第五章超声多普勒诊断仪器基本原理..ppt

第五章 超声多普勒诊断仪器基本原理 §5-3 连续波式超声多普勒诊断仪器 3. 频移量的获得 2个输入信号分别为：①高频放大单元送来的 f′电信号；②主 频振荡器分出的参照f电信号。在混频解调器内，这2路信号进行混 频、相差处理，将差频信号Δf＝f’－f从输出端口送出。 图5-9 多连续波式超声多普勒诊断仪原理框图 第五章 超声多普勒诊断仪器基本原理 §5-3 连续波式超声多普勒诊断仪器 缺点：所有运动目标产生的多普勒信号混叠在一起，无法辨别信息产生的确切部位，没有距离信息。 第五章 超声多普勒诊断仪器基本原理 §5-4 脉冲波式超声多普勒诊断仪器 由于连续波波束内的任何运动目标都对最后输出的多普勒信号有贡献，无法分辨目标的位置信息。对连续超声波发射进行脉冲幅度调制，产生超声波脉冲信号，即为脉冲波式超声多普勒诊断仪。 结合脉冲回波系统的距离鉴别能力和连续波式超声多普勒诊断仪的速度鉴别能力，应用范围更广。 一、工作原理 超声探头作为声源发射一组超声脉冲波后，又作为接收器接收超声回波信号，但是并不接收所有的回波信号，而是在一选择性的时间延迟tk后，才开始接收回波信号。 图5-10 距离选通原理示意图 第五章 超声多普勒诊断仪器基本原理 §5-4 脉冲波式超声多普勒诊断仪器 图5-10 距离选通原理示意图 首先，在t0时刻，由超声换能器产生一超声脉冲信号，射向人体内探测目标。在接收信号中，来自浅表的回波信号比来自深部的回波信号更早地到达换能器，调节取样脉冲延时tk，选出深度为R=ctk/2处、厚度为ΔR=ct/2的探测部位的回波信号，将其它深度的信号全部抑制，达到距离选通的目的。 第五章 超声多普勒诊断仪器基本原理 §5-4 脉冲波式超声多普勒诊断仪器 图5-11 脉冲波式多普勒系统基本组成框图 二、基本结构 主振荡器产生一正弦波振荡信号，其频率为换能器的谐振频率。 在脉冲重复频率发生器控制下，通过发射门将连续的正弦波信号调制成矩形脉冲调幅的调制波，重复频率为fp，经发射放大器放大去激励换能器产生发射脉冲波束。 第五章 超声多普勒诊断仪器基本原理 §5-4 脉冲波式超声多普勒诊断仪器 图5-11 脉冲波式多普勒系统基本组成框图 由延时门产生一段时延，以便接收所选深度的回波，经距离门送至解调器上，与主振荡器作相干处理，产生多普勒信号输出。 为了获得较为平滑的输出波，必要式还可采用“采样－保持”技术 然后由滤波器滤除杂波及脉冲重复频率成分，供扬声器监听或者作进一步频谱分析。 第五章 超声多普勒诊断仪器基本原理 §5-4 脉冲波式超声多普勒诊断仪器 发射脉冲与接收回波之间的相位差为： fT为超声波频率， 为延时量。 将上式左右两边对时间求一阶导数，得： 又因为 ，可得： 第五章 超声多普勒诊断仪器基本原理 §5-4 脉冲波式超声多普勒诊断仪器 而相位随时间的变化率即为频率（多普勒频移），即 第五章 超声多普勒诊断仪器基本原理 §5-4 脉冲波式超声多普勒诊断仪器 能够检测到的最大多普勒频率只能是脉冲重复频率fp的一半，即 相应的最大可测量速度为： 三、速度限制 如果目标的运动速度v远小于超声速度c，那么多普勒频移fD远小于超声波频率fT. 在超声脉冲碰击目标的短时间内，目标移动过的距离只占超声波长的一个很小部分，因此在单个脉冲中不可能观察到多普勒频移分量引起的相位改变。但是在许多脉冲的周期内，由于目标可以移动相当远，在相继返回的各回波的相位，已有显著的变化。 第五章 超声多普勒诊断仪器基本原理 §5-4 脉冲波式超声多普勒诊断仪器 四、距离－速度限制 除了受速度限制外，脉冲多普勒系统与B超成像系统一样，还有最大距离限制。因为必须等待最远距离目标的回波到达后，换能器才能发射下一个超声脉冲，最大距离Rmax为： 所以对于常规的脉冲多普勒诊断仪，能检测的最大速度与最大距离的乘积为一个常数，所以要提高其中一个，必定以降低另外一个作为代价。 第五章 超声多普勒诊断仪器基本原理 §5-4 脉冲波式超声多普勒诊断仪器 五、主要技术指标 1、超声波频率fT （载波频率） fT高则波长短，距离分辨率高，对同一目标获得的多普勒频移也较高。但是fT高，超声波在介质中的衰减快，探测深度会受到限制。 2、脉冲重复周期TP 决定最大探测深度和可测量的最大流速。 3、可测量的最大流速 第五章 超声多普勒诊断仪器基本原理 §5-4 脉冲波式超声多普勒诊断仪器 六