医学超声成像设备.ppt

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1、第三章设备基础知识重点典型超声设备的成像原理A型超声M型超声B型超声D型超声C型超声F型超声P型超声压电效应正压电效应逆压电效应压电晶体的频率特性探头结构单振元探头压电晶体垫衬吸声块匹配层和保护层探头结构机械扇扫探头依靠机械传动方式带动压电晶体往复摇摆或连续旋转来实现扇形扫描缺点电子线阵探头电子凸阵探头相控阵探头医用超声设备的主要参数分辨力超声工作频率和脉冲重复频率帧频灰阶动态范围第四章现代常用超声成像技术第一节B型超声成像一、机械扇形扫描B超仪超声波束以扇形方式扫查，可以不受透声窗口窄小的限制而保持较大的探查范围。产生高

2、速机械扇形扫描，通常采用的方法有两种：单振元摆动法；风车式多振元（三个或四个晶体换能器）旋转法。摆动式扇扫B超仪摆动式扇扫B超仪探头利用直流电机或步进电机驱动，通过凸轮、曲柄、连杆机构将电机的旋转运动转换为往返摆动，从而带动单个晶体换能器在一定角度(30°～90°之间)范围内产生扇形超声扫描。旋转式扇扫B超仪采用4个（或3个）性能相同的换能器，等角度安放在一个圆形转轮上，马达带动转轮旋转，每个换能器靠近收/发窗口时开始发射和接收超声波,各换能器交替工作。旋转式探头，扫描均匀，噪声和振动小，寿命远比摆动式长。二、高速电子线形

3、扫描B超仪将多个声学上相互独立的压电晶体成一线排列称作线阵，用电子开关切换接入发射/接收电路的晶体，使之分时组合轮流工作，如果这种组合是从探头的一侧向另一侧顺序进行的，每次仅有接入电路的那一组被激励，产生合成超声波束发射并接收，即可实现电子控制下的超声波束线性扫描1．多振元组合发射的意义单振元辐射面积小，波束发散角大，指向性差缩短了近场区。多振元组合发射：增加近场、增大面积、提高分辨率、灵敏度振元等效宽度b的加大，既使波束的近场区增加，也可以提高远场的分辨率、灵敏度。2.超声波束的扫描组合顺序扫描组合间隔扫描3.超声波束的

4、聚焦增强波束的穿透力和回波强度分为声学聚焦和电子聚焦声学聚焦声透镜中心部位的厚度应为透镜中超声波半波长的整数倍。电子聚焦即对各振元采用延时激励实时动态聚焦也是电子聚焦的一种，不同之处是，多点动态聚焦的焦点不是固定的，而是通过改变发射激励脉冲的相位延时量，使在波束同一轴线（Z）方向上实现多点聚焦发射。动态电子聚焦三、电子相控阵扇形扫描B超仪应用相控技术，对施加于线阵探头的所有晶体振元的激励脉冲进行相控制，亦可以实现合成波束的扇形扫描，用此技术实现波束扫描的B型超声波诊断仪称为电子相控阵扇型扫描B超仪。1.相控阵扫描原理对成线

5、阵排列的多个声学上相互独立的压电晶体振元同时给予电激励，可以产生合成波束发射,且合成波束的方向与振元排列平面的法线方向一致。对线阵排列的各振元不同时给予电激励，而是使施加到各振元的激励脉冲有一个等值的时间差τ，合成波束的波前平面与振元排列平面之间，将有一相位差θ，合成波束的方向与振元排列平面的法线方向就有一相位差θ。通过控制激励时间而实现波束方向变化的扫描方式，叫做相控阵扫描。2.仪器组成与工作原理偏向角参数发生器用于在半个帧频周期内，等时差地产生若干个不同周期的序列脉冲，相位控制器用来把偏向角参数转换成相控阵的触发信号

6、。触发信号控制各路脉冲激励器，产生激励脉冲分别加于探头各压电振元，各振元产生超声波发射。发射间歇时，各振元的回波信号，通过接收延时电路合成为一路送往接收放大电路处理后进行调辉显示。接收延时电路包含了聚焦延时和方向延时，因为发射时各路激励脉冲接受了方向延时和聚焦延时，必须给予相应的时间补偿，才能保证在接收放大电路同相合成。3.相控阵扇扫与机械扇扫2种方式的比较机械扇扫B型超声波诊断仪，具有较好的柱状声束，容易获得较高的灵敏度与影像分辨力，波束控制电路简单，成本低。缺点是机械式探头制作要求严格、工作噪声强、重量较大，探头寿命短

7、。振元不能直接与被检者贴近，受肋骨的影响略大。相控阵扇扫B超仪，没有机械噪音，探头寿命长，重量轻。缺点是波束副瓣大，干扰严重，分瓣力受影响;探头晶阵切割精细，整机线路复杂，成本高。相控阵扇扫方式已占据主导地位。四、B超仪的常用性能指标1.技术参数分辨力超声工作频率和脉冲重复频率帧频灰阶动态范围2.使用参数扫描方式和探头规格扫描方式指仪器所发射的超声波束对被测对象进行探测的方法。探头规格有标称工作频率、尺寸、形状等参数，还有是否可配合穿刺等特殊要求。显示方式与显示范围显示方式超声诊断影像显示有A型、M型、B型等一台B型超声

8、诊断仪可以有B单幅显示、B双幅显示、B/M显示其中的一种或几种功能。显示范围指的是屏上光栅的最大尺寸，它并不一定等于仪器的探测深度注释和测量功能注释功能某些是由仪器自行控制的，比如有关探头频率的显示、影像处理值（γ校正值等）的自动显示，接收机总增益、近程增益和远程增益值的显示等。测量功能指仪器对被探查脏