電子醫(yī)療儀器超聲成像技術(shù)(編輯修改稿)
2025-04-14 23:23 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 射超聲信號，另一只換能器不停接收反射回聲，轉(zhuǎn)換為電信號，送至高頻放大單元，經(jīng)幅度放大后再送至混頻解調(diào)器解調(diào)。 23 / 75 ? 1．超聲波的產(chǎn)生、發(fā)射和反射 ? 主頻振蕩器產(chǎn)生并輸出頻率為 f的振蕩信號，送入聲發(fā)射驅(qū)動單元，經(jīng)過放大后驅(qū)動探頭中的壓電換能器向外輻射出頻率為 f的連續(xù)超聲波。 24 / 75 ? 2．頻移信號的檢測和頻移量的獲得 ? 接收到的頻率為 f′的回聲波，將之轉(zhuǎn)換為電信號，通過電纜線送至機(jī)器的高頻放大單元，經(jīng)過信號幅度放大后再送至混頻解調(diào)器作解調(diào)處理?；祛l解調(diào)器是一個非線性差頻處理單元電路，它有 2路輸入信號端口和 1個信號輸出端口。 25 / 75 ? 2個輸入信號分別為：①高頻放大單元送來的 f′電信號；②主頻振蕩器分出的參照 f電信號。在混頻解調(diào)器內(nèi)，這 2路信號進(jìn)行混頻、相差處理，將差頻信號 Δf＝ f′－ f從輸出端口送出。 26 / 75 缺點：所有運動目標(biāo)產(chǎn)生的多普勒信號混疊在一起，無法辯識信息產(chǎn)生的確切部位，沒有距離（深度）的信息。 27 / 75 四、脈沖波式超聲多普勒成像儀 28 / 75 ?探測距離的選通 ? 獲得人體內(nèi)部所需探測目標(biāo)的回聲信息，就必須采用距離（或深度）選通接收門控制器。 ? 在人體軟組織中，超聲的傳播速度差別不大，可以將平均聲速視為常數(shù)（ c=1540m/s），故從發(fā)射出脈沖信號的前沿為起始時刻 (t0)計起，至返回信號的脈沖到達(dá)時間 (t1)的長短與運動器官距離換能器的深度成正比。 ? 只要調(diào)節(jié)“距離選通門”的啟閉時間，就能控制探測距離和沿著這一距離方向上的一段長度（又稱作“容積”），這樣就可以只接收感興趣目標(biāo)的回聲信號，濾除前后的無關(guān)信號。 29 / 75 五、彩色多普勒血流顯像儀 ? 脈沖多普勒探測的只是一維聲束上超聲多普勒血流信息，它的頻譜顯示表示流過取樣容積的血流速度變化。脈沖多普勒技術(shù)也被稱為 一維多普勒。 ? 一維多普勒在測定某一位置的血流是很方便的，如果要了解瓣口血流流動的詳細(xì)分布，一維多普勒就很困難，只能一個點一個點地測，把每一個點的血流速度記錄下來，最后得到一個大致的血流輪廓。 30 / 75 ? 彩色多普勒成像，對于血流方面的多種狀態(tài)具有強(qiáng)大的顯示能力，如： ? 同時顯示心臟某一斷面上的異常血流的分布情況； ? 反映血流的途徑及方向； ? 明確血流性質(zhì)是層流、湍流或渦流； ? 可以測量血流束的面積、輪廓、長度、寬度； ? 血流信息能顯示在二維切面像或 M型圖上，更直觀地反映結(jié)構(gòu)異常與血流動力學(xué)異常的關(guān)系等。 31 / 75 系統(tǒng)在接收到發(fā)射來的回聲信號后，先進(jìn)入相位檢波器與原始振蕩信號進(jìn)行相位比較，再將一路信號送入脈沖多普勒信號處理通道；另一路則經(jīng)過低通濾波器去除沒有意義的雜波信號。 32 / 75 濾過后的信號經(jīng) A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換后，再進(jìn)行自相關(guān)處理。這一步驟是將前后 2個脈沖產(chǎn)生回聲的時間差換算成相位差，再根據(jù)相位差與目標(biāo)運動狀態(tài)的關(guān)系處理成血流方向和速度結(jié)果。 33 / 75 在一維多普勒診斷儀（連續(xù)波 CW和脈沖波 PW）中，是將回聲頻率與原始振蕩頻率比較出頻移量 Δf，然后通過多普勒方程式換算出血流方向和速度。 而在自相關(guān)處理中，用探測時間差異來解決這個問題：脈沖發(fā)射過程中，前后兩個相鄰脈沖之間的時間差Δt，包含了探測目標(biāo)的運動方向與速度等變量因素，最后反映在回波脈沖波形的相位差異上，由此通過脈沖自身相位差的關(guān)系解得血流方向和速度的方法稱作自相關(guān)處理技術(shù)。 34 / 75 ? 顯示方法 ? 通過數(shù)字電路和計算機(jī)處理，將血流的某種信息參數(shù)處理成國際照明委員會規(guī)定的彩色圖。規(guī)定血流的方向用紅和藍(lán)表示，朝向探頭的運
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