醫(yī)學(xué)]醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)(已修改)
2025-01-16 06:22 本頁面
【正文】 生物醫(yī)學(xué)工程 2022/2/1 1 生物醫(yī)學(xué)工程 2022/2/1 2 超聲成像 核醫(yī)學(xué)成像 磁共振成像 單光子發(fā)射型計算機斷層成像（ SPECT） 正電子發(fā)射斷層成像（ PET ） 計算機斷層掃描成像（ CT ） 生物醫(yī)學(xué)工程 2022/2/1 3 生物醫(yī)學(xué)工程 2022/2/1 4 歷史 ? 1928年 開始研究超聲的生物效應(yīng)； ? 1950年 應(yīng)用 A超對人體體內(nèi)的腫塊的檢查； ? 1960年 超聲波理療以及眼科，牙科手術(shù)； ? 70年代 B超應(yīng)用于臨床，可實時獲得人體臟器的解剖結(jié)構(gòu)圖像； 特點：無（低）損傷，非侵入性，操作方便 ? 80年代 超聲成像設(shè)備有了新的發(fā)展，圖像分辨率達到了 ，圖像的灰階等級滿足了診斷要求； 研制了各種特殊探頭，可將探頭伸入體腔內(nèi)進行超聲成像，顯示出比較小的器官； 彩色多普勒超聲診斷儀的出現(xiàn)，提供心臟內(nèi)的血流流動情況和血流量。 生物醫(yī)學(xué)工程 2022/2/1 5 超聲成像的物理基礎(chǔ) ? 超聲在均勻介質(zhì)中傳播時，不會發(fā)生發(fā)射； ? 當(dāng)介質(zhì)的聲阻抗發(fā)生變化時，超聲會在其界面發(fā)生反射； ? 聲阻抗變化愈大，發(fā)射愈強； ? 超聲在人體組織內(nèi)的傳播速度為 1540m/s； ? 由于傳播速度低，同一換能器既發(fā)射超聲又接收回波； ? 現(xiàn)代電子技術(shù)可區(qū)分來自不同深度的反射回波，使實現(xiàn)回波反射式超聲成像儀成為可能； ? 目前使用的各種超聲成像儀都是回波反射型的，顯示的是人體組織的各界面對超聲波的反射特征； ? 超聲在人體組織中傳播時產(chǎn)生衰減，與超聲頻率成正比； ? 超聲在人體組織中傳播是一種復(fù)雜的過程，除了發(fā)射，還有透射，以及衍射，散射，折射； 生物醫(yī)學(xué)工程 2022/2/1 6 超聲成像系統(tǒng) A型， M型， B型等超聲診斷儀 ：利用脈沖回波法，應(yīng)用超聲在體內(nèi)組織中幅度（能量衰減）變化的機理； 多普勒超聲診斷儀 ：應(yīng)用超聲的頻移效應(yīng)； 利用超聲在傳播過程中相位變化的信息，目前正在研究中； 生物醫(yī)學(xué)工程 2022/2/1 7 A型超聲診斷儀 原理： 用壓電晶片作換能器，用重復(fù)頻率 1000～ 2022Hz的電脈沖激勵 ?發(fā)射單聲束 ?進入人體 ?體內(nèi)組織界面產(chǎn)生反射 ?反射回波由同一發(fā)射換能器接收 ?轉(zhuǎn)換成電信號 ?放大，檢波 ?CRT顯示 （橫坐標(biāo)：超聲傳播時間，縱坐標(biāo)：回波的幅度） 特性 ： 從回波的分布：包絡(luò)寬度及幅度大小，可以測度病灶的位置，大小等。 缺點 ： 這種顯示缺少解剖信息，診斷困難； 生物醫(yī)學(xué)工程 2022/2/1 8 M型超聲 (超聲心動圖儀 ) 顯示時把 A型儀器的時間基線加到示波管的垂直偏轉(zhuǎn)板上，即用 Y軸表示臟器的深度； 把回波信號加到示波管亮度調(diào)制板上，于是 Y方向上每一條亮暗不同的線相當(dāng)于一個 A型顯示； 在水平偏轉(zhuǎn)板上加一個慢時間掃描電壓，示波管上就能顯示出各界面隨時間的活動曲線； 用途： 主要用于心臟的診斷，可看到兩個心動周期中各反射界面的運動情況，如二尖瓣開放與關(guān)閉的情況。 生物醫(yī)學(xué)工程 2022/2/1 9 B型超聲診斷儀 概念： 使探頭發(fā)射超聲波時，按一定模式在一個水平上掃描，以亮度等級顯示回波幅度，令探頭掃描與 X軸掃描電壓同步，就可獲得人體組織的二維斷層圖像。 按掃描方式的不同，可分為 ： 機械扇形掃描 相控陣扇形掃描 線陣掃描 工作原理 ： 時序電路產(chǎn)生觸發(fā)脈沖 ?使發(fā)射電路產(chǎn)生寬度為 τ的一窄脈沖 ?激勵換能晶片，產(chǎn)生超聲波（ f由晶片決定） ?不同深度的反射回路按先后次序進入放大器 ?檢波后成了視頻信號 ?顯示 生物醫(yī)學(xué)工程 2022/2/1 10 B型的主要功能 ? 大都采用了數(shù)字掃描變換技術(shù)，采用大規(guī)模數(shù)字存儲器，將圖像實時地，數(shù)字化地存入存儲器中，并可同時從存儲器讀出圖像再到顯示器顯示； ? 由于回波信號數(shù)字化，儀器可具有記憶功能，可存儲多幅圖像； ? 對圖像進行各種處理（例如偽彩色顯示），以利于診斷； ? 也可使圖像靜止，即圖像凍結(jié)； ? 提供各種字符顯示和測量功能； 生物醫(yī)學(xué)工程 2022/2/1 11 彩色多普勒超聲診斷儀 多普勒效應(yīng)： 當(dāng)超聲從運動物體反射時，其反射回波與發(fā)射頻率不同，頻率之差與運動速度有關(guān)，即相對運動引起頻移。 用途： ? 測量血管內(nèi)的血流速度和血流量 ； 由于血流中紅血球等粒子速度的隨機性，多普勒頻移構(gòu)成一個頻譜，利用傅立葉變換，可分析多普勒頻譜成分，不但可計算出血流速度，還可區(qū)分血流方向。 彩色多普勒 用不同的顏色表示血流方向。用顏色的深度表示血流速度，用色調(diào)的變化表示血流擾動情況； 生物醫(yī)學(xué)工程 2022/2/1 12 線性掃描斷層圖像原理圖 生物醫(yī)學(xué)工程 2022/2/1 13 線性電子掃描的掃描原理 生物醫(yī)學(xué)工程 2022/2/1 14 GE黑白超 LOGIQ 200 PRO 數(shù)字波束形成器 所有穿透深度上保持同質(zhì)分辨率，使診斷信心達到更高層次。參見這幅圖像。 生物醫(yī)學(xué)工程 2022/2/1 15 GE彩超 V
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