超聲成像設備2015

1、超聲成像設備一、概述超聲成像設備綜述 超聲成像設備是利用超聲的物理特性和人體器官組織聲學性質上的差異，以波形、曲線或圖像的形式顯示和記錄，借以進行疾病診斷的檢查方法。超聲診斷由于設備不似CT或MRI設備那樣昂貴，可獲得器官的任意斷面圖像，還可觀察運動器官的活動情況，成像快，診斷及時，無痛苦與危險，屬于非損傷性檢查，因此在臨床上應用已普及，是醫(yī)學影像學中的重要組成部分。不足之處在于圖像的對比分辨力和空間分辨力不如CT和MRI高。超聲波物理特性簡介1 1、什么是超聲波、什么是超聲波：頻率(f)小于20HZ為次聲波；頻率(f)在 20HZ20KHZ之間為可聞聲波；頻率(f)大于20KHZ的為超聲波。

2、2 2、超聲波的傳播特性、超聲波的傳播特性1）同一聲波在不同媒介傳播中頻率不變，波長、波速可變。c=f；2)具有明確指向性的束狀傳播；3)傳播過程發(fā)生衰減、反射、折射、散射；（反射：觀察臟器的輪廓；散射：了解臟器內部病變）3 3、與超聲成像相關的物理量、與超聲成像相關的物理量1）聲強：聲波的強弱。與聲源振幅有關，振幅越大，聲強越大。2）聲阻抗：聲場中某一位置上的聲壓與該處質點振動速度之比定義為媒質的聲特性阻抗，稱為聲阻抗率。(理解為：聲波傳導時介質位移需要克服的阻力)Z=.c 聲阻抗為媒質的聲學特性，主要與密度有關。組織間的聲阻抗微小差異（0.1%）導至反射、散射聲強差異，可被超聲探頭檢測。所

3、以超聲對軟組織鑒別能力強。超聲成像方式超聲成像方式 1、脈沖回波幅度成像1）A超：幅度調制型它采用單探頭發(fā)射單束超聲脈沖，將所獲得的由各界面反射的回波信號在二維平面上顯示，水平方向為時間坐標，豎直方向用脈沖的幅度標示回波的強度。通過脈沖的幅度，我們可以了解反射界面兩側聲阻抗的信息。2）M超：運動顯示型探頭固定在某一探測點不動。當探頭對準心臟某一部位時，水平掃描電壓把來自心臟各部位跳動的回波連續(xù)不斷地在水平方向展開，因此熒光屏上橫軸代表時間坐標，縱軸代表心臟各部位的運動狀態(tài)，從而可測量房室的大小，心輸出量等參數(shù)，檢查心臟的功能。3）B超：輝度調制型B型超聲圖像是由多束超聲波束導致的回波圖像組合而

4、成。與A超在回波顯示方式上不同，B超中回波信號的強度通過光斑的形式出現(xiàn)在示波器上?；夭ㄐ盘枏姡恻c就亮，反之就暗。因此光點的亮暗程度（灰度）表征了反射界面兩側聲阻抗的特性。2、脈沖回波頻移信號（多普勒）成像1）PW：脈沖多普勒顯像（D型）2）CW：連續(xù)多普勒顯像（D型）3）CDFI、CDTI、CDE|、DPA彩色多普勒顯像超聲探頭探頭也稱超聲換能器，由壓電晶體片制成。當在晶片(又稱振子)上加高頻電脈沖激勵時，便會產(chǎn)生高頻振動發(fā)射超聲波。而由界面反射的回聲信息到達晶片表面產(chǎn)生振動，轉換為高頻電信號，通過放大處理后轉變?yōu)閳D像信息。探頭既是發(fā)射器也是接收器，是整個超聲設備中的關鍵部件。 1、壓電晶體

5、 具有正壓電效應和逆壓電效應，具有機電轉換能力，是一個可逆的機電換能系統(tǒng) 1）壓電材料 壓電單晶體（天然）石英靈敏度高，機械性好，穩(wěn)定性好，不易加工 壓電多晶體（人造）壓電陶瓷成本低，加工方便 人造壓電陶瓷和人造極性高分子聚合物，如鈦酸鋇、硫酸鋰、鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛（PZT）。2）正壓電效應在晶體或陶瓷的一定方向上，加上機械壓力，使其變形，晶體或陶瓷的兩個受力面上，產(chǎn)生符號相反的電荷；變形方向相反，兩面的電荷極性隨之變換電荷密度同施加的機械力成比這種因機械力作用而激起表面的電荷效應，稱為正壓電效應。 在醫(yī)學應用中，超聲的接收就是利用了正壓電效應，即把超聲對壓電材料表面的機械力傳換成為電信號。+-

6、+-+ +-+-+-壓電體未受外力兩側不帶電荷壓電體未受外力兩側不帶電荷壓電體受拉力兩側帶電荷壓電體受拉力兩側帶電荷壓電體受壓縮力壓電體受壓縮力兩側帶電荷兩側帶電荷3）逆壓電效應（電致伸縮效應）在晶體或陶瓷表面沿軸方向施加電壓，在電場作用下引起幾何應變，電壓方向改變，機械應變方向亦隨之改變，形變與電場成比例這種因電場作用而引起的形變效應，稱為逆壓電效應 在醫(yī)學應用中，超聲的發(fā)射就是利用逆壓電效應 ，即用電壓使壓電材料產(chǎn)生機械振動，振動在介質中的傳播形成聲波。-+-+-壓電體兩側加電壓電體兩側加電場時長度伸展場時長度伸展壓電體兩側加相反壓電體兩側加相反電場時長度壓縮電場時長度壓縮2、探頭基本結構基本結構1）換能器A、壓電晶體B、匹配層C、聲透鏡D、吸聲塊2）外殼3）電纜 4）其它：機械探頭中有電機，傳動部件、位置檢測部件等。 發(fā)射與接收電路 發(fā)射接收單元在電子掃描時傳送發(fā)射控制信號到探頭，并對來自超聲探頭的接收信號由放大系統(tǒng)進行高頻放大、對數(shù)壓縮及有關預處理，并作電子聚焦和動態(tài)聚焦控制、檢波