醫(yī)學(xué)]08級影像上課用ppt第2章超聲成像技術(shù)-wenkub
2023-01-19 05:53:27 本頁面
【正文】 要表現(xiàn)： ① 數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器（ DSC）及灰度顯示 第一次重大突破 ； ② 換能器材料 換能效率高和指向性好； ③ 動態(tài)可變孔徑技術(shù)和動態(tài)濾波法 近、遠區(qū)圖像的改善； ④ “實時”技術(shù) 第二次重大突破 ； ⑤ 配用計算機、黑白監(jiān)視器、光學(xué)錄像等； ⑥ 超聲彩色顯像、計算機斷層掃描、超聲全息成像等 第三次重大突破 。 （ 3） 20世紀(jì) 50年代： A型 —B型。第 2章 超聲成像技術(shù) 南昌大學(xué) 信息工程學(xué)院 生物醫(yī)學(xué)工程教研室 徐曉玲 本章內(nèi)容： 21 超聲波的基本特性及其在生物組織中的傳播 22 超聲探測的物理基礎(chǔ) 23 超聲診斷成像 24 超聲多普勒成像 25 彩色血流映射成像 26 超聲診斷成像的最新進展 27 超聲的生物效應(yīng) 28 超聲治療 概述： 超聲成像有如下的優(yōu)點 : （ 1）能直觀觀察人體的一些組織和器官； （ 2）可實時、動態(tài)觀測； （ 3）儀器操作方便和安全； （ 4）價格較便宜。 ① 1952年， Wild脈沖反射法 (A型 ) ； ② 與此同時， Howry和 Bliss超聲切面成像（ B型）。 超聲診斷學(xué)的發(fā)展 國內(nèi)自 1958年開始實驗超聲應(yīng)用。 21 超聲波的基本特性 及其在生物組織中的傳播 211 超聲波的基本特性及其應(yīng)用 定義： 機械振動波 2 104～ 1010Hz。 （ 2）按發(fā)射方式分：連續(xù)波和脈沖波。 ? 描述超聲場的物理量： 聲速、聲壓、聲阻抗、聲強、聲壓級和聲強級等。 根據(jù)回波圖識別組織的輪廓（形狀）、類型。 根據(jù)回波圖識別器官及組織內(nèi)的惡性病變。 ?軟組織與軟組織之間界面：一般在 40dB~ 20dB之間。 在超聲醫(yī)學(xué)診斷中，通過接收這種非鏡面反射的散射內(nèi)回波，對觀察一些器官和組織的微細結(jié)構(gòu)有重要意義。 將聲能轉(zhuǎn)換成熱能等。 綜合考慮分辨率與穿透深度兩種因素 ② 聲速越小，吸收越大。 ⑤ 生物組織中的蛋白質(zhì)是吸收超聲的主要成分。 ? 一些生物物質(zhì)在不同頻率下的吸收系數(shù)和半價層 介質(zhì)名稱 頻率（ MHz） 介質(zhì)吸收系數(shù) （ dB ● cm1） 半值層（ cm） 血液 35 脂肪 肌肉 肝 顱骨 22 超聲探測的物理基礎(chǔ) 221 超聲波的發(fā)射和接收 最普遍的方法 壓電法 1. 正壓電效應(yīng)： （超聲的接收） 機械壓力 → 壓電材料 → 電場分布 交變壓力 → 交變電場 → 交變電信號 2. 逆壓電效應(yīng)： 電致伸縮現(xiàn)象 （超聲的發(fā)射） 電場作用 → 壓電材料 → 形變 交變電場 → 壓電材料伸縮 → 機械振動 → 超聲波 222 換能器 換能器材料 ①超聲診斷中應(yīng)用的壓電材料： ? 自然生產(chǎn)的單晶體：石英、硫酸鋰、碘酸鋰、鈮酸鋰、酒石酸鉀鈉等； ? 人工燒結(jié)的多晶陶瓷材料：鐵電體壓電材料有鈦酸鋇、鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛 (PZT)等。環(huán)氧樹脂 +鎢粉 、 環(huán)氧樹脂 +薄壁玻璃珠。線列陣 (直線排列 )或方陣等。適合連續(xù)波工作。 幾個定義： ? 諧振頻率： 在壓電振子呈最小阻抗時的頻率附近，存在一個使壓電振子呈純阻性的頻率。 ? 帶寬： 壓電傳感器的通頻帶（頻率響應(yīng)）。 223 發(fā)射電路 產(chǎn)生 高頻電脈沖 激勵換能器發(fā)射超聲脈沖波 。 對超聲接收放大器的性能要求有： ? 放大器的增益、帶寬以及適用的頻率范圍； ? 放大器的抗干擾能力和信噪比； ? 放大器過載后的恢復(fù)能力； ? 放大器的動態(tài)范圍或線性范圍。 7）視放：將視頻信號放大到適合顯示器的顯示要求。 ② 對數(shù)壓縮的意義 : 對數(shù)放大器 由于反射系數(shù)的差別使相鄰各反射體的回波大小差異很大，為了均衡這種差異必需用對數(shù)壓縮技術(shù)。 （ 3）靈敏度深度補償（ S **結(jié)果：使介質(zhì)中不同深度的相同聲阻抗差界面的回波在顯示器上有相同輝度的顯示。 （ 2）遠程提升 補償遠區(qū)光點過少或過弱的問題。 （ 4）動態(tài)范圍調(diào)節(jié) 突出圖形中的病變區(qū)域。 ? 圖像記錄 ：普通或即顯膠片、磁帶錄像機 近年開發(fā)的儀器還具有以下的功能： 光標(biāo)測距 字符顯示 病人代號、性別、年齡、檢查部位及臟器、檢查日期等； 部位及探頭位置顯示 顯示腹部、背部等處線條圖形、探頭放置位置及傾斜角； 圖像凍結(jié)裝置 局部放大 放大 2～ 4倍，以便觀察小區(qū)內(nèi)的細微變化； 圖像輪廓增強及自動面積計算 用計算機進行操作程序和信號處理的自動化、定量化。因此，聲源至界面的路程 L為： L=ct/2 c為聲波在媒質(zhì)中的傳播速度， t為發(fā)出超聲脈沖到接收界面反射回波時為止的一段時間。 ? 應(yīng)用最多的是對肝、膽、脾、腎、子宮等的檢查，尤其對眼內(nèi)異物， A超比 X線透視檢查更方便、準(zhǔn)確。 1） 探頭移動與 B型圖像的形成 顯示二維切面圖像 （ 2）工作原理 原理小結(jié) : 依據(jù) 超聲脈沖回波成像 ，電路結(jié)構(gòu)與 A型大體相同但更復(fù)雜。 ? 電子開關(guān)將激勵電壓順序加到各分立的晶片上，各晶片也就按一定的時序依次發(fā)射超聲完成掃查。 2 ( 1 )N n m? ? ?現(xiàn)代Ｂ超中用得最多的一種 65 2 b）半間距線掃 相鄰聲束間錯開半個陣元 τ：發(fā)射延遲時間 d：陣元中心間距 θ: 偏轉(zhuǎn)角 42 （ 2）相控陣掃查 （扇形掃查，適用于心臟的檢查） si ndc???? 采用多元相控陣電子探頭。 44 相控陣電子聚焦： 233 B型超聲成像系統(tǒng)的分辨率 直徑分辨力及其與超聲波波長的關(guān)系 ? 直徑分辨力 儀器能分辨病灶最小直徑的能力。 一般認為病灶直徑為 5λ時，才有明顯反射，可分辨其存在。 。 ? 橫向分辨率與聲束的直徑（粗細）有關(guān)。
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