黑白分明，但是小动态范围会丢失信息。
硬图象－对比度强的图象，特别其边缘非常清晰。
大动态范围－－它可以显示从小到大较宽范围内的信号，虽然它显示不出图 象的
微小差别，但是它很容易检测到整个范围的信号。这时图象的
轮廓比较
模糊。
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软图象－轮廓模糊的图象，它可以显示较宽范围内的信息。
八、多普勒（Doppler）：
98.6
数字化超声
双向数字化－发射、接收
数字化:
98.6
98.6
98.6
98.6
探头
A/D
处理器
显示
模拟:
超声信号首先经过A/D数字化转换器， 对发射，接收双方向进行处理
98.6
98.6 + ??
探头
处理器
A/D
显示
精品课件
数字化超声
数字波束形成器
S
数字化的精确度
数字 延迟
1234
精品课件
6. 分辨率
显示
数字精化品延课时件
数字化叠加
何为数字化?
A little more than halfway between 98 and 99
98.6
The Original Measurement After Addition of Noise
超过98度了!
可能过正常值了!
98.6
98.6
他发烧了
精品课件
Transducer
Transducer
Line 45 t1 Line 45 t2 Line 45 t3 Line 45 t4
4. D模式（多普勒模式）－（后面详述）
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t
1 2 3 4 5 6 7...
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。
归纳：
血流的速度、血流的方向、血流的时相、血流 的性质
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怎样用多普勒频谱判断血流的性质?
层流：红细胞速度梯度小，运动方向一致，在多普勒频谱上显示位频
谱窄，频谱波形规整，容易被自动包络，频谱与基线之间有比较明显 的空窗，频谱信号音柔和有乐感。
湍流：因红细胞运动速度梯度大，方向多变，显示为频谱宽，频谱波
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－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
相控阵探头 通过延时线聚焦
超声波束
3. 机械扫描方式：
基元
机械扫描是通过单个或多个基元机械运动（摆动）
来产生超声波束的。
－机械扇扫：是超声波束通过基元机械运动来回
摆动进行扫描的。
特点：制作成本低；扫描角度大。 噪音大；帧频低；寿命短。
区分的两个点目标的最小距离。
侧向分辨率取决于超声波束的宽度和波束聚焦情况。（线密度 聚焦；孔径) 灰度（对比度）分辨率：是指对两个相似密度的物体的
识别能力。 几何分辨率高－－灰度分辨率差
轴向分辨率
高
低
灰度分辨率
平衡 几何分辨率
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侧向分辨率
高
低
B模式
衰减：
在正常情况下，超声系统从近场接收到的回声信号比较强，从远场接收到 的回声信号较弱，对于从近场到远场的图象，如果我们不对它进行调整，就无法看清 这个图象。
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。B型显示 切面声像图，M型显示体内各层组织对于体表（探头）的距离随时间变化的曲线，是反 映一维的空间结构。
Transducer
Transducer
－径向扫描
－梯形扫描
－相控阵
－扩大扫描 －向量扫描
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：用于小器官、血管及术中。
－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：
• 孔径大 • 近场视野宽 • 旁瓣影响小
特点： • 近、远场视野宽
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脉冲波多普勒技术有什么局限性?
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。
背衬材料 压电陶瓷(基元)
发射
物
反射
体
精床上有多种诊断方式。目前主要采用以下的方式：
电子扫描方式
机械扫描方式
特殊方式
－线阵
－机械扇扫
－斜向扫描
－凸阵（含微型凸阵）
时间增益控制（TGC）：
为了使从近场到远场的图象质量更好，我们应该为每一深度（分段）进行相 应的时间增益控制调整。
通常如果病人较胖，则其远场图象会因为脂肪而产生较大的衰减而变暗，这 时我们应增加其远场的TGC，如果病人比较年轻，则其近场图象会因为肌肉产生较大的 衰减而变暗，这时应增加其近场的TGC。
的声频率,其差别与相对运动的速度有关,这就是多普勒效应。
TXM
TXM
RCV
RCV
如果接收体向着振动源运动，则接收
如果接收体背着振动源运动，则接收
到的频率将高于发射频率。
精品课件到的频率将低于发射频率。
实验设计
• 火车速度 = 40 MPH • 将校准过的声纳放在路轨旁和火车上 • 训练有素的音乐观察员处在路轨旁和火
1. 结构：
详见右图所示。
衬套
声透镜
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，
电缆
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，
的信息。
5MHz
传统探头
频带宽度
5MHz
宽频带探头 主机带宽
探头带宽
远场
近场
5MHz
10MHz
低
高
帧
帧
频
频
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4. 数字化
数字化的标志是数字化处理装置。 前端数字化－全数字化 后端数字化－部分数字化
数字波束形成器
数字化 处理 A/D
放大、 滤波
放大、 处理
数字化 处理 A/D
显示
Σ
•
目标
探头
处理
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六、超声系统： 主机
延时线路 脉冲发射/接收
探头
探头
处理
滤波器、对数放大 器、时间增益控制
DSC
数字扫描转换器
存储
硬盘、磁光盘
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显示器
监视器
记录设备
录像机
打印机
彩色打印机
图象档案管理
七、名词解释：
1. 聚焦
许多超声设备都有调整聚焦的功能，对感兴趣的 区域进行聚焦，从而使图象分辨率更高，图象更清晰。
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B模式
增益（Gain）： 每个超声设备都有增益控制系统，增益用来调整监视器所显示的回
波信号的大小。（类似收音机的volume音量键）
增益低－－整个图象的亮度低，组织的亮度较低，噪声也低。 增益高－－整个图象的亮度高，噪声水平也较高。
动态范围： 动态范围可以用来调整灰阶范围的宽度。
强，
小动态范围－－它可以显示小范围内的各部分之间的区别，这时的图象对比度
• 多普勒－检测血流量信息。
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折射 镜子
反射
二、超声原理
1. 基本原理： 超声基本原理与回声原理相同。
2. 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）
低频
高频
分辨率
更好
远
探 头
近
穿透力： 更强
3. 超声波的衰减：
彩色多普勒
彩色多普勒（color Doppler） 能量多普勒（power Doppler） 组织多普勒（tissue Doppler）
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脉冲多普勒的技术特点：
探头以短脉冲群方式发射超声，在发射间歇期，又用以接 收回声信号。在间歇期，选择性接收所需要检测位置的信号，这种选择 性定位接收能力称为距离选通（rang gating）或距离分辨能力（rang resolution），所需检测的区域称为取样容积（SV）。
形不够规整，不易被包络，频谱窗消失，频谱信号音粗糙刺耳。
动脉血流：频谱呈脉冲波形，收缩期幅度大于舒张期，舒张期开始
可能出现短暂的反向脉冲波形，频谱信号音呈明确的搏动音。
静脉血流：频谱呈连续的有或无起伏的曲线，
曲线起伏是由于呼吸是静脉压力的增大或减 小所致。大的静脉如腔静脉更易出现频谱曲 线的起伏。频谱信号音呈连续的吹风样或大 风过境样声音。
超声基础知识
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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。
2. 声音频谱
0Hz
20Hz
20KHz
1MHz
30MHz
400MHz
次声波 红外线
可听见声音 耳朵
超
无损探伤
图像诊断
声 声学显微镜
海洋
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潜艇
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