第8讲医学超声基本理论.pptVIP

3多普勒效应声源静止，接收器运动（速度为，运动速度与声源和接收器连线的夹角为），此时接收器接收的信号周期为，即：－接收到的信号周期－声波波长－媒质中的声速第30页，共49页，星期日，2025年，2月5日3多普勒效应接收器收到的信号频率为通常满足，所以多普勒频移为第31页，共49页，星期日，2025年，2月5日3多普勒效应若声源运动，而接收器静止，如图所示，则接收器所接收到的信号频率为：多普勒频移为第32页，共49页，星期日，2025年，2月5日3多普勒效应在医学超声多普勒技术中常使用反射式探头，这时，发射源和接收器位于被测运动得体同一侧，如图给出利用多普勒效应测量血流原理图。设血流的速度为，与发射声束和接收声束之间的夹角分布为和，声源的发射频率为，按式，运动体接收到的声波频率为第33页，共49页，星期日，2025年，2月5日3多普勒效应声波被运动体反射（或散射），按照惠更斯原理，此反射的声波可认为是一个新的声源，它以速度运动着，它发出的声波被静止的接收换能器接收。按式，接收到的声波频率为将代入上式得当收、发换能器靠得很近，特别是在收发共用同一换能器的脉冲多普勒系统中，，则上式变为第34页，共49页，星期日，2025年，2月5日3多普勒效应上式就是医学超声多普勒技术常用的多普勒频移公式。当速度与声束方向夹角满足时，，即回波频率高于发射频率；反之，时，，此时回波频率低于发射频率。严格说来，上述公式只适用于连续波工作状态及声束为无限宽、运动物体为无限太平面，且运动速度为常数的情况。在这种情况下，接收信号及多普勒信号均为单一领率。这些条件中，只要有一个不满足，则所得到的多普勒信号就不是单频信号，而是有一定的谱宽。在超声诊断的实际情况下，声束宽度和运动物体的大小都有限，即使发射声波为连续波，接收信号也会是调幅波，因而多普勒信号也有一定带宽。第35页，共49页，星期日，2025年，2月5日第1页，共49页，星期日，2025年，2月5日超声治疗则研究如何利用超声波的生物效应(声波照射引起的组织结构、功能和生物过程的变化)来治疗某些疾病，其物理基础是超声生物效应的机理和超声剂量学等。第2页，共49页，星期日，2025年，2月5日二十世纪20-40年代，医学超声技术处于探索阶段。1949年召开第一次国际超声医学会议，促进了医学超声的发展。超声诊断的研究始于上世纪40年代。1955年，Jaffe发现锆钛酸铅压电材料（PZT），这种人造压电材料性能良好，易于制造，极大地促进了工业和医学用超声技术的发展。1958年，Hertz等首先用脉冲回声法诊断心脏疾病，开始出现“超声心动图描述法”，现在称为“超声心动图描述法”，亦即“M型超声心动图”。同期，出现了B型显示原理和生物组织超声散射特性的研究报道。1概述第3页，共49页，星期日，2025年，2月5日50年代末期，连续波和脉冲波Doppler技术亦即超声显微镜问世。在50年代，用脉冲反射法探查疾病获得了很大成功，A型诊断仪在临床得到广泛应用，对于脑中线检查及心、肝、胆囊和眼睛某些疾病的诊断取得了成功的结果。60年代，超声诊断由A型(一维回波振幅显示)向B型(二维图像亮度显示)过渡。超声全息、B型实时成像、阵列式换能器、电子线扫描和扇形扫描、电子聚焦法等被广泛应用。这一期间，多普勒技术被进一步研究，用频谱分析法研究血流问世。60年代末期，美、日均研制成压电高分子聚合物PVF2（偏聚氟乙烯）换能器。1概述第4页，共49页，星期日，2025年，2月5日70年代是B型显像蓬勃发展的年代。随着灰阶显示和快速实时动态图像的实现，超声诊断的发展极为迅速，应用十分广泛，除了充气部位(如肺脏)和骨骼结构外，几乎人体内每个脏器都可用超声进行诊断，如颅脑、眼、心、肝、胆、肾等。待别是对于发现肿瘤和结石等占位性病变并确定其尺寸和位置，监视病情发展等，超声诊断更有其独到之处。加之超声诊断为非浸入性诊断，具有无害无痛、使用方便、费用低廉、诊断可靠等优点，使其成为临床医学不可缺少的主要影像诊断方法之一，并有着广阔发展前景。70年代后期，微型计算机在超声诊断器中得到广泛使用。1概述第5页，共49页，星期日，2025年，2月5日进入80年代后，医学超声成像设备向两极发展。一方面是价格低廉的便携式超