b-醫(yī)學(xué)超聲原理-第十一講-B超及其關(guān)鍵技術(shù)課件

生物醫(yī)學(xué)超聲學(xué)第十一講：B超及其關(guān)鍵技術(shù)Bmodeultrasoundanditskeytechnique主講：牛金海jhniu@生物醫(yī)學(xué)超聲學(xué)第十一講：B超及其關(guān)鍵技術(shù)主講：牛金海與本PPT配套的指定教材目前，關(guān)于生物醫(yī)學(xué)超聲的參考書(shū)很多；但是從教十年多來(lái)，一直很難找到一本非常適合本科生的教材。這也是編者下定決心編寫(xiě)本書(shū)的主要原因之一。本書(shū)的內(nèi)容主要包括超聲物理基礎(chǔ)，壓電效應(yīng)與換能器技術(shù)，超聲成像診斷原理，超聲治療技術(shù)，醫(yī)學(xué)超聲實(shí)驗(yàn)，醫(yī)學(xué)超聲的最新進(jìn)展等。每章節(jié)都配置了一定量的練習(xí)與思考題，以幫助讀者鞏固書(shū)中的內(nèi)容，并提高分析解決問(wèn)題的能力。為配合雙語(yǔ)教學(xué)，本書(shū)保留了關(guān)鍵專業(yè)詞匯的中英文對(duì)照。本書(shū)的特點(diǎn)是在注重基本概念，基本原理，基本方法的同時(shí)，兼顧一定的工程技術(shù)實(shí)用性，如包含聲場(chǎng)的數(shù)值模擬，超聲圖像的C語(yǔ)言程序處理，超聲波發(fā)射電路原理，換能器的匹配技術(shù)等。本書(shū)適合醫(yī)學(xué)超聲以及相關(guān)領(lǐng)域的本科生作教材，也可供該領(lǐng)域的研究生，科研及工程技術(shù)工作者參考。與本PPT配套的指定教材目前，關(guān)于生物醫(yī)學(xué)超聲的參考書(shū)很多；本講主要內(nèi)容（Topics）一、B超概述（Introduction）二、B超的基本原理（Fundamentalprinciple）三、B超探頭以及掃描技術(shù)(Transducerandscantechnique)四、數(shù)字B超的中的DSC技術(shù)(DigitalScanConverter)五、數(shù)字B超中的圖像處理技術(shù)（Imagingprocess）六、B超國(guó)內(nèi)外廠商狀況（Manufacturer）本講主要內(nèi)容（Topics）一、B超概述（Introduct一、Ｂ超概述全稱——B型超聲檢查(type-Bultrasonic)分為“黑白B超”和“彩色B超”是影像診斷技術(shù)的一個(gè)重要組成部分（CT、核磁共振,X-ray）在臨床上，它被廣泛應(yīng)用于心內(nèi)科、消化內(nèi)科、泌尿科和婦產(chǎn)科疾病的診斷一、Ｂ超概述全稱——B型超聲檢查(type-Bultras1.1彩超中的偽彩色

彩超中的偽彩色是處理是利用微電子技術(shù)進(jìn)行的一種影像增強(qiáng)處理技術(shù)，它通過(guò)光學(xué)處理、等密度分割、幅度鑒別、模數(shù)轉(zhuǎn)換等方法進(jìn)行彩色編碼，使輸入的圖像值轉(zhuǎn)換到特定彩色空間相應(yīng)坐標(biāo)中去，從而顯示預(yù)期的彩色影像。

1.1彩超中的偽彩色彩超中的偽彩色是處理是利用微電1.2脈沖回波成像系統(tǒng)的原理A型B型亮度調(diào)制M型超聲心動(dòng)圖1.2脈沖回波成像系統(tǒng)的原理A型B型亮度調(diào)制M型超聲心動(dòng)圖Medicalsonography（醫(yī)學(xué)超聲成像）

Medicalsonography(ultrasonography)isanultrasound-baseddiagnosticmedicalimagingtechniqueusedtovisualizemuscles,tendons（肌腱）,andmanyinternalorgans,tocapturetheirsize,structureandanypathological（病理的）lesions（傷害）withrealtimetomographicimages.Ultrasoundhasbeenusedbyradiologistsandsonographerstoimagethehumanbodyforatleast50yearsandhasbecomeoneofthemostwidelyuseddiagnostictoolsinmodernmedicine.Thetechnologyisrelativelyinexpensiveandportable,especiallywhencomparedwithothertechniques,suchasmagneticresonanceimaging(MRI)andcomputedtomography(CT).Ultrasoundisalsousedtovisualizefetuses（胎兒）duringroutineandemergencyprenatal（產(chǎn)前）care.Suchdiagnosticapplicationsusedduringpregnancyarereferredtoasobstetric(產(chǎn)科)sonography.Medicalsonography（醫(yī)學(xué)超聲成像）1.3B型超聲波診斷儀

B型超聲波診斷儀(簡(jiǎn)稱為B超)是在A型診斷儀的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的輝度調(diào)制(BrightnessModulation)式診斷儀。B型成像方式所得到的是與聲束傳播方向一致的物體斷面的圖像，聲束沿z方向傳播，沿x方向掃描，逐次照射物體的不同區(qū)域，并接收聲束所達(dá)區(qū)域內(nèi)物體的反射聲信號(hào)，將聲信號(hào)幅度調(diào)制成熒光屏上相應(yīng)位置的光點(diǎn)亮度。掃描方式主要有線掃描和扇形掃描兩種。1.3B型超聲波診斷儀B型超聲波診斷儀(簡(jiǎn)稱為

1.4線掃與扇掃1.4線掃與扇掃1.5B超的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)連貫地、動(dòng)態(tài)地觀察臟器的運(yùn)動(dòng)和功能；可以追蹤病變、顯示立體變化，而不受其成像分層的限制；至今還沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)對(duì)病人有損傷的報(bào)道；超聲設(shè)備易于移動(dòng)，價(jià)格低廉，費(fèi)用一般為35-150元/次。1.5B超的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)B超的特點(diǎn)缺點(diǎn)1.清晰度、分辨率較低；2.對(duì)空腔器官病變易漏診；3.檢查結(jié)果易受醫(yī)師臨床技能水平的影響。B超的特點(diǎn)缺點(diǎn)二、B超儀器原理用平面圖形的形式來(lái)顯示被探查組織的具體情況。檢查時(shí)，首先將人體界面的反射信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)弱不同的光點(diǎn)，這些光點(diǎn)可通過(guò)熒光屏顯現(xiàn)出來(lái)。B超是目前使用最廣泛的超聲診斷儀，由于能得到人體內(nèi)部臟器和病變的斷層圖。并且能對(duì)臟器和病變的斷層圖。并且能對(duì)臟器進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)觀察，因而十分直觀。既能進(jìn)行靜態(tài)觀察，又能進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢查;二、B超儀器原理用平面圖形的形式來(lái)顯示被探查組織的具體情況。2.1B超工作成像原理概述B超成像技術(shù)使得組織的一個(gè)斷層上的超聲信息能以二維的形式顯示出來(lái)。組織內(nèi)的背向散射信息和界面的反射波信息以亮度調(diào)制方式顯示，即組織某以部分的回波越強(qiáng)，則圖像上對(duì)應(yīng)部位的亮度越亮。2.1B超工作成像原理概述B超成像技術(shù)使得組織的一個(gè)斷層上2.2B超基本原理圖2.2B超基本原理圖2.3數(shù)字B超設(shè)架構(gòu)圖B超成像的原理框圖2.3數(shù)字B超設(shè)架構(gòu)圖B超成像的原理框圖OverallblockdiagramofBScanultrasoundOverallblockdiagramofBScaOverallblockdiagramofBScanultrasoundOverallblockdiagramofBSca信號(hào)線性放大

Linearamplification

信號(hào)線性放大

Linearamplification信號(hào)的非線性放大-時(shí)間增益補(bǔ)償

TGC(TimeGainCompensation)信號(hào)的非線性放大-時(shí)間增益補(bǔ)償

TGC(TimeGain回聲的動(dòng)態(tài)范圍壓縮和擴(kuò)展

Compressthedynamicrangeofechoes回聲的動(dòng)態(tài)范圍壓縮和擴(kuò)展

Compressthedyna調(diào)整動(dòng)態(tài)范圍之后的圖像比對(duì)調(diào)整動(dòng)態(tài)范圍之后的圖像比對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換的過(guò)程-1）采樣

AnaloguetoDigitalconverter-Sampling模數(shù)轉(zhuǎn)換的過(guò)程-1）采樣

Analogueto模數(shù)轉(zhuǎn)換的過(guò)程–2）量化與編碼

AnaloguetoDigitalconverter–2）Quantizationandcoding模數(shù)轉(zhuǎn)換的過(guò)程–2）量化與編碼

Analogueto2.4B超的主要技術(shù)指標(biāo)(1)分辨力分辨力（單位：毫米）是指超聲診斷儀對(duì)被檢組織相鄰回聲圖的分辨能力，分縱向(深度方向)和橫向(水平方向)分辨力。思考題：影響橫向分辨率以及縱向分辨率的因素？2.4B超的主要技術(shù)指標(biāo)(1)分辨力分辨力（單位：毫米）(2)超聲的工作頻率f和脈沖重復(fù)頻率PRF

①超聲的工作頻率f是指探頭與儀器連接后，實(shí)際輻射超聲波的頻率，也即所發(fā)射超聲波在每秒中內(nèi)自身的振蕩次數(shù)。②脈沖重復(fù)頻率PRF（pulserepeatfrequency，PRF）指脈沖工作方式超聲儀器在每秒鐘重復(fù)發(fā)射超聲脈沖的個(gè)數(shù)(2)超聲的工作頻率f和脈沖重復(fù)頻率PRF①超聲的工作頻(3)脈沖的寬度和振鈴

①脈沖的寬度指脈沖從開(kāi)始產(chǎn)生到截止的時(shí)間長(zhǎng)短。脈寬越窄越有利于提高影像的軸向分辨率，因此激勵(lì)脈沖寬度應(yīng)該控制在一個(gè)較窄的范圍，但激勵(lì)脈沖寬度的縮小受到探測(cè)深度和系統(tǒng)接收通道頻帶寬度的限制。②振鈴是指探頭受電激勵(lì)截止后產(chǎn)生聲波余振動(dòng)的長(zhǎng)短。理想的情況是當(dāng)施加于探頭的電激勵(lì)脈沖結(jié)束后，振動(dòng)立即停止，但事實(shí)上這是無(wú)法做到的。由于它會(huì)嚴(yán)重影響超聲系統(tǒng)的縱向分辨力，因此，希望探頭產(chǎn)生余振(振鈴)的時(shí)間也越短越好。

(3)脈沖的寬度和振鈴與本PPT配套的指定教材目前，關(guān)于生物醫(yī)學(xué)超聲的參考書(shū)很多；但是從教十年多來(lái)，一直很難找到一本非常適合本科生的教材。這也是編者下定決心編寫(xiě)本書(shū)的主要原因之一。本書(shū)的內(nèi)容主要包括超聲物理基礎(chǔ)，壓電效應(yīng)與換能器技術(shù)，超聲成像診斷原理，超聲治療技術(shù)，醫(yī)學(xué)超聲實(shí)驗(yàn)，醫(yī)學(xué)超聲的最新進(jìn)展等。每章節(jié)都配置了一定量的練習(xí)與思考題，以幫助讀者鞏固書(shū)中的內(nèi)容，并提高分析解決問(wèn)題的能力。為配合雙語(yǔ)教學(xué)，本書(shū)保留了關(guān)鍵專業(yè)詞匯的中英文對(duì)照。本書(shū)的特點(diǎn)是在注重基本概念，基本原理，基本方法的同時(shí)，兼顧一定的工程技術(shù)實(shí)用性，如包含聲場(chǎng)的數(shù)值模擬，超聲圖像的C語(yǔ)言程序處理，超聲波發(fā)射電路原理，換能器的匹配技術(shù)等。本書(shū)適合醫(yī)學(xué)超聲以及相關(guān)領(lǐng)域的本科生作教材，也可供該領(lǐng)域的研究生，科研及工程技術(shù)工作者參考。與本PPT配套的指定教材目前，關(guān)于生物醫(yī)學(xué)超聲的參考書(shū)很多；三、B超探頭以及掃描技術(shù)

腹部探頭三維探頭高頻探頭三、B超探頭以及掃描技術(shù)

腹部探頭三維探頭高頻探頭3.1B超探頭3.1B超探頭3.1.1電子線陣超聲探頭

電子線陣探頭剖面示意3.1.1電子線陣超聲探頭電子線陣探頭剖面示意（1）開(kāi)關(guān)控制器

開(kāi)關(guān)控制器：用于控制探頭中各振元按一定組合方式工作，若采用直接激勵(lì)，則每一個(gè)振元需要一條信號(hào)線連接到主機(jī)，目前換能器振元數(shù)已普遍增加到數(shù)百個(gè)，則與主機(jī)的連線需要數(shù)百根，這不僅使工藝復(fù)雜，因此而增加的探頭和電纜的重量也是不堪設(shè)想的。采用開(kāi)關(guān)控制器就可以使探頭與主機(jī)的連線數(shù)大大減小。（1）開(kāi)關(guān)控制器開(kāi)關(guān)控制器：用于控制探頭中各振元按一定組(2)阻尼墊襯阻尼墊襯：作用與柱形單振元探頭中的墊襯作用相同，用于產(chǎn)生阻尼,抑制振鈴并消除反射干擾。阻尼墊襯材料的構(gòu)成要求亦和柱形單振元探頭相似。(2)阻尼墊襯阻尼墊襯：作用與柱形單振元探頭中的墊襯作(3)換能器陣列換能器陣列：換能器的晶體振元通常是采用切割法制造工藝，即對(duì)一寬約10mm，一定厚度的矩形壓電晶體，通過(guò)計(jì)算機(jī)程控順序開(kāi)槽。(3)換能器陣列換能器陣列：換能器的晶體振元通常是采用(4)匹配層由于聲透鏡同時(shí)與晶體振元和人體接觸，兩者的聲阻抗差別甚大，難于使聲透鏡的特性阻抗同時(shí)與兩者匹配。超聲經(jīng)不同阻抗界面?zhèn)鞑?，將產(chǎn)生反射，會(huì)增加能量損耗并影響分辨力，因此，往往需要采用匹配層來(lái)實(shí)現(xiàn)探頭與負(fù)載之間的匹配。

對(duì)匹配層除厚度與聲阻抗的要求外，還要求其聲阻尼要小，以減小對(duì)超聲能量的損耗。在工藝上應(yīng)保證其同時(shí)與晶體振元和聲透鏡接觸良好。匹配層材料通常也采用環(huán)氧加鎢粉配制。(4)匹配層由于聲透鏡同時(shí)與晶體振元和人體接觸，兩者的聲b-醫(yī)學(xué)超聲原理-第十一講-B超及其關(guān)鍵技術(shù)課件B超探頭掃描分類1）按斷層圖像的形式來(lái)看有多種，主要有線形及扇形;

線掃式斷層B型超聲波診斷儀適用于觀察腹部臟器，如對(duì)肝、膽、脾、腎、子宮的檢查，而扇掃斷層B型超聲波診斷儀適用于對(duì)心臟的檢查?，F(xiàn)代B型超聲波診斷儀通常同時(shí)具備以上2種探查功能，通過(guò)配用不同的超聲探頭，方便地進(jìn)行轉(zhuǎn)換。2）按實(shí)現(xiàn)掃描的方式來(lái)看分為機(jī)械掃描和電子掃描;3.2掃描技術(shù)B超探頭掃描分類3.2掃描技術(shù)ScanlinearrangementsforthemostcommonB-modeformats(a)Linear(線性),(b)curvilinear(曲線),

(c)Trapezoidal(梯形),(d)sector(扇形)(e)radial(輻射)

Scanlinearrangementsforthe線掃線掃扇掃扇掃b-醫(yī)學(xué)超聲原理-第十一講-B超及其關(guān)鍵技術(shù)課件三維雙胞胎胎兒B超圖像三維雙胞胎胎兒B超圖像3.3幾種基本掃描成像方式手持掃描機(jī)械線性掃描機(jī)械扇形掃描電子線性掃描相控陣扇形掃描凸面扇形掃描動(dòng)態(tài)頻率掃描技術(shù)3.3幾種基本掃描成像方式手持掃描3.3.1機(jī)械扇掃超聲探頭

機(jī)械扇形掃描超聲探頭配用于扇掃式B型超聲診斷儀，它是依靠機(jī)械傳動(dòng)方式帶動(dòng)傳感器往復(fù)搖擺或連續(xù)旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)扇形掃描的。不足之處，是噪聲大和探頭壽命短。3.3.1機(jī)械扇掃超聲探頭機(jī)械扇形掃描超聲探頭配用與本PPT配套的指定教材目前，關(guān)于生物醫(yī)學(xué)超聲的參考書(shū)很多；但是從教十年多來(lái)，一直很難找到一本非常適合本科生的教材。這也是編者下定決心編寫(xiě)本書(shū)的主要原因之一。本書(shū)的內(nèi)容主要包括超聲物理基礎(chǔ)，壓電效應(yīng)與換能器技術(shù)，超聲成像診斷原理，超聲治療技術(shù)，醫(yī)學(xué)超聲實(shí)驗(yàn)，醫(yī)學(xué)超聲的最新進(jìn)展等。每章節(jié)都配置了一定量的練習(xí)與思考題，以幫助讀者鞏固書(shū)中的內(nèi)容，并提高分析解決問(wèn)題的能力。為配合雙語(yǔ)教學(xué)，本書(shū)保留了關(guān)鍵專業(yè)詞匯的中英文對(duì)照。本書(shū)的特點(diǎn)是在注重基本概念，基本原理，基本方法的同時(shí)，兼顧一定的工程技術(shù)實(shí)用性，如包含聲場(chǎng)的數(shù)值模擬，超聲圖像的C語(yǔ)言程序處理，超聲波發(fā)射電路原理，換能器的匹配技術(shù)等。本書(shū)適合醫(yī)學(xué)超聲以及相關(guān)領(lǐng)域的本科生作教材，也可供該領(lǐng)域的研究生，科研及工程技術(shù)工作者參考。與本PPT配套的指定教材目前，關(guān)于生物醫(yī)學(xué)超聲的參考書(shū)很多；3.3.2電子線性掃描介紹（重點(diǎn)）A）、探頭

◆需要線形換能器陣，既用做發(fā)射，又用做接收。

◆除了換能器外，還裝有一部分電路，如：電子掃描、激勵(lì)電路、前置放大電路

◆探頭的核心部分是由壓電材料制成的線形換能器陣。陣元不少于64個(gè)，陣元數(shù)量與B超圖像質(zhì)量、聲學(xué)性能有很大關(guān)系，最多可達(dá)到400個(gè)。3.3.2電子線性掃描介紹（重點(diǎn)）A）、探頭B）陣元

這些陣元都是面積相同的矩形小條，實(shí)際上是在一塊長(zhǎng)約100mm，寬約10mm的壓電材料上刻了許多很細(xì)的槽面而制成的。由于細(xì)槽并非將壓電材料的底部刻穿，所以所有這些陣元的底面都是連在一起的。因?yàn)椴捎玫氖菈弘姴牧系暮穸裙舱瘢酌孢@一邊本來(lái)就與吸聲材料緊密接觸，所以即使陣元的底面相連也不會(huì)影響換能器工作。壓電材料的厚度由B超使用的超聲工作頻率來(lái)決定。整個(gè)底面鍍上一層銀，成為所有陣元的公共電極，此電極通常在電路上接地。各個(gè)陣元的另一面分別鍍銀，成為獨(dú)立的電極。B）陣元這些陣元都是面積相同的矩形小條，實(shí)際上是C）電子線性掃描在超聲振動(dòng)中，陣元間相互影響很小，可以認(rèn)為是相互獨(dú)立的。吸聲材料的作用：為了增大阻尼，使發(fā)射聲脈沖的持續(xù)時(shí)間縮短，從而提高距離分辨率。壓電片另一側(cè)的聲透鏡的作用：聚焦，提高系統(tǒng)的橫向分辨率C）電子線性掃描在超聲振動(dòng)中，陣元間相互影響很小，可以認(rèn)為是電子線性掃描

電子線性掃描D）線性掃描的形成陣元與電子開(kāi)關(guān)相連電子開(kāi)關(guān)的動(dòng)作：每次只接通相鄰的m個(gè)陣元，下次動(dòng)作m個(gè)陣元往旁邊移一個(gè)位置聲線在陣列的正中間，一幀斷層像的掃線數(shù)為：

N＝n-m+1開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換時(shí)間：

C為聲速，a為預(yù)留量，L為最大診斷距離缺點(diǎn)：一、幀頻低，二、掃線數(shù)少D）線性掃描的形成陣元與電子開(kāi)關(guān)相連電子線形掃描常見(jiàn)的兩種技術(shù)交錯(cuò)掃描方式：掃線數(shù)N增加一倍飛躍掃描方式：掃線數(shù)N不變，降低了前后兩次掃查束之間的干擾。電子線形掃描常見(jiàn)的兩種技術(shù)交錯(cuò)掃描方式：掃線數(shù)N增加一倍交錯(cuò)交錯(cuò)飛躍飛躍3.3.3電子凸陣掃面探頭

凸陣探頭的結(jié)構(gòu)原理與線陣探頭相類似，只是振元排列成凸形。3.3.3電子凸陣掃面探頭

凸陣探頭的結(jié)構(gòu)原理3.3.4相控陣掃描相控陣掃描采用尺寸較小的多陣元換能器發(fā)射和接收聲束，使它容易通過(guò)胸部肋骨間小窗口透入體內(nèi)。原理借鑒了雷達(dá)天線相控掃描。使線列陣元換能起收到等級(jí)時(shí)間延遲脈沖的激勵(lì)，疊加后的合成聲波束方向發(fā)生特定角的偏移來(lái)實(shí)現(xiàn)扇形掃查。3.3.4相控陣掃描相控陣掃描采用尺寸較小的多陣元換能器發(fā)射相控陣掃描探頭的結(jié)構(gòu)圖

相控陣掃描探頭的結(jié)構(gòu)圖相控陣掃描--1、相控發(fā)射相鄰單元按一定時(shí)間差τ被同一激勵(lì)源激勵(lì)源或相鄰陣元被有相同相位差δ的激勵(lì)源激勵(lì)。相控陣掃描--1、相控發(fā)射相鄰單元按一定時(shí)間差τ被同一激勵(lì)源相控陣掃描--2、相控接收相控陣掃描--2、相控接收相控陣掃描-3、相控聚焦采用固定聚焦延遲不可能沿聲束方向在不同的探測(cè)深度獲得了好的聚焦聲束和很好分辨率，因此要根據(jù)產(chǎn)生回波脈沖界面的深度動(dòng)態(tài)的改變聚焦延遲，使得聚焦區(qū)的變化速度與回波信號(hào)到達(dá)換能器的速度一致，實(shí)際應(yīng)用中采用分段聚焦。相控陣掃描-3、相控聚焦采用固定聚焦延遲不可能沿聲束方向在不幀頻的概念幀頻等于完成一副圖像所需時(shí)間的倒數(shù)，記為Fve。N為掃描線數(shù)，D為每條掃描線能探測(cè)到的最大深度。幀頻，掃描線數(shù)，探測(cè)深度，三者乘積為一常數(shù)，要提高其一，必須犧牲其余兩個(gè)或其中之一。幀頻的概念幀頻等于完成一副圖像所需時(shí)間的倒數(shù)，記為Fve。N數(shù)字掃描變換器DigitalScanConverter（DSC）采用了DSC以后，解決了如下幾個(gè)難題：1、可以對(duì)B超圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)錄像，圖像凍結(jié)記錄。（尤其是扇掃）2、使圖像凍結(jié)和A超、M超以及多普勒血管信息的同時(shí)復(fù)合成為可能。3、改善圖像質(zhì)量：（1）使顯示幀高于聲束掃描幀；（2）便于圖像處理DSC也常被稱為數(shù)字掃描處理器（DigitalScanProcessor簡(jiǎn)稱DSP）四、數(shù)字B超中的DSC技術(shù)數(shù)字掃描變換器DigitalScanConverter（4.1帶DSC的B超基本框圖4.1帶DSC的B超基本框圖1、在線形掃描中，采樣及A/D轉(zhuǎn)換所得回波數(shù)據(jù)的掃描坐標(biāo)與顯示可直接一一對(duì)應(yīng)。2、在扇形掃描中，回波信息及其采樣與A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程是在極坐標(biāo)中進(jìn)行，需要實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)－直角坐標(biāo)變換：順序?qū)懭?，非順序讀出；或者是非順序?qū)懭?，順序讀出；坐標(biāo)變換，B型扇掃超聲成像系統(tǒng)中，數(shù)字掃描變換器是將極坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為可供電視水平掃描顯示的直角坐標(biāo)系。這種不同坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換可以用如下表達(dá)式表示：

x=x0+Lsinθ

y=y0+Lcosθ式中，x0和y0是極坐標(biāo)原點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的直角坐標(biāo)位置；θ是掃描聲束偏轉(zhuǎn)角；L是沿掃描聲束矢徑上的采樣深度。

位置計(jì)算單元和幀存儲(chǔ)器是數(shù)字掃描變換的關(guān)鍵1、在線形掃描中，采樣及A/D轉(zhuǎn)換所得回波數(shù)據(jù)的掃描坐標(biāo)與顯與本PPT配套的指定教材目前，關(guān)于生物醫(yī)學(xué)超聲的參考書(shū)很多；但是從教十年多來(lái)，一直很難找到一本非常適合本科生的教材。這也是編者下定決心編寫(xiě)本書(shū)的主要原因之一。本書(shū)的內(nèi)容主要包括超聲物理基礎(chǔ)，壓電效應(yīng)與換能器技術(shù)，超聲成像診斷原理，超聲治療技術(shù)，醫(yī)學(xué)超聲實(shí)驗(yàn)，醫(yī)學(xué)超聲的最新進(jìn)展等。每章節(jié)都配置了一定量的練習(xí)與思考題，以幫助讀者鞏固書(shū)中的內(nèi)容，并提高分析解決問(wèn)題的能力。為配合雙語(yǔ)教學(xué)，本書(shū)保留了關(guān)鍵專業(yè)詞匯的中英文對(duì)照。本書(shū)的特點(diǎn)是在注重基本概念，基本原理，基本方法的同時(shí)，兼顧一定的工程技術(shù)實(shí)用性，如包含聲場(chǎng)的數(shù)值模擬，超聲圖像的C語(yǔ)言程序處理，超聲波發(fā)射電路原理，換能器的匹配技術(shù)等。本書(shū)適合醫(yī)學(xué)超聲以及相關(guān)領(lǐng)域的本科生作教材，也可供該領(lǐng)域的研究生，科研及工程技術(shù)工作者參考。與本PPT配套的指定教材目前，關(guān)于生物醫(yī)學(xué)超聲的參考書(shū)很多；1、A/D轉(zhuǎn)換：將前端裝置檢波后的超聲回波信號(hào)進(jìn)行量化。采樣速度幾兆赫茲到20M赫茲的高速A/D轉(zhuǎn)換器，灰階64的B超采用6bit的變換器。2、前處理：對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器輸出進(jìn)行二次采樣和按掃描聲束矢徑方向平滑等預(yù)處理。3、幀存儲(chǔ)器：DSC的核心裝置，用來(lái)存儲(chǔ)扇形掃描的超聲圖像，在微機(jī)控制下實(shí)現(xiàn)各種存儲(chǔ)方式和顯示方式。4、象素地址邏輯單元：主要將扇形掃描所得到的回波數(shù)據(jù)在極坐標(biāo)中的位置轉(zhuǎn)變?yōu)榇鎯?chǔ)、顯示所需要的直角坐標(biāo)位置。5、D/A轉(zhuǎn)換器4.2扇形B超中DSC的工作原理：1、A/D轉(zhuǎn)換：將前端裝置檢波后的超聲回波信號(hào)進(jìn)行量化。采樣重點(diǎn)介紹已有B超診斷設(shè)備中被采用的圖像處理方法，這些方法常與數(shù)字掃描變換器DSC相結(jié)合。將掃描變換之前進(jìn)行的處理稱為前處理，而將掃描變換完成之后進(jìn)行的圖像處理成為后處理五、B超圖像處理重點(diǎn)介紹已有B超診斷設(shè)備中被采用的圖像處理方法，這些方法常與5.1

前處理前處理：也稱為預(yù)處理，基本方法有（1）二次采樣：當(dāng)任一個(gè)像素中取樣個(gè)數(shù)大于1時(shí)，存儲(chǔ)在像素地址中的取樣值可由下述二次采樣方法之一來(lái)確定：峰值法、點(diǎn)值法、峰偏值法、平均值法；（2）平滑處理；（3）回聲幅度查表；（4）深度無(wú)關(guān)的回聲幅度校正；（5）傳感器射束斷面圖校正；（6）真實(shí)幅度重顯。5.1前處理前處理：也稱為預(yù)處理，基本方法有5.2后處理5.2.1

圖像插補(bǔ)后處理（原因）（1）最簡(jiǎn)單的辦法是橫向插入算法，在兩根鄰近的掃描線間插入一根或者幾根掃描線5.2后處理圖像插補(bǔ)后處理（原因）

在下圖中，數(shù)字掃描變換器將掃描回波數(shù)據(jù)極坐標(biāo)位置轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)像素地址，并將直角坐標(biāo)像素地址數(shù)字化到一個(gè)最接近的存儲(chǔ)和顯示像素地址。這樣勢(shì)必造成扇形圖像近場(chǎng)區(qū)域內(nèi)掃描回波數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)大于存儲(chǔ)和顯示像素個(gè)數(shù)而顯得太密。其次隨著探查深度增加、相鄰掃描線間距變大，以致掃描線之間某些顯示像素沒(méi)有給予回波數(shù)據(jù)賦值而形成顯示器上的“黑洞”顯示許多黑洞云集成“云紋狀”，使圖像質(zhì)量下降。黑洞出現(xiàn)的個(gè)數(shù)與像素大小，超聲探查深度，聲速偏轉(zhuǎn)角和成像幀頻等因素有關(guān)。圖像插補(bǔ)后處理（原因）在下圖中，數(shù)字掃描變換橫向插入算法缺點(diǎn)：使得直角坐標(biāo)的整個(gè)掃描上布滿了數(shù)據(jù)，“云紋”失真減少了，然而寫(xiě)入過(guò)密的問(wèn)題更加嚴(yán)重橫向插入算法缺點(diǎn)：使得直角坐標(biāo)的整個(gè)掃描上布滿了數(shù)據(jù)，“云紋5.2.1圖像插補(bǔ)后處理（2）R-θ插補(bǔ)法，最復(fù)雜和最好的辦法，每一個(gè)直角坐標(biāo)象素?cái)?shù)據(jù)是從周圍的極坐標(biāo)采樣數(shù)據(jù)按線性插補(bǔ)進(jìn)行插值的。5.2.1圖像插補(bǔ)后處理（2）R-θ插補(bǔ)法，最復(fù)雜和最好的5.2.1圖像插補(bǔ)后處理（3）可變的線性插補(bǔ)技術(shù)它比R-θ插補(bǔ)方法簡(jiǎn)單。且又避免了橫向插入算法中出現(xiàn)的寫(xiě)入過(guò)密的問(wèn)題。其原理是:從數(shù)字掃描變換器幀存儲(chǔ)器輸入兩個(gè)相鄰采樣點(diǎn)的采樣數(shù)據(jù)a和b。當(dāng)a和b之間存在幾個(gè)顯示像素?zé)o采樣數(shù)據(jù)賦值時(shí)，就根據(jù)a和b線性地插入幾個(gè)像素點(diǎn)數(shù)據(jù)，插補(bǔ)方法為:

Δg=(a-b)/(n+1)ai=ai-1-Δg5.2.1圖像插補(bǔ)后處理（3）可變的線性插補(bǔ)技術(shù)可變的線性插補(bǔ)技術(shù)可變的線性插補(bǔ)技術(shù)5.2.2灰階處理灰階處理包括灰階伸展和壓縮處理，常采用窗口處理方式。窗口處理又分為窗口提升處理和抑制處理。下面重點(diǎn)介紹窗口提升處理。這種處理主要為增加圖像對(duì)比度。

5.2.2灰階處理灰階處理包括灰階伸展和壓縮處理，常采用窗5.2.2灰階處理選擇所存儲(chǔ)圖像的一個(gè)灰度窗口（范圍）而加以增強(qiáng)，灰度窗口以外的灰度加以壓縮或略去，而著重顯示所需觀察的灰度等級(jí)。這樣做的目的是為了顯示各組織結(jié)構(gòu)，或突出或消隱圖像中的某些部分，提高識(shí)別力和診斷力。這在臨床運(yùn)用中很重要，比如對(duì)于回聲與周圍十分接近的細(xì)小結(jié)構(gòu)，可選用小提升窗口，逐級(jí)移置窗口段的方法予以顯示，例如輸卵管的顯示，經(jīng)過(guò)這種處后便于醫(yī)生觀察和分析診斷，通常所采用的窗口有以下幾種方式，見(jiàn)下圖。5.2.2灰階處理選擇所存儲(chǔ)圖像的一個(gè)灰度窗口（范圍）而加5.2.2灰階處理5.2.2灰階處理5.2.2灰階處理圖6.89中，（a）是線性變換，假定原圖像的灰度范圍為[m,M]，不在合適的觀察范圍，要把它變?yōu)閇n,N]范圍，變換函數(shù)為其中g(shù)（x，y）是變換函數(shù)；f（x，y）是原圖像的灰度函數(shù)，利用這種變換把灰度比例增大和移動(dòng)，使之充滿動(dòng)態(tài)范圍[n,N],增強(qiáng)圖像對(duì)比度。5.2.2灰階處理圖6.89中，（a）是線性變換，假定原圖5.2.2灰階處理圖6.89（b）所示的變換函數(shù)也是線性變換，它可使圖像亮區(qū)的灰度級(jí)均勻展開(kāi)，而暗區(qū)變黑。圖6.89（c）和（d）是分段線性變換，這是最常用的變換方式。圖6.89（c）中，0至f1的回波強(qiáng)度級(jí)變黑，而f1-fm間灰度線性擴(kuò)展。圖6.89（d）所示為重要部分的灰度級(jí)增加，其余部分灰度級(jí)壓縮。如0至f1，f2至fm間斜率k<1，灰度被壓縮，而f1至f2間灰度增強(qiáng)。5.2.2灰階處理圖6.89（b）所示的變換函數(shù)也是線性變?chǔ)眯Ｕ母拍睿含F(xiàn)實(shí)世界中幾乎所有的CRT顯示設(shè)備、攝影膠片和許多電子照相機(jī)的光電轉(zhuǎn)換特性都是非線性的。這些非線性部件的輸出與輸入之間的關(guān)系（例如，電子攝像機(jī)的輸出電壓與場(chǎng)景中光強(qiáng)度的關(guān)系，CRT發(fā)射的光的強(qiáng)度與輸入電壓的關(guān)系）可以用一個(gè)冪函數(shù)來(lái)表示，它的一般形式是：輸出＝k(輸入)γ

式中的γ(gamma)是冪函數(shù)的指數(shù)，它用來(lái)衡量非線性部件的轉(zhuǎn)換特性。這種特性稱為冪-律(power-law)轉(zhuǎn)換特性。

請(qǐng)閱讀參考文獻(xiàn)：1、《應(yīng)用γ變換提高B超圖像分辨力》2、《B型超聲診斷設(shè)備中的γ校正》5.2.3γ校正γ校正的概念：5.2.3γ校正5.2.4其它4、時(shí)間后處理

5、讀放大

6、視頻顯示反轉(zhuǎn)

7、觀察場(chǎng)間閃爍減小與平滑

8、幀相關(guān)處理

9、自動(dòng)閥值

10、邊界檢測(cè)與邊沿增強(qiáng)

11、直方圖均衡

5.2.4其它4、時(shí)間后處理

5、讀放大

6、視頻顯示反轉(zhuǎn)伽馬變換

伽馬變換主要用于圖像的校正，將漂白的圖片或者是過(guò)黑的圖片，進(jìn)行修正。伽馬變換也常常用于顯示屏的校正，這是一個(gè)非常常用的變換。其變化所用數(shù)學(xué)式如下所示，

其輸入為r，其輸出也為s。對(duì)于不同的伽馬值，其對(duì)應(yīng)的變換曲線如下圖所示。根據(jù)下面兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，可以看出伽馬變換的作用。伽馬變換b-醫(yī)學(xué)超聲原理-第十一講-B超及其關(guān)鍵技術(shù)課件與本PPT配套的指定教材目前，關(guān)于生物醫(yī)學(xué)超聲的參考書(shū)很多；但是從教十年多來(lái)，一直很難找到一本非常適合本科生的教材。這也是編者下定決心編寫(xiě)本書(shū)的主要原因之一。本書(shū)的內(nèi)容主要包括超聲物理基礎(chǔ)，壓電效應(yīng)與換能器技術(shù)，超聲成像診斷原理，超聲治療技術(shù)，醫(yī)學(xué)超聲實(shí)驗(yàn)，醫(yī)學(xué)超聲的最新進(jìn)展等。每章節(jié)都配置了一定量的練習(xí)與思考題，以幫助讀者鞏固書(shū)中的內(nèi)容，并提高分析解決問(wèn)題的能力。為配合雙語(yǔ)教學(xué)，本書(shū)保留了關(guān)鍵專業(yè)詞匯的中英文對(duì)照。本書(shū)的特點(diǎn)是在注重基本概念，基本原理，基本方法的同時(shí)，兼顧一定的工程技術(shù)實(shí)用性，如包含聲場(chǎng)的數(shù)值模擬，超聲圖像的C語(yǔ)言程序處理，超聲波發(fā)射電路原理，換能器的匹配技術(shù)等。本書(shū)適合醫(yī)學(xué)超聲以及相關(guān)領(lǐng)域的本科生作教材，也可供該領(lǐng)域的研究生，科研及工程技術(shù)工作者參考。與本PPT配套的指定教材目前，關(guān)于生物醫(yī)學(xué)超聲的參考書(shū)很多；六、B超廠商及產(chǎn)品介紹國(guó)內(nèi)國(guó)外六、B超廠商及產(chǎn)品介紹國(guó)內(nèi)邁瑞邁瑞公司是中國(guó)領(lǐng)先的高科技醫(yī)療設(shè)備研發(fā)制造廠商，同時(shí)也是全球醫(yī)用診斷設(shè)備的創(chuàng)新領(lǐng)導(dǎo)者之一。中國(guó)首家醫(yī)療設(shè)備企業(yè)在美國(guó)紐交所成功上市產(chǎn)品涵蓋生命信息與支持、臨床檢驗(yàn)、數(shù)字超聲、放射影像四大領(lǐng)域邁瑞邁瑞公司是中國(guó)領(lǐng)先的高科技醫(yī)療設(shè)備研發(fā)制造廠商，同時(shí)也是N80

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全數(shù)字黑白超聲診斷系統(tǒng)全數(shù)字波束合成技術(shù)無(wú)錫海鷹電子醫(yī)療系統(tǒng)有限公司是國(guó)內(nèi)最早專業(yè)從事超聲類產(chǎn)品研制的高科技企業(yè)，是我國(guó)醫(yī)療超聲事業(yè)的開(kāi)拓者，已成為我國(guó)優(yōu)質(zhì)B超的象征，在醫(yī)療衛(wèi)生界和超聲領(lǐng)域內(nèi)聲譽(yù)卓著。主要產(chǎn)品：

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BELSON(中美合資)貝爾森公司是專業(yè)生產(chǎn)B超的高科技企業(yè)，位于太湖。公司積累了多年生產(chǎn)B超的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)公司聚集了國(guó)內(nèi)著名的超聲專家、電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)高級(jí)工程師等。在原先的線陣基礎(chǔ)上，又開(kāi)發(fā)了高檔凸陣B超，并受到市場(chǎng)的好評(píng)。貝爾森影像技術(shù)有限公司BELSON(中美合資)貝爾森公司是數(shù)字化B超系列產(chǎn)品

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GE,GeneralElectric

GE醫(yī)療于1979年開(kāi)始在中國(guó)發(fā)展業(yè)務(wù)，目前擁有3,000名員工，業(yè)務(wù)遍及北京、上海、無(wú)錫、廣州等全國(guó)29個(gè)地區(qū)。在北京建有CT掃描系統(tǒng)、核磁共振成像系統(tǒng)、和X光成像系統(tǒng)工廠；在上海有生命科學(xué)基地；另外在無(wú)錫建有超聲和病患監(jiān)護(hù)儀設(shè)備工廠。通用電氣公司

GE,GeneralElectricGELOGIQ200全數(shù)字式高檔黑白超聲診斷系統(tǒng)

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西門子醫(yī)療器械有限公司世界上每天在Adara[亞當(dāng)]3D-Application

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2004PHILIPS

飛利浦飛利浦醫(yī)療系統(tǒng)是全球三大醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)及其相關(guān)服務(wù)供應(yīng)商之一。飛利浦醫(yī)療系統(tǒng)的產(chǎn)品及服務(wù)范圍包括心血管造影X射線系統(tǒng)，通用X光機(jī)系統(tǒng)，CT計(jì)算機(jī)斷層掃描系統(tǒng)，MR磁共振成像系統(tǒng)，ATL超聲成像系統(tǒng)，影像信息管理系統(tǒng)，以及客戶顧問(wèn)和技術(shù)支持服務(wù)系統(tǒng)。PHILIPS

飛利浦飛利浦醫(yī)療系統(tǒng)是全球三大醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)及與本PPT配套的指定教材目前，關(guān)于生物醫(yī)學(xué)超聲的參考書(shū)很多；但是從教十年多來(lái)，一直很難找到一本非常適合本科生的教材。這也是編者下定決心編寫(xiě)本書(shū)的主要原因之一。本書(shū)的內(nèi)容主要包括超聲物理基礎(chǔ)，壓電效應(yīng)與換能器技術(shù)，超聲成像診斷原理，超聲治療技術(shù)，醫(yī)學(xué)超聲實(shí)驗(yàn)，醫(yī)學(xué)超聲的最新進(jìn)展等。每章節(jié)都配置了一定量的練習(xí)與思考題，以幫助讀者鞏固書(shū)中的內(nèi)容，并提高分析解決問(wèn)題的能力。為配合雙語(yǔ)教學(xué)，本書(shū)保留了關(guān)鍵專業(yè)詞匯的中英文對(duì)照。本書(shū)的特點(diǎn)是在注重基本概念，基本原理，基本方法的同時(shí)，兼顧一定的工程技術(shù)實(shí)用性，如包含聲場(chǎng)的數(shù)值模擬，超聲圖像的C語(yǔ)言程序處理，超聲波發(fā)射電路原理，換能器的匹配技術(shù)等。本書(shū)適合醫(yī)學(xué)超聲以及相關(guān)領(lǐng)域的本科生作教材，也可供該領(lǐng)域的研究生，科研及工程技術(shù)工作者參考。與本PPT配套的指定教材目前，關(guān)于生物醫(yī)學(xué)超聲的參考書(shū)很多；本講思考題1、B超成像的原理?2、B超主要的掃描技術(shù)？3、DSC的原理與過(guò)程？4、什么是γ校正？B超中為什么要進(jìn)行γ校正？本講思考題1、B超成像的原理?與本PPT配套的指定教材目前，關(guān)于生物醫(yī)學(xué)超聲的參考書(shū)很多；但是從教十年多來(lái)，一直很難找到一本非常適合本科生的教材。這也是編者下定決心編寫(xiě)本書(shū)的主要原因之一。本書(shū)的內(nèi)容主要包括超聲物理基礎(chǔ)，壓電效應(yīng)與換能器技術(shù)，超聲成像診斷原理，超聲治療技術(shù)，醫(yī)學(xué)超聲實(shí)驗(yàn)，醫(yī)學(xué)超聲的最新進(jìn)展等。每章節(jié)都配置了一定量的練習(xí)與思考題，以幫助讀者鞏固書(shū)中的內(nèi)容，并提高分析解決問(wèn)題的能力。為配合雙語(yǔ)教學(xué)，本書(shū)保留了關(guān)鍵專業(yè)詞匯的中英文對(duì)照。本書(shū)的特點(diǎn)是在注重基本概念，基本原理，基本方法的同時(shí)，兼顧一定的工程技術(shù)實(shí)用性，如包含聲場(chǎng)的數(shù)值模擬，超聲圖像的C語(yǔ)言程序處理，超聲波發(fā)射電路原理，換能器的匹配技術(shù)等。本書(shū)適合醫(yī)學(xué)超聲以及相關(guān)領(lǐng)域的本科生作教材，也可供該領(lǐng)域的研究生，科研及工程技術(shù)工作者參考。與本PPT配套的指定教材目前，關(guān)于生物醫(yī)學(xué)超聲的參考書(shū)很多；謝謝！謝謝！生物醫(yī)學(xué)超聲學(xué)第十一講：B超及其關(guān)鍵技術(shù)Bmodeultrasoundanditskeytechnique主講：牛金海jhniu@生物醫(yī)學(xué)超聲學(xué)第十一講：B超及其關(guān)鍵技術(shù)主講：牛金海與本PPT配套的指定教材目前，關(guān)于生物醫(yī)學(xué)超聲的參考書(shū)很多；但是從教十年多來(lái)，一直很難找到一本非常適合本科生的教材。這也是編者下定決心編寫(xiě)本書(shū)的主要原因之一。本書(shū)的內(nèi)容主要包括超聲物理基礎(chǔ)，壓電效應(yīng)與換能器技術(shù)，超聲成像診斷原理，超聲治療技術(shù)，醫(yī)學(xué)超聲實(shí)驗(yàn)，醫(yī)學(xué)超聲的最新進(jìn)展等。每章節(jié)都配置了一定量的練習(xí)與思考題，以幫助讀者鞏固書(shū)中的內(nèi)容，并提高分析解決問(wèn)題的能力。為配合雙語(yǔ)教學(xué)，本書(shū)保留了關(guān)鍵專業(yè)詞匯的中英文對(duì)照。本書(shū)的特點(diǎn)是在注重基本概念，基本原理，基本方法的同時(shí)，兼顧一定的工程技術(shù)實(shí)用性，如包含聲場(chǎng)的數(shù)值模擬，超聲圖像的C語(yǔ)言程序處理，超聲波發(fā)射電路原理，換能器的匹配技術(shù)等。本書(shū)適合醫(yī)學(xué)超聲以及相關(guān)領(lǐng)域的本科生作教材，也可供該領(lǐng)域的研究生，科研及工程技術(shù)工作者參考。與本PPT配套的指定教材目前，關(guān)于生物醫(yī)學(xué)超聲的參考書(shū)很多；本講主要內(nèi)容（Topics）一、B超概述（Introduction）二、B超的基本原理（Fundamentalprinciple）三、B超探頭以及掃描技術(shù)(Transducerandscantechnique)四、數(shù)字B超的中的DSC技術(shù)(DigitalScanConverter)五、數(shù)字B超中的圖像處理技術(shù)（Imagingprocess）六、B超國(guó)內(nèi)外廠商狀況（Manufacturer）本講主要內(nèi)容（Topics）一、B超概述（Introduct一、Ｂ超概述全稱——B型超聲檢查(type-Bultrasonic)分為“黑白B超”和“彩色B超”是影像診斷技術(shù)的一個(gè)重要組成部分（CT、核磁共振,X-ray）在臨床上，它被廣泛應(yīng)用于心內(nèi)科、消化內(nèi)科、泌尿科和婦產(chǎn)科疾病的診斷一、Ｂ超概述全稱——B型超聲檢查(type-Bultras1.1彩超中的偽彩色

彩超中的偽彩色是處理是利用微電子技術(shù)進(jìn)行的一種影像增強(qiáng)處理技術(shù)，它通過(guò)光學(xué)處理、等密度分割、幅度鑒別、模數(shù)轉(zhuǎn)換等方法進(jìn)行彩色編碼，使輸入的圖像值轉(zhuǎn)換到特定彩色空間相應(yīng)坐標(biāo)中去，從而顯示預(yù)期的彩色影像。

1.1彩超中的偽彩色彩超中的偽彩色是處理是利用微電1.2脈沖回波成像系統(tǒng)的原理A型B型亮度調(diào)制M型超聲心動(dòng)圖1.2脈沖回波成像系統(tǒng)的原理A型B型亮度調(diào)制M型超聲心動(dòng)圖Medicalsonography（醫(yī)學(xué)超聲成像）

Medicalsonography(ultrasonography)isanultrasound-baseddiagnosticmedicalimagingtechniqueusedtovisualizemuscles,tendons（肌腱）,andmanyinternalorgans,tocapturetheirsize,structureandanypathological（病理的）lesions（傷害）withrealtimetomographicimages.Ultrasoundhasbeenusedbyradiologistsandsonographerstoimagethehumanbodyforatleast50yearsandhasbecomeoneofthemostwidelyuseddiagnostictoolsinmodernmedicine.Thetechnologyisrelativelyinexpensiveandportable,especiallywhencomparedwithothertechniques,suchasmagneticresonanceimaging(MRI)andcomputedtomography(CT).Ultrasoundisalsousedtovisualizefetuses（胎兒）duringroutineandemergencyprenatal（產(chǎn)前）care.Suchdiagnosticapplicationsusedduringpregnancyarereferredtoasobstetric(產(chǎn)科)sonography.Medicalsonography（醫(yī)學(xué)超聲成像）1.3B型超聲波診斷儀

B型超聲波診斷儀(簡(jiǎn)稱為B超)是在A型診斷儀的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的輝度調(diào)制(BrightnessModulation)式診斷儀。B型成像方式所得到的是與聲束傳播方向一致的物體斷面的圖像，聲束沿z方向傳播，沿x方向掃描，逐次照射物體的不同區(qū)域，并接收聲束所達(dá)區(qū)域內(nèi)物體的反射聲信號(hào)，將聲信號(hào)幅度調(diào)制成熒光屏上相應(yīng)位置的光點(diǎn)亮度。掃描方式主要有線掃描和扇形掃描兩種。1.3B型超聲波診斷儀B型超聲波診斷儀(簡(jiǎn)稱為

1.4線掃與扇掃1.4線掃與扇掃1.5B超的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)連貫地、動(dòng)態(tài)地觀察臟器的運(yùn)動(dòng)和功能；可以追蹤病變、顯示立體變化，而不受其成像分層的限制；至今還沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)對(duì)病人有損傷的報(bào)道；超聲設(shè)備易于移動(dòng)，價(jià)格低廉，費(fèi)用一般為35-150元/次。1.5B超的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)B超的特點(diǎn)缺點(diǎn)1.清晰度、分辨率較低；2.對(duì)空腔器官病變易漏診；3.檢查結(jié)果易受醫(yī)師臨床技能水平的影響。B超的特點(diǎn)缺點(diǎn)二、B超儀器原理用平面圖形的形式來(lái)顯示被探查組織的具體情況。檢查時(shí)，首先將人體界面的反射信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)弱不同的光點(diǎn)，這些光點(diǎn)可通過(guò)熒光屏顯現(xiàn)出來(lái)。B超是目前使用最廣泛的超聲診斷儀，由于能得到人體內(nèi)部臟器和病變的斷層圖。并且能對(duì)臟器和病變的斷層圖。并且能對(duì)臟器進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)觀察，因而十分直觀。既能進(jìn)行靜態(tài)觀察，又能進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢查;二、B超儀器原理用平面圖形的形式來(lái)顯示被探查組織的具體情況。2.1B超工作成像原理概述B超成像技術(shù)使得組織的一個(gè)斷層上的超聲信息能以二維的形式顯示出來(lái)。組織內(nèi)的背向散射信息和界面的反射波信息以亮度調(diào)制方式顯示，即組織某以部分的回波越強(qiáng)，則圖像上對(duì)應(yīng)部位的亮度越亮。2.1B超工作成像原理概述B超成像技術(shù)使得組織的一個(gè)斷層上2.2B超基本原理圖2.2B超基本原理圖2.3數(shù)字B超設(shè)架構(gòu)圖B超成像的原理框圖2.3數(shù)字B超設(shè)架構(gòu)圖B超成像的原理框圖OverallblockdiagramofBScanultrasoundOverallblockdiagramofBScaOverallblockdiagramofBScanultrasoundOverallblockdiagramofBSca信號(hào)線性放大

Linearamplification

信號(hào)線性放大

Linearamplification信號(hào)的非線性放大-時(shí)間增益補(bǔ)償

TGC(TimeGainCompensation)信號(hào)的非線性放大-時(shí)間增益補(bǔ)償

TGC(TimeGain回聲的動(dòng)態(tài)范圍壓縮和擴(kuò)展

Compressthedynamicrangeofechoes回聲的動(dòng)態(tài)范圍壓縮和擴(kuò)展

Compressthedyna調(diào)整動(dòng)態(tài)范圍之后的圖像比對(duì)調(diào)整動(dòng)態(tài)范圍之后的圖像比對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換的過(guò)程-1）采樣

AnaloguetoDigitalconverter-Sampling模數(shù)轉(zhuǎn)換的過(guò)程-1）采樣

Analogueto模數(shù)轉(zhuǎn)換的過(guò)程–2）量化與編碼

AnaloguetoDigitalconverter–2）Quantizationandcoding模數(shù)轉(zhuǎn)換的過(guò)程–2）量化與編碼

Analogueto2.4B超的主要技術(shù)指標(biāo)(1)分辨力分辨力（單位：毫米）是指超聲診斷儀對(duì)被檢組織相鄰回聲圖的分辨能力，分縱向(深度方向)和橫向(水平方向)分辨力。思考題：影響橫向分辨率以及縱向分辨率的因素？2.4B超的主要技術(shù)指標(biāo)(1)分辨力分辨力（單位：毫米）(2)超聲的工作頻率f和脈沖重復(fù)頻率PRF

①超聲的工作頻率f是指探頭與儀器連接后，實(shí)際輻射超聲波的頻率，也即所發(fā)射超聲波在每秒中內(nèi)自身的振蕩次數(shù)。②脈沖重復(fù)頻率PRF（pulserepeatfrequency，PRF）指脈沖工作方式超聲儀器在每秒鐘重復(fù)發(fā)射超聲脈沖的個(gè)數(shù)(2)超聲的工作頻率f和脈沖重復(fù)頻率PRF①超聲的工作頻(3)脈沖的寬度和振鈴

①脈沖的寬度指脈沖從開(kāi)始產(chǎn)生到截止的時(shí)間長(zhǎng)短。脈寬越窄越有利于提高影像的軸向分辨率，因此激勵(lì)脈沖寬度應(yīng)該控制在一個(gè)較窄的范圍，但激勵(lì)脈沖寬度的縮小受到探測(cè)深度和系統(tǒng)接收通道頻帶寬度的限制。②振鈴是指探頭受電激勵(lì)截止后產(chǎn)生聲波余振動(dòng)的長(zhǎng)短。理想的情況是當(dāng)施加于探頭的電激勵(lì)脈沖結(jié)束后，振動(dòng)立即停止，但事實(shí)上這是無(wú)法做到的。由于它會(huì)嚴(yán)重影響超聲系統(tǒng)的縱向分辨力，因此，希望探頭產(chǎn)生余振(振鈴)的時(shí)間也越短越好。

(3)脈沖的寬度和振鈴與本PPT配套的指定教材目前，關(guān)于生物醫(yī)學(xué)超聲的參考書(shū)很多；但是從教十年多來(lái)，一直很難找到一本非常適合本科生的教材。這也是編者下定決心編寫(xiě)本書(shū)的主要原因之一。本書(shū)的內(nèi)容主要包括超聲物理基礎(chǔ)，壓電效應(yīng)與換能器技術(shù)，超聲成像診斷原理，超聲治療技術(shù)，醫(yī)學(xué)超聲實(shí)驗(yàn)，醫(yī)學(xué)超聲的最新進(jìn)展等。每章節(jié)都配置了一定量的練習(xí)與思考題，以幫助讀者鞏固書(shū)中的內(nèi)容，并提高分析解決問(wèn)題的能力。為配合雙語(yǔ)教學(xué)，本書(shū)保留了關(guān)鍵專業(yè)詞匯的中英文對(duì)照。本書(shū)的特點(diǎn)是在注重基本概念，基本原理，基本方法的同時(shí)，兼顧一定的工程技術(shù)實(shí)用性，如包含聲場(chǎng)的數(shù)值模擬，超聲圖像的C語(yǔ)言程序處理，超聲波發(fā)射電路原理，換能器的匹配技術(shù)等。本書(shū)適合醫(yī)學(xué)超聲以及相關(guān)領(lǐng)域的本科生作教材，也可供該領(lǐng)域的研究生，科研及工程技術(shù)工作者參考。與本PPT配套的指定教材目前，關(guān)于生物醫(yī)學(xué)超聲的參考書(shū)很多；三、B超探頭以及掃描技術(shù)

腹部探頭三維探頭高頻探頭三、B超探頭以及掃描技術(shù)

腹部探頭三維探頭高頻探頭3.1B超探頭3.1B超探頭3.1.1電子線陣超聲探頭

電子線陣探頭剖面示意3.1.1電子線陣超聲探頭電子線陣探頭剖面示意（1）開(kāi)關(guān)控制器

開(kāi)關(guān)控制器：用于控制探頭中各振元按一定組合方式工作，若采用直接激勵(lì)，則每一個(gè)振元需要一條信號(hào)線連接到主機(jī)，目前換能器振元數(shù)已普遍增加到數(shù)百個(gè)，則與主機(jī)的連線需要數(shù)百根，這不僅使工藝復(fù)雜，因此而增加的探頭和電纜的重量也是不堪設(shè)想的。采用開(kāi)關(guān)控制器就可以使探頭與主機(jī)的連線數(shù)大大減小。（1）開(kāi)關(guān)控制器開(kāi)關(guān)控制器：用于控制探頭中各振元按一定組(2)阻尼墊襯阻尼墊襯：作用與柱形單振元探頭中的墊襯作用相同，用于產(chǎn)生阻尼,抑制振鈴并消除反射干擾。阻尼墊襯材料的構(gòu)成要求亦和柱形單振元探頭相似。(2)阻尼墊襯阻尼墊襯：作用與柱形單振元探頭中的墊襯作(3)換能器陣列換能器陣列：換能器的晶體振元通常是采用切割法制造工藝，即對(duì)一寬約10mm，一定厚度的矩形壓電晶體，通過(guò)計(jì)算機(jī)程控順序開(kāi)槽。(3)換能器陣列換能器陣列：換能器的晶體振元通常是采用(4)匹配層由于聲透鏡同時(shí)與晶體振元和人體接觸，兩者的聲阻抗差別甚大，難于使聲透鏡的特性阻抗同時(shí)與兩者匹配。超聲經(jīng)不同阻抗界面?zhèn)鞑?，將產(chǎn)生反射，會(huì)增加能量損耗并影響分辨力，因此，往往需要采用匹配層來(lái)實(shí)現(xiàn)探頭與負(fù)載之間的匹配。

對(duì)匹配層除厚度與聲阻抗的要求外，還要求其聲阻尼要小，以減小對(duì)超聲能量的損耗。在工藝上應(yīng)保證其同時(shí)與晶體振元和聲透鏡接觸良好。匹配層材料通常也采用環(huán)氧加鎢粉配制。(4)匹配層由于聲透鏡同時(shí)與晶體振元和人體接觸，兩者的聲b-醫(yī)學(xué)超聲原理-第十一講-B超及其關(guān)鍵技術(shù)課件B超探頭掃描分類1）按斷層圖像的形式來(lái)看有多種，主要有線形及扇形;

線掃式斷層B型超聲波診斷儀適用于觀察腹部臟器，如對(duì)肝、膽、脾、腎、子宮的檢查，而扇掃斷層B型超聲波診斷儀適用于對(duì)心臟的檢查?，F(xiàn)代B型超聲波診斷儀通常同時(shí)具備以上2種探查功能，通過(guò)配用不同的超聲探頭，方便地進(jìn)行轉(zhuǎn)換。2）按實(shí)現(xiàn)掃描的方式來(lái)看分為機(jī)械掃描和電子掃描;3.2掃描技術(shù)B超探頭掃描分類3.2掃描技術(shù)ScanlinearrangementsforthemostcommonB-modeformats(a)Linear(線性),(b)curvilinear(曲線),

(c)Trapezoidal(梯形),(d)sector(扇形)(e)radial(輻射)

Scanlinearrangementsforthe線掃線掃扇掃扇掃b-醫(yī)學(xué)超聲原理-第十一講-B超及其關(guān)鍵技術(shù)課件三維雙胞胎胎兒B超圖像三維雙胞胎胎兒B超圖像3.3幾種基本掃描成像方式手持掃描機(jī)械線性掃描機(jī)械扇形掃描電子線性掃描相控陣扇形掃描凸面扇形掃描動(dòng)態(tài)頻率掃描技術(shù)3.3幾種基本掃描成像方式手持掃描3.3.1機(jī)械扇掃超聲探頭

機(jī)械扇形掃描超聲探頭配用于扇掃式B型超聲診斷儀，它是依靠機(jī)械傳動(dòng)方式帶動(dòng)傳感器往復(fù)搖擺或連續(xù)旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)扇形掃描的。不足之處，是噪聲大和探頭壽命短。3.3.1機(jī)械扇掃超聲探頭機(jī)械扇形掃描超聲探頭配用與本PPT配套的指定教材目前，關(guān)于生物醫(yī)學(xué)超聲的參考書(shū)很多；但是從教十年多來(lái)，一直很難找到一本非常適合本科生的教材。這也是編者下定決心編寫(xiě)本書(shū)的主要原因之一。本書(shū)的內(nèi)容主要包括超聲物理基礎(chǔ)，壓電效應(yīng)與換能器技術(shù)，超聲成像診斷原理，超聲治療技術(shù)，醫(yī)學(xué)超聲實(shí)驗(yàn)，醫(yī)學(xué)超聲的最新進(jìn)展等。每章節(jié)都配置了一定量的練習(xí)與思考題，以幫助讀者鞏固書(shū)中的內(nèi)容，并提高分析解決問(wèn)題的能力。為配合雙語(yǔ)教學(xué)，本書(shū)保留了關(guān)鍵專業(yè)詞匯的中英文對(duì)照。本書(shū)的特點(diǎn)是在注重基本概念，基本原理，基本方法的同時(shí)，兼顧一定的工程技術(shù)實(shí)用性，如包含聲場(chǎng)的數(shù)值模擬，超聲圖像的C語(yǔ)言程序處理，超聲波發(fā)射電路原理，換能器的匹配技術(shù)等。本書(shū)適合醫(yī)學(xué)超聲以及相關(guān)領(lǐng)域的本科生作教材，也可供該領(lǐng)域的研究生，科研及工程技術(shù)工作者參考。與本PPT配套的指定教材目前，關(guān)于生物醫(yī)學(xué)超聲的參考書(shū)很多；3.3.2電子線性掃描介紹（重點(diǎn)）A）、探頭

◆需要線形換能器陣，既用做發(fā)射，又用做接收。

◆除了換能器外，還裝有一部分電路，如：電子掃描、激勵(lì)電路、前置放大電路

◆探頭的核心部分是由壓電材料制成的線形換能器陣。陣元不少于64個(gè)，陣元數(shù)量與B超圖像質(zhì)量、聲學(xué)性能有很大關(guān)系，最多可達(dá)到400個(gè)。3.3.2電子線性掃描介紹（重點(diǎn)）A）、探頭B）陣元

這些陣元都是面積相同的矩形小條，實(shí)際上是在一塊長(zhǎng)約100mm，寬約10mm的壓電材料上刻了許多很細(xì)的槽面而制成的。由于細(xì)槽并非將壓電材料的底部刻穿，所以所有這些陣元的底面都是連在一起的。因?yàn)椴捎玫氖菈弘姴牧系暮穸裙舱?，而底面這一邊本來(lái)就與吸聲材料緊密接觸，所以即使陣元的底面相連也不會(huì)影響換能器工作。壓電材料的厚度由B超使用的超聲工作頻率來(lái)決定。整個(gè)底面鍍上一層銀，成為所有陣元的公共電極，此電極通常在電路上接地。各個(gè)陣元的另一面分別鍍銀，成為獨(dú)立的電極。B）陣元這些陣元都是面積相同的矩形小條，實(shí)際上是C）電子線性掃描在超聲振動(dòng)中，陣元間相互影響很小，可以認(rèn)為是相互獨(dú)立的。吸聲材料的作用：為了增大阻尼，使發(fā)射聲脈沖的持續(xù)時(shí)間縮短，從而提高距離分辨率。壓電片另一側(cè)的聲透鏡的作用：聚焦，提高系統(tǒng)的橫向分辨率C）電子線性掃描在超聲振動(dòng)中，陣元間相互影響很小，可以認(rèn)為是電子線性掃描

電子線性掃描D）線性掃描的形成陣元與電子開(kāi)關(guān)相連電子開(kāi)關(guān)的動(dòng)作：每次只接通相鄰的m個(gè)陣元，下次動(dòng)作m個(gè)陣元往旁邊移一個(gè)位置聲線在陣列的正中間，一幀斷層像的掃線數(shù)為：

N＝n-m+1開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換時(shí)間：

C為聲速，a為預(yù)留量，L為最大診斷距離缺點(diǎn)：一、幀頻低，二、掃線數(shù)少D）線性掃描的形成陣元與電子開(kāi)關(guān)相連電子線形掃描常見(jiàn)的兩種技術(shù)交錯(cuò)掃描方式：掃線數(shù)N增加一倍飛躍掃描方式：掃線數(shù)N不變，降低了前后兩次掃查束之間的干擾。電子線形掃描常見(jiàn)的兩種技術(shù)交錯(cuò)掃描方式：掃線數(shù)N增加一倍交錯(cuò)交錯(cuò)飛躍飛躍3.3.3電子凸陣掃面探頭

凸陣探頭的結(jié)構(gòu)原理與線陣探頭相類似，只是振元排列成凸形。3.3.3電子凸陣掃面探頭

凸陣探頭的結(jié)構(gòu)原理3.3.4相控陣掃描相控陣掃描采用尺寸較小的多陣元換能器發(fā)射和接收聲束，使它容易通過(guò)胸部肋骨間小窗口透入體內(nèi)。原理借鑒了雷達(dá)天線相控掃描。使線列陣元換能起收到等級(jí)時(shí)間延遲脈沖的激勵(lì)，疊加后的合成聲波束方向發(fā)生特定角的偏移來(lái)實(shí)現(xiàn)扇形掃查。3.3.4相控陣掃描相控陣掃描采用尺寸較小的多陣元換能器發(fā)射相控陣掃描探頭的結(jié)構(gòu)圖

相控陣掃描探頭的結(jié)構(gòu)圖相控陣掃描--1、相控發(fā)射相鄰單元按一定時(shí)間差τ被同一激勵(lì)源激勵(lì)源或相鄰陣元被有相同相位差δ的激勵(lì)源激勵(lì)。相控陣掃描--1、相控發(fā)射相鄰單元按一定時(shí)間差τ被同一激勵(lì)源相控陣掃描--2、相控接收相控陣掃描--2、相控接收相控陣掃描-3、相控聚焦采用固定聚焦延遲不可能沿聲束方向在不同的探測(cè)深度獲得了好的聚焦聲束和很好分辨率，因此要根據(jù)產(chǎn)生回波脈沖界面的深度動(dòng)態(tài)的改變聚焦延遲，使得聚焦區(qū)的變化速度與回波信號(hào)到達(dá)換能器的速度一致，實(shí)際應(yīng)用中采用分段聚焦。相控陣掃描-3、相控聚焦采用固定聚焦延遲不可能沿聲束方向在不幀頻的概念幀頻等于完成一副圖像所需時(shí)間的倒數(shù)，記為Fve。N為掃描線數(shù)，D為每條掃描線能探測(cè)到的最大深度。幀頻，掃描線數(shù)，探測(cè)深度，三者乘積為一常數(shù)，要提高其一，必須犧牲其余兩個(gè)或其中之一。幀頻的概念幀頻等于完成一副圖像所需時(shí)間的倒數(shù)，記為Fve。N數(shù)字掃描變換器DigitalScanConverter（DSC）采用了DSC以后，解決了如下幾個(gè)難題：1、可以對(duì)B超圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)錄像，圖像凍結(jié)記錄。（尤其是扇掃）2、使圖像凍結(jié)和A超、M超以及多普勒血管信息的同時(shí)復(fù)合成為可能。3、改善圖像質(zhì)量：（1）使顯示幀高于聲束掃描幀；（2）便于圖像處理DSC也常被稱為數(shù)字掃描處理器（DigitalScanProcessor簡(jiǎn)稱DSP）四、數(shù)字B超中的DSC技術(shù)數(shù)字掃描變換器DigitalScanConverter（4.1帶DSC的B超基本框圖4.1帶DSC的B超基本框圖1、在線形掃描中，采樣及A/D轉(zhuǎn)換所得回波數(shù)據(jù)的掃描坐標(biāo)與顯示可直接一一對(duì)應(yīng)。2、在扇形掃描中，回波信息及其采樣與A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程是在極坐標(biāo)中進(jìn)行，需要實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)－直角坐標(biāo)變換：順序?qū)懭?，非順序讀出；或者是非順序?qū)懭?，順序讀出；坐標(biāo)變換，B型扇掃超聲成像系統(tǒng)中，數(shù)字掃描變換器是將極坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為可供電視水平掃描顯示的直角坐標(biāo)系。這種不同坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換可以用如下表達(dá)式表示：

x=x0+Lsinθ

y=y0+Lcosθ式中，x0和y0是極坐標(biāo)原點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的直角坐標(biāo)位置；θ是掃描聲束偏轉(zhuǎn)角；L是沿掃描聲束矢徑上的采樣深度。

位置計(jì)算單元和幀存儲(chǔ)器是數(shù)字掃描變換的關(guān)鍵1、在線形掃描中，采樣及A/D轉(zhuǎn)換所得回波數(shù)據(jù)的掃描坐標(biāo)與顯與本PPT配套的指定教材目前，關(guān)于生物醫(yī)學(xué)超聲的參考書(shū)很多；但是從教十年多來(lái)，一直很難找到一本非常適合本科生的教材。這也是編者下定決心編寫(xiě)本書(shū)的主要原因之一。本書(shū)的內(nèi)容主要包括超聲物理基礎(chǔ)，壓電效應(yīng)與換能器技術(shù)，超聲成像診斷原理，超聲治療技術(shù)，醫(yī)學(xué)超聲實(shí)驗(yàn)，醫(yī)學(xué)超聲的最新進(jìn)展等。每章節(jié)都配置了一定量的練習(xí)與思考題，以幫助讀者鞏固書(shū)中的內(nèi)容，并提高分析解決問(wèn)題的能力。為配合雙語(yǔ)教學(xué)，本書(shū)保留了關(guān)鍵專業(yè)詞匯的中英文對(duì)照。本書(shū)的特點(diǎn)是在注重基本概念，基本原理，基本方法的同時(shí)，兼顧一定的工程技術(shù)實(shí)用性，如包含聲場(chǎng)的數(shù)值模擬，超聲圖像的C語(yǔ)言程序處理，超聲波發(fā)射電路原理，換能器的匹配技術(shù)等。本書(shū)適合醫(yī)學(xué)超聲以及相關(guān)領(lǐng)域的本科生作教材，也可供該領(lǐng)域的研究生，科研及工程技術(shù)工作者參考。與本PPT配套的指定教材目前，關(guān)于生物醫(yī)學(xué)超聲的參考書(shū)很多；1、A/D轉(zhuǎn)換：將前端裝置檢波后的超聲回波信號(hào)進(jìn)行量化。采樣速度幾兆赫茲到20M赫茲的高速A/D轉(zhuǎn)換器，灰階64的B超采用6bit的變換器。2、前處理：對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器輸出進(jìn)行二次采樣和按掃描聲束矢徑方向平滑等預(yù)處理。3、幀存儲(chǔ)器：DSC的核心裝置，用來(lái)存儲(chǔ)扇形掃描的超聲圖像，在微機(jī)控制下實(shí)現(xiàn)各種存儲(chǔ)方式和顯示方式。4、象素地址邏輯單元：主要將扇形掃描所得到的回波數(shù)據(jù)在極坐標(biāo)中的位置轉(zhuǎn)變?yōu)榇鎯?chǔ)、顯示所需要的直角坐標(biāo)位置。5、D/A轉(zhuǎn)換器4.2扇形B超中DSC的工作原理：1、A/D轉(zhuǎn)換：將前端裝置檢波后的超聲回波信號(hào)進(jìn)行量化。采樣重點(diǎn)介紹已有B超診斷設(shè)備中被采用的圖像處理方法，這些方法常與數(shù)字掃描變換器DSC相結(jié)合。將掃描變換之前進(jìn)行的處理稱為前處理，而將掃描變換完成之后進(jìn)行的圖像處理成為后處理五、B超圖像處理重點(diǎn)介紹已有B超診斷設(shè)備中被采用的圖像處理方法，這些方法常與5.1

前處理前處理：也稱為預(yù)處理，基本方法有（1）二次采樣：當(dāng)任一個(gè)像素中取樣個(gè)數(shù)大于1時(shí)，存儲(chǔ)在像素地址中的取樣值可由下述二次采樣方法之一來(lái)確定：峰值法、點(diǎn)值法、峰偏值法、平均值法；（2）平滑處理；（3）回聲幅度查表；（4）深度無(wú)關(guān)的回聲幅度校正；（5）傳感器射束斷面圖校正；（6）真實(shí)幅度重顯。5.1前處理前處理：也稱為預(yù)處理，基本方法有5.2后處理5.2.1

圖像插補(bǔ)后處理（原因）（1）最簡(jiǎn)單的辦法是橫向插入算法，在兩根鄰近的掃描線間插入一根或者幾根掃描線5.2后處理圖像插補(bǔ)后處理（原因）

在下圖中，數(shù)字掃描變換器將掃描回波數(shù)據(jù)極坐標(biāo)位置轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)像素地址，并將直角坐標(biāo)像素地址數(shù)字化到一個(gè)最接近的存儲(chǔ)和顯示像素地址。這樣勢(shì)必造成扇形圖像近場(chǎng)區(qū)域內(nèi)掃描回波數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)大于存儲(chǔ)和顯示像素個(gè)數(shù)而顯得太密。其次隨著探查深度增加、相鄰掃描線間距變大，以致掃描線之間某些顯示像素沒(méi)有給予回波數(shù)據(jù)賦值而形成顯示器上的“黑洞”顯示許多黑洞云集成“云紋狀”，使圖像質(zhì)量下降。黑洞出現(xiàn)的個(gè)數(shù)與像素大小，超聲探查深度，聲速偏轉(zhuǎn)角和成像幀頻等因素有關(guān)。圖像插補(bǔ)后處理（原因）在下圖中，數(shù)字掃描變換橫向插入算法缺點(diǎn)：使得直角坐標(biāo)的整個(gè)掃描上布滿了數(shù)據(jù)，“云紋”失真減少了，然而寫(xiě)入過(guò)密的問(wèn)題更加嚴(yán)重橫向插入算法缺點(diǎn)：使得直角坐標(biāo)的整個(gè)掃描上布滿了數(shù)據(jù)，“云紋5.2.1圖像插補(bǔ)后處理（2）R-θ插補(bǔ)法，最復(fù)雜和最好的辦法，每一個(gè)直角坐標(biāo)象素?cái)?shù)據(jù)是從周圍的極坐標(biāo)采樣數(shù)據(jù)按線性插補(bǔ)進(jìn)行插值的。5.2.1圖像插補(bǔ)后處理（2）R-θ插補(bǔ)法，最復(fù)雜和最好的5.2.1圖像插補(bǔ)后處理（3）可變的線性插補(bǔ)技術(shù)它比R-θ插補(bǔ)方法簡(jiǎn)單。且又避免了橫向插入算法中出現(xiàn)的寫(xiě)入過(guò)密的問(wèn)題。其原理是:從數(shù)字掃描變換器幀存儲(chǔ)器輸入兩個(gè)相鄰采樣點(diǎn)的采樣數(shù)據(jù)a和b。當(dāng)a和b之間存在幾個(gè)顯示像素?zé)o采樣數(shù)據(jù)賦值時(shí)，就根據(jù)a和b線性地插入幾個(gè)像素點(diǎn)數(shù)據(jù)，插補(bǔ)方法為:

Δg=(a-b)/(n+1)ai=ai-1-Δg5.2.1圖像插補(bǔ)后處理（3）可變的線性插補(bǔ)技術(shù)可變的線性插補(bǔ)技術(shù)可變的線性插補(bǔ)技術(shù)5.2.2灰階處理灰階處理包括灰階伸展和壓縮處理，常采用窗口處理方式。窗口處理又分為窗口提升處理和抑制處理。下面重點(diǎn)介紹窗口提升處理。這種處理主要為增加圖像對(duì)比度。

5.2.2灰階處理灰階處理包括灰階伸展和壓縮處理，常采用窗5.2.2灰階處理選擇所存儲(chǔ)圖像的一個(gè)灰度窗口（范圍）而加以增強(qiáng)，灰度窗口以外的灰度加以壓縮或略去，而著重顯示所需觀察的灰度等級(jí)。這樣做的目的是為了顯示各組織結(jié)構(gòu)，或突出或消隱圖像中的某些部分，提高識(shí)別力和診斷力。這在臨床運(yùn)用中很重要，比如對(duì)于回聲與周圍十分接近的細(xì)小結(jié)構(gòu)，可選用小提升窗口，逐級(jí)移置窗口段的方法予以顯示，例如輸卵管的顯示，經(jīng)過(guò)這種處后便于醫(yī)生觀察和分析診斷，通常所采用的窗口有以下幾種方式，見(jiàn)下圖。5.2.2灰階處理選擇所存儲(chǔ)圖像的一個(gè)灰度窗口（范圍）而加5.2.2灰階處理5.2.2灰階處理5.2.2灰階處理圖6.89中，（a）是線性變換，假定原圖像的灰度范圍為[m,M]，不在合適的觀察范圍，要把它變?yōu)閇n,N]范圍，變換函數(shù)為其中g(shù)（x，y）是變換函數(shù)；f（x，y）是原圖像的灰度函數(shù)，利用這種變換把灰度比例增大和移動(dòng)，使之充滿動(dòng)態(tài)范圍[n,N],增強(qiáng)圖像對(duì)比度。5.2.2灰階處理圖6.89中，（a）是線性變換，假定原圖5.2.2灰階處理圖6.89（b）所示的變換函數(shù)也是線性變換，它可使圖像亮區(qū)的灰度級(jí)均勻展開(kāi)，而暗區(qū)變黑。圖6.89（c）和（d）是分段線性變換，這是最常用的變換方式。圖6.89（c）中，0至f1的回波強(qiáng)度級(jí)變黑，而f1-fm間灰度線性擴(kuò)展。圖6.89（d）所示為重要部分的灰度級(jí)增加，其余部分灰度級(jí)壓縮。如0至f1，f2至fm間斜率k<1，灰度被壓縮，而f1至f2間灰度增強(qiáng)。5.2.2灰階處理圖6.89（b）所示的變換函數(shù)也是線性變?chǔ)眯Ｕ母拍睿含F(xiàn)實(shí)世界中幾乎所有的CRT顯示設(shè)備、攝影膠片和許多電子照相機(jī)的光電轉(zhuǎn)換特性都是非線性的。這些非線性部件的輸出與輸入之間的關(guān)系（例如，電子攝像機(jī)的輸出電壓與場(chǎng)景中光強(qiáng)度的關(guān)系，CRT發(fā)射的光的強(qiáng)度與輸入電壓的關(guān)系）可以用一個(gè)冪函數(shù)來(lái)表示，它的一般形式是：輸出＝k(輸入)γ

式