第九章超声成像设备.ppt
- 文档编号:2703796
- 上传时间:2022-11-08
- 格式:PPT
- 页数:95
- 大小:3.52MB
第九章超声成像设备.ppt
《第九章超声成像设备.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第九章超声成像设备.ppt(95页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
第九章超声成像设备昆明卫生职业学院医技学院影像教研室王志涛直线传播直线传播能量大能量大22、超声的特点、超声的特点:
频率高频率高11、什么是超声?
、什么是超声?
高于高于20000Hz20000Hz的声音的声音超过正常人耳能听到的声波超过正常人耳能听到的声波超声导航超声导航声呐声呐穿透能力强穿透能力强超声诊断仪超声诊断仪金属探伤仪金属探伤仪破碎能力强破碎能力强杀菌、消毒杀菌、消毒清洗精密零件清洗精密零件将不可混合液体混合如油和水将不可混合液体混合如油和水缩短种子发芽时间,提高发芽率;促进植物生长缩短种子发芽时间,提高发芽率;促进植物生长超声加工如金刚石、玻璃等超声加工如金刚石、玻璃等超声除尘如烟囱里冒的黑烟超声除尘如烟囱里冒的黑烟3、超声的应用、超声的应用医学方面医学方面:
1、超声治牙、超声治牙2、超声诊断仪(、超声诊断仪(B超)超)3、人体内结石击碎、人体内结石击碎4、超声波加湿器(雾化)、超声波加湿器(雾化)5、医疗器械杀菌、消毒、医疗器械杀菌、消毒超超声声检检查查是是利利用用超超声声的的物物理理特特性性和和人人体体器器官官组组织织声声学学性性质质上上的的差差异异,以以波波形形、曲曲线线或或图图像像的的形形式式显显示示和和记记录录,借借以进行疾病诊断的检查方法。
以进行疾病诊断的检查方法。
不不足足之之处处在在于于图图像像的的对对比比分分辨辨力力和和空空间间分分辨辨力力不不如如CTCT和和MRIMRI高。
高。
第一节第一节概述概述一、超声成像设备的发展简史一、超声成像设备的发展简史1917年法国人发明声纳年法国人发明声纳20世纪世纪40年代末,超声用于医学诊断(年代末,超声用于医学诊断(A型)型)20世世纪纪50年年代代初初,临临床床使使用用脑脑回回声声图图,M型型超超声声心动图心动图20世纪世纪50年代末,超声多普勒技术年代末,超声多普勒技术20世纪世纪60年代中,年代中,B型超声诊断仪型超声诊断仪20世世纪纪80年年代代,双双功功(duplex)声声像像图图+多多普普勒勒频谱频谱20世世纪纪90年年代代,新新技技术术,三三功功(triplex)声声像像图图+多多普普勒勒频频谱谱+彩彩色色多多普普勒勒血血流流显显示示,三三维维立立体体声声像图及数字化像图及数字化由由黑黑白白灰灰阶阶超超声声成成像像发发展展到到彩彩色色多多普普勒勒超超声声谐谐波波成成像像、组组织织多多普普勒勒成成像像等等新新型型成成像像技技术术和和各各项项新新的的超超声声检检查查技技术术(如如腔腔内内超超声声检检查查、器器官官声声学学造造影检查、介入超声)逐渐应用于临床。
影检查、介入超声)逐渐应用于临床。
由单纯诊断发展到诊断与治疗两方面。
由单纯诊断发展到诊断与治疗两方面。
目目前前超超声声和和X线线-CT、磁磁共共振振与与核核医医学学共共同同组组成成现现代四大医学影像技术。
代四大医学影像技术。
一一方方面面是是价价格格低低廉廉的的便便携携式式超超声声诊诊断断仪仪大大量量进进入入市场市场另另一一方方面面是是向向综综合合化化、自自动动化化、定定量量化化和和多多功功能能等等方方向向发发展展,介介入入超超声声、全全数数字字化化电电脑脑超超声声成成像像、三三维维成成像像及及超超声声组组织织定定性性不不断断取取得得进进展展,使使整整个个超声设备和诊断技术呈现出持续发展的热潮。
超声设备和诊断技术呈现出持续发展的热潮。
在在探探头头方方面面,新新型型材材料料、新新式式换换能能器器不不断断推推出出,如如高高频频探探头头、腔腔体体探探头头、高高密密度度探探头头相相继继问问世世,进一步提高了超声诊断设备的档次与水平。
进一步提高了超声诊断设备的档次与水平。
二、超声成像的物理学基础
(一)超声波1.频率、波长、声速2.反射、折射、透射3.声压、声强
(二)媒质的声阻抗Z=c三、超声诊断仪的分类根据被探测的声波特点分为:
根据被探测的声波特点分为:
穿透式超声诊断仪穿透式超声诊断仪和和回波式超声诊断仪回波式超声诊断仪根据其利用的物理特性不同分为:
根据其利用的物理特性不同分为:
幅度式和多普勒幅度式和多普勒1.回波幅度式回波幅度式利利用用回回波波幅幅度度变变化化来来获获取取组组织织信信息息的的超超声声诊诊断断仪仪提高组织器官解剖结构和形态方面的信息。
提高组织器官解剖结构和形态方面的信息。
(1)A型超声诊断仪:
型超声诊断仪:
A型超声型超声采采用用幅幅度度调调制制显显示示,回回波波信信息息在在显显示示器器上上以以脉脉冲冲波形显示波形显示横坐标:
超声波传播时间,探测深度横坐标:
超声波传播时间,探测深度纵坐标:
回波脉冲的幅度纵坐标:
回波脉冲的幅度
(2)M型超声将A型超声获取的回波信息,用亮度调制方法加于显示器内阴极摄像管(CRT)阴极或栅极上,并在时间轴上加以展开,最终显示的是被探测界面运动的轨迹能反应心脏各层组织界面的深度随心脏活动时间的变换情况。
(3)B型超声诊断仪/B超是当今世界使用最广泛的超声诊断仪。
它采用回波信号的幅度调制显示器亮度。
它以明暗不同的光点反映回声变化,在影屏上显示9-64个等级的灰度图象强回声光点明亮,弱回声光点黑暗按扫描线逐行显示随深度变换的回波信号即构成一幅二维断面图象类型:
扇形扫描、线性扫描、复合式B超(4)C型、F型超声诊断仪超声波束能进行X、Y两个方向扫描(平面),采用亮度调节。
C型距离选通(平面深度位置)是一个常数(固定深度)F型则是一个变量(5)3D型超声诊断仪显示组织器官的立体结构或功能图,利用亮度来反映回波信息由二维扫描获取的平面图来重建三维图2.多普勒式多普勒效应:
振动源和接受体在连续介质中有相对运动时,所接收到的回声频率不同于振动源所发射声频率,其差别与相对运动的速度有关,这种现象就叫做超声的多普勒效应。
目前常用的超声多普勒有:
连续波式多普勒(CWD)脉冲式多普勒(PWD)彩色多普勒(CDFI)彩色多普勒超声诊断仪是一个综合性的超声诊断系统,在B型图像上叠加彩色血流图1.显示人体组织器官的形态结构2.反映运动信息,另外,超声医学影像设备根据其原理、任务和设备体系等,可以划分为很多类型。
1.以获取信息的空间分类
(1)一维信息设备如A型、M型、D型。
(2)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。
(3)三维信息设备即立体超声设备。
2.按超声波形分类
(1)连续波超声设备如连续波超声多谱勒血流仪。
(2)脉冲波超声设备如A型、M型、B型超声诊断仪。
3.按利用的物理特性分类
(1)回波式超声诊断仪如A型、M型、B型、D型等。
(2)透射式超声诊断仪如超声显微镜及超声全息成像系统。
4.按医学超声设备体系分类
(1)A型超声诊断仪将产生超声脉冲的换能器置于人体表面某一点上,声束射入体内,由组织界面返回的信号幅值,显示于屏幕上,屏幕的横坐标表示超声波的传播时间,即探测深度,纵坐标则表示回波脉冲的幅度(amplitude),故称A型。
(2)M型超声诊断仪将A型方法获取的回波信息,用亮度调制方法,加于CRT阴极(或栅极)上,并在时间轴上加以展开,可获得界面运动(motion)的轨迹图,尤其适合于心脏等运动器官的检查。
(3)B型超声诊断仪又称B型超声断面显像仪,它用回波脉冲的幅度调制显示器亮度,而显示器的横坐标和纵坐标则与声速扫描的位置一一对应,从而形成一幅幅亮度(brightness)调制的超声断面影像。
故称B型。
B型超声诊断仪又可分为如下几类:
扇形扫描B型超声诊断仪-包括高速机械扇形扫描、凸阵扇形扫描、相控阵扇形扫描等;线性扫描B型超声诊断仪;复合式B型超声诊断仪-它包括线性扫描与扇形扫描的复合以及A型、B型、D型等工作方式的复合,极大地增强了B型超声设备的功能。
(4)D型超声多普勒诊断仪利用多普勒效应,检测出人体内运动组织的信息,多普勒检测法又有连续波多普勒(CW)和脉冲多普勒(PW)之分。
(5)C型和F型超声成像仪C型探头移动及其同步扫描呈“Z”字形,显示的声像图与声束的方向垂直,即相当于X线断层像,F型是C型的一种曲面形式,由多个切面像构成一个曲面像,近似三维图像。
(6)超声全息诊断仪它沿引于光全息概念,应用两束超声波的干涉和衍射来获取超声波振幅和相位的信息,并用激光进行重现出振幅和相位。
(7)超声CT超声CT是X-CT理论的移植和发展,用超声波束代替X射线,并由透射数据进行如同X-CT那样的影像重建,就成为超声CT,其优点:
无放射线损伤;能得到与X-CT及其它超声方法不同形式的诊断信息。
第二节超声探头超声探头(ultrasonicprobe)又叫超声换能器,是超声成像设备必不可少的关键部位,它是将电信号变化为超声波信号,又将超声波信号变换为电信号,即具有超声发射和接受双重功能。
超声探头的主体-压电振子是由压电材料制成的,它能实现电能与声能的相互转换。
具有压电效应性质的材料,称为压电材料。
按物理结构分为四大类:
压电单晶体、压电多晶体、压电高分子聚合物、复合压电材料。
压电效应:
在压电晶体适当方向施加作用力时,相对电极板上会出现与外力成正比的正负电荷,形成一定的电压信号,利用压电效应接收超声波。
压力压力变形变形产生电场产生电场一、压电效应电致伸缩效应(反压电效应):
在相对两个电极板上加一交变电压,压电晶体能按电压变化规律伸长或收缩。
利用此效应可以产生超声波。
电场电场变形变形压电晶体具有压电晶体具有压电效应压电效应和和电致伸缩效应电致伸缩效应压电晶体未受外力两压电晶体未受外力两侧不带电荷侧不带电荷压电晶体俗称振元或振子,是探头的核心部分对某些非对称结晶材料(如石英)进行一定方向的加压或拉伸时,表面的两侧将会出现符号相反的电荷,具有此性质的材料称为压电材料,分为压电晶体、极化陶瓷、高分子聚合物和复合材料等。
人造压电陶瓷和人造极性高分子聚合物,如钛酸钡、硫酸锂、钛酸铅、锆钛酸铅(PZT)压电材料天然石英晶体价格贵、性能差人工锆钛酸铅1.电-声相互转换效率高,灵敏度高2.易于电路匹配,性能稳3.非水溶性,耐湿防潮,机械强度大4.价格低廉,易于加工二、结构与种类
(一)结构换能器外壳连接电缆其它:
机械探头中有电机,传动机结构、位置信号等。
声透镜声透镜匹配层匹配层1匹配层匹配层2压电晶体压电晶体吸声材料吸声材料地电极地电极“火火”电极电极换能器完成超声与电信号相互转换发射超声波和接收超声回波由声透镜、匹配层、压电晶体、吸收块组成压电晶体圆片或长条形片谐振频率由厚度决定,厚度,谐振频率匹配层使声能高校第在压电晶体和人体软组织之间传输提高换能器的灵敏度、减少失真和展宽频带声透镜:
凹凸或凸透镜,将换能器发出的波速聚焦,提高超声诊断仪的分辨力吸声块由吸声材料制成将向后辐射的声能吸收掉,消除后向干扰晶体振荡的阻尼装置,缩短振动周期超声的振动周期由晶体和阻尼材料决定,影响成像的轴向分辨力外壳:
支撑、屏蔽、密封盒保护换能器连接电缆:
连接换能器与主机二、种类1.按诊断部位:
眼科探头、心脏探头、腹部探头、颅脑探头、腔内探头和儿童探头2.按应用方式:
体外探头,体内探头、穿刺活检探头3.按换能器所用的晶体振元数目:
单元式探头和多元式探头6.按工作原理:
脉冲回波式探头、多普勒式探头4.按波束控制方式:
线扫探头、相控阵探头、机械扇扫探头和方阵探头5.按几何形状:
矩形探头、柱形探头、弧形探头、圆形探头6.按工作原理:
脉冲回波式探头和多普勒式探头
(1)常见形式:
连续波(CW)和脉冲波(PW)多普勒探头
(2)梅花形探头7.按工作频率:
单频探头、变频探头、宽频探头三、发射与接收电路发射电路功能:
在受到同步信号触发时,产生高压电脉冲去激励换能器发射超声波。
振动频率(主频或中心频率)由换能器的晶片特性和厚度决定,可人工微调。
1-15MHz范围内频宽:
由晶片Q值和阻尼电阻R2决定。
Q值越大,脉宽越窄;阻尼电阻R2越小,脉宽越窄,能量越小,同时图象分辨率越高。
接收电路接收电路1.射频放大器组成:
隔离级(或称保护电路)、前置放大、高频放大、时间增益补偿(TGC或STC)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第九 超声 成像 设备
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)