHz。第68頁/共86頁第六十八頁，共87頁。69 2. 脈沖脈沖(michng)持續(xù)時(shí)間（持續(xù)時(shí)間（Pulse width） 探頭(tn tu)(tn tu)受電激勵(lì)后產(chǎn)生超聲振動(dòng)的時(shí)間。 第69頁/共86頁第六十九頁，共87頁。70

29、影響影響(yngxing)縱向分辨力縱向分辨力 脈沖寬度大，縱向分辨力降低。脈沖寬度大，縱向分辨力降低。第70頁/共86頁第七十頁，共87頁。71影響近距離回波影響近距離回波(hu b)的分辨的分辨 B 為相鄰回波的最小可辨距離，它與發(fā)為相鄰回波的最小可辨距離，它與發(fā)射射(fsh)脈沖持續(xù)時(shí)間及聲速有關(guān)。脈沖持續(xù)時(shí)間及聲速有關(guān)。minD持續(xù)時(shí)間聲速(shn s)最小可辨距離分辨力第71頁/共86頁第七十一頁，共87頁。72影響影響(yngxing)脈沖持續(xù)時(shí)間的因素脈沖持續(xù)時(shí)間的因素超聲工作頻率探頭(tn tu)阻尼特性激勵(lì)脈沖寬度B B B超發(fā)射(fsh)(fsh)脈沖寬度小于。第72頁/共

30、86頁第七十二頁，共87頁。733. 脈沖重復(fù)脈沖重復(fù)(chngf)頻率頻率 （Pulse repetition frequency, PRF） 每秒鐘重復(fù)每秒鐘重復(fù)(chngf)發(fā)射超聲脈沖的次數(shù)。發(fā)射超聲脈沖的次數(shù)。決定最大探測決定最大探測(tnc)距離距離max12DcT1cTffc為脈沖重復(fù)為脈沖重復(fù)(chngf)頻頻率率第73頁/共86頁第七十三頁，共87頁。74 影響因素 最大探測(tnc)距離 幀頻 線密度B B B超脈沖重復(fù)頻率(pnl)(pnl)通常在2k2k4kHz4kHz之間。第74頁/共86頁第七十四頁，共87頁。754. 分辨力分辨力 成像系統(tǒng)分辨空間尺度的能力成像系

31、統(tǒng)分辨空間尺度的能力(nngl)，用兩回聲點(diǎn)之間的最小可辨距離表示。用兩回聲點(diǎn)之間的最小可辨距離表示。 縱向分辨力（軸線(zhu xin)分辨力、距離分辨力）橫向(hn xin)分辨力第75頁/共86頁第七十五頁，共87頁。76縱向縱向(zn xin)分辨力分辨力 受哪些因素的影受哪些因素的影響？響？a. 發(fā)射超聲頻率發(fā)射超聲頻率b. 聲波的縱向聲波的縱向(zn xin)分辨力極限為聲分辨力極限為聲波的半波長波的半波長 ；b. 脈沖脈沖(michng)持續(xù)時(shí)間持續(xù)時(shí)間c. 脈沖脈沖(michng)持續(xù)時(shí)間越短，縱向分持續(xù)時(shí)間越短，縱向分辨力越高；辨力越高； c.系統(tǒng)整體性能系統(tǒng)整體性能增益被測

32、介質(zhì)特性第76頁/共86頁第七十六頁，共87頁。77橫向橫向(hn xin)分辨力分辨力 受哪些因素的影受哪些因素的影響？響？a. 聲束的寬度聲束的寬度(kund) 橫向(hn xin)分辨力的計(jì)算：1.22Sxr B 目前利用聚焦聲束，橫向分辨力可達(dá)目前利用聚焦聲束，橫向分辨力可達(dá)2mm以下以下 。聯(lián)系半擴(kuò)散角表達(dá)式P13 式1-30第77頁/共86頁第七十七頁，共87頁。78b.顯示器性能顯示器性能c. 顯示器掃描線寬度是橫向分辨力的上限顯示器掃描線寬度是橫向分辨力的上限 。而掃描線受聲速和光點(diǎn)的大小而掃描線受聲速和光點(diǎn)的大小(dxio)的限制。的限制。 c.系統(tǒng)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)(dngti)

33、范圍范圍第78頁/共86頁第七十八頁，共87頁。795. 探測深度探測深度 儀器發(fā)射的超聲波束可穿透并能顯示回聲圖儀器發(fā)射的超聲波束可穿透并能顯示回聲圖像的被測介質(zhì)像的被測介質(zhì)(jizh)的深度。的深度。 受哪些因素的影響？受哪些因素的影響？a.接收接收(jishu)系統(tǒng)的靈敏度及動(dòng)態(tài)范圍系統(tǒng)的靈敏度及動(dòng)態(tài)范圍b.工作頻率工作頻率 c.發(fā)射功率的影響發(fā)射功率的影響(yngxing) 第79頁/共86頁第七十九頁，共87頁。806. 灰階級(jí)灰階級(jí)(jij) 接收機(jī)顯示器輝度顯示能力接收機(jī)顯示器輝度顯示能力 。a.灰階級(jí)越高，顯示回聲灰階級(jí)越高，顯示回聲(hushng)圖像的層次圖像的層次感強(qiáng)，圖像的清晰度越高。感強(qiáng)，圖像的清晰度越高。 b.b. 灰階處理：壓縮無用灰度級(jí)信息，保留并擴(kuò)灰階處理：壓縮無用灰度級(jí)信息，保留并擴(kuò)展具有診斷意義的微小灰度差別，使圖