超声期末复习试卷

超声成像复习

1．产生超声波的两个必要条件：高频声源和有传播超声的介质；超声波按发射方式分类：连续波和脉冲波

2．描述脉冲波几个特征量：脉冲宽度、脉冲重复周期、脉冲重复频率、间歇期、占空因子、峰值功率、平均功率 脉冲重复周期 =

+

。

3．研究声波传播特性的基本依据：声压连续和法向速度连续 4．声压反射系数：rp?Z2?Z1z2?Z1

5．导致声波衰减的主要原因有：扩散衰减；散射衰减；吸收衰减

6．多普勒频移公式的矢量表示意义是什么?

答：Doppler频移大小，不仅与f0 、v、c大小有关，且与声束与血流的夹角有关。 v?fdc2f0cos?7.当声波垂直入射时，声压反射系数为（ ） A、rp?Z2?Z1z2?Z1 B、rp?Z2?Z1Z2?Z1 C、rp?Z2?Z1Z1?Z2

8.当声波垂直入射时，声压透射系数为（ ） A、tp?Z2?Z1z2?Z1 B、tp?2Z2Z2?Z1 C、tp?Z2?Z1Z1?Z2

9．在下列哪种物质中声速最快?

A．软组织 B．骨骼 C．水 D．脂肪． 10.超声波的横向分辩力取决于（ ）

1

A、超声频率 B、声束直径 C、声束长度 11．自相关技术是

A．自我频率检测技术 B．直接探测血流速度的一种术 C．检测两个信号间相位差的一种方法 D．探测振幅的一种技术

12.超声是一种______________ 波，它的声源振动频率超过 赫兹。

13．提高超声检测的图像分辨率的根本途径是增加超声波的 A．体表探测时间 B．频率 C．扫描声线数目 D．强度 14．纵向分辨力又可称为

A． 轴向分辨力 B．时间分辨力 C．侧向分辨力 D．显现力

15、超声波的发射是依靠压电晶片的

效应，

16、A超属 调制。B超属于 调制 17、超声的纵向分辨距离 d =

。

18、彩色多普勒血流成像中三原色是指：红色，绿色，蓝色； 彩超中红色表示 。蓝色色表示 。用绿色表示 。

19、超声临床影像诊断技术分为两类： 和 。 20、反射回波主要携带的是超声成像的 位置 信息；散射回波主要携带的是超声成像的 结构 信息。 21、超声成像的基本原理的三个物理假定 、

2

22. 根据图像中的不同回阶，可以把回波信号分为：强回声、中等回声、低回声和无回声。

23、空间分辨力：即能够清晰区分细微组织的能力，它是评价图像质量好坏的主要指标。空间分辨力可分为：横向分辨力和纵向分辨力。

圆形晶片产生的超声束： 采用聚焦探头：

?Y?1.2?Y?1.2?xa?fa纵向分辨力：在超声传播路径上能分辨开介质中前后（纵向）两点的能力。

脉冲宽度τ，两界面可测最小距离d，声速c 脉冲宽度愈小即脉冲持续时间愈短

纵向可辨距离d愈小，纵向分辨率愈高，才能显示更小的细节 单晶或环型换能器 声场为圆柱场。 侧向分辨力与横向分辨力相等。

线阵、凸阵及相控阵换能器： 有侧向分辨力与横向分辨力之区别

长轴方向的分辨力称为侧向分辨力，采用电子聚焦，使声束变窄，改善侧向分辨力。

短轴方向的分辨力称为横向分辨力，一般用声透镜聚焦改善横向分辨力。面阵探头的横向分辨力，可用电子聚焦改善。 时间分辨力：单位时间成像的幅数，即帧频，表示时间分辨力，

3

d?1c?2帧频越高，获取图像的时间越短，即成像速度越快，其时间分辨力越高

N?R?F?

c2合理选择F（帧频）、 R（深度）和N （扫描线数） 清晰均匀性：对比清晰度和图像均匀性。

24．频谱多普勒包括：脉冲多普勒、连续多普勒、高脉冲重复频率多普勒。

Tk为取样脉冲延迟时间，决定回波信号深度，调节τk，测量不

同深度血流信号。

τ *c* S 为 采样容积(sample volume ) 发出回波信号的体积

S 声束截面积 τ 采样时间间隔,采样容积是一个三维的

体积,其宽度取决于探查区域处超声束的宽度，而超声束的宽度取决于探头的直径、频率和聚集技术。 25．脉冲重复频率也称采样频率PRF 不发生距离模糊的条件： PRF?fd ?频移公式：

当

v?cos?i?cos?r?f0cPRFc??i??r??得 vmax?4focos?c2Rmax

结合

PRF?2fdmax

c2vmaxRmax?8focos?26．频移信号的大小在一定方向上可代表血细胞速度的大小；正负可以表示血流速度的方向；从频率信息可获得速度信息。

f?f04

多普勒频移为正，血细胞朝向探头运动 正向流动

f?f0

多普勒频移为负，血细胞背向探头运动 反向流动；

f 值越靠近 f0，血细胞运动速度越小，多普勒频移越大血细胞

运动速度越大

7-1 提高超声检测的空间分辨率的有效途径是增加超声波的( )，但带来的弊病是探测( )的下降。

A．波长；频率 B．频率；强度 C．波长；强度 D．频率；深度

答：由于空间分辨率与脉冲宽度有关，脉冲宽度愈小，纵向分辨率愈高。脉冲宽度的大小一般与超声频率有关，频率愈高脉冲宽度愈小；而频率愈高则衰减快。 所以提高超声检测的空间分辨率的有效途径是增加超声波的频率，但带来的弊病是探测深度的下降。

正确答案：D

7-2 某超声发射面积为3cm，超声波的强度为200wm，脉宽为5?s，脉冲的间歇时间为15000?s，求峰值发射功率。 解： 平均功率为 W?200?3?10?4?6?10?2W

峰值功率根据 S占空因子?W峰?W平均

W峰?W平均S占空因子?W平均2

-2

?Tr6?10?2?2??1.5?105?10?6?180W

5

答：峰值发射功率为180W。

7-3 超声波在水中的传播速率为1500ms，求频率为0.5MHz和10MHz的超声在水中的波长分别是多少? 解：由公式???1?cf-1

15001500?3?4?3?10m???1.5?10m 2670.5?1010答：频率为0.5MHz和10MHz的超声在水中的波长分别是

3?10?3m、1.5?10?4m。

7-4 在水中传播的某超声频率为10MHz，声传播速率是1500ms，在某点上的声强是1.0×10Wm，水的密度等于10kgm，求(1)该点的声压幅值是多少? (2)忽略介质中声能的衰减，在一个波长范围内，各点声压的最大差值是多少?

2Pm解：由 I?

2?c-15-2

3-3

得 Pm?2?cI?(2?103?1.5?103?105)?Pm?2Pm?1.1?106Pa

12?5.48?105Pa

答：该点的声压幅值是5.48?105Pa，一个波长范围内，各点声压的最大差值是1.1?106Pa。

7-5 已知超声探测器的增益为100dB，探头是发射和接收两用型，在某组织中的最大探测深度是0.5米，求该组织的吸收系数。 解：根据公式 H?10lg得 H?10lgI1I1I2

I2?10lgI1?10lge?2x?10?2?xlge ??2xI1e 6

??H100??0.23dB?cm?1 20xlge20?0.5?0.43答：该组织的吸收系数为0.23dB?cm?1或23dB?m?1。

7-6 圆片型（活塞式）超声发生器产生的超声场在近场及远场声压分布各有何特点？

答：近场沿发射方向有声压极大值和极小值交替分布，且非等周期。基本为平行束。远场声压单值、非线性衰减，当x>5L时呈线性衰减，声束明显发散。

7-7 直径为10mm的圆形晶片，发射的超声频率为10MHz，求在水中的近场长度和半扩散角各为多少？（设声波在水中的速率为1500ms）。 解：

a2?fL???c(5?10?3)2?107?1.5?103?0.167ma2-1

??sin?1(1.22?c)fd

1.22?1500?sin?17?8.630?210?107-8 用连续型多普勒诊断仪研究心脏壁的运动速率。超声频率为5MHz，垂直入射心脏，已知声速为1500ms，测得的多普勒频移为500Hz，求此瞬间心脏壁的运动速率大小。

解：设某瞬间心脏壁间探头运动

f,?c?vfo c-1

7

探头接到 fcc?vf,?fo c?vc?v2vfd?f?fo?fo cf?cv?d

2fo??0.075m/s?7.5cm/s

7-9 多普勒频移公式的矢量表示意义是什么?

答：Doppler频移大小，不仅与f0 、v、c大小有关，且与声束与血流的夹角有关。 7-10 怎样减小探头与皮肤表面的入射超声衰减?

答：加耦合剂，设计使其声阻抗Z2介于皮肤和探头的声阻中间值。

7-11 用10MHz的脉冲超声探测眼球，脉宽为2?s，声速为1500ms，求最小探测深度的理论值。

?Y?1c?2-1

解：?1?1500?2?10?6

2?1.5?10?3m?1.5mm

第八章 超声波成像

8-1 在B超成像中，对组织与器官的轮廓显示主要取决于（ ）回波；反映组织特征的图像由（ ）回波决定。 A．反射 B．衍射 C．散射 D．透射 正确答案：A、C

8-2 超声束如果不能垂直入射被检部位，所带来的弊病是可能

8

产生

A．折射伪像 B．半波损失 C．回波增大 D．频率降低

答：超声束不能垂直入射被检部位的声介质界面时，如果是从低声速介质进入高声速介质，在入射角超过临界角时，产生全反射，以致其后方出现声影。此现象称作折射声影伪像，简称折射伪像。而B、C、D都与问题的条件无关。

正确答案：A

8-3 提高超声成像的空间分辨力的有效途径是增加超声波的（ ），但带来的弊病是影响了探测的（ ）。

A．波长；频率 B．频率；强度 C．波长；强度 D．频率；深度

答：分析题意，第一个填空选项有两个被选目标：一个是波长；另一个是频率。由教科书介绍，空间分辨力可分为横向分辨力和纵向分辨力。对横向分辨力，若两个相邻点之间最小距离用ΔY表示，依据公式?Y?1.2?faλ是超声波长；f是声透镜的焦距。

显然ΔY随距离λ的增加而增大，而ΔY增大意味着横向分辨力下降。所以，提高超声成像横向分辨力的有效途径是增加超声波的频率。

对于纵向分辨力，假设脉冲宽度为τ，两界面可探测最小距离是d，声速用c表示，若使两界面回波刚好不重合，必须满足

d?1c? 2

这里，脉冲宽度τ的大小与超声频率大小有关，τ值越大，频率越小；而τ值越小，频率越大。τ值与d成正比，而d增大

9

意味着纵向分辨力下降。所以，提高超声成像纵向分辨力的有效途径也是增加超声波的频率。因此，就问题第一个填空选项而言，可选B和D。

对第二个填空选项而言，在B和D中也有两个被选目标：一个是强度；另一个是深度。分析题意，由于提高超声成像空间分辨力的有效途径是增加超声波的频率，所以当频率增加时，超声波的强度依据公式

I?1?cA2?2?2?cA2?2f22

显然也要增加；而探测深度依据超声波衰减规律，衰减系数与频率成正比，所以频率越大，衰减越多，超声波探测的深度就越要受到影响。故带来的弊病是影响了探测的深度。

正确答案：D

8-4 提高超声检测的图像分辨率的重要方法之一是增加超声波的

A．检测次数 B．扫描声线数目C．探测时间 D．波长

答：提高超声检测的图像分辨率的方法有很多，因此这里做题时应选用排除法：A增加检测次数只能摸索条件、积累经验，不会改善图象质量；C延长探测时间则与图象质量无关；D增加超声波的波长亦即使频率下降，更使得图像的空间分辨力下降。增加超声波的扫描声线数目，可以提高超声检测的图像分辨率。因为扫描声线愈多，所成的图像愈是清晰细腻，分辨细节的程度愈高。

10

正确答案：B

8-5 多普勒型超声脉冲诊断仪中，采样时刻为τK，脉冲重复周期为TR，脉冲宽度为τ，声束截面积为s，声速为c，采样容积大小为

1A．??c?s B．?k?c?s C．??c?s D．TR?c?s

2答：此题的目标是为了捋清概念，加深理解，区分容易混淆的几个特征量。因此，依据定义，??c?S（S为声束截面积，τ为采样时间间隔）被称为采样容积。 正确答案：A

8-6 尼奎斯特频率是（PRF为脉冲重复频率）

A．2PRF B．PRF C．PRF D．PRF 答：在超声多普勒测量中，血流速度的测量要受到脉冲重复频率的限制。脉冲重复频率用PRF表示，是指单位时间内发射脉冲群的次数，又称采样频率。脉冲重复频率的二分之一，即PRF，称为尼奎斯特频率极限。

正确答案：C

8-7 试比较M型超声与A型、B型超声的相同之处？

答：A型和M型都是属于一维图像的探测，即都是通过扫描实现距离展开；B型和M型都是通过辉度显示某一声线上的回波图像。

试比较M型超声与A型、B型超声的不同之处？

A型和M型都是通过扫描实现距离展开，A型超声诊断为幅

11

121412度调制型；M型超声改幅度显示为辉度显示，B型和M型都是辉度显示，但B型得到的脏器或病变的二维断层图像，B型和M型的主要差别在于声线扫描的产生与显示器对应的断层成像的形成，M型扫描的是一个与时间成线形关系的慢变化。它的这速率变化只能使心脏等器官的动态变化显示清楚即可，而B型的帧扫描则一定要和声线的实际位置严格对应，否则显示的断层图象就会失真，无法根据断层图像确定组织的对应位置。 8-8 提高超声频率对超声探测的利弊各是什么？

答：提高超声频率可以改善空间分辨力，增加图像的清晰程度，提高图像质量；但也会使声束在介质中的衰减增大，限制探测深度。另外，提高超声频率超过一定的临界值时，也会产生空化效应等负面效应，造成生物组织甚至生物分子的损伤。 8-10 用10MHz的脉冲超声探测眼球，脉宽为2μs，声速为1500ms，求可分辨的最小探测深度的理论值。 解：?Y?11c???1500?2?10?6?1.5?10?3m 22-1

8-11 超声多普勒血流检测中过程中，如果最大可测深度是5cm，探测频率为10MHz，探头与血管的夹角为60o，求可探测的最大流速（声速取1500ms）。

解：依公式vmaxc2?8Rmaxf0cos?-1

代入具体数值有

vmaxc215002-1 ???1.125 ms78Rmaxf0cos?8?0.05?10cos60? 12

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