超声原理及生物医学工程应用 生物医学超声学PDF电子书下载

第1章 超声及医学应用 1

1.1 医学超声（Medical Ultrasound） 1

1.2 医学超声发展简史 2

1.3 超声的应用 5

1.3.1 超声波在医学上的应用 5

1.3.2 超声波在其他领域的应用 8

第2章 超声物理基础 11

2.1 超声波的基本概念 11

2.1.1 机械振动与机械波（Mechanical Vibration and Mechanical Wave） 11

2.1.2 超声波的分类 13

2.1.3 超声波的传播速度 15

2.1.4 超声波的叠加、干涉、绕射 16

2.1.5 超声场的表征值 18

2.2 脉冲波声强及计算 25

2.2.1 脉冲波声强的定义 26

2.2.2 脉冲波声场声强的测量计算 27

2.3 波动方程及其解 28

2.4 声波的反射、折射和透射 32

2.4.1 超声波垂直入射到平界面上的反射与透射 32

2.4.2 超声波斜入射到平界面上的反射与透射 34

2.4.3 超声波在曲界面上的反射与折射 35

2.4.4 超声波多层介质透射 36

2.4.5 超声耦合剂 39

2.5 声波的散射和多普勒效应 40

2.5.1 超声波的散射 40

2.5.2 超声多普勒效应 46

2.6 生物组织的超声特性及超声生物效应 48

2.6.1 生物组织的超声特性 48

2.6.2 生物组织的超声特性参数值 49

2.6.3 超声的生物效应 51

2.7 声学参量及声场测量 55

2.7.1 声速的测量 55

2.7.2 声阻抗率的测量 57

2.7.3 声衰减系数的测量 58

2.7.4 声功率的测量 59

2.7.5 非线性声学参量B/A的测量 61

第3章 压电效应与压电振子 65

3.1 压电效应 65

3.2 压电方程 66

3.3 压电材料 74

3.4 压电体的主要特性参数 77

3.5 压电振子以及振动模式 80

第4章 超声换能器 85

4.1 超声换能器概述 85

4.1.1 超声换能器的概念 85

4.1.2 超声换能器的分类 85

4.1.3 单振元换能器 86

4.1.4 常见的医用换能器 87

4.2 超声换能器的性能指标 89

4.3 超声换能器的声场分析 91

4.3.1 平面圆片换能器的声场 91

4.3.2 平面矩形换能器的声场 95

4.3.3 多元线阵换能器的声场 96

4.3.4 相控阵换能器超声场 101

4.4 声场聚焦技术及聚焦声场分布 103

4.5 相控阵超声换能器的原理 107

4.6 超声波发射与接收电路基础 111

4.7 超声换能器的匹配技术 114

4.8 自聚焦超声换能器声场数值模拟 119

4.8.1 基本原理 120

4.8.2 算法设计 121

4.8.3 程序设计 123

4.8.4 仿真结果 126

第5章 脉冲回波超声成像系统原理及应用 131

5.1 脉冲回波成像系统的基本原理 131

5.2 A型超声诊断仪的工作原理（模拟A超） 133

5.3 B型超声的基本原理 136

5.4 M型超声的原理及应用 137

5.5 C、F、P、D型超声诊断仪原理 138

第6章 数字B超声成像系统原理 141

6.1 B型超声成像的原理 141

6.2 B型超声成像诊断仪的关键技术指标与参数 142

6.3 B型超声成像诊断仪中的扫描技术 146

6.3.1 机械扇形扫描B超仪 146

6.3.2 高速电子线形扫描B超仪 147

6.3.3 电子相控阵扇形扫描B超仪 149

6.4 数字B超系统架构及数字扫描变换器 151

第7章 B超图像诊断及处理基础 158

7.1 人体组织的超声图像特征 158

7.2 B超图像的阅读方法 161

7.3 B超图像处理算法 166

7.4 超声图像伪差 170

7.5 BMP格式B超图像C语言编程处理实现 175

7.5.1 BMP文件读取 175

7.5.2 高斯平滑和拉普拉斯锐化原理 177

7.5.3 C语言程序及详细注释 179

第8章 超声多普勒成像原理及诊断技术 185

8.1 超声多普勒概述 185

8.2 超声多普勒血流测量原理 186

8.3 超声多普勒血流成像仪 188

8.3.1 连续波超声多普勒成像仪 189

8.3.2 脉冲波超声多普勒成像仪 190

8.3.3 彩色多普勒血流成像系统 190

8.4 多普勒频移信号的解调方法 197

8.4.1 非定向解调 198

8.4.2 定向解调 199

8.5 多普勒血流信息的时域自相关处理算法 202

8.5.1 血流方向信息的提取 202

8.5.2 血流速度大小的提取 203

8.5.3 时域自相关处理算法实现 203

第9章 其他超声成像设备 210

9.1 三维超声 210

9.2 超声CT 213

9.3 高频超声 217

9.4 超声显微镜 219

9.5 超声波全息术 224

第10章 超声治疗及高强度聚焦超声 226

10.1 超声治疗学概述 226

10.2 高强度聚集超声 228

10.3 HIFU治疗中的测温技术 232

10.3.1 概述 232

10.3.2 超声无损测温技术 233

10.3.3 基于B超图像的测温研究 236

10.3.4 MRI无创测温在HIFU中的应用 240

第11章 HIFU的临床应用 243

11.1 HIFU的生物效应 243

11.2 HIFU的医学应用 244

11.3 HIFU应用于肿瘤的治疗 247

11.4 HIFU临床治疗效果的评价 250

第12章 超声碎石以及其他超声治疗技术 254

12.1 超声碎石 254

12.1.1 超声碎石概述 254

12.1.2 超声碎石发展史 254

12.1.3 超声碎石原理 255

12.1.4 超声碎石机分类 255

12.2 其他超声治疗设备 259

12.2.1 超声雾化器 259

12.2.2 超声美容仪 260

第13章 经颅超声刺激 261

13.1 经颅超声刺激技术 261

13.2 经颅超声刺激系统 262

13.3 实验以及结果 264

第14章 便携式超声成像设备的系统设计 268

14.1 医学超声成像系统简介 268

14.2 便携式超声成像系统 269

14.2.1 便携式系统的设计需求 269

14.2.2 超声成像系统的架构 269

14.2.3 前端处理模块 269

14.2.4 中端处理 270

14.2.5 后端处理 271

14.2.6 系统控制器和MMI 271

14.3 基于DSP的便携式超声解决方案 271

14.3.1 DSP和SOCs在便携式系统中的优势 271

14.3.2 系统方框图示例 272

14.3.3 实时操作系统（RTOS） 272

14.4 系统特性 273

第15章 医学超声的前沿技术 275

第16章 医学超声实验 278

16.1 超声实验与操作规范 278

16.2 实验1 B超成像的基本操作 278

16.3 实验2 Gain ＆ TGC操作及γ校正 280

16.4 实验3 B超图像伪影与气泡对成像的影响 282

16.5 实验4 在B/M工作模式下，模拟心脏二尖瓣跳动，测量平均速度与心率 283

参考文献 284

附页彩图 287