医学超声学课件第4章.pdf

第四章 超声信号、信道与指标 本章提要： • 超声信号形式及其特性 • 超声信号与系统的主要指标 • 超声波发射方式和发射通道 • 超声波信号模拟接收处理通道 • 接收相关处理原理 • 各种显示管的原理 Chapter 4 Ultrasonic Signals ,Signal Channels and Index 第4.1节 概述 医学超声诊断设备的物理通用模型如图4.1所示，采用脉冲回波法。 换能器 超声波信号 发射电路与 阵元 发生器 功率放大器 目标 波形与图像 信号接收与 显示 处理单元 人体 图4.1 医学超声诊断系统示意图 主要信道包括：发射通道、电声转换、声波发射传播、声波接收传播、声 电转换、接收处理、显示单元等7个部分。 医学超声设备分为治疗与诊断两类，但这里仅讨论诊断设备。 人体组织和脏器具有不同的声速和声阻抗，由第二章知，在界面 上会发生反射、透射与折射。如图4.1所示，目前医学超声诊断中均 采用脉冲回波法，它是利用超声波在传播路径上遇到不同声阻抗的脏 器或界面能发生反射的物理特性检测回波，并用此进行一维幅度和二 维结构显示的。根据探测脉冲发出并到达界面以及返回所经历的往返 路程与声速的关系，可知声源到界面的距离L为： L=c t ／2 式中：c —超声波传播速度；t —从发射点发出超声波到界面，并反 射回到发射点的接收回波的一段时间，称之为渡越时间。上式是广泛 用于脉冲回波法测距的理论基础。 超声诊断的基本原理是以三个物理假设为前提的： 1.声束在介质中以直线传播； 2.在各种介质中声速均匀一致，c=1540 米／秒； 3.在各种介质中介质的吸收系数均匀一致(增益补偿的基础)。 第4.2节 超声信号形式及其特性 序： 无论是雷达或声纳信号， 互相关函数： 超声波信号与它们一样有 T 着相似的系统工作方式或 1 R(x )tτ( y) t ( ∫dt) −τ 工作原理，因此存在相似 xy T 0 的数学物理问题。 自相关函数：当y(t)=x(t)时，则 一. 信号特性的表达方法 Rxy(τ)=R(τ)xx 1. 时间波形：代表了与现实时空 1 T 一致的信号，用s(t)表示。 x R( x)τt ( ∫dt)τ − xx