文档介绍：超声波成像-2
超声成像系统
B型超声诊断仪的结构框图
B型超声波诊断仪
超声扫描声束的形成
B型超声的声束扫描方式及扫描线的形成
两种扫描方式：机械扫描和电子扫描
机械扫描：摆动式和转子式
电子扫描：线阵电子元的方式实现。
动态孔径技术原理
动态频率扫描
提高超声波的频率可以改善成像的轴向分辨力，但超声波在人体组织中的衰减随其频率增高而加强，过高的频率导致超声波的探测距离缩短。
动态频率扫描可以采用电子学方法，根据不同的探测距离选用适当的发射频率，从而获得最佳成像效果。
数字扫描变换器digital scan converter,DSC
扫描格式变换
扫描速度变换
由图像存储器和相应的坐标变换电路组成
线阵扫描的DSC原理比较简单。线阵探头中的阵元按顺序发射和接收超声波。扫描线对应图像存储器的列地址，每条扫描线上的采样点对应图像存储器的行地址，采样值按列依次写入图像存储器的行地址，显示时按行依次从行存储器中读出数据。
具有DSC功能的B型超声系统
扇形扫描的DSC方式
特点：其回波信号呈极坐标形式，信号样本点与显示象素点的位置不是一一对应。
需要进行坐标变换和数据插补。
回波信号采样点与显示象素点之间的位置关系
坐标变换
方法：大图像存储器方案
坐标变换电路完成从极坐标（R,θ）到直角坐标（x,y）的变换，回波数据按照给出的（x,y）地址写入一个与显示象素一一对应的图像存储器中，然后在视频同步信号的控制下逐行读取图像存储器，经过数据插补后，将数据送往监视器显示。
缺点：占用存储器大、图像后处理灵活性差、数据插补精度不高。
超声多普勒成像系统
工作原理：多普勒效应
基本过程：发射固定频率的脉冲或连续超声波；提取频率已经变化的回波信号（差频回声，差频回声强度）；将回波信号与发射信号比较，提取两者的频率差值及正负值。
主要类型：频谱多普勒和彩色多普勒血流成像。
多普勒系统的结构框图
超声多普勒成像工作原理——信号处理过程
多普勒频移信号的解调：由于接收换能器接收到的回波信号除了有运动目标的多普勒频移信号之外，还有静止目标或慢速运动目标等产生的杂波信号，所以需要从复杂的回彼信号中提取多普勒频移信号，完成这一任务称为多普勒频移解调。
多普勒频移信号的解调
由于血流的速度远小于发射波声速，故要求解调器能检测出频率为发射频率百分之一以下的多普勒频移信号。另外由于在回波中杂波分量的幅度通常比有用的多普勒频移信号大得多，所以，还要求解调器检出被杂波所掩盖的多普勒频移信号。
完成这一任务的方法很多，如非定向解调中有相干解调和非相干解调；定向解调中有单边带滤波法、外差法和正交相位解调法等。
多普勒频移信号的分析处理
超声脉冲波进入人体后，将产生一系列复杂的频移信号，被接收器接收、解调（提取）后，还必须经过分析处理，主要是频谱分析，即把组成复杂振动的各个简谐振动的频率和振幅找出来，列成频谱。
对多普勒频移信号的处理方法主要有时域处理和频域处理两种类型。
多普勒频移信号的显示
多普勒频移信号的输出与显示主要是频谱显示，其他还有如主频显示、均值显示、标准显示、能量指数显示等。
频谱显示型即频谱图。其中：
1）频移时间：以横坐标的数值表示，代表血流持续的时间，单位为秒；
2）频移幅度：以纵坐标的数值表示，代表血流速度的大小，单位为m/s或kHz；
频谱图
3）频移方向：以频谱中间的零位基线加以区分。基线以上的频移信号为正值，表示血流方向朝向探头；基线以下的频移信号为负值，表示血流方向背离探头；
4）频谱强度：以频谱的亮度表示，反映取样容积或探查声束内具有相同流速的红细胞相对数量的多少。速度相同的红细胞数量越多，后散射的信号强度越大，频谱的灰阶则越深；
5）频谱离散度：以频谱在垂直距离上的宽度表示，代表某一瞬间取样体积或探测声束内红细胞速度分布范围的大小。
超声频谱图
连续多普勒超声仪
工作原理
连续波正弦振荡电路产生与发射换能器谐振频率相同的频率信号，激励换能器产生超声束。
活动目标反射和散射的回波信号接收后经高频放大器进行放大，然后通过解调器提取多普勒频移信号，再经低通滤波获取纯的多普勒信号。
连续波多普勒系统工作框图
连续多普勒信息的表达
音频多普勒超声：通过声音的音调等信息表达血流的速度和性质。
单一曲线法：通过慢速扫描示波器以曲线的方式显示血流的平均速度和最大速度及随时间的变化情况。
定向：可显示血流速度和流向。
显像：结合超声成像技术，可测定血流速度和流向，同时显示活动血管或器官图像。
脉冲多普勒显像仪
工作原理
主振荡器产生频率为F0的正弦波振荡信号，在脉冲重复频率发生器控制下，通过发射控制门将连续的正弦波信号调制成一定宽度的矩形