川北医学院：《影像设备学超声原理》课程教学资源（课件讲稿）超声成像设备（超声成像系统）

超声成像设备

超声成像设备

第一节 概述 ● 医学超声：超声物理学、超声工程学，与医学超声诊断与治疗。 ● 超声物理：振动和波是理论基础，研究超声波在生物组织中的传 播特性和规律。 超声工程学：电子技术、计算机技术为基础，依靠超声物理的结论。 设计研制医学诊断设备和治疗设备。 超声诊断：主要是根据超声波在生物组织中传播规律、组织特性、 组织几何尺寸的差异使超声波的透射、反射、散射、绕射及干涉 等传播规律和波动现象也不同，从而使接收信号的幅度、频率、 相位、时间等参量发生不同的改变，通过对这些参量的测量、成 像来识别组织的差异、判别组织的病变特征。 超声治疗：主要利用生物体吸收超声波的特性、也即利用超声波 的生物效能和机理，达到治疗的目的

l 第一节 概 述 l 医学超声：超声物理学、超声工程学，与医学超声诊断与治疗。 l 超声物理：振动和波是理论基础，研究超声波在生物组织中的传 播特性和规律。 l 超声工程学:电子技术、计算机技术为基础，依靠超声物理的结论。 设计研制医学诊断设备和治疗设备。 l 超声诊断：主要是根据超声波在生物组织中传播规律、组织特性、 组织几何尺寸的差异使超声波的透射、反射、散射、绕射及干涉 等传播规律和波动现象也不同，从而使接收信号的幅度、频率、 相位、时间等参量发生不同的改变，通过对这些参量的测量、成 像来识别组织的差异、判别组织的病变特征。 l 超声治疗：主要利用生物体吸收超声波的特性、也即利用超声波 的生物效能和机理，达到治疗的目的

超声成像设备分类（上） 。一、按超声波型分类 。连续波超声设备 脉冲波超声设备 。二、按利用物理特性分类 ● 回波式超声诊断仪 透射式超声诊断仪 。三、按设备的结构分 A超：是一种最基本的显示，示波器上横坐标表示超声波的 传播时间（探测深度），纵坐标表示脉冲回波幅度 (Amplitutede),故称为A型显示，简称A超。临床运用测量 人体器官位置，尺寸、组织的声学特性、诊断疾病

超声成像设备分类（上） l 一、按超声波型分类 l 连续波超声设备 l 脉冲波超声设备 l 二、按利用物理特性分类 l 回波式超声诊断仪 l 透射式超声诊断仪 l 三、按设备的结构分 l A超：是一种最基本的显示，示波器上横坐标表示超声波的 传播时间（探测深度），纵坐标表示脉冲回波幅度 （Amplitutede),故称为A型显示，简称A超。临床运用测量 人体器官位置，尺寸、组织的声学特性、诊断疾病

超声设备分类（下） M型超声诊断设备M超一超声心动图仪：在荧光屏上得到组织器官（心雕）许 ● 多曲线一构成超声心动图。反映不同介面不时间反射超声波的强弱。是亮度 调制型设备。临床主要用于研究心血管疾病、可与心电图、心音图、脉搏结 合考虑分析，测量心血管的部分大小、厚度，瓣膜的运动。 B型超声诊断设备：一B超一切面显像仪。静止目标B型超声显像仪；实时B型 超声显像仪，数字扫描B型超声成像设备，代计算机的B型超声成像设备四种。 C超与F型超声成像设备：横断面成像，横断面曲面成像。 D超：脉冲回波D型超声诊断仪，连续波D型超声诊断仪。 ● 彩超=B+D+M,多功能超声成像设备。彩色显示。CDFI彩色血流（低速）显像 仪 CDTI(高速) CDE(彩色、幅度，大小)低速血流的彩色多普勒能谱图， DPA(大小，方向) CHI,THI(见书171页表6-1,183页) 超声全息诊断设备 超声显微镜 超声CT 超声外科设备 ● 超声治疗设备

超声设备分类（下） l M型超声诊断设备-M超－超声心动图仪：在荧光屏上得到组织器官（心脏)许 多曲线－构成超声心动图。反映不同介面不时间反射超声波的强弱。是亮度 调制型设备。临床主要用于研究心血管疾病、可与心电图、心音图、脉搏结 合考虑分析，测量心血管的部分大小、厚度，瓣膜的运动。 l B型超声诊断设备：－B超－切面显像仪。静止目标B型超声显像仪；实时B型 超声显像仪，数字扫描B型超声成像设备，代计算机的B型超声成像设备四种。 l C超与F型超声成像设备：横断面成像，横断面曲面成像。 l D超：脉冲回波D型超声诊断仪，连续波D型超声诊断仪。 l 彩超=B+D+M,多功能超声成像设备。彩色显示。CDFI 彩色血流（低速)显像 仪 CDTI(高速） CDE(彩色、幅度，大小）低速血流的彩色多普勒能谱图， DPA(大小，方向） CHI,THI（见书171页表6－1，183页） l 超声全息诊断设备 l 超声显微镜 l 超声CT l 超声外科设备 l 超声治疗设备

二、超声设备发展历程 1880年，法国科学家皮尔和Jacques..居里 压电效应。1917年法国 科学家保罗一郎之万发现逆压电效应。 ● 1921年 声纳 ● 1942年 奥地利科学家 A超，探测头颅 ● 1952年 美国科学家 B超 1954年B超临床 ● 1956年 日本科学家 多普勒超声 探测心脏 ●】 1967年 电子探头 1968年 TGC 1968年 研究计算机用于B超设备，DSC数字扫描 ● 1973年C超，1978年F超 1983年彩色学流图（CFM),1990年3D扫描研制 1991年数字化超声成像系统不步入新的发展阶段 ● CDTI CDE DPA CHI THI

二、超声设备发展历程 l 1880年，法国科学家 皮尔和Jacques.居里 压电效应 。1917年法国 科学家保罗－郎之万 发现逆压电效应。 l 1921年 声纳 l 1942年 奥地利科学家 A超，探测头颅 l 1952年 美国科学家 B超 1954年B超临床 l 1956年 日本科学家 多普勒超声 探测心脏 l 1967年 电子探头 1968年 TGC l 1968年 研究计算机用于B超设备，DSC数字扫描 l 1973年C超，1978年F超 l 1983年彩色学流图（CFM），1990年3D扫描研制 l 1991年数字化超声成像系统不步入新的发展阶段 l CDTI CDE DPA CHI THI

三、超声波基础知识简介 ·(一)超声波 1、是频率超过2万Hz的机械波，在空气中传播平 均速度为340m/s,在人体软组织，氵 液体中约 1540m/s,在颅骨中3860m/s。 。2、描述超声波的物理量： ·周期T,频率f，波长入，波速C, ·相位Φ=(ot+0) ·介质特征声学参数一声阻抗Z=pC (单位瑞利) ● 声压p,声压级Lp,声强I,声强级L ·声压反射系数，折射系数， ·声强反射系数，声强折射系数

三、超声波基础知识简介 l （一）超声波 l 1、是频率超过2万Hz的机械波，在空气中传播平 均速度为340m/s，在人体软组织，液体中约 1540m/s，在颅骨中3860m/s。 l 2、描述超声波的物理量: l 周期T,频率f，波长 ，波速C， l 相位=(t) l 介质特征声学参数－声阻抗 Z= C (单位瑞利) l 声压p，声压级Lp，声强I，声强级LI l 声压反射系数，折射系数， l 声强反射系数，声强折射系数

3、次声波、声波、超声波 ● 4、超声波的特点 方向性好：定向发射。 能量高： ●】 传输特性： 穿透能力：工作频率与发射功率 5、超声波的类型 纵波与横波：固体、液体、气体均可传播纵波。只能在固体传播横波，不能在 液体、气体传播横波。 ● 表面波：延介质表面传播的波，是瑞丽1887年提出又叫瑞丽波 板波：在板厚与波长相当的介质中传播 ● 平面波：波阵面互相平行的平面的波 ● 柱面波：波阵面是同轴圆柱面的波 球面波：波阵面是同心球面的波 连续波：波源不断振动，连续不断辐射的波。脉冲波：波源振动时间较短，间 歇辐射的波

3、次声波、声波、超声波 l 4、超声波的特点 l 方向性好：定向发射。 l 能量高： l 传输特性： l 穿透能力：工作频率与发射功率 l 5、超声波的类型 纵波与横波：固体、液体、气体均可传播纵波。只能在固体传播横波，不能在 液体、气体传播横波。 l 表面波：延介质表面传播的波，是瑞丽1887年提出又叫瑞丽波 l 板波：在板厚与波长相当的介质中传播 l 平面波：波阵面互相平行的平面的波 l 柱面波：波阵面是同轴圆柱面的波 l 球面波：波阵面是同心球面的波 l 连续波：波源不断振动，连续不断辐射的波。脉冲波：波源振动时间较短，间 歇辐射的波

一维超声波的数学表达式 ●声压p p=peAosint-S） C ●介质密度p,超声波传播速度C,振幅A ·角频率0=2πf,超声波传播时间t

一维超声波的数学表达式 l 声压p l 介质密度，超声波传播速度C，振幅A l 角频率＝2，超声波传播时间t sin ( ) c x p  cA  t 

被长 波长 () 被长 振隔 (b) 图15-4波长示意图 f==发

入射波 反射波 射1 反射角 媒质1 密疑 P1C1 媒质2 就折射角 折射波 图6-3声波的反射与折射