医学超声成像原理.ppt

医学超声成像原理3.4超声波成像原理医学超声波诊断仪Ａ型（超声示波法）显示特点：探头不动向人体反射并接收声波，根据回波出现的位置，回波幅度的高低、形状、多少和有无，确定被检体病变或解剖部位的信息，但特异性不突出，还缺乏解剖学特征。Ｍ型（超声扫描法）M型曲线图Ｂ型（超声显象法）肝脏B超D型（超声多普勒法）二尖瓣血流CDFI声束的聚焦超声波束处理技术一．凹面晶体
用这种聚焦方式，焦点的声束比较细，横向分辨性能好.但是，一旦偏离聚焦范围，声束比未聚焦的还粗，因此，采用这种聚焦型探头，要注意聚焦范围的深度、一般可分成近距离、中距离和远路离3个档次。
与光学聚焦原理类似，在平面晶体表面附加声学透镜，可使超声波束汇聚到一点，即焦点.焦点深度，即焦距。由声学透镜曲率半径、超声波在声学透镜中的传播速度和人体中声速所决定.１、电子聚焦二、电子聚焦
所谓电子聚焦，就是控制各振元的相位，使其发射的超声束在焦区得到同相相长加强，达到聚焦的目的，实际上是通过控制延时达到控制相位的。
延时量的计算：
分别为L1，L2，L3，焦距F=35cm，阵元间距d=0.5mm，由图可得
L1=3.5d=3.5×0.5=1.75mm
L2=2.5d=1.25mm
L3=1.5d=0.75mm设声速c=1540m/s
则第1号振元与第2号振元的相差延时量为：
Δτ1=ΔS1/c=0.02141/1540×103=13.9ns
同理2号振元与3号振元之间的延时量为：
Δτ2=ΔS2/c=9.27ns
3号与4号振元延时差为：Δτ3=ΔS3/c=4.64ns
设第1号及第8号振元无延时，则2号振元延时时间为：τ1=13.9ns
3、6号振元延时时间为：τ1+τ2
τ2=13.9+9.27=23.17ns
4、5号振元延时时间为：
τ3=Δτ1+Δτ2+Δτ3=27.81ns
那么延时量是如何实现的，是通过延迟线来实现的。三聚焦探度和焦点直径
在聚焦点，声束宽度最小。在焦点附近一个有限的范围内，聚焦声束宽度小于同一阵列换能器同时被激励，即未聚焦时所产生的声束宽度。离焦点越远，聚焦声束宽度越宽，直至大于同一阵列换能器未聚焦声束宽度。动态电子聚焦
为了提高成像系统的分辨力，需要进行聚焦，焦区以内的声束变细了，确实提高了分辨力，但焦区以外，声束不仅没有变细，反而变得更粗了，焦区以外的分辨力不仅没有得到提高，反而变得更差了，因此需要整个穿透深度上都要进行聚焦，使整个深度上的分辨力都得到提高。
动态电子聚焦又分为：
1、等速动态电子聚焦
2、全深度分段动态电子聚焦
1、等速动态电子聚焦
等速动态电子聚焦是通过计算机控制，以一定的速度改变发射和接收的延迟时间，使焦点随发射波和接收同步移动，使整个深度的所有位置，都有良好的横向分辨力，显然这种聚焦最为理想，但由于焦点移动速度快，延时分级细，延时程度高，故电路更复杂，成本更高。2、全深度分段动态电子聚焦：
全深度分段动态电子聚焦就是将探测深度分成若干，只对每个段分别进行聚焦，接收时只取每个焦区的回波信号，最后将各段焦区的回波信号迭加合成一行回波信号。
优点是：分段数少，延迟线分段段数少，操作简便，成本低。
缺点是：成像速度慢，精度低。
但可以TV方式显示，以慢入快出的方式对存贮器进行续写，并进行各种图像处理，从而就得稳定清晰图像。四可变孔径技术
变孔径技术，在近场采用小孔径，在远场采用大孔径。扫描方式超声波束的扫描(线阵）电子相控阵扇形扫查波束的时空控制：该探头中既没有开关控制器也没有子阵，这是因为相控阵所有阵元对每个时刻的波束都有贡献，而不像线阵探头那样分组、分时轮流工作。分相控发射和相控接收。（1）相控发射：（2）相控接收：回波信号时间相位补偿叠加求和合成波束改变时间改变偏转角度二、超声诊断仪基本结构框图