超声回波信号显示前处理第五节第三章B超基本结构分析
第五节超声回波信号显示前处理（一）多层匹配超声探头问题：实际上换能器与人体阻抗差别甚大，若人体直接作为换能器的负载介质，显然不能匹配，因而不能获得理想的传输函数。为了实现换能器与人体的良好匹配，以往的措施是在换能器与人体接触面上设计一匹配层，当取匹配层厚度为λ/4奇数倍，且其声阻抗也满足时，换能器与负载匹配。进一步研究表明，在换能器和负载之间采用适当厚度和特性阻抗的多层匹配层，可以在灵敏度下降不多的情况下，使系统带宽得到进一步的展宽，这一方法与增加阻尼以求展宽频带有本质的不同，因而具有更佳的效果。一、动态滤波电路
第五节超声回波信号显示前处理（二）动态滤波的意义大量的研究和试验表明，组织的衰减不仅与被探测介质的深度有关，还与超声波的频率有关，随着频率升高，介质对超声能量的衰减系数增大。当所发射的超声波具有较宽的频带时，则所接收的回波中频率成分必然与距离有关。在近场，回波频率成分主要集中在频带的高端，随着深度的增加，回波频率成分逐渐向频带的低端偏移。当探测深度较大时，高频成分甚至不能到达介质的深部便已经全部被吸收了。一、动态滤波电路
第五节超声回波信号显示前处理（三）DF电路和DF电压发生器DF是英文dynamicfilter（动态滤波）的缩写。顾名思义，DF电路就是一个选频网络，它与一般选频网络的不同之处在于其滤波频率不是固定的，而是随着接收深度的增加而升高的。B超中的一个较为典型的数字式DF电压发生器如图所示。一、动态滤波电路DF电压发生器典型电路
第五节超声回波信号显示前处理（四）动态滤波电路的工作原理右图是典型动态滤波电路，由电容C680和变容二极管V684和V685以及L680组成一个选频槽路；C684、L683、V686、V687组成另一个选频槽路。当EFC电压随探测深度的增加而逐渐下降时，变容二极管的结电容随之逐渐增大，槽路的谐振频率也就随之逐渐降低，使远场的高频分量得到衰减，从而实现了动态滤波。一、动态滤波电路动态滤波典型电路
第五节超声回波信号显示前处理（一）实现深度增益补偿的意义问题：由于介质对超声波的散射与吸收作用，由探头发射的超声能量在介质中传播时，将受这种作用的影响而造成损耗，使超声能量随着深度的增加而逐渐减弱。对于人体软组织，当超声波频率为3MHz时，这种作用造成的衰减可达3dB/cm。因此，对于不同深度的相同声阻抗差界面，反射回波的幅度将不同，距离近的，反射回波幅度强，而距离远的，反射回波幅度弱。如果不对远距离的回波给予一定的增益补偿，不同深度的相同声阻抗差界面在显示器上将有不同辉度的显示，因而可能导致对回声图像的错误认识。二、时间增益补偿（TGC）电路
第五节超声回波信号显示前处理（二）TGC电压产生电路一个典型的电路结构如图所示。二、时间增益补偿（TGC）电路TGC电压产生的典型电路
第五节超声回波信号显示前处理（三）时间增益控制电路如图给出了一个双栅型场效应管放大器的电路，这是共源接法的放大电路，被放大的信号经CC1加到G1，而TGC信号通过RG2加到G2，放大了的漏极上的信号经耦合电容CC2加到负载RL上，这样的一级放大器的增益值与G2上所加电压值有关，通常可有30dB以上的增益控制范围。二、时间增益补偿（TGC）电路双栅场效应管放大器
第五节超声回波信号显示前处理（一）超声回波的动态范围与灰阶显示超声回波幅度的动态范围很大，通常可达100~110dB。在这一动态范围中，由组织界面差异引起的回波幅度的动态范围约为20dB（骨骼与软组织之间界面例外），由于声束方向特性即声束与界面成不同角度产生所谓“对准效应”所引起的约为30dB，再就是由于人体组织对超声波的衰减所引起的回波幅度变化，它随超声波的频率及其在人体中传播的距离不同而变化，约为1dB/cm·MHz。作为终端设备的调辉型显像管的视觉可分辨亮度变化范围仅有20dB左右，它与探头所接收的回波信号动态范围差别很大，如果简单的将所接收到的回波信号经放大后加入显像管进行显示，不仅不能获得对应幅度的不同辉度显示，还将在强信号时出现“孔阑”效应，以致强信号图像一片模糊，弱信号星星点点，使有诊断价值的信息丢失。为此，需通过对数压缩来均衡这种差异。三、对数放大与检波电路
第五节超声回波信号显示前处理（二）对数放大器的基本原理（三）集成对数放大器TL441CN三、对数放大与检波电路
第五节超声回波信号显示前处理（四）TL44CN在B超中的应用一个实用的B超对数放大器电路如图所示，来自前置放大器的射频信号由电容C730引入，分四路