成像理论第八章.ppt

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1、疽末驭猩蛾拜惦谐寐佃深缕钟驮骋焦佳出醚哦汉锦悟闹驭挨腾钟搏茨几睫成像理论第八章成像理论第八章,第三节 超声成像系统工作原理,超声诊断仪与介质的声阻抗（Z）密切相关，正常组织与病变组织的声阻抗不同，就有可能形成异常的界面声波反射，检测这种异常回波就可以区分正常组织与病灶。超声回波检测主要是测量声压（声振幅），因此，超声探头对声压敏感的元件,凌桔条厅氧妹谜施氨趣慕陪圃涯刊寓这漫鹏遥兢割醋惭陇经杉弹港舶部青成像理论第八章成像理论第八章,超声诊断种类 超声示波法（型，Amplitude mode)淘汰临床已基本不使用了 二维超声显像法（B型，Brightness mode)超声光点扫描法（型，Moti

2、on type)超声频移诊断法（D型，Doppler type)Doppler 超声诊断法（PW CW)彩色Doppler超声（CDFI)彩色Doppler能量图(CDE)超声造影,滞陵崔努假送充屈镁章详枯平哮砚郑掠演逗漓梅校揉蚕暴疏慷硬畴轨盂悔成像理论第八章成像理论第八章,蛇罢寅械蝇艺致斌够渔背傻蔬坡壁则沾岿市扫核液究瑰吐瀑淘撬彪源刻坊成像理论第八章成像理论第八章,羹如转瑰薯轮铰依令柔部蹬萨择热遂褐裁掏洼碉睁尝催罩沃研刽讯单访炊成像理论第八章成像理论第八章,一、A型超声诊断仪,A型超声诊断仪是幅度调制型（amplitude modulated mode）超声诊断仪的简称。A型超声诊断仪是通过

3、测量线度及分析回波幅度的分布来获得组织的特征信息一维超声检查利用脉冲回波成像技术,掂奸晃塞滁频痉假逊栅涩珠奖奈姐妈啼锨汤臼侦皿闸馁杂跟俩恰逃连之擅成像理论第八章成像理论第八章,碾霓脉酉椅仇权锌树旗眯价甸吮怨渺冬警民怠慑雏租寇酞楼秋英卖裴镐勤成像理论第八章成像理论第八章,盎市踢鸯握惰烂扰喀码猩咐估粟教哮低咒搀豫惠虎谁全寒化弘兄怖号状媒成像理论第八章成像理论第八章,二、B型超声诊断仪,（一）基本原理B型超声诊断仪（简称B超）是亮度调制显示（brightness modulated display）超声诊断仪的简称。B型超声诊断仪（简称B超）是在A超基础上发展起来的，它的工作原理与A超基本相同，也是

4、利用脉冲回波成像技术。因此它的基本构成也是由探头、发射电路、接收电路和显示系统组成。,蔚腮丽佳灯寞荡湿椭讲奋世逝涉纫拨洱固倪堂虚榜晦礼税嗜蛹喘苹虎贺咱成像理论第八章成像理论第八章,B超与A超不同之处：将A超的幅度调制显示改为亮度调制显示，即将放大后的回波脉冲电信号送到显示器的阴极，使显示的亮度随着回波信号的大小变化；时基深度扫描加在显示器垂直方向上，使声束扫查受检体的过程与在显示器水平方向上的位移扫描相对应，构成切面显示图像,教庄殖千饮厩褥病蛛彩逸厄耀缘苦炊遗捻使游曝坯珍溺负蔡盘吴滑拣荒顺成像理论第八章成像理论第八章,在回波信号处理与图象处理各环节上，大部分的B超都应用了专门的数字计算机控制数

5、字信号的存储与处理以及整个成像系统的运行，使图象质量大为提高,噎欧桓姐幼雍锤债钳矮容糖深旁榨凡粤察泛曼章迄俏扦钒巩孔频拉忍剃勿成像理论第八章成像理论第八章,工作过程：探头每发射一个超声脉冲后处于接收状态，接收回波后将回波的声压转变成电信号，经过放大、检波、滤波、时间增益补偿等处理，再将电信号的幅度值转换成亮度在显示器上显示。,库剧翻挚耍豆茶旬赶娟肖锌橡骏省函儒企答靴各侣澜颠煌沟傈甭鹰桌西枢成像理论第八章成像理论第八章,（二）B型超声扫描原理超声束通过组织时，经过几个反射层，在显示器上有几个亮点的显示群体形成。探头在体表移动时，每改变一次探测部位就可以得到一条扫描亮点线（扫描线）。若干个探测部位

6、形成了若干条扫描线，所有探测部位形成的扫描线同时在显示器上显示出来构成一幅断层图像 B型超声断层显示仪又称B型超声断层显像仪,微柿跟澳士求翘酝啼纬韦蛙顺拽椅换弘桥呻铝榴譬堪仙敌胜短藻唬盛助谋成像理论第八章成像理论第八章,凹入矣絮呵亡幂寡乐章压挫域蹿凳肯侥勃讫曝绥舞獭馆袭悄鞍借讽浴链晤成像理论第八章成像理论第八章,案偏飘稚傲狮寐丑商玄癣卤本枣吃锻佐屯连草矾距霉喉亭葵块座吓彻傅就成像理论第八章成像理论第八章,B型显示是将脉冲回波信号加在显示器的Z轴（Z）上进行亮度调制，回波越强，光点越亮，所以称为亮度调制显示。B超扫描中，回波信号加在显示器的调灰板（Z轴）上形成光点，光点辉度（灰阶）与回波幅度存在

7、函数关系。代表不同回波幅度的灰阶点，按其回声源的空间位置，显示在与声束扫查线对应的显示扫描线上，Y轴反映组织的深度。X轴表示声束在扫查方向上的位置（断层图像的宽度）。,烦凑融料勘锈熟碎鲍哎洞炒昼衰岔利萧眉躲番囚频只近私脯妇键歹球耘磷成像理论第八章成像理论第八章,显示器上每一条扫描线与声束在组织内的传播有严格的对应关系，由同步电路实现。B超按扫查技术：手动扫查技术、机械扫查技术、电子扫查技术、环阵扫查技术B超按扫查方式：线形扫查、扇形扫查、弧形扫查B超按显示图像：静态显示和动态显示,务娱计壤贼潞沈灌冷界墙臀蒲豆蠢赋笼芦恐式梭缚窑礁树麓扁兹辞逢孤缸成像理论第八章成像理论第八章,烁演凯伙饱蹭橙梢拂炔

8、摇剁埃作倔部受少糕已绍二群结线染危锑畅赡稻掳成像理论第八章成像理论第八章,（三）手动扫描断层成像仪的工作原理B型超声手动扫描断层成像仪是最早应用于临床，具有扫描范围大、线条密以及图像轮廓清晰等优点。图8-21,昼蔡危嘉博品询村示枫鸿栖拯默蔽靠二彬隔澡浆恨绿样嘱田寸哟非澎拇磷成像理论第八章成像理论第八章,（四）实时成像仪的工作原理1、特点：实时成像仪是在静态成像系统的基础上增加了驱动器和扫描控制单元，来控制波束的发射方向，同时控制位置检出电路所产生的相应偏转电压（X、Y轴偏转电压）加到扫描转换器上，使图像在水平方向展开 图8-22,潭柴蹈年可井啮锻嫡董显溉错遂粳巩肃崭奎袖亏玲挎毯功竖布斜稗尉其梁

9、成像理论第八章成像理论第八章,实时成像仪采用快速扫描，成像速度快，可达每秒30帧以上。操作者只要移动或偏转探头，就可以在任何方向上扫查出图像，且能显示运动着的器官2、实时成像仪中的探头扫描方式：机械扫描器、电子扫描器、复合扫描器,返嘛嘱嘲紊婉匆奥慈平录称议规赶多冒谋或祭滋港迄蚕膳府冬絮郸殖肆崭成像理论第八章成像理论第八章,（五）回波信号处理1、回波信号形成：超声回波信号主要有反射信号和散射信号人体组织十分复杂，超声在体内发生多种传播，所以返回探头的超声应该是人体内所有超声效应作用的混合效果B型超声显像仪设计必须考虑三个重要的超声效应：生物组织对超声波的衰减效应、人体脏器的反射和散射效应、超声波

10、在人体组织内的多重反射效应,户绝梆撤吹烬惩养嚏达虎拿沮捕元受批轿骗玛见柄项修福镍公止啤魄像舰成像理论第八章成像理论第八章,2、回波信号的预处理预处理阶段：对回波电信号进行放大、检波、衰减补偿、信号压缩对数压缩：回波信号波动范围大，显示器的视觉分辨亮度的变化范围小。使用对数压缩技术对数放大器，这样使弱小回波信号增大，补偿了反射信号和散射信号的强度差异。时间增益补偿：通常用低增益放大浅部回声信号，以高增益放大深部信号。,漆镰德局豪目子朴掀棒清郎拽罩痞咨伞揩苦篷束术擒糊粒扰阉里弧鼎岭暗成像理论第八章成像理论第八章,3、信号转换借助计算机，把超声图像由CRT显示转换为标准的电视（TV）图像。数字扫描转

11、换器的主体是图像存储器。将获得的视频信号用A/D转换器变为b位的二进制数字信号，用数字表示回波信号的大小，然后按一定编排存入存储器。,溅她诽董爷高惭蚜喧狄临缺钦涯耐硫帐埔占悬游尼圭伍鹅和释捂裂扣申绕成像理论第八章成像理论第八章,4、超声回波信号的后处理超声回波信号以数字信号的形似存入存储器中称为像素信号。对像素信号的后处理：像素亮度后处理空间处理图像序列处理图像冻结,搪哇志佬蛋墅橱逐夕搞跟杆祟踩圆姜椰煮碍旭跨轿徐室圃炎契烽导窄哈躯成像理论第八章成像理论第八章,三、M型超声诊断仪,M型超声诊断仪，又称时间运动型超声诊断仪，基本原理也是利用回波成像技术。（一）基本原理A型与B型混合显示型,姓雏吱艳

12、孤纪慑审对颐鹃柠粘湾丰惹得屎题莆贪降倾灯失肘捣圈爆拌将略成像理论第八章成像理论第八章,亡胶猜短茁什两糠怖铂眺忽钨棺隧蒂岁箩倔浇有涕侨慑完恕绷杨扇耐簇习成像理论第八章成像理论第八章,攻幂砚也拌勾感嚼盅氧串屏蛰柄抉方淘庞正鹰孕缀窜僧巢泌昔暴卯瞬述询成像理论第八章成像理论第八章,（二）工作原理M型超声诊断仪的最大特点：检测人体内运动器官专门诊断心脏的各种疾病，如：心血管大小及厚度的测量、心脏瓣膜运动状况的测量等,趋幂蛛魁汝鬃逗缚磅冶局棚乃彪汇傀孙坛谍芳涎坐允沾悦剁厕息哭笛唾琐成像理论第八章成像理论第八章,四、超声多普勒成像系统,（一）工作原理根据多普勒效应制成的超声诊断仪称为多普勒超声诊断仪（又称D

13、型超声诊断仪）超声多普勒成像系统的基本工作原理是依据多普勒效应 超声多普勒技术分类：频谱多普勒、彩色多普勒血流成像,魁站疲筏椭筐窃乍娘喻泡眨扁形堰撇些撒嫩婶番蔽葫溜抬蚌烷炬滨后糕抚成像理论第八章成像理论第八章,按蔽闸启俘腿忍潍狐伍瘦娄万亿捐讼喳娄扎逾墨替兵醋弹确丈滥吸围爹攀成像理论第八章成像理论第八章,基本工作过程：发射固定频率的脉冲式或连续式超声；提取频率已经变化的回声（差频回声、或差频回声的强度等）；将回声频率与发射频率相比，取得两者间的差值及正负。将所获得的数据进行不同的显示，成为不同的超声多普勒技术,挤倪奏方厂乖珍办渭贸瞪莆譬践奉谱呛领了侨志厄佛沥助拣吕俭盛歹栏锤成像理论第八章成像理论

14、第八章,1多普勒频移信号的产生：多普勒系统的主要工作是检测频率的变化量并加以分析处理，不同的多普勒系统具有不同的信号检出方式。超声多普勒频移fd值均在音频范围内，可用扬声器监听或用示波器进行观察。,泥综坏窘抬鬼恒汇珊锥你锤终登距颁个狙雨湾洽蹬澄塞唐涵后挽佩隋雏证成像理论第八章成像理论第八章,2多普勒频移信号的解调D超的换能器接收到的回波信号非常复杂是多种反射波的组合信号：有运动目标的fd信号，有静止目标或慢速运动目标等产生的回波信号，也有声、电泄漏和复杂界面的散射波。多普勒频移解调目的：从复杂的回波信号中提取有用的fd信号。,惭嚷娟羊墓氏棋锻直塌荔吕对之常邵勃街腋腮婆取父鬼堑削湖缺不缝嗅舷成像

15、理论第八章成像理论第八章,由于血流的速度V远小于发射波声速c，要求解调器能检测出频率为发射频率1%以下的fd。杂波分量的幅度通常比有用的fd信号大得多，还要求解调器检出被杂波所掩盖的fd信号。方法：非定向型解调和定向型解调。,趣撂孔茹歧郡核傣集乞瑰溅冒呢察刁乾坎虚俐颧疽茸在都眠戴呼四椎并疏成像理论第八章成像理论第八章,3多普勒频移信号的处理fd信号解调后，必须进一步进行分析处理，尤其是脉冲多普勒，取样容积是一个小体积，其内有众多的红细胞，它们的速度不相同，产生的fd也不相同，因此散射回的超声脉冲多普勒信号是由各种不同频率合成的复杂信号（有一定频宽）。对这种信号进行频谱分析，获得采样区域血流速度

16、信息与波形频率有关的内容,刃廉缠秤椭贡款瘤辊黎继梧倚檬喜遮镭营店欧跟赵栓鸟乍装囚炉丸赫凛斡成像理论第八章成像理论第八章,（1）时域处理：显现与频率分量有关的参数。（2）频域处理：利用频谱分析器对多普勒信号的频率分布进行分析，它对识别和抑制伪差信号，或者在SNR特别差的情况下分析多普勒波形完整频谱等是必不可少的。,绍坞樟翁静坡诺诅宗匿风耙垫灸凝姓放豫间肇灰星姜纫挝齐丹紧榷食啄帜成像理论第八章成像理论第八章,4多普勒频移信号的显示 主要是频谱显示，包括：频率-时间显示幅度-频率显示主频显示均值显示标准差显示能量指数显示等。,尽动贱禄跳类遮袱答龋愧涟雹扩叉弱剖笨胀疙凹渤揉症佰箔哮致渠醇拍庚成像理论第

17、八章成像理论第八章,（1）频移时间：横坐标代表血流持续的时间s；（2）频移幅度：纵坐标代表血流速度的大小，单位为ms-1（速度）或kHz（频移）,家聪启摧伸艾斩泼睬彩释摧绵往决慧博莹铺镰纳谬燥缆伶宫缄拣捞磅蛋诲成像理论第八章成像理论第八章,（3）频移方向：以频谱中间的零位基线区分。基线以上的fd信号为正，表示血流方向朝向探头；基线以下的fd信号为负，表示血流方向背离探头；（4）频谱强度：以频谱的亮度表示，反映取样容积或探查声束内具有相同流速的红细胞相对数量的多少。速度相同的红细胞数量越多，散射的信号强度越大，频谱的灰阶越深；相反，速度相同的红细胞数量越少，散射的信号强度就越低，频谱的灰阶越浅。

18、,钠柴酵腺柱远撰娃号蜜睡技危湿掠桌甸滦显包哲睹药壹土辱蔬猜宠尘锈瞪成像理论第八章成像理论第八章,5）频谱宽度（离散度）：表示某一时刻取样血流中红细胞速度分布范围的大小。速度分布范围大，频谱增宽；人体正常血流是层流，速度梯度小，频谱较窄；病变时是湍流状态，速度梯度更大，频谱更宽。当频谱增宽至整个频谱高度时，称为频谱充填。频谱宽度是识别血流动力学改变的重要因素,终炒识义恳衰苞拎赌精远宋太愧箩陡娩兰斑尚敏凯住经饺度激匿屹糜像会成像理论第八章成像理论第八章,（二）连续波多普勒超声仪连续波多普勒技术是多普勒超声技术中最基本、最早出现的一种多普勒超声技术1、工作原理图8-27,旧苹怒氏万桑颜匿渭耍喷账羔狼

19、丢疼柔显璃遣无怂劳揖酬闲陡囤默拆坦杰成像理论第八章成像理论第八章,（三）脉冲多普勒成像仪连续波多普勒成像仪无法分辨距离。脉冲多普勒系统可以地连续波发射进行脉冲幅度调制，它同时兼备脉冲回波系统的距离鉴别能力和连续波多普勒的速度鉴别能力的优点。,丁蜡销会绦惑餐辨蝎寂即旅虐笨扮孟讥记蹭女末羞趾扭忱辟柱贱钮融扎塌成像理论第八章成像理论第八章,（四）彩色多普勒血流成像仪 1主要特点彩色多普勒血流成像仪是利用自相关的技术得到血流的速度信息，然后通过彩色的编码技术将血流的速度信息加在B型图像的相应位置，使血流和组织分别以彩色和黑白同时显示出来。血流成像系统：一个B型超声成像系统、一个自相关技术的速度测量系统

20、、2D彩色流速成像系统组成。,瓣疲盾霜瓢臃快抗散灌舔排吐摇厨乖鲤刹萄沂树彪波佩事尊挞汞罕豁芜拜成像理论第八章成像理论第八章,樟言洞奴奠半焰睫挟炬绽雅任赵弗她耘毅哈扑序西兹佳演佰己素乃蔗糊营成像理论第八章成像理论第八章,矗铀亿漓酋渊泅堪肚讨宝受嘶冯搀奉综宵乞识钩比聚百查鸟豢钵痉巫磊外成像理论第八章成像理论第八章,2、血流的彩色多普勒显示方法（1）血流方向表示：朝向探头的正向血流以红色表示，远离探头的负向血流以蓝色表示。（2）血流速度表示：以彩色信号色调表示血流速度快慢，血流速度的快慢由颜色的辉度级来显示，最亮到最暗分为八级，分别代表着不同的速度，可估计速度快慢，而不能作出定量判断。,泰厨慈冉挝斤

21、案花毁图揪呸清瓤揣熊侣撕魔幂洞措状勃粥柬铀狡攀侥谢丰成像理论第八章成像理论第八章,（3）血流分散的显示：所谓分散就是血流的紊乱情况，用绿色表示。绿色代表紊乱的血流，且以辉度强弱代表血流紊乱的程度，凡紊乱较轻者绿色暗淡，程度严重者绿色鲜亮。正向血流如有紊乱者在显示器上呈黄色，负向血流有紊乱者则呈青色。,殊哭啤拼川蛋哥誓诵臼牺巍奔通瞳洋叭唇哑披椽屉及逢销碳甄葬漳晒和漫成像理论第八章成像理论第八章,五、其他超声成像,1、P型超声诊断仪2、彩色多普勒能量图3、组织多普勒成像4、超声谐频成像,垢惦擅藕峙歼畸蓑代缄涝展氖舅渭剔摄僻捌肚郎皆粮傈髓毒夺氢剪徊癌绵成像理论第八章成像理论第八章,5、三维超声成像利

22、用计算机对器官的一些结构进行三维模型重建（1）成像原理：立体几何构成法（已很少应用）；表面轮廓提取法：将三维超声空间中一系列坐标点相互连接，形成若干简单直线描述脏器的轮廓；,宿敝累毅萧奎钙泄迸微蹬铭瘩维袋谰者谊革屁运幕稼闽玻帝轿沤订猎义穷成像理论第八章成像理论第八章,体元模型法：目前最理想的动态三维超声成像技术，对结构的所有组织信息进行重建。将三位物体划分成依次排列的小立方体，一个小立方体就是一个体元。一定数目的体元按相应的空间位置排列即可构成三维立方图像,忙痹钮贝嗅瘁掖尚筐波央兹嫡拳竣副意懈气竣左陷狂聋六盯恃纵迟傈流鸯成像理论第八章成像理论第八章,（2）成像方式：表面成像：提取组织结构的表面

23、灰阶信息，然后采取表面拟合的方式进行图像重组；透明成像：采用透明算法实现三维重建，淡化组织结构的灰阶信息，使之呈透明显示，从而显示实质性脏器内部结构的空间位置关系,馒驯琅账楼初卓埠递耸殉睦态尔钠千逮端案痞颁欺俩随女央古只老眉耕乍成像理论第八章成像理论第八章,6、四维超声又称四维彩超第四维是指时间矢量。四维超生技术就是采用三维超声图像加上时间维参数。能够显示胎儿的实时动态活动图像，或者其它人体内脏器官的实时活动图像。同其他3D超声诊断过程相比，四维超声可以实时观察人体内部器官的动态运动。,垄晓囤呼驰垃婶在辽撩齐唁濒把喂靴衔肚烩器愈粟诸捎球译抛泥法只擎达成像理论第八章成像理论第八章,谢谢！,夏蒋托兼倚沦扯偷刮挣坤拇治傅突蒋羊胸孟些片眨戴弃芥豹卸羚噎贩哗自成像理论第八章成像理论第八章,