《超聲儀器》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！《超聲儀器》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用第一節(jié)超聲診斷儀的根本組成及構(gòu)造第一節(jié)超聲診斷儀的根本組成及構(gòu)造超聲診斷儀的組成(1)超聲換能器(2)根本電路(3)顯示器超聲診斷儀的組成(1)超聲換能器一、超聲換能器定義：是將電能轉(zhuǎn)換成超聲能，同時(shí)將也可將超聲能轉(zhuǎn)換成電能的一種器件。

目前應(yīng)用的主要是壓電換能器，其種類繁多，除了連續(xù)波多普勒設(shè)備中使用收發(fā)分離的換能器結(jié)構(gòu)外，其余都是采用脈沖工作方式，所以都是使用收發(fā)共用的換能器結(jié)構(gòu)。一、超聲換能器定義：是將電能轉(zhuǎn)換成超聲能，同時(shí)將也可將超(一)換能器的組成壓電振子匹配層聚焦件背襯塊(一)換能器的組成壓電振子匹配層聚焦件背襯塊

壓電振子

------換能器的核心目前壓電振子常用的材料是人造壓電陶瓷鋯鈦酸鉛----最為常用優(yōu)點(diǎn)：電—聲轉(zhuǎn)換效率高、性能穩(wěn)定、易成形、本錢低；缺點(diǎn)：頻率不夠高等；偏鈮酸鉛：頻率及頻寬均較鋯鈦酸鉛好。聚偏氟乙烯薄膜：頻帶更寬，是理想的壓電材料。

壓電振子

-----匹配層

是位于壓電振子前面的一層或多層

的聲學(xué)材料。作用：使高聲阻抗的壓電振子與低聲阻抗的人體組織間到達(dá)阻抗匹配，以提高聲能的最大傳輸效率。組成：通常用四分之一波長(zhǎng)厚度的阻抗匹配層來(lái)實(shí)現(xiàn)。匹配層

聲透鏡

位置：在探頭的匹配層與人體組織間；

材料：常用塑料或樹(shù)脂制成；

作用：聲聚焦和換能器的保護(hù)層；

原理：透鏡材料的聲速大于周圍介質(zhì)聲速時(shí)聲束可折射效應(yīng)發(fā)生會(huì)聚。聲透鏡位置：在探頭的匹配層與人體組織間；背襯塊

位置：位于壓電振子背后；

材料：由鎢粉與環(huán)氧樹(shù)組成的強(qiáng)吸聲物；

作用：防消除后向干擾；實(shí)現(xiàn)窄脈沖，提高縱向分辨力；

原理：透吸收背向聲波，使之能量消耗。背襯塊位置：位于壓電振子背后；(二)換能器的分類一、據(jù)工作原理1．脈沖反射式有A超、M超和B超，B超探頭括線陣、凸陣、相控陣、環(huán)陣等。2．多普勒式有連續(xù)波和脈沖波多普勒探頭。

(二)換能器的分類一、據(jù)工作原理(二)換能器的分類二、據(jù)控制掃查方式1．電子式線陣型、相控陣型、凸陣型及環(huán)陣式探頭。2．機(jī)械式擺動(dòng)式、旋轉(zhuǎn)式探頭。(二)換能器的分類二、據(jù)控制掃查方式(二)換能器的分類三、據(jù)晶片數(shù)1．單晶片

A超、M超及擺動(dòng)式機(jī)械探頭。2．多晶片

線陣型、凸陣型、相控陣型和環(huán)形陣型等。(二)換能器的分類三、據(jù)晶片數(shù)擺動(dòng)式機(jī)械扇掃探頭構(gòu)成：由一塊晶片組成；原理：微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)晶片，作來(lái)扇形回?cái)[動(dòng)；優(yōu)點(diǎn)：本錢低，容易修復(fù)；缺點(diǎn)：噪聲大，磨損嚴(yán)重。擺動(dòng)式機(jī)械扇掃探頭構(gòu)成：由一塊晶片組成；旋轉(zhuǎn)式機(jī)械扇掃探頭構(gòu)成：由多塊晶片組成；原理：微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)晶片，作360度旋轉(zhuǎn)；優(yōu)點(diǎn)：噪聲小，磨損較輕；缺點(diǎn)：本錢高，修復(fù)較難。旋轉(zhuǎn)式機(jī)械扇掃探頭構(gòu)成：由多塊晶片組成；線陣型探頭構(gòu)成：由6-8個(gè)陣元沿一直線排列組合；每個(gè)陣元分割成假設(shè)干窄條振子。原理：陣元組依一定順序工作，用電子開(kāi)關(guān)輪番地接通，形成線性掃描。評(píng)估：近場(chǎng)視野大，易受肋骨、氣體影響。線陣型探頭構(gòu)成：由6-8個(gè)陣元沿一凸陣型探頭構(gòu)成：陣元的窄條振子被均勻分布在凸形圓弧上；原理：同線陣，只是其波束是作扇形掃描；評(píng)估：能避開(kāi)胸骨和肋骨遮擋，無(wú)噪音，可替代機(jī)械扇掃探頭。凸陣型探頭構(gòu)成：陣元的窄條振子被均勻分布在凸形圓弧上；相控陣探頭構(gòu)成：與線陣類似，僅陣元數(shù)少些，故構(gòu)造緊湊。原理：通過(guò)適當(dāng)調(diào)整、控制各單元鼓勵(lì)信號(hào)的相延(或時(shí)延)，以實(shí)現(xiàn)聲速偏轉(zhuǎn)。評(píng)估：優(yōu)點(diǎn)與凸陣相似，但旁瓣較明顯。相控陣探頭構(gòu)成：與線陣類似，僅陣元數(shù)少些，故構(gòu)造緊湊。環(huán)形相控陣探頭構(gòu)成：由一系列同心的圓環(huán)形晶元體組成。原理：適當(dāng)調(diào)整、控制圓環(huán)形晶元體的鼓勵(lì)信號(hào)和接收信號(hào)的相延(或時(shí)延)，使聲束聚焦的焦距作連續(xù)或步進(jìn)式移動(dòng)。評(píng)估：全程橫向分辨力高。環(huán)形相控陣探頭構(gòu)成：由一系列同心的圓環(huán)形晶元體組成。二、根本電路超聲診斷儀除連續(xù)多普勒用連續(xù)波外，大多用脈沖波，后者種類很多，但根本構(gòu)造大致一樣。

二、根本電路超聲診斷儀除連續(xù)多普勒用(一)主控電路

即同步觸發(fā)信號(hào)發(fā)生器，它周期性地產(chǎn)生同步觸發(fā)脈沖信號(hào)，分別觸發(fā)發(fā)射電路與掃描發(fā)生器中的時(shí)基掃描電路。

其下限應(yīng)不小于探測(cè)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)波形最高頻率的２倍，而其上限則取決于聲波對(duì)人體的最大探查深度所需的時(shí)間。超聲脈沖重復(fù)頻率決定于觸發(fā)脈沖的重復(fù)頻率，其選擇必須滿足如下要求：(一)主控電路即同步觸發(fā)信號(hào)發(fā)生器，重復(fù)頻率越高，顯示器圖象越亮。脈沖重復(fù)頻率采樣下限要求：如二尖瓣運(yùn)動(dòng)波形的最高多普勒頻率為100Hz，那么脈沖重復(fù)頻率應(yīng)選擇高于200Hz；脈沖重復(fù)頻率采樣上限要求：如最大探測(cè)深度定為20cm，往返為0.4m，聲速為1500m／s,那么需時(shí)為T＝0.4／1500＝260us，對(duì)應(yīng)重復(fù)頻率為f＝1/T＝3846Hz，一般最高取3kHz。重復(fù)頻率越高，顯示器圖象越亮。脈沖重復(fù)頻率采樣下限要求：(二)發(fā)射電路

發(fā)射電路受同步信號(hào)觸發(fā)后，產(chǎn)生高壓電脈沖去激發(fā)換能器，換能器受到激發(fā)后，便發(fā)射一定頻率和寬度的脈沖超聲波。

超聲波的穿透力和縱向分辨力很大程度上決定于發(fā)射電路的特性，一般要求發(fā)射電路發(fā)射既有一定幅度，持續(xù)時(shí)間又要短的脈沖波。發(fā)射頻率決定于晶片的特性和厚度，頻寬還決定于探頭的結(jié)構(gòu)及發(fā)射電路的阻尼。(二)發(fā)射電路發(fā)射電路受同步信號(hào)觸發(fā)(三)高頻信號(hào)放大電路

換能器發(fā)出脈沖波后，即接收其來(lái)自人體內(nèi)的超聲回波并將它轉(zhuǎn)換為高頻電信號(hào)，繼而通過(guò)高頻信號(hào)放大電路放大。為獲得足夠的靈敏度與保真度，高頻信號(hào)放大電路應(yīng)足夠大增益和帶寬。并根據(jù)不同需要，在高頻信號(hào)放大電路中設(shè)有TGC。電路組成：保護(hù)電路、前置放大、高頻放大及非線性放大的時(shí)間增益電路等組成。(三)高頻信號(hào)放大電路換能器發(fā)出脈沖波后，即接收(四)視頻信號(hào)放大

回波電信號(hào)經(jīng)高頻放大后，再作檢波，檢波后的視頻包絡(luò)信號(hào)，頻率較低，需經(jīng)過(guò)視頻信號(hào)放大器作適當(dāng)?shù)姆糯?。Ａ型超聲儀：將信號(hào)加至顯示器y軸偏轉(zhuǎn)板(或偏轉(zhuǎn)線圈)上，使電子水平掃描線產(chǎn)生垂直方向偏移(A型)；Ｂ型、Ｍ型超聲儀：將信號(hào)加到顯示器的柵極上進(jìn)行圖象的亮度調(diào)制。具有數(shù)字掃描變換器的超聲儀是在信號(hào)合成及D/A轉(zhuǎn)換后,經(jīng)視放放大去調(diào)節(jié)顯示器的亮度。(四)視頻信號(hào)放大回波電信號(hào)經(jīng)高頻放大后，再作檢(五)掃描發(fā)生器

掃描發(fā)生器產(chǎn)生的掃描電壓加到顯示器的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)上，使電子束按一定的規(guī)律掃描。

通常把視頻放大器和掃描發(fā)生器統(tǒng)稱為顯示電路，而顯示系統(tǒng)則由顯示器件、顯示電路和有關(guān)電路組成。

A型、M型及B型超聲診斷儀的掃描發(fā)生器都不相同。(五)掃描發(fā)生器掃描發(fā)生器產(chǎn)生的掃描電壓加到顯示三、顯示器

從人體反射回來(lái)的超聲信息最終是從顯示器或記錄儀上顯示的圖象中提取的。

超聲診斷儀的顯示器通常是陰極射線管(CRT)，根據(jù)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的不同可分兩種，即靜電偏轉(zhuǎn)示波管和磁偏轉(zhuǎn)顯示管。三、顯示器從人體反射回來(lái)的超聲信息最終是三、顯示器整個(gè)CRT由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏組成。根本工作原理由加熱陰極發(fā)射出的電子被聚焦成為電子束，通過(guò)電場(chǎng)(示波管)或磁場(chǎng)(顯像管)的作用改變電子束運(yùn)動(dòng)方向(偏轉(zhuǎn))，并繼而轟擊涂有熒光物質(zhì)的屏幕的不同部位，使之發(fā)光，由這些光點(diǎn)在屏幕上組成一幅圖象。

三、顯示器整個(gè)CRT由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和1、電子槍

電子槍由陰極、控制極和陽(yáng)極組成。

通電后的電子槍燈絲，在高壓電場(chǎng)作用下，發(fā)射出電子，經(jīng)控制極和陽(yáng)極的作用，集成一束?？刂茦O的電壓一般負(fù)于陰極，對(duì)陰極電子流的大小進(jìn)行控制，顯示管的亮度調(diào)節(jié)就是改變這個(gè)電壓。陽(yáng)極電壓用來(lái)控制電子流(或稱電子束)的粗細(xì)，故亦稱為聚焦陽(yáng)極。1、電子槍電子槍由陰極、控制極和陽(yáng)極組成2、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)

使電子束在x方向和y方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而控制光點(diǎn)在熒光屏上的位置。

靜電偏轉(zhuǎn)型CRT的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)是由兩對(duì)互相垂直的X方向和Y方向上的偏轉(zhuǎn)板組成，他們?cè)谕怆妶?chǎng)的作用下，能引起電子束的方向改變。磁偏轉(zhuǎn)型CRT的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)是由在管頸外兩側(cè)放置的一對(duì)線圈組成，線圈有垂直和水平之分，一般稱為行偏轉(zhuǎn)線圈和幀偏轉(zhuǎn)線圈。在線圈中流過(guò)的電流大小控制著電子束偏轉(zhuǎn)的大小。2、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)使電子束在x方向和y方向發(fā)3、熒光屏

是將電能轉(zhuǎn)換為光能的一種器件，超聲圖像、波形及字符等就在這里顯示出來(lái)。

熒光屏位于顯示管的頂部，其內(nèi)面涂有熒光物質(zhì)，該物質(zhì)受電子束轟擊后就能發(fā)光。光點(diǎn)是組成圖像的基本要素，稱為像素；光點(diǎn)的明亮程度用灰階表示；光點(diǎn)的維持時(shí)間取決于顯示器熒光粉的余灰時(shí)間，實(shí)時(shí)超聲一般選用中短余輝的CRT。3、熒光屏是將電能轉(zhuǎn)換為光能的一種器第二節(jié)超聲診斷儀的類型第二節(jié)超聲診斷儀的類型超聲診斷儀的分類影像超聲：一維：Ａ超、Ｍ超二維：Ｂ超三維：血流超聲：一維：脈沖、連續(xù)多普勒二維：彩色多普勒血流顯像三維：超聲診斷儀的分類影像超聲：一、Ａ型超聲診斷儀

以探頭接收到的超聲脈沖信號(hào)的幅度為縱坐標(biāo)，而以超聲脈沖的傳播時(shí)間為橫坐標(biāo)的一種顯示方式。

Ａ型超聲適用于簡(jiǎn)單解剖結(jié)構(gòu)的檢查、線度測(cè)量，如腦中線檢查、眼科檢查。一、Ａ型超聲診斷儀以探頭接收到的超聲脈沖信號(hào)的幅二、Ｂ型超聲診斷儀

顯示的局部亮度或光強(qiáng)代表回波的幅度的回波信息表示方法。

在顯示屏上，以聲束掃查移動(dòng)位置為橫坐標(biāo)，以超聲的傳播時(shí)間縱坐標(biāo)，并以回波幅度調(diào)制輝度，可得到探頭掃查經(jīng)過(guò)的平面內(nèi)的圖像。二、Ｂ型超聲診斷儀顯示的局部亮度或光強(qiáng)代表回波B超與A超的區(qū)別1)B超的y軸位移代表聲波向人體內(nèi)的傳播深度；2)回波的信號(hào)強(qiáng)度在A超上以幅度表示，而B(niǎo)超那么是以亮度表示；3)B超X軸方向的電子掃描與聲束對(duì)人體的掃查。由許多相平行的、亮度受人體回波幅度調(diào)制的ｙ軸掃描線連成一片，就構(gòu)成了一幅二維超聲圖象。B超與A超的區(qū)別1)B超的y軸位移代表聲波向人體內(nèi)的傳播深二、Ｍ型超聲診斷儀

將沿聲束方向各反射點(diǎn)位移隨時(shí)間變化而顯示，是一種以光點(diǎn)亮度來(lái)表示反射聲信號(hào)強(qiáng)弱的儀器。

Ｍ型對(duì)探查人體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)器，如心臟、胎心的搏動(dòng)特別有用，常與Ｂ型聯(lián)合使用，同時(shí)加上心電圖、多普勒等，制成多參數(shù)超聲心動(dòng)儀。二、Ｍ型超聲診斷儀將沿聲束方向各反射點(diǎn)位移隨時(shí)間Ｍ型超聲根本原理

將回波強(qiáng)度加到顯示器的控制極上作輝度調(diào)制，代表深度的時(shí)基線加到垂直偏轉(zhuǎn)板上，而在水平偏轉(zhuǎn)板上加一慢變化的時(shí)間掃描電壓，使深度的時(shí)基線以慢速沿Ｘ方向移動(dòng)，故靜止目標(biāo)的顯示像是一條水平亮跡，擺動(dòng)著的單Ｍ型顯像為一正弦曲線。Ｍ型超聲根本原理將回波強(qiáng)度加到顯示器的控制極M超與B超的區(qū)別1)M型反映的是一維空間中的動(dòng)態(tài)信息，而B(niǎo)型反映的是二維空間的構(gòu)造信息。2)M型X軸方向代表的是時(shí)間，而B(niǎo)型代表了空間的橫向展開(kāi)。3)y軸方向都代表聲波對(duì)人體的探查深度。4)來(lái)自人體回波的幅度大小都是以y軸掃描線上的亮度強(qiáng)弱來(lái)表示的。M超與B超的區(qū)別1)M型反映的是一維空間中的動(dòng)態(tài)信息，而B(niǎo)四、三維超聲診斷儀將立體圖象以投影圖或透視圖表現(xiàn)在平面上的顯示方式，可從各個(gè)角度來(lái)觀察該立體目標(biāo)。

三維超聲成像技術(shù)是利用電子計(jì)算機(jī)將一系列一定規(guī)律采集的二維圖像信息重建，從而構(gòu)成三維圖像，能提供更加豐富的三維空間信息，以彌補(bǔ)二維超聲成像的不足。四、三維超聲診斷儀將立體圖象以投影圖或透視圖表現(xiàn)在平面(一)三維外表成像－－可進(jìn)行形態(tài)學(xué)研究含液性空腔器官表面有液體被低回聲圍繞(一)三維外表成像－－可進(jìn)行形態(tài)學(xué)研究含液性空腔器官表面有液(二)三維透明成像－－應(yīng)用于骨骼及含液性結(jié)構(gòu)最大模式X線模式最小模式(二)三維透明成像－－應(yīng)用于骨骼及含液性結(jié)構(gòu)最大模式X線模式(三)三維多平面成像－－常規(guī)二維無(wú)法得到(三)三維多平面成像－－常規(guī)二維無(wú)法得到五、頻譜多普勒

多普勒超聲脈沖波進(jìn)入人體后，將產(chǎn)生一系列復(fù)雜的頻移信號(hào)，這些信號(hào)被接收器接收并處理之后，還必須經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)念l率分析和顯示，方能轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫难餍畔ⅰＮ濉㈩l譜多普勒多普勒超聲脈沖波進(jìn)(一)多普勒頻譜分析利用數(shù)學(xué)的方法對(duì)多普勒信號(hào)的頻率、振幅及其隨時(shí)間而變化的過(guò)程進(jìn)展實(shí)時(shí)分析的一種技術(shù)。

在多普勒超聲中，實(shí)時(shí)頻譜分析的方法主要采用快速富立葉轉(zhuǎn)換，該轉(zhuǎn)換是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)一個(gè)復(fù)雜信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)頻譜分析，經(jīng)過(guò)分析后，就能鑒別信號(hào)中的各種頻率移動(dòng)和這些頻移信號(hào)的有關(guān)流向，將復(fù)雜的混合信號(hào)分解為單個(gè)的頻率元素，最后形成實(shí)時(shí)顯示的血流頻譜。(一)多普勒頻譜分析利用數(shù)學(xué)的方法(二)多普勒頻譜顯示普勒信號(hào)經(jīng)過(guò)頻譜分析之后，通過(guò)兩種方式加以輸出，一種是音頻輸出，另一種是圖象輸出。(二)多普勒頻譜顯示普勒信號(hào)經(jīng)過(guò)頻譜分析之后，通過(guò)兩種1、多普勒音頻輸出

多普勒的發(fā)射和接收頻率均為超聲，但其頻移的數(shù)值常為1--20干赫，恰為可聞聲。故頻移信號(hào)被放大后輸入揚(yáng)聲器中，成為音頻信號(hào)。音頻信號(hào)可反映血流的性質(zhì)，其高低反映頻率的高低，而響度則反映振幅的高低。血流在流經(jīng)心腔和大血管的不同部位時(shí)，可將產(chǎn)生不同的音頻信號(hào)。借助于音頻信號(hào)，可正確地判斷血流的性質(zhì)并指導(dǎo)聲束的方向。1、多普勒音頻輸出多普勒的發(fā)射和接2、多普勒?qǐng)D像輸出

頻譜顯示是多普勒頻移信號(hào)圖象輸出的主要方式。在這種顯示中，可得到以下信息：頻移時(shí)間：以橫坐標(biāo)的數(shù)值表示，代表血流持續(xù)的時(shí)間，單位為秒。

頻移大?。阂钥v坐標(biāo)的數(shù)值表示，代表血流速度的大小，單位常以米／秒。2、多普勒?qǐng)D像輸出頻譜顯示是多普勒2、多普勒?qǐng)D像輸出

頻移方向：以頻譜圖的基線為界，基線以上的頻移信號(hào)為正值，基線以下的頻移信號(hào)為負(fù)值。

信號(hào)振幅：以頻譜的灰度表示，代表取樣容積或探查聲束內(nèi)具有相同流速的血細(xì)胞數(shù)量的多少。

頻率范圍：以縱坐標(biāo)上頻譜的寬度表示，代表某一瞬取樣容積中血細(xì)胞速度分布范圍。2、多普勒?qǐng)D像輸出頻移方向：以頻譜(三)連續(xù)多普勒

理論上最大流速的測(cè)值無(wú)限制性。流速實(shí)際可測(cè)值常大于米7／秒，定量分析狹窄、分流和返流性病，其主要缺點(diǎn)是缺乏空間分辨能力。

探頭用雙晶片，一個(gè)連續(xù)發(fā)射脈沖波，另一個(gè)連續(xù)接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)和放大，經(jīng)過(guò)根本電路的處理，即可在顯示器上得到多普勒頻移隨時(shí)間變化的圖譜。(三)連續(xù)多普勒理論上最大流速的測(cè)(四)脈沖多普勒距離選通：沿超聲束不同深度的某一區(qū)域作多普勒檢查。取樣容積：其大小等于脈沖波的波長(zhǎng)與數(shù)目的乘積。突出優(yōu)點(diǎn)：疾病的定位診斷和血流量的定量測(cè)定。主要缺點(diǎn)：受脈沖重復(fù)頻率的限制，易出現(xiàn)頻率失真。其超聲脈沖波的發(fā)射與接收均以一個(gè)探頭進(jìn)展，它是在一選擇性的時(shí)間延遲后，才開(kāi)場(chǎng)承受回聲信號(hào)。(四)脈沖多普勒距離選通：沿超聲束不同深度的(五)尼奎斯特極限

根據(jù)取樣定位，脈沖重復(fù)頻率必須大于多普勒頻移(fd)的二倍，才能準(zhǔn)確顯示頻移的方向和大小，即：fd＜1/2PRF，脈沖重復(fù)頻率的1／2為尼奎斯特極限。如果多普勒頻移值超過(guò)這一極限，脈沖式多普勒所檢出的頻率改變就會(huì)出現(xiàn)大小和方向的偽差，稱為頻率失真，或頻率混疊。(五)尼奎斯特極限根據(jù)取樣定位，脈沖重復(fù)頻率必須大增加流速測(cè)值的措施選擇低頻探頭：對(duì)于給定的取樣深度，探頭頻率越低，流速測(cè)值越高。減少取樣深度：探查高速血流時(shí)，應(yīng)盡量選擇距探頭較近的超聲窗口。移動(dòng)零位線：如果零位線調(diào)至頻譜圖最高或最低位置，那么可使流速測(cè)量范圍擴(kuò)大1倍。增大θ角：人為地增大聲束一血流方向夾角θ，可使多普勒頻移fd減小。增加流速測(cè)值的措施選擇低頻探頭：對(duì)于給定的取樣深度，六、彩色多普勒血流顯像

由脈沖多普勒系統(tǒng)、自相關(guān)器和彩色編碼及顯示器等主要局部組成，它在頻率分析和顯示技術(shù)方面作了重大改進(jìn)。

人體和血流的反射信號(hào)經(jīng)分析處理后，可在顯示屏上顯現(xiàn)黑白的實(shí)時(shí)二維聲像圖上疊加彩色的實(shí)時(shí)血流顯像。六、彩色多普勒血流顯像(一)頻率分析技術(shù)

實(shí)時(shí)頻譜分析法速度較慢，僅可滿足單點(diǎn)選通式的一維多普勒，對(duì)于彩色多普勒血流顯象來(lái)說(shuō)其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

為獲得二維切面內(nèi)的全部血流信息，彩色多普勒顯象在每幀圖象內(nèi)設(shè)32—128條掃描線，每條掃描線上約有250—500個(gè)取樣點(diǎn)；因此，每幀圖象內(nèi)的取樣點(diǎn)可達(dá)一萬(wàn)個(gè)以上。同時(shí)，為了實(shí)時(shí)顯示，須保證足夠的圖象幀數(shù)。這樣要求儀器在30毫秒時(shí)間里須分析15000個(gè)以上取樣點(diǎn)的多普勒信號(hào)。為解決這一問(wèn)題，彩色多普勒血流顯象技術(shù)采用了自相關(guān)技術(shù)。(一)頻率分析技術(shù)實(shí)時(shí)頻譜分析法速自相關(guān)技術(shù)是將不同時(shí)刻的信號(hào)取值作相互關(guān)聯(lián)的技術(shù)；在彩色多普勒血流顯象中，自相關(guān)用于比照同一取樣部位的兩個(gè)連續(xù)的頻移信號(hào)，提取并分析相位差。主要優(yōu)點(diǎn)：具有較高的數(shù)據(jù)處理速度，它在2毫秒內(nèi)即可處理眾多取樣點(diǎn)的大量多普勒頻移信號(hào)，迅速測(cè)出血流速度、方向和方差。主要缺點(diǎn)：不能給出流速的范圍，因它將取樣部位每一瞬間的若干個(gè)頻移信號(hào)的相位差加以平均求出乎均流速，不能提供取樣部位瞬時(shí)流速的分布范圍。自相關(guān)技術(shù)是將不同時(shí)刻的信號(hào)取值作(二)輸出顯示方式多普勒頻移信息經(jīng)過(guò)自相關(guān)技術(shù)處理后，被輸入彩色編碼器，常以速度和方差方式顯示。

彩色編碼技術(shù)是由紅、藍(lán)、綠三種基本顏色組成，不同方向、速度和湍流的血流以不同的顏色表示。(二)輸出顯示方式多普勒頻移信息經(jīng)過(guò)1、速度方式

速度方式用于顯示多普勒信號(hào)速度的方向與大小。速度的方向以紅藍(lán)兩色的區(qū)別來(lái)表示，紅色的流速代表正向頻移，藍(lán)色的流速代表負(fù)向頻移，兩者之間為零線，零線無(wú)流速因而不顯色。速度的大小以不同的色調(diào)即色澤的亮度來(lái)表示，流速越高，色調(diào)越高，即色彩越亮；反之，流速越低，色調(diào)越低，即色澤越暗。紅藍(lán)二色的最大亮度代表尼奎斯特極限，頻移信號(hào)標(biāo)為相反的色彩。1、速度方式速度方式用于顯示多普勒信號(hào)速度的方向2、方差方式用于顯示多普勒信號(hào)的速度分布范圍。當(dāng)速度范圍超過(guò)儀器的閾值時(shí)，即出現(xiàn)綠色斑點(diǎn)，說(shuō)明有湍流。速度方差值與綠色的亮度成正比。彩色多普勒血流顯象技術(shù)利用了三基色分別表示流速的方向和湍流，如背離探頭的血流存在湍流，藍(lán)色加綠色將產(chǎn)生青色。高速射流時(shí)，由于頻率失真導(dǎo)致的彩色逆轉(zhuǎn)和湍流的出現(xiàn)，使上述色彩互相混合而出白色。在明顯的血流紊亂時(shí)，可出現(xiàn)紅、藍(lán)、綠、黃、青、白等多彩斑點(diǎn)的血流圖象，稱為鑲嵌圖型。

2、方差方式用于顯示多普勒信號(hào)的速度分布范圍。

(三)彩超的限制性1、高速血流出現(xiàn)的頻率失真：其本質(zhì)屬于脈沖式多普勒，且取樣深度固定，故尼奎斯特極限常低于脈沖式多普勒。當(dāng)探查正常的高流速時(shí)，彩色常逆轉(zhuǎn)，易誤為血流紊亂。此外，彩色多普勒顯示的是平均流速而非最大流速。這使得它不能用于血流速度的定量分析。

2、湍流顯示的假陽(yáng)性：彩色多普勒以附加的彩色表示湍流的存在。但這種綠色斑點(diǎn)不僅出現(xiàn)于湍流區(qū)，而且更常出現(xiàn)于高速射流區(qū)。高速射流區(qū)是層流狀態(tài)，因此射流區(qū)綠色斑點(diǎn)出現(xiàn)只說(shuō)明頻率失真的程度而不表示湍流的存在；此外，當(dāng)儀器的信號(hào)／噪音比值較低時(shí)，亦可在正常血流中出現(xiàn)綠色斑點(diǎn)。

(三)彩超的限制性1、高速血流出現(xiàn)的頻率失真：其

(三)彩超的限制性3、二維圖象質(zhì)量降低：在彩色多普勒血流顯象技術(shù)中，需要對(duì)多點(diǎn)取樣的大量數(shù)據(jù)進(jìn)展處理，造成時(shí)間延遲，在圖象顯示中形成扇形角度與圖象幀數(shù)的矛盾。為了擴(kuò)大顯示范圍，必須減少幀數(shù)。但為了實(shí)時(shí)顯示，又必須減少角度。兩者之間的妥協(xié)，造成了二維圖象質(zhì)量的降低。

4、血流顯示質(zhì)量受到儀器條件的影響：血流在使用不同的增益條件時(shí)，可出現(xiàn)不同的顯示。而且，不同儀器間的技術(shù)條件的差異也使同一血流在不同的儀器中得到不同的顯示。所有這些偽象和誤差都有待進(jìn)一步改進(jìn)。

(三)彩超的限制性3、二維圖象質(zhì)量降低：在彩色多八、三維彩色多普勒

是用一系列二維彩色多普勒血流顯像所重建的彩色圖像。八、三維彩色多普勒是用一系列二維三維血管成像甲狀腺瘤慢性甲狀腺炎肝腫瘤三維血管成像甲狀腺瘤慢性甲狀腺炎肝腫瘤第三節(jié)改善圖像質(zhì)量的技術(shù)第三節(jié)改善圖像質(zhì)量的技術(shù)一、聲束聚焦

聚焦技術(shù)使聲束變窄，側(cè)向、橫向分辨力提高，有助于超聲診斷的有效性。目前常用的聚焦法有：非電子聚焦：聲透鏡聚焦、聲反射鏡聚焦和壓電材料凹面聚焦電子聚焦：非電子聚焦的焦點(diǎn)位置固定，而電子聚焦的焦點(diǎn)既可固定也可變動(dòng)。一、聲束聚焦聚焦技術(shù)使聲束變窄，側(cè)向(一)聲透鏡聚焦

其原理是透鏡材料與其周圍介質(zhì)中的聲波傳播速度不同而產(chǎn)生折射，從而產(chǎn)生聚焦。

聲透鏡的材料為聚乙烯和合成樹(shù)脂，其聲速大于人體軟組織聲速，故折射角變小，聲束向軸向會(huì)聚。(一)聲透鏡聚焦其原理是透鏡材料(二)聲反射鏡其原理為聲束經(jīng)拋物形的反射鏡而進(jìn)展聚焦。

平行聲束經(jīng)楔形聲反射鏡反射到拋物面聲透鏡，然后經(jīng)拋物面聚焦在它的焦點(diǎn)。(二)聲反射鏡其原理為聲束經(jīng)拋物形的反射鏡而進(jìn)展(三)壓電材料凹面聚焦

其原理是將壓電材料制成凹形，從而使聲束產(chǎn)生聚焦。

其焦距由凹面的曲率半徑所決定，在聚集區(qū)的聲束徑很小，但偏離聚焦區(qū)的聲束較粗。需根據(jù)檢查部位的深度選擇不同焦距的探頭。(三)壓電材料凹面聚焦其原理是將(四)電子聚焦電子聚焦的特點(diǎn)是利用延遲線確定多晶體陣列超聲波的延遲狀態(tài)。如果延遲狀態(tài)固定，則焦距固定，只有一個(gè)聚焦點(diǎn)。如果通過(guò)電控方式轉(zhuǎn)換其延遲狀態(tài)，焦距也可隨之變化，這種方式為動(dòng)態(tài)聚焦。

(四)電子聚焦電子聚焦的特點(diǎn)是利用延遲線確定多晶二、動(dòng)態(tài)頻率

以某一頻率為主的多頻率探頭，作多頻同時(shí)發(fā)射，但接收時(shí)僅從多頻率反射波中選擇某個(gè)頻率。當(dāng)發(fā)射的多頻率超聲波反射回探頭時(shí)，接收器采用可變帶通濾波器，從多頻率反射波中只選擇性地接收某個(gè)頻率，對(duì)淺部組織檢出高頻超聲，而深部組織則檢出低頻超聲。二、動(dòng)態(tài)頻率以某一頻率為主的多頻率探頭，作多頻同時(shí)三、圖像后處理對(duì)數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器主存儲(chǔ)器中讀出的數(shù)字圖像信號(hào)進(jìn)展的各種加工處理稱為后處理。

圖像后處理有：①亮度后處理；②時(shí)間后處理；③空間后處理。

后處理不會(huì)破壞原存的圖像，使用靈活，是提高像質(zhì)的一種有效方法,為現(xiàn)代超聲診斷儀所廣泛采用。

三、圖像后處理對(duì)數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器主存儲(chǔ)器中讀出的數(shù)字圖像(一)亮度后處理

用得最廣泛是灰階的擴(kuò)展與壓縮，即亮度(灰階)對(duì)回波強(qiáng)度關(guān)系曲線的變換。

線性可以變換成曲線，這樣可重點(diǎn)顯示某一回聲幅度范圍的信息；也可用窗口技術(shù)對(duì)選定的回波強(qiáng)度(高低窗位之間)加強(qiáng)或抑制其亮度，一突出病變的范圍；此外還有伽瑪γ校正及人眼對(duì)亮度感覺(jué)的非線性校正。(一)亮度后處理用得最廣泛是灰階的擴(kuò)展與壓縮，即亮度((二)時(shí)間后處理

用數(shù)字時(shí)間濾波器對(duì)圖像作噪聲抑止、平滑和邊緣加強(qiáng)處理。

(二)時(shí)間后處理用數(shù)字時(shí)間濾波器對(duì)圖像作噪聲抑止、平滑(三)空間后處理

主要有讀出電子放大、視頻翻轉(zhuǎn)、圖像平滑、直方圖、均衡等。

(三)空間后處理主要有讀出電子放大、視頻翻轉(zhuǎn)四、灰階

灰階是將聲信號(hào)的幅度調(diào)制光點(diǎn)亮度，以一定的灰階級(jí)來(lái)表示探測(cè)結(jié)果的顯示方式。

顯示屏上最黑到最亮的灰度等級(jí)差，取決于信號(hào)的強(qiáng)度?；译A級(jí)數(shù)越多，圖像的層次越豐富，圖像細(xì)節(jié)的表現(xiàn)能力越強(qiáng)。四、灰階灰階是將聲信號(hào)的幅度調(diào)制光點(diǎn)亮度，以一定的灰階五、彩色編碼顯示

彩色編碼就是用不同的顏色來(lái)表示聲信號(hào)的幅度的一種顯示方式，所顯示的彩色并不反映目標(biāo)真實(shí)的顏色，是偽彩色。

它將不同幅度的回聲劃分為許多色域，用一種顏色表示一定范圍的信號(hào)幅度，這樣相鄰幅度的信號(hào)有了明顯不同的色彩，加強(qiáng)了對(duì)比度，有效地提高了對(duì)比分辨力。

五、彩色編碼顯示彩色編碼就是用不同的顏色來(lái)表示聲信號(hào)的《超聲儀器》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！《超聲儀器》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用第一節(jié)超聲診斷儀的根本組成及構(gòu)造第一節(jié)超聲診斷儀的根本組成及構(gòu)造超聲診斷儀的組成(1)超聲換能器(2)根本電路(3)顯示器超聲診斷儀的組成(1)超聲換能器一、超聲換能器定義：是將電能轉(zhuǎn)換成超聲能，同時(shí)將也可將超聲能轉(zhuǎn)換成電能的一種器件。

目前應(yīng)用的主要是壓電換能器，其種類繁多，除了連續(xù)波多普勒設(shè)備中使用收發(fā)分離的換能器結(jié)構(gòu)外，其余都是采用脈沖工作方式，所以都是使用收發(fā)共用的換能器結(jié)構(gòu)。一、超聲換能器定義：是將電能轉(zhuǎn)換成超聲能，同時(shí)將也可將超(一)換能器的組成壓電振子匹配層聚焦件背襯塊(一)換能器的組成壓電振子匹配層聚焦件背襯塊

壓電振子

------換能器的核心目前壓電振子常用的材料是人造壓電陶瓷鋯鈦酸鉛----最為常用優(yōu)點(diǎn)：電—聲轉(zhuǎn)換效率高、性能穩(wěn)定、易成形、本錢低；缺點(diǎn)：頻率不夠高等；偏鈮酸鉛：頻率及頻寬均較鋯鈦酸鉛好。聚偏氟乙烯薄膜：頻帶更寬，是理想的壓電材料。

壓電振子

-----匹配層

是位于壓電振子前面的一層或多層

的聲學(xué)材料。作用：使高聲阻抗的壓電振子與低聲阻抗的人體組織間到達(dá)阻抗匹配，以提高聲能的最大傳輸效率。組成：通常用四分之一波長(zhǎng)厚度的阻抗匹配層來(lái)實(shí)現(xiàn)。匹配層

聲透鏡

位置：在探頭的匹配層與人體組織間；

材料：常用塑料或樹(shù)脂制成；

作用：聲聚焦和換能器的保護(hù)層；

原理：透鏡材料的聲速大于周圍介質(zhì)聲速時(shí)聲束可折射效應(yīng)發(fā)生會(huì)聚。聲透鏡位置：在探頭的匹配層與人體組織間；背襯塊

位置：位于壓電振子背后；

材料：由鎢粉與環(huán)氧樹(shù)組成的強(qiáng)吸聲物；

作用：防消除后向干擾；實(shí)現(xiàn)窄脈沖，提高縱向分辨力；

原理：透吸收背向聲波，使之能量消耗。背襯塊位置：位于壓電振子背后；(二)換能器的分類一、據(jù)工作原理1．脈沖反射式有A超、M超和B超，B超探頭括線陣、凸陣、相控陣、環(huán)陣等。2．多普勒式有連續(xù)波和脈沖波多普勒探頭。

(二)換能器的分類一、據(jù)工作原理(二)換能器的分類二、據(jù)控制掃查方式1．電子式線陣型、相控陣型、凸陣型及環(huán)陣式探頭。2．機(jī)械式擺動(dòng)式、旋轉(zhuǎn)式探頭。(二)換能器的分類二、據(jù)控制掃查方式(二)換能器的分類三、據(jù)晶片數(shù)1．單晶片

A超、M超及擺動(dòng)式機(jī)械探頭。2．多晶片

線陣型、凸陣型、相控陣型和環(huán)形陣型等。(二)換能器的分類三、據(jù)晶片數(shù)擺動(dòng)式機(jī)械扇掃探頭構(gòu)成：由一塊晶片組成；原理：微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)晶片，作來(lái)扇形回?cái)[動(dòng)；優(yōu)點(diǎn)：本錢低，容易修復(fù)；缺點(diǎn)：噪聲大，磨損嚴(yán)重。擺動(dòng)式機(jī)械扇掃探頭構(gòu)成：由一塊晶片組成；旋轉(zhuǎn)式機(jī)械扇掃探頭構(gòu)成：由多塊晶片組成；原理：微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)晶片，作360度旋轉(zhuǎn)；優(yōu)點(diǎn)：噪聲小，磨損較輕；缺點(diǎn)：本錢高，修復(fù)較難。旋轉(zhuǎn)式機(jī)械扇掃探頭構(gòu)成：由多塊晶片組成；線陣型探頭構(gòu)成：由6-8個(gè)陣元沿一直線排列組合；每個(gè)陣元分割成假設(shè)干窄條振子。原理：陣元組依一定順序工作，用電子開(kāi)關(guān)輪番地接通，形成線性掃描。評(píng)估：近場(chǎng)視野大，易受肋骨、氣體影響。線陣型探頭構(gòu)成：由6-8個(gè)陣元沿一凸陣型探頭構(gòu)成：陣元的窄條振子被均勻分布在凸形圓弧上；原理：同線陣，只是其波束是作扇形掃描；評(píng)估：能避開(kāi)胸骨和肋骨遮擋，無(wú)噪音，可替代機(jī)械扇掃探頭。凸陣型探頭構(gòu)成：陣元的窄條振子被均勻分布在凸形圓弧上；相控陣探頭構(gòu)成：與線陣類似，僅陣元數(shù)少些，故構(gòu)造緊湊。原理：通過(guò)適當(dāng)調(diào)整、控制各單元鼓勵(lì)信號(hào)的相延(或時(shí)延)，以實(shí)現(xiàn)聲速偏轉(zhuǎn)。評(píng)估：優(yōu)點(diǎn)與凸陣相似，但旁瓣較明顯。相控陣探頭構(gòu)成：與線陣類似，僅陣元數(shù)少些，故構(gòu)造緊湊。環(huán)形相控陣探頭構(gòu)成：由一系列同心的圓環(huán)形晶元體組成。原理：適當(dāng)調(diào)整、控制圓環(huán)形晶元體的鼓勵(lì)信號(hào)和接收信號(hào)的相延(或時(shí)延)，使聲束聚焦的焦距作連續(xù)或步進(jìn)式移動(dòng)。評(píng)估：全程橫向分辨力高。環(huán)形相控陣探頭構(gòu)成：由一系列同心的圓環(huán)形晶元體組成。二、根本電路超聲診斷儀除連續(xù)多普勒用連續(xù)波外，大多用脈沖波，后者種類很多，但根本構(gòu)造大致一樣。

二、根本電路超聲診斷儀除連續(xù)多普勒用(一)主控電路

即同步觸發(fā)信號(hào)發(fā)生器，它周期性地產(chǎn)生同步觸發(fā)脈沖信號(hào)，分別觸發(fā)發(fā)射電路與掃描發(fā)生器中的時(shí)基掃描電路。

其下限應(yīng)不小于探測(cè)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)波形最高頻率的２倍，而其上限則取決于聲波對(duì)人體的最大探查深度所需的時(shí)間。超聲脈沖重復(fù)頻率決定于觸發(fā)脈沖的重復(fù)頻率，其選擇必須滿足如下要求：(一)主控電路即同步觸發(fā)信號(hào)發(fā)生器，重復(fù)頻率越高，顯示器圖象越亮。脈沖重復(fù)頻率采樣下限要求：如二尖瓣運(yùn)動(dòng)波形的最高多普勒頻率為100Hz，那么脈沖重復(fù)頻率應(yīng)選擇高于200Hz；脈沖重復(fù)頻率采樣上限要求：如最大探測(cè)深度定為20cm，往返為0.4m，聲速為1500m／s,那么需時(shí)為T＝0.4／1500＝260us，對(duì)應(yīng)重復(fù)頻率為f＝1/T＝3846Hz，一般最高取3kHz。重復(fù)頻率越高，顯示器圖象越亮。脈沖重復(fù)頻率采樣下限要求：(二)發(fā)射電路

發(fā)射電路受同步信號(hào)觸發(fā)后，產(chǎn)生高壓電脈沖去激發(fā)換能器，換能器受到激發(fā)后，便發(fā)射一定頻率和寬度的脈沖超聲波。

超聲波的穿透力和縱向分辨力很大程度上決定于發(fā)射電路的特性，一般要求發(fā)射電路發(fā)射既有一定幅度，持續(xù)時(shí)間又要短的脈沖波。發(fā)射頻率決定于晶片的特性和厚度，頻寬還決定于探頭的結(jié)構(gòu)及發(fā)射電路的阻尼。(二)發(fā)射電路發(fā)射電路受同步信號(hào)觸發(fā)(三)高頻信號(hào)放大電路

換能器發(fā)出脈沖波后，即接收其來(lái)自人體內(nèi)的超聲回波并將它轉(zhuǎn)換為高頻電信號(hào)，繼而通過(guò)高頻信號(hào)放大電路放大。為獲得足夠的靈敏度與保真度，高頻信號(hào)放大電路應(yīng)足夠大增益和帶寬。并根據(jù)不同需要，在高頻信號(hào)放大電路中設(shè)有TGC。電路組成：保護(hù)電路、前置放大、高頻放大及非線性放大的時(shí)間增益電路等組成。(三)高頻信號(hào)放大電路換能器發(fā)出脈沖波后，即接收(四)視頻信號(hào)放大

回波電信號(hào)經(jīng)高頻放大后，再作檢波，檢波后的視頻包絡(luò)信號(hào)，頻率較低，需經(jīng)過(guò)視頻信號(hào)放大器作適當(dāng)?shù)姆糯蟆＃列统晝x：將信號(hào)加至顯示器y軸偏轉(zhuǎn)板(或偏轉(zhuǎn)線圈)上，使電子水平掃描線產(chǎn)生垂直方向偏移(A型)；Ｂ型、Ｍ型超聲儀：將信號(hào)加到顯示器的柵極上進(jìn)行圖象的亮度調(diào)制。具有數(shù)字掃描變換器的超聲儀是在信號(hào)合成及D/A轉(zhuǎn)換后,經(jīng)視放放大去調(diào)節(jié)顯示器的亮度。(四)視頻信號(hào)放大回波電信號(hào)經(jīng)高頻放大后，再作檢(五)掃描發(fā)生器

掃描發(fā)生器產(chǎn)生的掃描電壓加到顯示器的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)上，使電子束按一定的規(guī)律掃描。

通常把視頻放大器和掃描發(fā)生器統(tǒng)稱為顯示電路，而顯示系統(tǒng)則由顯示器件、顯示電路和有關(guān)電路組成。

A型、M型及B型超聲診斷儀的掃描發(fā)生器都不相同。(五)掃描發(fā)生器掃描發(fā)生器產(chǎn)生的掃描電壓加到顯示三、顯示器

從人體反射回來(lái)的超聲信息最終是從顯示器或記錄儀上顯示的圖象中提取的。

超聲診斷儀的顯示器通常是陰極射線管(CRT)，根據(jù)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的不同可分兩種，即靜電偏轉(zhuǎn)示波管和磁偏轉(zhuǎn)顯示管。三、顯示器從人體反射回來(lái)的超聲信息最終是三、顯示器整個(gè)CRT由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏組成。根本工作原理由加熱陰極發(fā)射出的電子被聚焦成為電子束，通過(guò)電場(chǎng)(示波管)或磁場(chǎng)(顯像管)的作用改變電子束運(yùn)動(dòng)方向(偏轉(zhuǎn))，并繼而轟擊涂有熒光物質(zhì)的屏幕的不同部位，使之發(fā)光，由這些光點(diǎn)在屏幕上組成一幅圖象。

三、顯示器整個(gè)CRT由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和1、電子槍

電子槍由陰極、控制極和陽(yáng)極組成。

通電后的電子槍燈絲，在高壓電場(chǎng)作用下，發(fā)射出電子，經(jīng)控制極和陽(yáng)極的作用，集成一束?？刂茦O的電壓一般負(fù)于陰極，對(duì)陰極電子流的大小進(jìn)行控制，顯示管的亮度調(diào)節(jié)就是改變這個(gè)電壓。陽(yáng)極電壓用來(lái)控制電子流(或稱電子束)的粗細(xì)，故亦稱為聚焦陽(yáng)極。1、電子槍電子槍由陰極、控制極和陽(yáng)極組成2、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)

使電子束在x方向和y方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而控制光點(diǎn)在熒光屏上的位置。

靜電偏轉(zhuǎn)型CRT的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)是由兩對(duì)互相垂直的X方向和Y方向上的偏轉(zhuǎn)板組成，他們?cè)谕怆妶?chǎng)的作用下，能引起電子束的方向改變。磁偏轉(zhuǎn)型CRT的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)是由在管頸外兩側(cè)放置的一對(duì)線圈組成，線圈有垂直和水平之分，一般稱為行偏轉(zhuǎn)線圈和幀偏轉(zhuǎn)線圈。在線圈中流過(guò)的電流大小控制著電子束偏轉(zhuǎn)的大小。2、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)使電子束在x方向和y方向發(fā)3、熒光屏

是將電能轉(zhuǎn)換為光能的一種器件，超聲圖像、波形及字符等就在這里顯示出來(lái)。

熒光屏位于顯示管的頂部，其內(nèi)面涂有熒光物質(zhì)，該物質(zhì)受電子束轟擊后就能發(fā)光。光點(diǎn)是組成圖像的基本要素，稱為像素；光點(diǎn)的明亮程度用灰階表示；光點(diǎn)的維持時(shí)間取決于顯示器熒光粉的余灰時(shí)間，實(shí)時(shí)超聲一般選用中短余輝的CRT。3、熒光屏是將電能轉(zhuǎn)換為光能的一種器第二節(jié)超聲診斷儀的類型第二節(jié)超聲診斷儀的類型超聲診斷儀的分類影像超聲：一維：Ａ超、Ｍ超二維：Ｂ超三維：血流超聲：一維：脈沖、連續(xù)多普勒二維：彩色多普勒血流顯像三維：超聲診斷儀的分類影像超聲：一、Ａ型超聲診斷儀

以探頭接收到的超聲脈沖信號(hào)的幅度為縱坐標(biāo)，而以超聲脈沖的傳播時(shí)間為橫坐標(biāo)的一種顯示方式。

Ａ型超聲適用于簡(jiǎn)單解剖結(jié)構(gòu)的檢查、線度測(cè)量，如腦中線檢查、眼科檢查。一、Ａ型超聲診斷儀以探頭接收到的超聲脈沖信號(hào)的幅二、Ｂ型超聲診斷儀

顯示的局部亮度或光強(qiáng)代表回波的幅度的回波信息表示方法。

在顯示屏上，以聲束掃查移動(dòng)位置為橫坐標(biāo)，以超聲的傳播時(shí)間縱坐標(biāo)，并以回波幅度調(diào)制輝度，可得到探頭掃查經(jīng)過(guò)的平面內(nèi)的圖像。二、Ｂ型超聲診斷儀顯示的局部亮度或光強(qiáng)代表回波B超與A超的區(qū)別1)B超的y軸位移代表聲波向人體內(nèi)的傳播深度；2)回波的信號(hào)強(qiáng)度在A超上以幅度表示，而B(niǎo)超那么是以亮度表示；3)B超X軸方向的電子掃描與聲束對(duì)人體的掃查。由許多相平行的、亮度受人體回波幅度調(diào)制的ｙ軸掃描線連成一片，就構(gòu)成了一幅二維超聲圖象。B超與A超的區(qū)別1)B超的y軸位移代表聲波向人體內(nèi)的傳播深二、Ｍ型超聲診斷儀

將沿聲束方向各反射點(diǎn)位移隨時(shí)間變化而顯示，是一種以光點(diǎn)亮度來(lái)表示反射聲信號(hào)強(qiáng)弱的儀器。

Ｍ型對(duì)探查人體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)器，如心臟、胎心的搏動(dòng)特別有用，常與Ｂ型聯(lián)合使用，同時(shí)加上心電圖、多普勒等，制成多參數(shù)超聲心動(dòng)儀。二、Ｍ型超聲診斷儀將沿聲束方向各反射點(diǎn)位移隨時(shí)間Ｍ型超聲根本原理

將回波強(qiáng)度加到顯示器的控制極上作輝度調(diào)制，代表深度的時(shí)基線加到垂直偏轉(zhuǎn)板上，而在水平偏轉(zhuǎn)板上加一慢變化的時(shí)間掃描電壓，使深度的時(shí)基線以慢速沿Ｘ方向移動(dòng)，故靜止目標(biāo)的顯示像是一條水平亮跡，擺動(dòng)著的單Ｍ型顯像為一正弦曲線。Ｍ型超聲根本原理將回波強(qiáng)度加到顯示器的控制極M超與B超的區(qū)別1)M型反映的是一維空間中的動(dòng)態(tài)信息，而B(niǎo)型反映的是二維空間的構(gòu)造信息。2)M型X軸方向代表的是時(shí)間，而B(niǎo)型代表了空間的橫向展開(kāi)。3)y軸方向都代表聲波對(duì)人體的探查深度。4)來(lái)自人體回波的幅度大小都是以y軸掃描線上的亮度強(qiáng)弱來(lái)表示的。M超與B超的區(qū)別1)M型反映的是一維空間中的動(dòng)態(tài)信息，而B(niǎo)四、三維超聲診斷儀將立體圖象以投影圖或透視圖表現(xiàn)在平面上的顯示方式，可從各個(gè)角度來(lái)觀察該立體目標(biāo)。

三維超聲成像技術(shù)是利用電子計(jì)算機(jī)將一系列一定規(guī)律采集的二維圖像信息重建，從而構(gòu)成三維圖像，能提供更加豐富的三維空間信息，以彌補(bǔ)二維超聲成像的不足。四、三維超聲診斷儀將立體圖象以投影圖或透視圖表現(xiàn)在平面(一)三維外表成像－－可進(jìn)行形態(tài)學(xué)研究含液性空腔器官表面有液體被低回聲圍繞(一)三維外表成像－－可進(jìn)行形態(tài)學(xué)研究含液性空腔器官表面有液(二)三維透明成像－－應(yīng)用于骨骼及含液性結(jié)構(gòu)最大模式X線模式最小模式(二)三維透明成像－－應(yīng)用于骨骼及含液性結(jié)構(gòu)最大模式X線模式(三)三維多平面成像－－常規(guī)二維無(wú)法得到(三)三維多平面成像－－常規(guī)二維無(wú)法得到五、頻譜多普勒

多普勒超聲脈沖波進(jìn)入人體后，將產(chǎn)生一系列復(fù)雜的頻移信號(hào)，這些信號(hào)被接收器接收并處理之后，還必須經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)念l率分析和顯示，方能轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫难餍畔?。五、頻譜多普勒多普勒超聲脈沖波進(jìn)(一)多普勒頻譜分析利用數(shù)學(xué)的方法對(duì)多普勒信號(hào)的頻率、振幅及其隨時(shí)間而變化的過(guò)程進(jìn)展實(shí)時(shí)分析的一種技術(shù)。

在多普勒超聲中，實(shí)時(shí)頻譜分析的方法主要采用快速富立葉轉(zhuǎn)換，該轉(zhuǎn)換是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)一個(gè)復(fù)雜信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)頻譜分析，經(jīng)過(guò)分析后，就能鑒別信號(hào)中的各種頻率移動(dòng)和這些頻移信號(hào)的有關(guān)流向，將復(fù)雜的混合信號(hào)分解為單個(gè)的頻率元素，最后形成實(shí)時(shí)顯示的血流頻譜。(一)多普勒頻譜分析利用數(shù)學(xué)的方法(二)多普勒頻譜顯示普勒信號(hào)經(jīng)過(guò)頻譜分析之后，通過(guò)兩種方式加以輸出，一種是音頻輸出，另一種是圖象輸出。(二)多普勒頻譜顯示普勒信號(hào)經(jīng)過(guò)頻譜分析之后，通過(guò)兩種1、多普勒音頻輸出

多普勒的發(fā)射和接收頻率均為超聲，但其頻移的數(shù)值常為1--20干赫，恰為可聞聲。故頻移信號(hào)被放大后輸入揚(yáng)聲器中，成為音頻信號(hào)。音頻信號(hào)可反映血流的性質(zhì)，其高低反映頻率的高低，而響度則反映振幅的高低。血流在流經(jīng)心腔和大血管的不同部位時(shí)，可將產(chǎn)生不同的音頻信號(hào)。借助于音頻信號(hào)，可正確地判斷血流的性質(zhì)并指導(dǎo)聲束的方向。1、多普勒音頻輸出多普勒的發(fā)射和接2、多普勒?qǐng)D像輸出

頻譜顯示是多普勒頻移信號(hào)圖象輸出的主要方式。在這種顯示中，可得到以下信息：頻移時(shí)間：以橫坐標(biāo)的數(shù)值表示，代表血流持續(xù)的時(shí)間，單位為秒。

頻移大小：以縱坐標(biāo)的數(shù)值表示，代表血流速度的大小，單位常以米／秒。2、多普勒?qǐng)D像輸出頻譜顯示是多普勒2、多普勒?qǐng)D像輸出

頻移方向：以頻譜圖的基線為界，基線以上的頻移信號(hào)為正值，基線以下的頻移信號(hào)為負(fù)值。

信號(hào)振幅：以頻譜的灰度表示，代表取樣容積或探查聲束內(nèi)具有相同流速的血細(xì)胞數(shù)量的多少。

頻率范圍：以縱坐標(biāo)上頻譜的寬度表示，代表某一瞬取樣容積中血細(xì)胞速度分布范圍。2、多普勒?qǐng)D像輸出頻移方向：以頻譜(三)連續(xù)多普勒

理論上最大流速的測(cè)值無(wú)限制性。流速實(shí)際可測(cè)值常大于米7／秒，定量分析狹窄、分流和返流性病，其主要缺點(diǎn)是缺乏空間分辨能力。

探頭用雙晶片，一個(gè)連續(xù)發(fā)射脈沖波，另一個(gè)連續(xù)接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)和放大，經(jīng)過(guò)根本電路的處理，即可在顯示器上得到多普勒頻移隨時(shí)間變化的圖譜。(三)連續(xù)多普勒理論上最大流速的測(cè)(四)脈沖多普勒距離選通：沿超聲束不同深度的某一區(qū)域作多普勒檢查。取樣容積：其大小等于脈沖波的波長(zhǎng)與數(shù)目的乘積。突出優(yōu)點(diǎn)：疾病的定位診斷和血流量的定量測(cè)定。主要缺點(diǎn)：受脈沖重復(fù)頻率的限制，易出現(xiàn)頻率失真。其超聲脈沖波的發(fā)射與接收均以一個(gè)探頭進(jìn)展，它是在一選擇性的時(shí)間延遲后，才開(kāi)場(chǎng)承受回聲信號(hào)。(四)脈沖多普勒距離選通：沿超聲束不同深度的(五)尼奎斯特極限

根據(jù)取樣定位，脈沖重復(fù)頻率必須大于多普勒頻移(fd)的二倍，才能準(zhǔn)確顯示頻移的方向和大小，即：fd＜1/2PRF，脈沖重復(fù)頻率的1／2為尼奎斯特極限。如果多普勒頻移值超過(guò)這一極限，脈沖式多普勒所檢出的頻率改變就會(huì)出現(xiàn)大小和方向的偽差，稱為頻率失真，或頻率混疊。(五)尼奎斯特極限根據(jù)取樣定位，脈沖重復(fù)頻率必須大增加流速測(cè)值的措施選擇低頻探頭：對(duì)于給定的取樣深度，探頭頻率越低，流速測(cè)值越高。減少取樣深度：探查高速血流時(shí)，應(yīng)盡量選擇距探頭較近的超聲窗口。移動(dòng)零位線：如果零位線調(diào)至頻譜圖最高或最低位置，那么可使流速測(cè)量范圍擴(kuò)大1倍。增大θ角：人為地增大聲束一血流方向夾角θ，可使多普勒頻移fd減小。增加流速測(cè)值的措施選擇低頻探頭：對(duì)于給定的取樣深度，六、彩色多普勒血流顯像

由脈沖多普勒系統(tǒng)、自相關(guān)器和彩色編碼及顯示器等主要局部組成，它在頻率分析和顯示技術(shù)方面作了重大改進(jìn)。

人體和血流的反射信號(hào)經(jīng)分析處理后，可在顯示屏上顯現(xiàn)黑白的實(shí)時(shí)二維聲像圖上疊加彩色的實(shí)時(shí)血流顯像。六、彩色多普勒血流顯像(一)頻率分析技術(shù)

實(shí)時(shí)頻譜分析法速度較慢，僅可滿足單點(diǎn)選通式的一維多普勒，對(duì)于彩色多普勒血流顯象來(lái)說(shuō)其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

為獲得二維切面內(nèi)的全部血流信息，彩色多普勒顯象在每幀圖象內(nèi)設(shè)32—128條掃描線，每條掃描線上約有250—500個(gè)取樣點(diǎn)；因此，每幀圖象內(nèi)的取樣點(diǎn)可達(dá)一萬(wàn)個(gè)以上。同時(shí)，為了實(shí)時(shí)顯示，須保證足夠的圖象幀數(shù)。這樣要求儀器在30毫秒時(shí)間里須分析15000個(gè)以上取樣點(diǎn)的多普勒信號(hào)。為解決這一問(wèn)題，彩色多普勒血流顯象技術(shù)采用了自相關(guān)技術(shù)。(一)頻率分析技術(shù)實(shí)時(shí)頻譜分析法速自相關(guān)技術(shù)是將不同時(shí)刻的信號(hào)取值作相互關(guān)聯(lián)的技術(shù)；在彩色多普勒血流顯象中，自相關(guān)用于比照同一取樣部位的兩個(gè)連續(xù)的頻移信號(hào)，提取并分析相位差。主要優(yōu)點(diǎn)：具有較高的數(shù)據(jù)處理速度，它在2毫秒內(nèi)即可處理眾多取樣點(diǎn)的大量多普勒頻移信號(hào)，迅速測(cè)出血流速度、方向和方差。主要缺點(diǎn)：不能給出流速的范圍，因它將取樣部位每一瞬間的若干個(gè)頻移信號(hào)的相位差加以平均求出乎均流速，不能提供取樣部位瞬時(shí)流速的分布范圍。自相關(guān)技術(shù)是將不同時(shí)刻的信號(hào)取值作(二)輸出顯示方式多普勒頻移信息經(jīng)過(guò)自相關(guān)技術(shù)處理后，被輸入彩色編碼器，常以速度和方差方式顯示。

彩色編碼技術(shù)是由紅、藍(lán)、綠三種基本顏色組成，不同方向、速度和湍流的血流以不同的顏色表示。(二)輸出顯示方式多普勒頻移信息經(jīng)過(guò)1、速度方式

速度方式用于顯示多普勒信號(hào)速度的方向與大小。速度的方向以紅藍(lán)兩色的區(qū)別來(lái)表示，紅色的流速代表正向頻移，藍(lán)色的流速代表負(fù)向頻移，兩者之間為零線，零線無(wú)流速因而不顯色。速度的大小以不同的色調(diào)即色澤的亮度來(lái)表示，流速越高，色調(diào)越高，即色彩越亮；反之，流速越低，色調(diào)越低，即色澤越暗。紅藍(lán)二色的最大亮度代表尼奎斯特極限，頻移信號(hào)標(biāo)為相反的色彩。1、速度方式速度方式用于顯示多普勒信號(hào)速度的方向2、方差方式用于顯示多普勒信號(hào)的速度分布范圍。當(dāng)速度范圍超過(guò)儀器的閾值時(shí)，即出現(xiàn)綠色斑點(diǎn)，說(shuō)明有湍流。速度方差值與綠色的亮度成正比。彩色多普勒血流顯象技術(shù)利用了三基色分別表示流速的方向和湍流，如背離探頭的血流存在湍流，藍(lán)色加綠色將產(chǎn)生青色。高速射流時(shí)，由于頻率失真導(dǎo)致的彩色逆轉(zhuǎn)和湍流的出現(xiàn)，使上述色彩互相混合而出白色。在明顯的血流紊亂時(shí)，可出現(xiàn)紅、藍(lán)、綠、黃、青、白等多彩斑點(diǎn)的血流圖象，稱為鑲嵌圖型。

2、方差方式用于顯示多普勒信號(hào)的速度分布范圍。

(三)彩超的限制性1、高速血流出現(xiàn)的頻率失真：其本質(zhì)屬于脈沖式多普勒，且取樣深度固定，故尼奎斯特極限常低于脈沖式多普勒。當(dāng)探查正常的高流速時(shí)，彩色常逆轉(zhuǎn)，易誤為血流紊亂。此外，彩色多普勒顯示的是平均流速而非最大流速。這使得它不能用于血流速度的定量分析。

2、湍流顯示的假陽(yáng)性：彩色多普