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1、Imagination at work.GE超声应用培训超声基础知识一、超声基础知识2声压时间/位置纵向波纵向波1.超声基础知识-什么是声波？-在媒介中纵向传播的机械波-在媒介中周期变化的声压3什么是超声波?频率&波长 C/f :波长,C:速率,f:频率传播速率 1530m/s 水中,344m/s 空气中(20C)频率超过20kHz0Hz 20Hz 20KHz1MHz 30MHz 400MHz 次声波次声波 可听见声音可听见声音 超声波超声波 红外线红外线 耳朵耳朵 无损探伤无损探伤 图像诊断图像诊断 声学显微镜声学显微镜 声音频谱声音频谱超声波超声波1.超声基础知识4受迫应子T=0T=1T=
2、2T=3速度 x 时间=距离声传播1.超声基础知识5频率和波率和波长:C/f40Hz4000Hz1.超声基础知识6 超超 声声 透透 射射transmission 反反 射射reflection 折折 射射refraction 衍衍 射射 diffraction 散散 射射scattering 衰衰 减减attenuation 吸吸 收收absorption人人体体1.超声基础知识7发射声波镜像反射折射散射、衍射声波的方向声波的方向变化化探探头皮肤界面界面界面 指两个不同组织的界面,如脂肪与肌肉1.超声基础知识8人体组织的反射类型人体组织的反射类型人体组织的反射类型人体组织的反射类型 生理性生
3、理性 病理性病理性无回声型无回声型 液性无回声液性无回声 胆汁胆汁/膀胱尿液膀胱尿液 胸腹水胸腹水 衰减性无回声衰减性无回声 骨骼后方骨骼后方 纤维化后方纤维化后方 均质性无回声均质性无回声 淋巴结淋巴结 淋巴瘤淋巴瘤 低回声型低回声型 心肌心肌/腺体腺体 甲减甲减 强回声型强回声型 包膜包膜/骨骼骨骼 葡萄胎葡萄胎 全反射型全反射型 气体气体1.超声基础知识10声衰减声衰减（Acoustic attenuation）声声波在介波在介质内内传播播过程中，随着程中，随着传播距离的增大，声波播距离的增大，声波的能的能量逐量逐渐减少，减少，这一一现象称象称为声衰减。声衰减。声吸收声吸收（Acoust
4、ic absorption）吸收是声波在人体内吸收是声波在人体内传播或反射的播或反射的过程中，由于体内程中，由于体内组织的的特性使声能耗失，耗失的能量特性使声能耗失，耗失的能量转换为热能的能的现象。象。1.超声基础知识12频率与灵敏度和衰减性是相关的频率与灵敏度和衰减性是相关的能量能量/声强与灵敏度和衰减性是相关的声强与灵敏度和衰减性是相关的回声回声强度度cm深度深度噪声噪声回声回声强度度cm深度深度无无TGC有有TGCTGCTGC-Time Gain Compensation 时间增益增益补偿1.超声基础知识13二、超声成像模式142.超声成像模式A模式B模式M模式DopplerPWD模式C
5、FM模式PDI模式3D模式.15当超声声束在人体组织中传播遇到二层不同声阻抗的相邻介质界面时,在该界面上就产生反射(回声),每遇到一个界面,产生一个回声,该回声在示波器的屏幕上以波的形式显示出来.界面两边介质的声阻抗差愈大,其回声的波幅愈高.反之亦然.A型(模式)成像诊断法就是根据回声波幅的高低,多少,形状及有无进行诊断。A:Amplitude振幅,幅度2.超声成像模式A模式16RVIVSLVPW心脏舒张心脏舒张心脏收缩心脏收缩心脏剖面图心脏剖面图T 时间时间D 深度深度在确定的扫查方向(深度)上,用亮度来显示反射信号的强度2.超声成像模式M模式17Line 45Line 45t1t2t3t4
6、t5t6t7t82.超声成像模式M模式182.超声成像模式B模式(亮度/辉度 brightness)图像B模式表现为亮度指示模式。B模式是一种组合成像模式，它可以把人体内不同的组织类型和界面在图像上显示出来。192.超声成像模式B模式202.超声成像模式B模式212.超声成像模式B模式222.超声成像模式B模式232.超声成像模式B模式242.超声成像模式B模式25当超声波遇到朝相同方向运动的目标时,反射回波是以相对较低的频率返回的当超声波遇到静止目标时，反射的回波是以相同的频率返回的当超声波遇到朝相反方向运动的目标时,反射回波是以相对较高的频率返回的2.超声成像模式多普勒效应26运动物体和静
7、止物体的声音特性不同运动物体和静止物体的声音特性不同对观察者来说，发动机声音对观察者来说，发动机声音逐渐增强逐渐增强对观察者来说，发动机声音对观察者来说，发动机声音逐渐减弱逐渐减弱地面静止的飞机声音是保持不变的地面静止的飞机声音是保持不变的2.超声成像模式多普勒效应27彩色的速度与彩色的速度与 q 相关；发射频率 ft越高，能检测到的最低速度越小。v=fd c2 ft cos q q 多普勒方程2.超声成像模式多普勒效应28多普勒处理器在频谱上放置一个基于运动物体速率的点。2.超声成像模式多普勒效应29当不同的对象以不同的速度运动时,多普勒处理器就会以不同的点来对应每个对象。2.超声成像模式多
8、普勒效应30垂直的位置表示物体的速率。2.超声成像模式多普勒效应31当几个点以相同的速率运动时,相应的点在频谱上会显示得亮一些。v0time0v信号强度2.超声成像模式多普勒效应322.超声成像模式多普勒效应33速度速度湍流用亮度来表示确定位置处频谱的强度。强度度2.超声成像模式多普勒效应34彩色多普勒成像采用相同的原理。超声扫描系统为图象上多个都获取多普勒频谱。在每一个点上，超声扫描系统得到它的平均速率。这些平均速率被标上了颜色，一般来说，红色红色 表示朝向换能器的方向蓝蓝色色表示背向换能器的方向。2.超声成像模式彩色多普勒效应35l这幅图象是用彩色来表示平均速率。通常情况下的超声波束通常情
9、况下的超声波束此区域此区域为 红色色,所所以流向超声波束的方以流向超声波束的方向向,方向从左到右方向从左到右此区域此区域为 蓝色色,所所以背向超声波束的方以背向超声波束的方向向,方向从右到左方向从右到左2.超声成像模式彩色多普勒效应36使用使用强度来代替速率度来代替速率标识血流的信息。血流的信息。我我们称之称之为能量多普勒能量多普勒(PDI)。彩色血流是没有角度依彩色血流是没有角度依赖性的性的,而且不会而且不会产生混生混叠。叠。它的灵敏度更好它的灵敏度更好。2.超声成像模式能量多普勒效应37机械扫查动态三维超声成像由马达驱动的旋转机构带动二维B超探头以一点为中心旋转,如图从左到右旋转,将采集的
10、一系列同心的二维断面图像数据和相应的间隔角度数据(断面间的间隔通常不等同)组成一个三维图像数据,系统后端作三维重建.然后从右到左旋转,从左到右旋转,不断重复.从而得到实时更新的三维图像.2.超声成像模式3D成像38三、超声伪像39超声伪像超声成像仪的正常工作基于特定的假设:1.声声波是直波是直线传线传播的播的2.在在组织组织内声波的内声波的传传播速度是一致的和固定的（大播速度是一致的和固定的（大约为约为1540m/s1540m/s）3.超超声波束在它横向和厚度方向上是无限薄的声波束在它横向和厚度方向上是无限薄的4.回回波波仅仅产仅仅产生于波束方向上的物体生于波束方向上的物体5.回回波波仅仅与物与物质质的反射和散射特性有关，而距离与的反射和散射特性有关，而距离与声束声束传传播播时间时间成比例成比例 当上述假当上述假当上述假当上述假设设被破坏被破坏被破坏被破坏时时，就会，就会，就会，就会产产生生生生伪伪像像像像40Res旁瓣旁瓣超声伪像41栅瓣主瓣栅瓣Grating Lobe separation angle need to be much larger than this example超声伪像42混响超声伪像43雾雾超声伪像44