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医学超声原理-第十讲---脉冲回波式超声诊断仪

同步电路的振荡频率一般取f=50~2000Hz。提高振荡频率可增强荧 光屏上的波形亮度,但振荡频率过高,扫描时间就很短满足不了深 度要求
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脉冲回波式成像系统---A超(Amplidute Modulation)
扫描电路(锯齿波发生器) 属于直线扫描距离显示,具体要求为:
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脉冲回波式成像系统---A超(Amplidute Modulation)
原理 利用脉冲反射原理,向人体内发射超声波,几
乎以相同的速度在体内传播。超声波碰到声阻抗 不同的组织界面时,有一部分反射到超声探头上, 回波被振子所接收。 超声在体内传播的三种情况
超声脉冲波通过腹壁后,到达组织表面; 体内组织前壁反射一部分超声波脉冲;同样,经过一定时间到达
问题
在对圆形反射体进行直线扫描时,断层像在入射角大 的一侧,存在明显因反射波造成的缺陷。
解决办法
用以下几种扫描方式
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超声波扫描方式
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超声波扫描方式—电子扫描型超声波诊断装置
电子扫描型超声波诊断装置
把探头固定,用电子开关控制超声波束扫描。在一条 线上配置多个振子。加在各振子上的信号用电子开关 控制,可以任意做成直线扫描、扇形扫描、复合扫描 等方式,从而易于实现实时描绘。
本书的特点是在注重基本概念,基本原理,基 本方法的同时,兼顾一定的工程技术实用性, 如包含声场的数值模拟,超声图像的C语言程 序处理,超声波发射电路原理,换能器的匹配 技术等。本书适合医学超声以及相关领域的本 科生作教材,也可供该领域的研究生,科研及 工程技术工作者参考。
本讲主要内容

超声设备概述
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第十讲 脉冲回波式超声诊断仪
与本PPT配套的指定C教ompa材ny
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目前,关于生物医学超声的参考书很多;但是 从教十年多来,一直很难找到一本非常适合本 科生的教材。这也是编者下定决心编写本书的 主要原因之一。本书的内容主要包括超声物理 基础,压电效应与换能器技术,超声成像诊断 原理,超声治疗技术,医学超声实验,医学超 声的最新进展等。每章节都配置了一定量的练 习与思考题,以帮助读者巩固书中的内容,并 提高分析解决问题的能力。为配合双语教学, 本书保留了关键专业词汇的中英文对照。
优点
由于没有机械运动部分,主要优点是耐用;
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两种主要的扫描方式
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两种主要的扫描方式
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超声波扫描方式—电子扫描型超声波诊断装置
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脉冲回波式成像系统
基本工作过程 脉冲反射法是把探头放在人体表面,由探
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脉冲回波式成像系统---A超(Amplidute Modulation)
延时电路
延时电路的延迟时间是可变的,通常采用单稳态电路。 该电路的作用
例如:某些恶性肿瘤的传播速度比较高
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声速不同引起的图像伪差
二、超声成像的物理基础---超声在人体的反射、折射、散射
与衍射
声压反射系数公式:
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三、脉冲回波式成像系统
超声成像系统类型1
M超
脉冲回波式成像系统
B
超 A超
C超
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三、脉冲回波式成像系统
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图5-1 脉冲波的含义
思考题:该超声成像系统为什么需要脉冲波?连续波可以吗 ?
超声波扫描方式
扫描方式问题的重要性
超声诊断方法中,发射超声脉冲的探头移动方式(超声 波束运动方式)不同,即根据扫描方法的不同,而获得 的断层象也不同。超声束对于生物体内组织反射面入 射角的不同,对反射图象的形成影响很大。
(3)超声波在人体传播途中,遇到组织不均匀界 面 时 (声 特性阻抗 不同 )就会产生反射。从人体组织的界面反射系数表可知,大部分 软组织的声特性阻抗差异不是很大的,故只有小部分声能反射回 来,而大部分声能穿过界面继续向前传播,遇到第二个界面时, 又产生反射并仍有大部分声能透过第二个界面继续前进。 回波虽然很小,但是仍能检测出来。
超声脉冲反射法能在医用超声仪中应用主要原因:
(1)超声波在人体内传播速度比较慢,在发射完仅几微秒的超声脉 冲后,随着超声波在人体内的传播,大约有几百微秒的时间可以 用来接收、放大和处理回波信号。
(2)超声波在人体内大多数软组织中传播速度相差不大,超声波在 人体组织中传播的声速,除气质性脏器和骨组织外,几乎都在 1540m/s左右,声速在决定声特性阻抗 (R=PC)以及回波测距精度 上是一个重要因素。
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一、超声设备概述
2.以获取信息的空间分类 一维信息设备, 如A型、M型。 二维信息设备, 如扇形扫查B型、线性扫查B型、凸阵 扫查B型等。 三维信息设备, 即立体超声设备。 3.按超声波形分类 连续波超声设备, 如连续波超声多普勒血流仪。 脉冲波超声设备 , 如A型、M型、B型超声诊断仪。
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二、超声成像的物理基础---超声在人体的衰减
衰减现象
超声在人体组织中传播时,声强会随传播距离的增加而减小
衰减因素
第一类是由于声束本身的扩散以及由于反射、散射等原因造成的声强度减弱 第二类衰减是由于介质的吸收引起的。它使声能转化成其他形式的能量(例
如热能)
解决衰减的办法
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超声回波信号与时间的关系
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脉冲回波式成像系统---A超(Amplidute Modulation)
由触发信号发生器 (同步 电路) 高频间歇振荡器 (发射电路 ) 探头 ( 超 声 换 能器 ) 接收电路 (包括高频放大器、检波器、视频放
超声诊断仪器中一般都要设计一个深度补偿电路,或叫做时间增益控制电路
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二、超声成像的物理基础---超声在人体的传播速度
反射超声成像系统中的一个基本假设
超声在人体的传播速度是一样的,实际:除软组织外差异≤5%
不利影响:会使波速产生失真或偏移,从而带来附加的误 差
有利利用:在研究组织断面中传播速度的不同分布,包含 了有用信息
扫描电路------足够扫描的时间
扫描线的全长所代表的深度,由扫描持续时间决定。 最大的扫描持续时间应与仪器的最大探测深度相适应, 以保证在仪器探测深度内的目标回波均能显示出来。
扫描电路------较短的恢复时间
:扫描电路在休止期间应很快恢复 到 稳 定 状态,以保 证每次产生的扫描电压都相等。
本书的特点是在注重基本概念,基本原理,基 本方法的同时,兼顾一定的工程技术实用性, 如包含声场的数值模拟,超声图像的C语言程 序处理,超声波发射电路原理,换能器的匹配 技术等。本书适合医学超声以及相关领域的本 科生作教材,也可供该领域的研究生,科研及 工程技术工作者参考。
脉冲回波式成像系统---A超(Amplidute Modulation)
头前部的压电晶体振子向体内发射超声波 脉冲,再把从人体组织界面反射回来的超 声脉冲,用同一个压电振子接收、放大、 检波后显示在示波器上。
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脉冲回波式成像系统
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A超演示
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与本PPT配套的指定教材
目前,关于生物医学超声的参考书很多;但是 从教十年多来,一直很难找到一本非常适合本 科生的教材。这也是编者下定决心编写本书的 主要原因之一。本书的内容主要包括超声物理 基础,压电效应与换能器技术,超声成像诊断 原理,超声治疗技术,医学超声实验,医学超 声的最新进展等。每章节都配置了一定量的练 习与思考题,以帮助读者巩固书中的内容,并 提高分析解决问题的能力。为配合双语教学, 本书保留了关键专业词汇的中英文对照。
A超基本介绍
A超是超声设备中最基本的形式。 它采用幅度调制型的显示方式, 以锯齿电压去调制示波管水平偏转板上的电压,使得
示波管水平方向显示出代表超声探测深度的时间基线; 以接收到的反射信号去调制示波管垂直偏转板上的电
压,使示波屏垂直方向以波的形式显示出代表反射信 号强弱的回声图。 根据回声图的形态、数值大小及分布情况来判断人体 脏器位置和病变的性质。 它适应于医学各科的检查,广泛用于肝、胆、肾、眼、 子宫、颅脑等疾病的诊断和肿瘤性质的鉴别。
直线性好 扫描线有足够的一长度 足够的扫描持续时间 恢复时间短
触发信号和扫描电压的对应关系如a图 (a),(b)所示
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脉冲回波式成像系统---A超(Amplidute Modulation)
扫描电路------直线性
为了使扫描线每单位长度所代表的距离相等,从而减小测距的误 差,要求锯齿电压 (即扫描电压 )应该有良好的直线性
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与本PPT配套的指定教材
目前,关于生物医学超声的参考书很多;但是 从教十年多来,一直很难找到一本非常适合本 科生的教材。这也是编者下定决心编写本书的 主要原因之一。本书的内容主要包括超声物理 基础,压电效应与换能器技术,超声成像诊断 原理,超声治疗技术,医学超声实验,医学超 声的最新进展等。每章节都配置了一定量的练 习与思考题,以帮助读者巩固书中的内容,并 提高分析解决问题的能力。为配合双语教学, 本书保留了关键专业词汇的中英文对照。
大器 ) 时标电路、锯齿波发生器、显示器等
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a.A超原理框图
b.A超各级波形图
脉冲回波式成像系统---A超(Amplidute Modulation) 由触发信号发生器 (同步电路)
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