第八章 超声波成像课件.ppt

第八章超声波成像多普勒效应示例第八章超声波成像血流信息获取

V=血流速度C=声速

cosθ=血流与探头间夹角血管VC探头θ第八章超声波成像cosθ＜900，血流迎向探头，fd为正值称为正性频移cosθ＞900，血流远离探头，fd为负值称为负性频移夹角对fd值的影响第八章超声波成像超声成像的基本原理声阻抗特性声衰减特性多普勒效应第八章超声波成像人体组织的声学特征无回声（无反射型）—胆汁、尿液、血液低回声（少反射型）—肝、脾强回声（多反射型）—血管壁、结石极强回声（全反射型）—肺、胃肠道第八章超声波成像第二节医用超声换能器功能电能量←→超声能量相互转换重要性整台超声仪器性能的关键材料性能种类１.压电换能器——超声诊断仪主要用之２.磁致伸缩换能器——超声治疗仪用之第八章超声波成像超声诊断仪换能器探头第八章超声波成像超声诊断仪换能器探头第八章超声波成像第一节压电换能器一、压电效应1.正向压电效应材料两端加压力→两电极产生电场压力→形变→晶格电偶极矩变化→电荷积累→电场2.逆向压电效应材料两端加电压→材料产生形变电压→电场→晶格电偶极受力→应力→形变材料正、逆向压电效应可逆++++++------++++++------第八章超声波成像压电效应示意图第八章超声波成像二、医用压电材料1.压电材料:具有压电效应特性的材料。2.压电材料的种类（1）压电单晶体石英、酒石酸钾钠、磷酸二氢铵、铌酸钾、硫酸锂等（2）压电多晶体钛酸钡、偏铌酸铅、锆钛酸铅、铌镁-锆-钛酸铅等（3）压电高分子聚合物聚偏二氟乙烯等（4）复合压电材料聚偏二氟乙烯+锆钛酸铅复合（PVDF+PZT）等第八章超声波成像超声诊断中常根据不同的受检对象和部位选择不同的探头，如2MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz等，探头的发射频率是由什么决定的呢？３．探头的发射频率第八章超声波成像当一交变电压加至压电材料上时，压电晶片表面产生相应的振动，并向与之接触的介质中辐射超声能量。除非特性阻抗相等，一般总有部分超声能量被压电晶片前后表面反射，在压电体内传向对面。因为前后表面振动反相，当L=λ/2时，压电体内传播时间t=L/c=(λ/2)/c=(cT/2)/c=T/2即：到达对面时，与相移180o的对面振动叠加，达到同频同相叠加，辐射超声最强，即为谐振情况。对应频率f=c/λ=c/2L称基本谐振频率，或基频。第八章超声波成像０T/2０TTttT/2L收缩膨胀收缩表面位移c,f前向后向压电体超声超声3T/2一般地，基频或更高频率在压电体内传播从一个表面到达对面所用时间为：t=L／c=(2n-1)T2n-1／2(n=1,2,…)即：L=(2n-1)λ2n-1／2或：f2n-1=1／T2n-1=(2n-1)c／2L时，都能达到谐振。f1—基频，f3，f5，f7…—高次谐振频率，f1L＝c／2——材料的频率常数第八章超声波成像结论探头的发射频率是由晶体的厚度决定的。*当火车朝向你开来时，声音不断变强：离你而去时，声音逐渐变弱。这种声音的变化称为多普勒效应。多普勒就是利用这种效应，在生物体内将探头发射超声后接收到的红血球散射信息转换为血流图或频谱曲线进行超声诊断。*自探头向血管发射声束，此时血管内流动的血流速度为VO。但如果探头与血流之间存在一夹角时，所得的血流速度VO低于实际血流速度。为获得真实血流速度，必须进行COSθ的校正，即仪器所得血流速度为校正后的血流速度VCOSθ.V=Velocity(血流速度)C=SoundSpeed(声速)fd=DopplerShift(频移数)Fo=ReferenceFrequency(探头频率)利用上面的公式可获取实际血流速度。声速与血管平行时，可获取真实血流速度，当二者夹角达90度时不能获取多谱勒信息。第八章超声波成像第八章超声波成像原理·设备与临