实 验 16 超 声 定 位和形貌成像实 验 一、概述 1、超声定位的基本原理 超声定位的基本原理是由超声波发生器向目标物体发射脉冲波，然后接收回波信号；当超声波发生器正对着目标物体时，接收到的回波信号强度将最大，这时得到发射波与接收波之间的时间差Δt，再根据脉冲波在介质中的传播速度v 而得到目标物体离脉冲波发射点的距离。这样就可以得出目标物体离脉冲波发射点的方位和距离，即下图1 中的θ和S，S=v×Δt。 图1、超声定位的基本原理 2、水中声速的测量 用脉冲回波法测量水中声速的原理：改变目标物体离脉冲声源的距离得到不同的接收回波时间差，用时差法来测量水中声速。假设目标物体到声源的垂直距离为 S1 时，脉冲发射波到接收波的时间为 t1；改变目标物体到声源的垂直距离为 S2，此时脉冲发射波到接收波的时间为 t2；这样，水中的声源传播速度为：tSttSSv2|12||12|2m/s，具体见图2（说明：S 为声源离目标物体的垂直距离，t 为声源发射到接收到回波信号之间的时间） 图2、时差法测量水中声速 1 3、超声成像的基本原理 超声成像(u ltrasonic imaging)是使用超声波的声成像。它包括脉冲回波型声成像(pu lse echo acou stical imaging)和透射型声成像(transmission acou stical imaging)。前者是发射脉冲声波，接收其回波而获得物体图像的一种声成像方法；后者是利用透射声波获得物体图像的声成像方法。目前，在临床应用的超声诊断仪都是采用脉冲回波型声成像。而透射型声成像的一些成像方法仍处于研究之中，如某些类型的超声 CT 成像(compu ted tomography by u ltrasou nd)。目前研究较多的有声速CT 成像(compu ted tomography of acou stic Velocity )和声衰减 CI 成像(compu ted tomography of acou stic attenu ation)。 本实验以脉冲回波型超声成像(也称反射式超声成像)为研究对象，来研究介绍和研究超声成像。也就是利用超声波照射物体，通过接收和处理载有物体组织或结构性质特征信息的回波，获得物体组织性质与结构的可见图像的方法和技术。它与其他成像技术相比，有自己独特的优点，例如装置较为简明、直观，容易理解成像的原理；没有放射性，实验者可以自己进行不同物体的形貌成像实验。 4、超声成像的一般规律 所有脉冲回波型声成像凭借回声来反映物体组织的信息，而回声则来自组织界面的反射和散射体的后散射。回声的强度取决于界面的反射系数...
