医用超声诊断与治疗仪器.ppt

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1、第四章第四章医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器学习目标学习目标n掌握超声成像的基本原理；掌握超声成像的基本原理；n掌握超声诊断仪的基本组成和构造；掌握超声诊断仪的基本组成和构造；n掌握掌握B超的工作原理的结构组成；超的工作原理的结构组成；n熟悉超声诊断仪的种类；熟悉超声诊断仪的种类；n了解三维超声成像系统的基本结构和临床了解三维超声成像系统的基本结构和临床应用应用第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器第一节第一节 超声波的物理特性超声波的物理特性主主要要内内容容1 1、什么是声波和超声波、什么是声波和超声波2

2、 2、人体组织传播超声波的特征、人体组织传播超声波的特征3 3、超声波在人体内传播的参数、超声波在人体内传播的参数4 4、超声波的生物效应（安全性）、超声波的生物效应（安全性）一、声波和超声波一、声波和超声波自自 然然 界界有有 各各 种种各各 样样 的的波波，根根据据 其其 性性质质 基基 本本上上 分分 为为两大类：两大类：电电磁磁波波机机械械波波电磁能量场的变化在空间的传播过程无线电波、可见光和X线等，都是电磁波机械波是机械振动的机械力（机械能量）作用在连续弹性介质内的传播过程 声波、水波和地震波等都是机械波 18901890年年，一一艘艘名名叫叫“马马尔尔波波罗罗号号”帆帆船船在在从从

3、新新西西兰兰驶驶往往英英国国的的途途中中，突突然然神神秘秘地地失失踪了。踪了。19481948年年初初，一一艘艘荷荷兰兰货货船船在在通通过过马马六六甲甲海海峡峡时时，一一场场风风暴暴过过后后，全全船船海海员员莫莫明明其其妙妙地地死死光光；上上述述惨惨案案，引引起起了了科科学学家家们们的的普普遍遍关关注注，其其中中不不少少人人还还对对船船员员的的遇遇难难原原因因进进行行了了长期的研究。长期的研究。1 1、历史事件、历史事件第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器2、关于次声、关于次声infrasonicwave 经经过过反

4、反复复调调查查，终终于于弄弄清清了了制制造造上上述述惨惨案案的的“凶凶手手”，是一种为人们所不很了解的次声的声波。，是一种为人们所不很了解的次声的声波。人人体体内内脏脏固固有有的的振振动动频频率率和和次次声声频频率率相相近近似似（0.00010.00012020赫赫），倘倘若若外外来来的的次次声声频频率率与与人人体体内内脏脏的的振振动动频频率率相相似似或或相相同同，就就会会引引起起人人体体内内脏脏的的 共共振振，从从而而使使人人产产生生上上面面提提到到的的头头晕晕、烦烦躁躁、耳耳鸣、恶心等等一系列症状。鸣、恶心等等一系列症状。第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪

5、器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器n在在连连续续介介质质中中传传播播的的弹弹性性波波，若若其其频频率率f在在20 2 104Hz之之间间，则则能能使使人人产产生生声声音音的的感觉，这种波称为感觉，这种波称为声波声波(soundwave)；n若若其其频频率率在在10 4 20Hz之之间间，则则这这种种波波称称为为次声波次声波(infrasonicwave)；n若若其其频频率率在在2 104 5 108Hz之之间间，则则这这种波称为种波称为超声波超声波(supersonicwave)。第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊

6、断与治疗仪器n人人 能能 听听 到到 声声 音音 的的 频频 率率 为为 20Hz20Hz20000Hz20000Hz，其其 中中 最最 敏敏 感感 的的 频频 率率2000Hz2000Hz3000Hz3000Hz。老老年年人人的的听听觉觉随随着着年年龄龄而而衰衰退退，能能听听到到的的频频率率约约为为50Hz50Hz12000Hz12000Hz。第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器理论上：频率越高，波长越短，超声理论上：频率越高，波长越短，超声诊断的分辨诊断的分辨率越好率越好。3、医学超声、医学超声200kHz至至4

7、0MHz之间（常用在之间（常用在1MHz到到10MHz，波长在，波长在1.5mm至至0.15mm）频频率率范范围围第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器（1）频率：声源在一秒中内振动的次数，记作）频率：声源在一秒中内振动的次数，记作f。单位为。单位为Hz。（3 3）波长：沿声波传播方向，振动一个周期）波长：沿声波传播方向，振动一个周期所传播的距离，或在波形上相位相同的相邻所传播的距离，或在波形上相位相同的相邻两点间距离，记为两点间距离，记为，单位为，单位为m m二、超声波的物理特性二、超声波的物理特性第四章第四章第四章

8、第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器（4 4）超声波的传播速度：）超声波的传播速度：超超声声波波每每秒秒钟钟在在介介质质中中传传播播的的距距离离称称为为声声速速，记作记作c，单位为，单位为m/s。它它的的大大小小由由媒媒质质的的性性质质所所决决定定；与与媒媒质质的的密密度度和和弹弹性性模模量量有有关关。在在人人体体软软组组织织中中传传播播的的平均声速为平均声速为1540s频率频率f f、波长、波长和声速和声速c c三者之间的关系是三者之间的关系是:c=f c=f 二、超声波的物理特性二、超声波的物理特性第四章第四章第四章第四章 医用超

9、声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器介质名称介质名称声速声速(m/s)介质名称介质名称声速声速(m/s)空气空气(0)322肾脏肾脏1560空气空气(15)340头颅骨头颅骨3360石蜡油石蜡油1420羊水羊水1550生理盐水生理盐水(37)1532晶状体晶状体1474人体软组织人体软组织(平均平均值值)1540玻璃体玻璃体1641血液血液1570巩膜巩膜1532脑组织脑组织1540钢铁钢铁1604肌肉肌肉1568铝铝5300脂肪脂肪1476有机玻璃有机玻璃6400肝脏肝脏1570骨骼骨骼4620 超声波在各种介质中的传播速度超声波在各种介质中的传

10、播速度P:P:介质中超介质中超声波的压力声波的压力与静压力之与静压力之差差.超声声场某一超声声场某一点的单位时间点的单位时间内，垂直于传内，垂直于传播方向上单位播方向上单位面积产生平均面积产生平均超声能量简称超声能量简称声强声强(用用I I表表)声场中某一声场中某一位置上的声位置上的声压与该处质压与该处质点振动速度点振动速度之比定义为之比定义为声阻抗（声阻抗（Z)Z)二、超声波的物理特性二、超声波的物理特性声压声压声强声强声阻抗声阻抗超声波声场的三个物理量超声波声场的三个物理量第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器超声

11、波在两超声波在两种介质组成种介质组成的界面上的的界面上的反射和透射反射和透射情况与情况与两种两种介质的声阻介质的声阻抗密切相关抗密切相关 声阻抗是表征介质声学性质的重要物理量声阻抗是表征介质声学性质的重要物理量对于一定频率的平面超声声波对于一定频率的平面超声声波情况下，声阻抗具有简单的表情况下，声阻抗具有简单的表达式达式Z Z=cc C为声速。为声速。为介质密度为介质密度媒质越硬，媒质越硬，C C值越高，声特性阻抗越大。值越高，声特性阻抗越大。第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器超声诊断中常用的各种介质的声特性阻抗表

12、超声诊断中常用的各种介质的声特性阻抗表 介质名称介质名称密度密度(g/cm3)超声纵波声速超声纵波声速（m/s）声阻抗声阻抗（105瑞利）瑞利）空气（空气（2222）0.00118344水（水（3737）0.993415230.000407生理盐水（生理盐水（3737）1.00215341.513石蜡油（石蜡油（33.5）0.83514201.186脑脊液脑脊液1.00015221.522羊水羊水1.01314741.493肝脏肝脏1.05015701.648肌肉肌肉1.07415681.684人体软组织（平均值）人体软组织（平均值）1.01615001.524脂肪脂肪0.95514761.4

13、10晶状体晶状体1.13616501.874颅骨颅骨1.65833605.570二、超声波的物理特性二、超声波的物理特性由由于于这这三三类类组组织织存存在在较较大大的的阻阻抗抗差差别别，所所以以超超声声成像诊断只能用于那些有液体和软组织的区域成像诊断只能用于那些有液体和软组织的区域第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器5 5、超声波的束射（定向）性、超声波的束射（定向）性人耳可感受的声音是无指向性无指向性的球面波，即以声源为中心呈球面向四周扩散周围均能听到声音超声波频率很高，超声波频率很高，方向性强方向性强二、超声波的

14、物理特性二、超声波的物理特性第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器第一介质第一介质第二介质第二介质入射波入射波反射波反射波透射波透射波介质分界面介质分界面任何媒质总有一个边界，超声波在非均匀任何媒质总有一个边界，超声波在非均匀性组织内传播或从一种组织传播到另一种性组织内传播或从一种组织传播到另一种组织，由于两种介质组织，由于两种介质声阻抗声阻抗不同（介质的不同（介质的密度和声速不同）形成声学界面密度和声速不同）形成声学界面声声学学界界面面6 6、超声波的反射与折射超声波的反射与折射二、超声波的物理特性二、超声波的物理特

15、性第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器6 6、超声波的反射与折射超声波的反射与折射二、超声波的物理特性二、超声波的物理特性第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器u声阻抗差越大，反射就越强，折射就越小。声阻抗差越大，反射就越强，折射就越小。u声阻抗差越小，折射就越强，反射就越小。声阻抗差越小，折射就越强，反射就越小。7 7、超声波的衰减、超声波的衰减超超声声波波在在介介质质中中传传播播时时，随随着着距距离离增加，超声波能量逐渐减弱的现象。增加，

16、超声波能量逐渐减弱的现象。二、超声波的物理特性二、超声波的物理特性第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器超声波的散射超声波的散射第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器二、超声波的物理特性二、超声波的物理特性第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器超声波在人体组超声波在人体组织中的衰减程度织中的衰减程度大大小小第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治

17、疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器二、超声波的物理特性二、超声波的物理特性8 8、多普勒效应、多普勒效应由由由由于于于于波波波波源源源源和和和和观观观观察察察察者者者者之之之之间间间间有有有有相相相相对对对对运运运运动动动动，使使使使观察者观察者观察者观察者感到频率变化感到频率变化感到频率变化感到频率变化的现象叫做多普勒效应。的现象叫做多普勒效应。的现象叫做多普勒效应。的现象叫做多普勒效应。第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器二、超声波的物理特性二、超声波的物理特性n n多普勒效应多普勒效应(Dopp

18、lereffect)1 1、现象现象(18421842年发现年发现)：当汽车：当汽车向你驶来时，感觉音调变高；向你驶来时，感觉音调变高；当汽车离你远去时，感觉音当汽车离你远去时，感觉音调变低。调变低。2 2、音调音调：由频率决定，频率越：由频率决定，频率越高音调越高，频率越低音调高音调越高，频率越低音调越低。越低。注意：频率由声源决定，实际频率并没有变化。注意：频率由声源决定，实际频率并没有变化。第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器二、超声波的物理特性二、超声波的物理特性超声多普勒仪器上的换能超声多普勒仪器上的换能器

19、向人体内发射频率已知器向人体内发射频率已知的超声波，超声波被血管的超声波，超声波被血管中的血流反射后又被仪器中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率接收，测出反射波的频率变化，就能知道血流的速变化，就能知道血流的速度。这种方法可以检查心度。这种方法可以检查心脏、血管、血液、瓣膜和脏、血管、血液、瓣膜和胎心等的活动。胎心等的活动。n n临床上应用多普勒效应临床上应用多普勒效应:彩色多普勒超声诊彩色多普勒超声诊断系统断系统第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器心脏瓣膜心脏瓣膜&血管超声多普勒图像血管超声多普勒图像第二节

20、第二节 超声成像基本原理超声成像基本原理2.1 2.1 医学超声成像的基本原理医学超声成像的基本原理 n超声成像的信息主要由超声成像的信息主要由反射回波反射回波和和散射回散射回波波所携带，一个典型的超声回波应包含大所携带，一个典型的超声回波应包含大界面的反射回波（位置信息）与小粒子的界面的反射回波（位置信息）与小粒子的散射回波（结构信息）。散射回波（结构信息）。n目前超声诊断仪主要使用的是目前超声诊断仪主要使用的是脉冲回波法脉冲回波法原理；原理；n脉冲回波技术利用人体组织的不均匀性而脉冲回波技术利用人体组织的不均匀性而引起的反射作用，通过检测脏器界面的反引起的反射作用，通过检测脏器界面的反射波

21、，实现组织定位，并检测其特性。射波，实现组织定位，并检测其特性。第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器2.1 2.1 医学超声成像的基本原理医学超声成像的基本原理 n(a)(a)超声脉冲发射的瞬间，显示器上光点垂直偏移。超声脉冲发射的瞬间，显示器上光点垂直偏移。n(b)(b)超声脉冲以恒定速度通过介质超声脉冲以恒定速度通过介质1 1，光点在显示器上形成水平扫描线。，光点在显示器上形成水平扫描线。n(c)(c)当超声到达当超声到达1 1、2 2介质的分界面上，一部分能量经界面反射，大部介质的分界面上，一部分能量经界面反射

22、，大部 分能量通过界面继续向前传播；反射回声到达探头，换能器将回分能量通过界面继续向前传播；反射回声到达探头，换能器将回 声信号转换为电信号，并成为显示器垂直偏转板的输入信号，显声信号转换为电信号，并成为显示器垂直偏转板的输入信号，显 示器上显示回声信号脉冲；示器上显示回声信号脉冲；n(d)(d)由由2 2、3 3介质分界面反射的回声到达探头，在显示器上显示出相应介质分界面反射的回声到达探头，在显示器上显示出相应 的脉冲。的脉冲。第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器2.1 2.1 医学超声成像的基本原理医学超声成像的

23、基本原理 超声诊断仪器中，一般脉冲超声的发射与接收是由同超声诊断仪器中，一般脉冲超声的发射与接收是由同一换能器完成的，根据发射脉冲和回波脉冲的时间间隔一换能器完成的，根据发射脉冲和回波脉冲的时间间隔T，计算出反射界面与换能器（声源）之间的距离：计算出反射界面与换能器（声源）之间的距离：式式中中，c为为介介质质中中的的波波速速，生生物物体体中中除除骨骨骼骼外外，声声速速相相差差不不大大，因因此此在在工工程程计计算算中中通常取其平均值通常取其平均值1540m/sA型超声成像波形图型超声成像波形图第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断

24、与治疗仪器第三节第三节 医用超声诊断医用超声诊断&治疗仪器治疗仪器四大影像诊断设备功功能能特特点点X线机线机XCT 磁共振磁共振 同位素同位素超声成像超声成像透视透视拍片拍片无创、无电离辐射无创、无电离辐射断层成像断层成像实时、动态实时、动态形态、功能与定征形态、功能与定征设备价格便宜设备价格便宜结构形态结构形态血流测量血流测量组织定征组织定征断层断层结构结构成像成像设备设备简单简单电离电离辐射辐射影像影像重叠重叠断层断层摄影摄影电离电离辐射辐射非实时非实时断层断层摄影摄影设备设备昂贵昂贵非实时非实时断层断层摄影摄影分辨分辨力低力低放射放射性药物性药物断层断层结构结构代谢代谢功能功能代谢代谢功

25、能功能n 超声诊断仪器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。测、放大等处理，并显示出来，为医生提供诊断依据。n超声治疗仪器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。治疗作用。n其它其它超声雾化设备超声雾化设备超声清洗设备超声清洗设

26、备超声细胞粉碎设备超声细胞粉碎设备第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器3.1 3.1 医用超声仪器的种类医用超声仪器的种类3.2 3.2 超声诊断仪器的基本构成超声诊断仪器的基本构成 第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器n振荡器振荡器：即同步触发信号发生器，产生控制系统工作的同：即同步触发信号发生器，产生控制系统工作的同步触发脉冲，决定发射脉冲的重复频率。步触发脉冲，决定发射脉冲的重复频率。n发射器发射器：受触发后产生高压电脉冲激励超声换能

27、器。：受触发后产生高压电脉冲激励超声换能器。n换能器换能器：产生超声脉冲，接收由目标形成的回波脉冲信号：产生超声脉冲，接收由目标形成的回波脉冲信号并转换成电信号，送入回波信息处理系统。并转换成电信号，送入回波信息处理系统。n回波信息处理系统回波信息处理系统：由射频信号接收放大器、检波器和视：由射频信号接收放大器、检波器和视频放大器等组成，处理超声回波信息。频放大器等组成，处理超声回波信息。n显示器显示器：显示图象信息。：显示图象信息。n扫描发生器扫描发生器：在振荡器产生的同步脉冲控制下，输出扫描：在振荡器产生的同步脉冲控制下，输出扫描信号给显示器，使显示器上显示的超声回声图稳定。信号给显示器，

28、使显示器上显示的超声回声图稳定。第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器3.2 3.2 超声诊断仪器的基本构成超声诊断仪器的基本构成 n换能器是超声仪器中的重要部件。其主要工作原换能器是超声仪器中的重要部件。其主要工作原理是利用理是利用晶体的压电效应。晶体的压电效应。第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器3.2 3.2 超声诊断仪器的基本构成超声诊断仪器的基本构成 接收超声波接收超声波发射超声波发射超声波常见超声探头常见超声探头线阵换能器线阵换能

29、器凸凸阵阵式式扇扇形形换能器换能器相相控控阵阵扇扇形形换能器换能器机机械械扇扇扫扫换换能器能器手术用超声换能器手术用超声换能器经直肠超声换能器经直肠超声换能器经阴道超声换能器经阴道超声换能器3.3 3.3 超声诊断仪的显示型式超声诊断仪的显示型式 超声诊断仪器按超声回波信号显示型式的不同，超声诊断仪器按超声回波信号显示型式的不同，主要可分为主要可分为A型超声、型超声、B型超声、型超声、C型超声、型超声、M型超型超声及声及P型超声。型超声。一、一、A型超声（型超声（AmplitudeMode）A型显示即幅度显示，以回波信号的幅度表示界面反射型显示即幅度显示，以回波信号的幅度表示界面反射的强弱，是

30、一种幅度调制型仪器。的强弱，是一种幅度调制型仪器。反射强，振幅高反射强，振幅高反射弱，振幅低反射弱，振幅低 特点特点：只能反映声线方向上局：只能反映声线方向上局部组织的回波信息，不能获得临床部组织的回波信息，不能获得临床解剖图，已基本淘汰。解剖图，已基本淘汰。回声以波形显示回声以波形显示第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器回回波波强强度度探头探头深度（时间）深度（时间）3.3 3.3 超声诊断仪的显示型式超声诊断仪的显示型式 二、二、B型超声（型超声（BrightnessMode）在在A型型超超声声诊诊断断仪仪的的工

31、工作作基基础础上上，加加上上换换能能器器的的平平面面扫扫描描，当当换换能能器器的的位位置置逐逐渐渐改改变变时时（或或采采用用多多元元换换能能器器），使使显显示示器器上上每每一一条条时时基基线线方方向向也也相相应应地地改改变变，则则每每条条显显示示线线代代表表了了产产生生回回波波的的每每一一个个界界面面的的空空间间位位置置，从从而而构构成成一一幅幅二二维维图图象象。是一种辉度调制仪器。是一种辉度调制仪器。回声以辉度显示回声以辉度显示第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器3.3 3.3 超声诊断仪的显示型式超声诊断仪的显示

32、型式 nB型超声诊断仪器是一种辉度调制仪器，显示器上每个光型超声诊断仪器是一种辉度调制仪器，显示器上每个光点的亮度表示回波信号的幅度。点的亮度表示回波信号的幅度。n按扫描方式分类，按扫描方式分类，B超已经发展了四代，包括超已经发展了四代，包括手动直线扫手动直线扫描、机械扫描、电子直线扫描和电子扇形扫描描、机械扫描、电子直线扫描和电子扇形扫描。B超超图图像像由由不不同同亮亮度度的的像像素素构构成成，像像素素亮亮度度由由反反射射回回声的强弱所决定。声的强弱所决定。p黑黑色色：没没有有反反射射（体体液液、空空气）气）p灰色：中等反射（组织）灰色：中等反射（组织）p白白色色：反反射射较较强强（骨骨骼骼

33、、软软组织）组织）第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器3.3 3.3 超声诊断仪的显示型式超声诊断仪的显示型式 uB超的临床应用范围超的临床应用范围p在妇产科中的探测在妇产科中的探测p人体内部脏器的轮廓及人体内部脏器的轮廓及其内部结构的探测其内部结构的探测p表浅器官内部组织探测表浅器官内部组织探测u线扫式断层线扫式断层B型超声波诊断型超声波诊断仪适用于观察腹部脏器，仪适用于观察腹部脏器，如对如对肝、胆、脾、肾、子肝、胆、脾、肾、子宫宫的检查；的检查；u扇扫断层扇扫断层B型超声波诊断仪型超声波诊断仪适用于对适用于对心脏

34、心脏的检查。的检查。第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器3.3 3.3 超声诊断仪的显示型式超声诊断仪的显示型式 三、三、C型超声（型超声（ConstantdepthMode）C型型超超声声与与B超超一一样样都都显显示示的的是是辉辉度度调调制制的的二二维维切切面面图图象象，但但与与B超超不不同同，其其显显示示的的平平面面是是垂垂直直于于声声线线的的平平面面。C型型显显象象平平面面与与B型型显显象象平平面面是是相相互互垂垂直直的的，改改变变C型型扫查深度，便可获得若干不同深度的扫查深度，便可获得若干不同深度的C型切面图

35、象。型切面图象。第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器3.3 3.3 超声诊断仪的显示型式超声诊断仪的显示型式 C型超声成像过程中，扫查平面距探头的深度是不变的。型超声成像过程中，扫查平面距探头的深度是不变的。如果使扫查面距探头的深度发生变化，且扫查平面根据成像如果使扫查面距探头的深度发生变化，且扫查平面根据成像需要可设置为斜面、曲面，则构成了需要可设置为斜面、曲面，则构成了F型超声。型超声。第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器3.3 3.3

36、 超声诊断仪的显示型式超声诊断仪的显示型式 由于探头位置固定，心脏有由于探头位置固定，心脏有规律地收缩和舒张，心脏各层组规律地收缩和舒张，心脏各层组织和探头间的距离便发生节律性织和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，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便把心脏各层组织的回声展开成曲线，即为曲线，即为M M型超声心动图。型超声心动图。四、四、M型超声（型超声（MotionMode）回声以时间曲线显示回声以时间曲线显示 M型超声诊断仪采用辉度调制的方法，使深度方向所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

37、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。上显示出来。第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器3.3 3.3 超声诊断仪的显示型式超声诊断仪的显示型式 M型超声诊断仪基本原理结构图型超声诊断仪基本原理结构图第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声

38、诊断与治疗仪器3.3 3.3 超声诊断仪的显示型式超声诊断仪的显示型式 五、五、P型超声（型超声（MotionMode）它可视为一种持殊的它可视为一种持殊的B型超型超声，超声换能器置于圆周的中心，声，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、宫颈癌的检查，亦可用于对尿道、膀胱的检查。膀胱的检查。P型超声示意图型超声示意图 六、六、D型超声（型超声（DopplerMode）超声的多普勒效应，显示人体内部运

39、动器官的运动状态。超声的多普勒效应，显示人体内部运动器官的运动状态。第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器3.3 3.3 超声诊断仪的显示型式超声诊断仪的显示型式 七、彩色多普勒血流成像系统（彩超）七、彩色多普勒血流成像系统（彩超）彩彩色色多多普普勒勒血血流流成成像像系系统统（通通常常称称为为彩彩超超）是是一一种种能能同同时时显显示示B型型图图像像和和多多普普勒勒血血流流数数据据（血血流流方方向向、流流速速、流流速速分分布布）的的双双重重超超声声扫扫描描系系统统，可可以以得得到到彩彩色色多普勒血流图多普勒血流图.第四章

40、第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器3.3 3.3 超声诊断仪的显示型式超声诊断仪的显示型式 八、三维超声成像系统八、三维超声成像系统三三维维超超声声图图像像的的重重建建及及实实时时显显示示技技术术，三三维维超超声声成成像像方法有散焦镜法、计算机辅助成像和实时超声束跟踪技术。方法有散焦镜法、计算机辅助成像和实时超声束跟踪技术。第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器三维超声胎儿成像三维超声胎儿成像25周周三维超声胎儿成像三维超声胎儿成像28周周 3.

41、4 3.4 超声诊断仪的扫查方式超声诊断仪的扫查方式 为形成一幅二维图象，换能器要与人体之间作相对运动，为形成一幅二维图象，换能器要与人体之间作相对运动，或声线的位置与方向要按一定规律改变，以获得不同位置不同或声线的位置与方向要按一定规律改变，以获得不同位置不同方向上的回声信号（回声线），这一过程称为方向上的回声信号（回声线），这一过程称为扫查扫查。波束方向。波束方向的改变，可以的改变，可以机械方式机械方式改变换能器位置或发射方向，也可以改变换能器位置或发射方向，也可以电电子方式子方式控制换能器阵列的工作状态来实现。控制换能器阵列的工作状态来实现。一、简单扫查一、简单扫查各声线在探查区内不相交

42、各声线在探查区内不相交线扫线扫线扫线扫：换能器作横向平移，线距均匀，但：换能器作横向平移，线距均匀，但视场的横向尺寸由换能器移动距离所限制，视场的横向尺寸由换能器移动距离所限制，纵向尺寸由超声波穿透深度所限制。纵向尺寸由超声波穿透深度所限制。第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器3.4 3.4 超声诊断仪的扫查方式超声诊断仪的扫查方式 扇扫扇扫弧扫弧扫径扫径扫扇扫扇扫：换能器在被检查目前的上方作摆动，声线不均匀，近：换能器在被检查目前的上方作摆动，声线不均匀，近距离处密度大，远处稀疏。优点是可通过狭小的窗口检查待距离处

43、密度大，远处稀疏。优点是可通过狭小的窗口检查待查部位，如通过肋骨之间的间隙检查心脏。查部位，如通过肋骨之间的间隙检查心脏。弧扫弧扫：声线与扇扫相反。：声线与扇扫相反。径扫径扫：（：（P型超声）型超声）第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器3.4 3.4 超声诊断仪的扫查方式超声诊断仪的扫查方式 二、机械扫查与电子扫查二、机械扫查与电子扫查1.机械扫查：机械扫查：借助电动机带动换能器摆动或者转动，同时借助电动机带动换能器摆动或者转动，同时利用位置传感器连续地检测换能器地瞬时取向，并产生位置利用位置传感器连续地检测换能器地

44、瞬时取向，并产生位置信号，使显示器的扫描线有相应的取向。信号，使显示器的扫描线有相应的取向。摆动式扇扫摆动式扇扫B超仪探头超仪探头利利用用直直流流电电机机或或步步进进电电机机驱驱动动，通通过过凸凸轮轮、曲曲柄柄、连连杆杆机机构构将将电电机机的的旋旋转转运运动动转转换换为为往往返返摆摆动动，从从而而带带动动单单个个晶晶体体换换能能器器在在一一定定角角度度(3090之之间间)范范围围内内产生扇形超声扫描。产生扇形超声扫描。第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器3.4 3.4 超声诊断仪的扫查方式超声诊断仪的扫查方式 旋转式

45、扇扫旋转式扇扫B超仪超仪采用采用4个（或个（或3个）性个）性能相同的换能器，等角度能相同的换能器，等角度安放在一个圆形转轮上，安放在一个圆形转轮上，马达带动转轮旋转，每个马达带动转轮旋转，每个换能器靠近收换能器靠近收/发窗口时开发窗口时开始发射和接收超声波始发射和接收超声波,各换各换能器交替工作。能器交替工作。第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器3.4 3.4 超声诊断仪的扫查方式超声诊断仪的扫查方式 2.电子扫查：电子扫查：用电子方式控制多元换能器的工作状态，主用电子方式控制多元换能器的工作状态，主要有两种工作方式

46、：要有两种工作方式：线阵、相控阵线阵、相控阵。p线阵：线阵：由开关控制器控制每个振元，使其轮流工作。由开关控制器控制每个振元，使其轮流工作。p相相控控阵阵：工工作作时时所所有有的的振振元元被被同同时时激激励励，通通过过控控制制加加到到各各个个振振元元上上激激励励信信号号的的相相位位（控控制制延延时时）来来改改变变超超声声波波的的发射方向。发射方向。Time第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器3.4 3.4 超声诊断仪的扫查方式超声诊断仪的扫查方式 三、直接接触式与水路耦合式三、直接接触式与水路耦合式 按超声探头与被查

47、者皮肤接触与否，扫查方式按超声探头与被查者皮肤接触与否，扫查方式可分为可分为直接耦合式与水路耦合式直接耦合式与水路耦合式。1.直接接触式：直接接触式：超声波通过探头与人体皮肤间的超声波通过探头与人体皮肤间的耦合层直接向人体入射。具有声程短、穿透深耦合层直接向人体入射。具有声程短、穿透深度可达最大；可取探头与皮肤垂直的方向，取度可达最大；可取探头与皮肤垂直的方向，取比较有利的检测角度。比较有利的检测角度。第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器3.4 3.4 超声诊断仪的扫查方式超声诊断仪的扫查方式 三、直接接触式与水路耦

48、合式三、直接接触式与水路耦合式2.水路耦合式：水路耦合式：探头与皮肤之间用一定探头与皮肤之间用一定厚度的水或者其它液体作耦合剂。其厚度的水或者其它液体作耦合剂。其特点：特点：p探头与皮肤不直接接触，因此换能器探头与皮肤不直接接触，因此换能器大小不受限制，宜采用直径较大，聚大小不受限制，宜采用直径较大，聚焦较强的换能器，提高分辨率；焦较强的换能器，提高分辨率；p如果配合多元换能器，容易实现简单如果配合多元换能器，容易实现简单和复合扫查结合；和复合扫查结合；p较容易实现自动化；较容易实现自动化；p容易对人体表面弯曲厉害的部位及直容易对人体表面弯曲厉害的部位及直接接触不易耦合到的部位进行扫查。接接触

49、不易耦合到的部位进行扫查。第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器3.4 3.4 超声诊断仪的扫查方式超声诊断仪的扫查方式 三、直接接触式与水路耦合式三、直接接触式与水路耦合式3.耦合剂：耦合剂：耦合剂是一种由新一代水性耦合剂是一种由新一代水性高分子凝胶组成的医用产品。高分子凝胶组成的医用产品。p使用超声耦合剂的目的首先是使用超声耦合剂的目的首先是充填接充填接触面之间的微小空隙触面之间的微小空隙，不使这些空隙，不使这些空隙间的微量空气影响超声的穿透；其次间的微量空气影响超声的穿透；其次是通过耦合剂是通过耦合剂“过渡过渡”

50、作用，使探头作用，使探头与皮肤之间的声阻抗差减小，从而减与皮肤之间的声阻抗差减小，从而减小超声能量在此界面的反射损失。另小超声能量在此界面的反射损失。另外，还起到外，还起到“润滑润滑”作用，减小探头作用，减小探头面与皮肤之间的摩擦，使探头能灵活面与皮肤之间的摩擦，使探头能灵活的滑动探查。的滑动探查。第四章第四章第四章第四章 医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器医用超声诊断与治疗仪器3.4 3.4 超声诊断仪的扫查方式超声诊断仪的扫查方式 四、实时成像与非实时成像四、实时成像与非实时成像1.实时成像（动态成像）实时成像（动态成像）：实时实时地显示组织与器官的图象，对