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超声设备成像为什么必备谐波技术?

2020-09-27    2331


▎什么是谐波?

谐波是相对于基波而言的。在超声设备中,基波就是超声探头发射出来的初始声波频率,谐波就是超声探头接收到的不同于基波频率的声波信号。

两倍频率的叫二次谐波,三倍频率的叫三次谐波,四倍频率的叫四倍谐波,以此类推。频率越高谐波分辨率越高,但是信号强度越弱。因此频率并不是越高越好。

谐波的原理

谐波是超声波的非线性传播特性和组织的非线性特性而产生的声波,非线性概念:我们可以理解为自然界存在两种声波的传播特性:线性传播和非线性传播,线性传播只是相对而言的,而非线性是绝对的,也就是说波的传播一定是非线性的,只是过去我们通常假设声波是线性传播的。

谐波的产生和接收

超声探头发射出来的波总是基波,基波通过组织后频率发生了变化形成不同频率的谐波。探头接收到的声波中既有基波的成分也有谐波的成分。但设备具有选择通过的功能,选择性的接收二次谐波,滤除基波和其他谐波成分就是我们所说的二次谐波成像技术。这是目前超声设备主要采用的谐波类型。

▎我们为什么要用谐波?

我们最开始认为谐波是有害的,无用的,但是随着专家们的不断研究,谐波逐渐变废为宝。谐波相对于基波来说旁瓣伪像更少,信噪比和对比分辨力更好。

1、组织谐波成像

目前超声设备中主要使用的组织谐波成像技术是二次谐波技术,为了宣传而起名的脉冲反向谐波技术、脉冲剪影谐波技术、编码脉冲谐波技术、能量调制谐波技术等等都是基于二次谐波的。

我们以脉冲反向谐波技术举例:

脉冲反向谐波技术的目的是增强组织二次谐波信号强度,探头同时反射两组反向的基波信号,探头接收声波后基波信号完全抵消,保留了干净的谐波信号,两组基波产生的谐波信号可相互叠加,从而提高了信号强度,该技术已经被广泛应用到各中-高端超声设备中。

2、造影谐波成像

向血管内注入微气泡(相对组织具备更强的非线性特性),以增强超声的谐波反射效能。该技术现在已经广泛使用。

▎佳能独有,第二代差量谐波成像技术

由电气龙虎总代理的佳能超声产品,独有第二代差量谐波成像技术。

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佳能独创的宽带谐波成像技术,弥补传统谐波成像的不足;
采用匹配的双基波发射,同时发射两个不同频率的基波;
使用低频基波的二次谐波信号2f1和差量信号f2-f1进行成像;
带来更为优异的穿透力与分辨率。
  
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供稿丨超声事业部
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