文档介绍：超声基础知识
2014年3月11日
一、声波
1. 概念:声波是一种机械振动,可以通过介质进行传播。
潜艇
海洋
0Hz 20Hz 20KHz 1MHz 30MHz 400MHz
次声波可听见声音超声
红外线耳朵 无损探伤图像诊断声学显微镜
2. 声音频谱
3. 超声的特性
超声的折射:超声从甲介质进入乙介质时,传播方向发生偏离。
超声的反射:超声在遇到两种介质界面时,传播方向在一种介质中发生偏转。
传播速度: 超声在水中的传播速度-1530米/秒
超声在空气中传播速度-344米/秒( 20°C )
三棱镜
折射
镜子
反射
声波在软组织中的传播速度
声波在软组织中的速度取决于所通过的介质的密
,血液,软骨的的传播速度各不相
. 这个数据被计
算机用来计算声能量所走过的距离。
安全、无辐射。适用于胎儿诊断。
设备可移动,成本低。
实时成像
通过扫描角度变化,获得更佳的图像。
多普勒-检测血流量信息。
二、超声原理
超声频率与波长:
λ=C / f
λ-超声波波长;C-超声波声速
f -超声波频率。
波长:一个波的长度。
频率:单位时间内的周数(重复次数)
探
头
远
近
低频高频
分辨率
更好
穿透力:
更强
3. 超声波的衰减:
超声波的衰减与传播距离成正比;与频率的2/3方成正比。
高频衰减大,低频衰减小(穿透力强)
三、超声模式
在监视器上显示的超声图像是二维图像,这与CT和核磁共振所形成的图像相同。
超声图像有以下几种模式:
回波振幅
Line 1
Line 2
Line 3
Line 4
Line 5
Line 6
Line 7
Line 8
1. A模式:是一种振幅的模式。它在显示上形成垂直偏转的曲线图。
2. B模式:是一种亮度的模式。其图像由不同亮度的点所组成的
直线构成。点的亮度代表接收到回声的振幅。通过连续扫描,二
维的剖面图像不断地被更新,这就是实时B模式。
探头
换能器
监视器
Line 1 2 3 4 5 6 7 8
3. M模式:
M模式中的M表示运动,M模式通过B模式图象来显示一个光标,然后在以时间为
轴线的波形图上表示其运动状态。通常M模式用于检测心脏及胎儿的心率。
Transducer
Transducer
Transducer
Transducer
Line 45 t1
Line 45 t2
Line 45 t3
Line 45 t4
t 1 2 3 4 5 6 7...
4. D模式(多普勒模式)-(后面详述)
四、探头
用于超声的探头也称为换能器,是用来产生和检测超声波的部件,即换能器既是发射器,
也是接收器。它是超声设备最重要的部分。
1. 结构:
详见右图所示。
其中:压电陶瓷-发射/接收超声波;声透镜-轴向
聚焦;背衬材料-防止产生超声波反向振动;
2. 压电效应:是指具有压电特性的材料(陶瓷、石英)
在受到外界压力后,在其受压端面产生电压;在其
端面施加交变电信号时,其端面会产生机械振动,
发出声波。
3. 工作原理:
主机通过电缆在基元上施加电信号,使基元振动,
发出超声波,超声波经物体反射作用在基元上,使基元
两端产生电信号,通过电缆传送至主机处理、显示。
声透镜
压电陶瓷(基元)
背衬材料
衬套
电缆
物
体
发射
反射
五、超声扫描方式
1. 概述:超声设备在医学临床上有多种诊断方式。
-凸阵:也称弯曲线阵,与线阵的区别在于
基元是弯曲的。用于腹部和妇产科。
特点:
近、远场视野宽
-线阵:用于小器官、血管及术中。
特点:
孔径大
近场视野宽
旁瓣影响小
2. 电子扫描方式
探头的许多基元通过电子控制产生扫描波束并且通过延时线对波束进行聚焦。
-线阵
-凸阵(含微型凸阵)
-相控阵
-相控阵:
相控阵方式是通过连续变换延时线来得到产生超声波束的不同角度。主要用于心脏。
延时线扫描
超声波束
相控阵探头通过延时线聚焦
3、机械三维探头:
马达控制探头基元偏转(腹部、小器官、腔内)
4、心脏三维探头: