超聲成像設(shè)備介紹此PPT下載后可任意修改編輯增刪頁(yè)面有醫(yī)術(shù)，有醫(yī)道。術(shù)可暫行一時(shí)，道則流芳千古。友情提示手機(jī)調(diào)成靜音感謝您不吸煙歡迎隨時(shí)提問(wèn)直線傳播能量大2、超聲的特點(diǎn)：頻率高1、什么是超聲？高于20000Hz的聲音超過(guò)正常人耳能聽(tīng)到的聲波⑴超聲導(dǎo)航聲吶⑵穿透能力強(qiáng)①超聲診斷儀②金屬探傷儀⑶破碎能力強(qiáng)①殺菌、消毒②清洗精密零件③將不可混合液體混合如油和水⑷縮短種子發(fā)芽時(shí)間，提高發(fā)芽率；促進(jìn)植物生長(zhǎng)⑸超聲加工如金剛石、玻璃等⑹超聲除塵如煙囪里冒的黑煙3、超聲的應(yīng)用醫(yī)學(xué)方面:1、超聲治牙2、超聲診斷儀（B超）3、人體內(nèi)結(jié)石擊碎4、超聲波加濕器（霧化）5、醫(yī)療器械殺菌、消毒超聲檢查是利用超聲的物理特性和人體器官組織聲學(xué)性質(zhì)上的差異，以波形、曲線或圖像的形式顯示和記錄，借以進(jìn)行疾病診斷的檢查方法。不足之處在于圖像的對(duì)比分辨力和空間分辨力不如CT和MRI高。第一節(jié)概述一、超聲成像設(shè)備的發(fā)展簡(jiǎn)史1917年法國(guó)人發(fā)明聲納20世紀(jì)40年代末，超聲用于醫(yī)學(xué)診斷（A型）20世紀(jì)50年代初，臨床使用腦回聲圖，M型超聲心動(dòng)圖20世紀(jì)50年代末，超聲多普勒技術(shù)20世紀(jì)60年代中，B型超聲診斷儀20世紀(jì)80年代，雙功(duplex)聲像圖+多普勒頻譜20世紀(jì)90年代，新技術(shù)，三功(triplex)聲像圖+多普勒頻譜+彩色多普勒血流顯示，三維立體聲像圖及數(shù)字化由黑白灰階超聲成像發(fā)展到彩色多普勒超聲諧波成像、組織多普勒成像等新型成像技術(shù)和各項(xiàng)新的超聲檢查技術(shù)（如腔內(nèi)超聲檢查、器官聲學(xué)造影檢查、介入超聲）逐漸應(yīng)用于臨床。由單純?cè)\斷發(fā)展到診斷與治療兩方面。目前超聲和X線-CT、磁共振與核醫(yī)學(xué)共同組成現(xiàn)代四大醫(yī)學(xué)影像技術(shù)。一方面是價(jià)格低廉的便攜式超聲診斷儀大量進(jìn)入市場(chǎng)另一方面是向綜合化、自動(dòng)化、定量化和多功能等方向發(fā)展，介入超聲、全數(shù)字化電腦超聲成像、三維成像及超聲組織定性不斷取得進(jìn)展，使整個(gè)超聲設(shè)備和診斷技術(shù)呈現(xiàn)出持續(xù)發(fā)展的熱潮。在探頭方面，新型材料、新式換能器不斷推出，如高頻探頭、腔體探頭、高密度探頭相繼問(wèn)世，進(jìn)一步提高了超聲診斷設(shè)備的檔次與水平。二、超聲診斷的臨床應(yīng)用特點(diǎn)超聲波成像優(yōu)點(diǎn)無(wú)損傷，無(wú)痛苦，無(wú)電離輻射，可反復(fù)進(jìn)行，尤其適合軟組織診斷，有較高靈敏度和分辨率，是目前唯一能實(shí)時(shí)觀察心臟內(nèi)部結(jié)構(gòu)的臨床檢查方法。超聲波成像特點(diǎn)（1）有高的軟組織分辨力。（2）具有高度的安全性。（3）實(shí)時(shí)成像。三、超聲診斷儀的基本類型根據(jù)被探測(cè)的聲波特點(diǎn)分為：穿透式超聲診斷儀和回波式超聲診斷儀根據(jù)其利用的物理特性不同分為：回波幅度式和多普勒1.回波幅度式利用回波幅度變化來(lái)獲取組織信息的超聲診斷儀提高組織器官解剖結(jié)構(gòu)和形態(tài)方面的信息。（1）A型超聲診斷儀：A型超聲采用幅度調(diào)制顯示，回波信息在顯示器上以脈沖波形顯示橫坐標(biāo)：超聲波傳播時(shí)間，探測(cè)深度縱坐標(biāo)：回波脈沖的幅度

（2）M型超聲將A型超聲獲取的回波信息，用亮度調(diào)制方法加于顯示器內(nèi)陰極攝像管（CRT）陰極或柵極上，并在時(shí)間軸上加以展開(kāi)，最終顯示的是被探測(cè)界面運(yùn)動(dòng)的軌跡能反應(yīng)心臟各層組織界面的深度隨心臟活動(dòng)時(shí)間的變換情況。

（3）B型超聲診斷儀/B超是當(dāng)今世界使用最廣泛的超聲診斷儀。它采用回波信號(hào)的幅度調(diào)制顯示器亮度。它以明暗不同的光點(diǎn)反映回聲變化，在影屏上顯示9-64個(gè)等級(jí)的灰度圖象強(qiáng)回聲光點(diǎn)明亮，弱回聲光點(diǎn)黑暗按掃描線逐行顯示隨深度變換的回波信號(hào)即構(gòu)成一幅二維斷面圖象類型：扇形掃描、線性掃描、復(fù)合式B超

（4）C型、F型超聲診斷儀超聲波束能進(jìn)行X、Y兩個(gè)方向掃描（平面），采用亮度調(diào)節(jié)。C型距離選通（平面深度位置）是一個(gè)常數(shù)（固定深度）F型則是一個(gè)變量

（5）3D型超聲診斷儀顯示組織器官的立體結(jié)構(gòu)或功能圖，利用亮度來(lái)反映回波信息由二維掃描獲取的平面圖來(lái)重建三維圖

回波幅度式超聲診斷儀是一般利用灰階來(lái)表示回波幅度的差異，灰階級(jí)數(shù)越多，表達(dá)能力越強(qiáng)2.多普勒式多普勒效應(yīng)：振動(dòng)源和接受體在連續(xù)介質(zhì)中有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所接收到的回聲頻率不同于振動(dòng)源所發(fā)射聲頻率，其差別與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)，這種現(xiàn)象就叫做超聲的多普勒效應(yīng)。目前常用的超聲多普勒有:連續(xù)波式多普勒（CWD）脈沖式多普勒（PWD）彩色多普勒（CDFI）

彩色多普勒超聲診斷儀是一個(gè)綜合性的超聲診斷系統(tǒng)，在B型圖像上疊加彩色血流圖1.顯示人體組織器官的形態(tài)結(jié)構(gòu)2.反映運(yùn)動(dòng)信息四、超聲診斷儀的基本結(jié)構(gòu)超聲診斷儀的工作原理，是向人體組織發(fā)射超聲波，并接受其與人體組織作用后產(chǎn)生的回波信號(hào)，檢出回波某種物理參量的變化（如幅度、頻率等），然后以某種方式在顯示器上顯示，并由記錄儀記錄，供醫(yī)生診斷。因此，超聲診斷儀最基本的結(jié)構(gòu)包括超聲換能器、發(fā)射電路、接受電路、掃描電路、主控電路、時(shí)標(biāo)距標(biāo)電路、顯示器和打印機(jī)等部分。如圖所示。第二節(jié)超聲換能器

超聲探頭（ultrasonicprobe）又叫超聲換能器，是超聲成像設(shè)備必不可少的關(guān)鍵部位，它是將電信號(hào)變化為超聲波信號(hào)，又將超聲波信號(hào)變換為電信號(hào)，即具有超聲發(fā)射和接受雙重功能。二、壓電材料超聲探頭的主體-壓電振子是由壓電材料制成的，它能實(shí)現(xiàn)電能與聲能的相互轉(zhuǎn)換。具有壓電效應(yīng)性質(zhì)的材料，稱為壓電材料。按物理結(jié)構(gòu)分為四大類：壓電單晶體、壓電多晶體、壓電高分子聚合物、復(fù)合壓電材料。壓電晶體俗稱振元或振子，是探頭的核心部分對(duì)某些非對(duì)稱結(jié)晶材料（如石英）進(jìn)行一定方向的加壓或拉伸時(shí)，表面的兩側(cè)將會(huì)出現(xiàn)符號(hào)相反的電荷，具有此性質(zhì)的材料稱為壓電材料，分為壓電晶體、極化陶瓷、高分子聚合物和復(fù)合材料等。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）壓電材料天然—石英晶體—價(jià)格貴、性能差人工—鋯鈦酸鉛1.電-聲相互轉(zhuǎn)換效率高，靈敏度高2.易于電路匹配，性能穩(wěn)3.非水溶性，耐濕防潮，機(jī)械強(qiáng)度大4.價(jià)格低廉，易于加工壓電晶體壓電晶體具有壓電效應(yīng)和電致伸縮效應(yīng)壓電晶體未受外力兩側(cè)不帶電荷正壓電效應(yīng)壓電效應(yīng)：在壓電晶體適當(dāng)方向施加作用力時(shí)，相對(duì)電極板上會(huì)出現(xiàn)與外力成正比的正負(fù)電荷，形成一定的電壓信號(hào)，利用壓電效應(yīng)接收超聲波。壓力變形產(chǎn)生電場(chǎng)電致伸縮效應(yīng)(反壓電效應(yīng))：在相對(duì)兩個(gè)電極板上加一交變電壓，壓電晶體能按電壓變化規(guī)律伸長(zhǎng)或收縮。利用此效應(yīng)可以產(chǎn)生超聲波。電場(chǎng)變形二、超聲探頭的結(jié)構(gòu)換能器外殼連接電纜其它：機(jī)械探頭中有電機(jī)，傳動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、位置信號(hào)等。聲透鏡匹配層1匹配層2壓電晶體吸聲材料地電極“火”電極

換能器完成超聲與電信號(hào)相互轉(zhuǎn)換發(fā)射超聲波和接收超聲回波由聲透鏡、匹配層、壓電晶體、吸收塊組成外殼壓電晶體圓片或長(zhǎng)條形片諧振頻率由厚度決定，厚度↓，諧振頻率↑匹配層使聲能高校第在壓電晶體和人體軟組織之間傳輸提高換能器的靈敏度、減少失真和展寬頻帶聲透鏡：凹凸或凸透鏡，將換能器發(fā)出的波速聚焦，提高超聲診斷儀的分辨力超聲束換能器聲透鏡吸聲塊由吸聲材料制成將向后輻射的聲能吸收掉，消除后向干擾晶體振蕩的阻尼裝置，縮短振動(dòng)周期超聲的振動(dòng)周期由晶體和阻尼材料決定，影響成像的軸向分辨力外殼：支撐、屏蔽、密封盒保護(hù)換能器連接電纜：連接換能器與主機(jī)三、超聲探頭的主要性能醫(yī)學(xué)影像用超聲探頭的特性可以使用特性、聲學(xué)特性來(lái)表征（一）使用特性使用特性是探頭與儀器配合使用的綜合性能，而不是探頭本身的性能。1、工作頻率它是探頭中的壓電晶片與儀器連接后，實(shí)際發(fā)射的超聲波頻率。而探頭的標(biāo)稱頻率，通常是指壓電晶片的機(jī)械諧振頻率。2、頻帶寬度它是探頭工作頻率的響應(yīng)范圍。頻帶寬度越大越好，為使頻帶寬度展寬，就要增加阻尼，而這將導(dǎo)致?lián)Q能效率降低。3、靈敏度靈敏度指探頭與超聲診斷儀配合使用時(shí)，在最大探測(cè)深度上，可發(fā)現(xiàn)最小病灶的能力。它主要與探頭所用的壓電晶片的換能特性、輻射效率等聲學(xué)特征有關(guān)。換能特性好，輻射效率高的探頭，探測(cè)靈敏度就高。4、分辨力探頭的分辨力高低主要與以下因素有關(guān)；①輻射特性②輻射面積③頻率響應(yīng)④機(jī)械品質(zhì)因素⑤層間匹配的好壞。探頭的分辨力對(duì)儀器總的分辨力有重要影響。（二）聲學(xué)特性聲學(xué)特性指探頭的阻抗特性、頻率特性、換能特性、暫態(tài)特性、輻射特性和吸收特性等。聲學(xué)特性主要與探頭中壓電晶片所用材料的特性有關(guān)。1、換能特性換能特性指探頭發(fā)射和接收狀態(tài)的能量轉(zhuǎn)換特性。理論上說(shuō)，換能器的電一聲、聲一電能量轉(zhuǎn)換是等效和可逆的。2、頻率特性頻率特性是阻抗頻率特性和輻射頻率特性的總稱。阻抗頻率特性是指探頭阻抗隨頻率的變化的特性。對(duì)壓電振子施加不同頻率的電壓時(shí)，回路電流將隨著頻率的變化而變化，這實(shí)際意味著振子阻抗的變化，阻抗是頻率的函數(shù)，為了穩(wěn)定探頭的輻射頻率，可以加電感匹配，使探頭穩(wěn)定工作于串聯(lián)頻率上。3、暫態(tài)特性暫態(tài)特性指探頭對(duì)脈沖響應(yīng)的跟隨變動(dòng)能力。而對(duì)于超聲探測(cè)效果來(lái)說(shuō)，為了提高距離分辨力，通常都采用階躍窄脈沖來(lái)激勵(lì)換能器工作，跟隨變動(dòng)能力強(qiáng)則起振時(shí)間短。4、吸收特性探頭的吸收特性實(shí)際是指壓電振子墊襯的吸收特性。一個(gè)壓電振子被電脈沖激勵(lì)后，聲波從振子的兩個(gè)端面雙向輻射。對(duì)背向輻射的聲波必須加以臺(tái)阻尼吸收，否則，由于多次反射，將使發(fā)射過(guò)程振子振動(dòng)延續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間，這種振振鈴效果使輻射的超聲脈沖波持續(xù)時(shí)間增加而導(dǎo)致距離分辨力明顯減低。5、輻射特性探頭的輻射特性是指換能器的輻射聲場(chǎng)在空間的分布狀態(tài)，主要通過(guò)指向性和聲束尺寸來(lái)進(jìn)行描述。探頭輻射的聲束特性，在很大程度上決定超聲探測(cè)的橫向分辨力。探頭的性能，最終以它的聲場(chǎng)特性來(lái)評(píng)價(jià)。這些特性包括：超聲輻射空間響應(yīng)特性，空間波束指向性函數(shù)，空間波束的方向參數(shù)，輻射場(chǎng)函數(shù)與孔徑分布函數(shù)空間相關(guān)性。四、聲束的聚焦和掃描（一）聲束的聚焦要提高超聲探測(cè)器的靈敏度和分辨力，處了對(duì)線陣探頭實(shí)時(shí)多振元組合發(fā)射之外，還需將探頭發(fā)射的超聲束在一定的深度范圍內(nèi)匯聚收斂即超聲聚焦（聲束聚焦），從而增強(qiáng)波束的穿透力和回波強(qiáng)度。聲束聚焦通常分三類；聲學(xué)聚焦、電子聚焦和復(fù)合聚焦。1、聲學(xué)聚焦聲學(xué)聚焦與光學(xué)聚焦的基本原理相似。具體方式有以下幾種；（1）聲透鏡聚焦聲學(xué)聚焦用聲透鏡。聲透鏡是利用聲波經(jīng)過(guò)聲速不同的介質(zhì)時(shí)會(huì)產(chǎn)生折射的原理而制成的聚焦原件。聲透鏡可以作為平凸或平凹形。要保證良好的聲學(xué)聚焦，聲透鏡材料的選擇、聲阻抗的匹配以及制作工藝等都應(yīng)考慮。材料通常為環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯樹(shù)脂、有機(jī)玻璃等硬性材料與其他成分配方制作而成。（2）聲反射鏡聚焦；讓平行的超聲束入射到聲反射鏡上，然后通過(guò)生反射鏡反射到拋物面上，再經(jīng)過(guò)拋物面就可以聚焦到焦點(diǎn)上。（3)曲面發(fā)射聚焦；把壓電材料制成凹形，它輻射的超聲具有聚焦的效果。2、電子聚焦電子聚焦是應(yīng)用相控技術(shù)，對(duì)探頭各振元提供按二次曲線規(guī)律延時(shí)的激勵(lì)，使超聲場(chǎng)合成波陣面呈二次曲線凹面，從而實(shí)現(xiàn)波束聚焦。實(shí)現(xiàn)電子聚焦必須用陣列探頭。（1）定焦點(diǎn)聚焦；在固定一個(gè)焦點(diǎn)的聚焦技術(shù)中，通過(guò)一定的延遲狀態(tài)控制各個(gè)探頭振元的工作順序，使產(chǎn)生的聲束在某一個(gè)地方變窄。只要各個(gè)延遲線的狀態(tài)保持不變，則產(chǎn)生的聲束的焦平面位置不隨時(shí)間改變，屬電子靜態(tài)聚焦技術(shù)。(2)動(dòng)態(tài)聚焦；在動(dòng)態(tài)聚焦技術(shù)中，工作的探頭振元數(shù)目在各個(gè)距離段都是保持不變的，只是通過(guò)改變各個(gè)振元延遲電路的延遲時(shí)間，以達(dá)到聲束的焦平面位置隨時(shí)間而改變?cè)诓煌嚯x段的聚焦。（3）可變孔徑聚焦；可變孔徑聚焦技術(shù)所根據(jù)的理論是小孔徑的探頭對(duì)近距離容易聚焦，對(duì)遠(yuǎn)距離則聲束發(fā)散，而大孔徑的探頭對(duì)近距離難以聚焦，對(duì)遠(yuǎn)距離卻容易聚焦。3、復(fù)合焦距（兩維聚焦技術(shù)）在長(zhǎng)軸方向采用電子聚焦的方法提高側(cè)向分辨力，在與掃描平面垂直方向上用透鏡聚焦提高橫向分辨力。（二）聲束掃描為形成一幅二維圖像，換能器需與人體之間做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，或聲線的位置與方向按一定規(guī)律改變，一獲得不同位置或不同方向上的回聲波，這一過(guò)程稱為聲束掃描。超聲診斷需要檢查體內(nèi)的的一個(gè)區(qū)域的切面，所以必須進(jìn)行聲束移動(dòng)掃描。聲束掃描的方式主要有兩種；1、機(jī)械掃描機(jī)械掃描可分為兩種；（1）擺動(dòng)式；利用電機(jī)帶動(dòng)換能器往返擺動(dòng)，從而帶動(dòng)晶片在一定角度范圍內(nèi)產(chǎn)生扇形超聲掃描，形成一幅從體表向深部扇形散開(kāi)的圖像。（2）轉(zhuǎn)子式：采用四個(gè)互差90度性能相同的探頭，安裝在一個(gè)圓形轉(zhuǎn)輪上，馬達(dá)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，每個(gè)探頭通過(guò)收、發(fā)窗口進(jìn)開(kāi)始發(fā)射和接收超聲，各探頭交替工作。2.電子掃描：電子掃描必須使用多陣元探頭，不再像機(jī)械掃描一樣控制探頭的移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，而是通過(guò)電子手段直接控制探頭產(chǎn)生相應(yīng)的掃描聲束，從而達(dá)到自動(dòng)掃描的目的。與機(jī)械掃描相比，其性能大幅度提高，在臨床診斷中得到廣泛的應(yīng)用。按控制方式可分為：線掃描和相控陣掃描。（1）線掃描：在線掃描中，以線陣排列的多元陣，在電子開(kāi)關(guān)的控制下，陣元按一定的編組及時(shí)序分別工作。這些陣元分別與電子開(kāi)關(guān)相連。當(dāng)電子開(kāi)關(guān)接通時(shí)，相應(yīng)的陣元就工作；當(dāng)電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，相應(yīng)的陣元就不工作。（2）相控陣掃描：它是利用雷達(dá)測(cè)控的相控技術(shù)，它的陣列形式也有線陣、凸陣、環(huán)陣形。通過(guò)不同的趕時(shí)間延遲，控制各個(gè)線陣換能器陣元發(fā)射的時(shí)間先后，從而使各個(gè)陣元發(fā)射的聲波在空間疊加后就成為一定角度偏移的聲束。不同的時(shí)間延遲組合，可得到聲束的不同角度偏移，完成扇形掃描。這種通過(guò)改變延遲時(shí)間同時(shí)激勵(lì)，使聲束方向發(fā)生變化，叫做相控陣掃描。第三節(jié)超聲診斷儀的基本電路一、電源電源給各單元電路提供所需要的工作電源，包括多組的直流穩(wěn)壓電源和高壓電源，一般采用集成線性直流穩(wěn)壓電路或開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，其性能良好與否直接影響整個(gè)儀器的精度、穩(wěn)定性和可靠性。二、發(fā)射電路功能：在受到同步信號(hào)觸發(fā)時(shí)，產(chǎn)生高壓電脈沖去激勵(lì)換能器發(fā)射超聲波。振動(dòng)頻率（主頻或中心頻率）由換能器的晶片特性和厚度決定，可人工微調(diào)。1-15MHz范圍內(nèi)頻寬：由晶片Q值和阻尼電阻R2決定。Q值越大，脈寬越窄；阻尼電阻R2越小，脈寬越窄，能量越小，同時(shí)圖象分辨率越高。三、接收電路1.射頻放大器組成：隔離級(jí)（或稱保護(hù)電路）、前置放大、高頻放大、時(shí)間增益補(bǔ)償（TGC或STC）。（1）隔離級(jí)接在接收電路前端，將大功率的超聲發(fā)射電路和高靈敏度的接收電路隔離，使發(fā)射脈沖不能通過(guò)，或?qū)⒎认拗圃诤苄》秶鷥?nèi)，而允許對(duì)回波信號(hào)幾乎無(wú)衰減地通過(guò)?；倦娐酚袃深悾旱谝活惒捎孟蘖骱拖薹姆椒?；第二類不讓大幅度信號(hào)通過(guò)，只允許小于某一限幅電平的電壓通過(guò)。（2）前置放大實(shí)際上是一阻抗變換電路，高阻抗輸入而低阻抗輸出。由于隔離級(jí)工作在非線性狀態(tài)，其輸出阻抗是非線性的，為使高頻放大器工作在恒定的阻抗條件下，需加阻抗變換電路。（3）高頻放大（射頻放大、主放大）放大器要有100dB的增益，信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍超過(guò)120dB，甚至高達(dá)150dB。此外，根據(jù)臨床檢查的不同需要要求有合適的工作頻率；足夠大的低噪聲增益帶寬；高的動(dòng)態(tài)范圍；低相位失真和適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)幅度以及短的過(guò)載阻塞時(shí)間等。（4）時(shí)間增益補(bǔ)償（深度增益補(bǔ)償）使淺部組織回波信號(hào)小放大甚至衰減，而深部組織回波信號(hào)得到較大的放大，使不同深部的組織回聲信號(hào)都得到充分的顯示。這種技術(shù)稱為深度補(bǔ)償。2.解調(diào)和抑制從射頻已調(diào)信號(hào)中取出調(diào)制信號(hào)的過(guò)程——解調(diào)。調(diào)幅波的解調(diào)稱為檢波。為了防止噪聲的干擾可設(shè)置一個(gè)檢波電平，不讓沒(méi)用的過(guò)小的回聲信號(hào)和噪聲通過(guò)，這一作用稱為抑制。3.視頻放大器在接收通道末端，輸出信號(hào)將CRT調(diào)亮，以圖象方式顯示圖象。四、主控電路最簡(jiǎn)單的主控電路是同步觸發(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)，分別去觸發(fā)控制發(fā)射電路，掃描發(fā)生器以及時(shí)標(biāo)電路。在現(xiàn)代的超聲診斷系統(tǒng)中，已直接利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行同步控制，它不僅控制掃描和聲束的形成，還控制許多處理和計(jì)測(cè)過(guò)程。五、掃描發(fā)生器掃描發(fā)生器產(chǎn)生的掃描電壓加至顯示器的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，使電子束按一定的規(guī)律掃描，在顯示器上顯示出曲線的軌跡或切面圖像。通常把視頻放大器和掃描發(fā)生器稱為顯示電路，而顯示系統(tǒng)則由顯示器件、顯示電路和相關(guān)電源組成。第四節(jié)A型及M型超聲診斷儀一、A型超聲診斷儀A型是最早出現(xiàn)的一維超聲診斷技術(shù),它屬于一維超聲，回聲波強(qiáng)度以振幅顯示，探頭由單晶片構(gòu)成，由于振幅（Amplitude）一詞的第一個(gè)字母為A，所以稱為A型超聲診斷設(shè)備。二、M型超聲診斷儀M超顯示的是運(yùn)動(dòng)回波信號(hào)按時(shí)間順序展開(kāi)的一維空間多點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)序圖，又稱為超聲心動(dòng)圖。原理M型超聲診斷儀采用亮度調(diào)制型的顯示法在顯示器上，以亮度反映回聲的強(qiáng)弱，垂直方向表示檢測(cè)深度，水平方向表示時(shí)間（心臟的活動(dòng)時(shí)相），顯示心臟各層結(jié)構(gòu)相對(duì)體表的相對(duì)距離隨時(shí)間的變化曲線，反映心臟一維空間組織結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況，所以稱為M型(motionmode)。診斷基礎(chǔ)探頭位置的固定，心臟有規(guī)律地收縮和舒張，心臟各層組織和探頭的距離便產(chǎn)生節(jié)律性的改變。隨著水平方向的慢掃描，便把心臟各層組織的回聲展開(kāi)成曲線。第五節(jié)B型超聲診斷儀B型超聲成像診斷儀因其成像方式采用亮度調(diào)制(brightnessmodulation)得名。其影像所顯示的是人體組織或臟器的二維超聲斷層圖(或稱剖面圖)，對(duì)于運(yùn)動(dòng)臟器，還可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示。本法是目前使用最為廣泛的超聲診斷法。B型超聲成像儀與A型、M型超聲診斷儀在結(jié)構(gòu)原理上有較大的不同。一、超聲波發(fā)射電路1、發(fā)射多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)B超中陣元數(shù)多達(dá)數(shù)十個(gè)至上千個(gè)，而發(fā)射聚集延遲脈沖個(gè)數(shù)有限，顯然，不能直接將發(fā)射預(yù)售延時(shí)脈沖用來(lái)觸發(fā)發(fā)射脈沖產(chǎn)生電信號(hào)，因此設(shè)置發(fā)射多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，分組觸發(fā)發(fā)射脈沖產(chǎn)生電信號(hào)。2.發(fā)射脈沖電路聚集延時(shí)電路輸出的延時(shí)脈沖是邏輯信號(hào)，不能直接激勵(lì)探頭的陣元，使之產(chǎn)生超聲振蕩，而是將這一邏輯脈沖轉(zhuǎn)換成一個(gè)幅度、寬度、功率都滿足陣元產(chǎn)生超聲振蕩的脈沖。發(fā)射脈沖電路，就是完成這一轉(zhuǎn)換，實(shí)質(zhì)上，發(fā)射脈沖電路是一個(gè)高功率、高速度、高穩(wěn)定的電子開(kāi)關(guān)，它輸出的脈沖為單極電壓脈沖，幅度一般在120伏左右。二、超聲接收和預(yù)處理電路超聲接收和預(yù)處理電路，主要由前置放大器、接受多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，可變孔徑電路、接收相位調(diào)整電路、增益控制與動(dòng)態(tài)濾波、對(duì)數(shù)放大器、檢波電路和勾邊電路組成。調(diào)整電路以后的部分稱為預(yù)處理電路。其主要作用是接受探頭陣元信號(hào)并對(duì)該信號(hào)進(jìn)行放大、預(yù)處理，使超聲信號(hào)攜帶的生物信息最大程度的顯示出來(lái)。三、數(shù)字掃描變換器數(shù)字掃描變換器實(shí)質(zhì)由就是一個(gè)帶有圖像存儲(chǔ)器的數(shù)字計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，但又不是以CPU為中心的系統(tǒng)安排結(jié)構(gòu)。圖像存儲(chǔ)器有單獨(dú)的讀寫(xiě)地址發(fā)生器，與CPU不發(fā)生直接聯(lián)系。一個(gè)數(shù)字掃描變換器系統(tǒng)不僅僅是作為掃描變換器件，它同時(shí)還包括前處理與后處理部分，即具有較強(qiáng)的信號(hào)處理功能，此時(shí)，可稱為數(shù)字掃描處理器。采用DSP技術(shù)的B超儀，不僅能用標(biāo)準(zhǔn)電視的方法顯示清晰的動(dòng)態(tài)圖像，而且提供了強(qiáng)大的圖像處理功能。四、系統(tǒng)控制器B超診斷儀是一個(gè)較為復(fù)雜的電子測(cè)量?jī)x器，要使各部分電路有條不紊地工作，必須對(duì)整機(jī)進(jìn)行有序協(xié)調(diào)地控制。在發(fā)射多段動(dòng)態(tài)聚集、可變孔接收、信號(hào)相關(guān)處理、數(shù)據(jù)差補(bǔ)、TV顯示等問(wèn)題時(shí)有許多控制信號(hào)，這些控制信號(hào)都來(lái)自CPU。CPU在程序控制下，發(fā)出各種控制信號(hào)，并接受鍵盤(pán)命令，從而完成超聲的發(fā)射、接收、存儲(chǔ)以及DSC處理的各種任務(wù)。第六節(jié)超聲多普勒系統(tǒng)多普勒效應(yīng):

對(duì)于靜止的觀測(cè)者來(lái)說(shuō),向著觀測(cè)者運(yùn)動(dòng)物體發(fā)出的聲波頻率會(huì)升高,相反頻率會(huì)降低,這就是著名的多普勒效應(yīng)。當(dāng)聲源和接收器至少有一個(gè)相對(duì)于煤質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí)。接收器收到的聲波頻率就會(huì)變好利用多普勒頻移可以測(cè)量血液的流動(dòng)速度多普勒效應(yīng)：聲源與接收器之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)接收到的頻率有改變（頻移）探頭聲源界面靜止探頭向探頭運(yùn)動(dòng)探頭背離探頭人體內(nèi)的多普勒效應(yīng)

產(chǎn)生條件：超聲進(jìn)入人體后，只要遇到運(yùn)動(dòng)界面即產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。（一）層流（朝向探頭-紅，背離探頭-藍(lán)）（二）湍流：(正向-黃紅+綠，負(fù)向-青藍(lán)+綠)（三）射流：血管狹窄層流湍流射流探頭探頭綠色：代表流速快且紊亂的血流多普勒方程血流速度

fd頻移（血流速度）；f0發(fā)射頻率；C聲速；V血流速度；θ聲束與血流夾角一、D型超聲診斷儀按超聲源在時(shí)域的工作狀態(tài)，可以將多譜勒系統(tǒng)分為連續(xù)波多譜勒和脈沖波多譜勒。（一）連續(xù)波多普勒1.基本結(jié)構(gòu)框圖缺點(diǎn)：連續(xù)波波束內(nèi)的任何運(yùn)動(dòng)目標(biāo)都對(duì)最后多普勒的輸出做出貢獻(xiàn)，因而無(wú)法分辨距離。優(yōu)點(diǎn)：可測(cè)高速血流。2.解調(diào)器由于回波中雜波分量的幅度通常比有用的多普勒頻移信號(hào)大得多。所以，還采用解調(diào)器來(lái)提取被雜波所掩蓋的多普勒信號(hào)。完成這一任務(wù)的方法很多，檢波、鑒頻、鑒相和乘法這四種解調(diào)方式都可以獲得有關(guān)多普勒頻移的信息。3.頻譜分析從解調(diào)器取出的頻移信號(hào)是一個(gè)由各種不同頻率合成的復(fù)雜信號(hào)，即具有一定頻寬，如果取樣容積內(nèi)紅細(xì)胞速度分布小，則頻亦窄，反之頻譜寬。必須對(duì)此信號(hào)進(jìn)一步進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)頻譜分析，把組成復(fù)雜振動(dòng)的各個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的頻率和振幅分檢出來(lái)列成頻譜，并顯示出來(lái)，才有可能對(duì)采樣部位的血流速度、血流性質(zhì)等作出正確判斷。比較流行采用數(shù)字信號(hào)處理器，它可以將計(jì)算機(jī)的通用性和編程能力與數(shù)字信號(hào)處理器的特性和功能結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的高速度、高精度運(yùn)算。（二）脈沖多普勒利用聲波的多普勒效應(yīng)，以頻譜的方式顯示多普勒頻移，多與B型診斷法結(jié)合，在B型圖像上進(jìn)行多普勒采樣。當(dāng)頻移為正時(shí)，以正向波表示，而負(fù)向波則表示負(fù)頻移。臨床多用于檢測(cè)心臟及血管的血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)，尤其是先天性心臟病和瓣膜病的分流及返流情況，有較大的診斷價(jià)值。信號(hào)流程：發(fā)射脈沖

人體

經(jīng)頻移的高頻信號(hào)

距離選通

解調(diào)（乘法器）

低通

采樣并數(shù)字保持

頻譜分析

D/AD型顯示主要技術(shù)指標(biāo)：載波頻率f0

脈沖重復(fù)頻率最大探測(cè)深度dmax

c/(2F)

最大可測(cè)流速vmax

cF/(4f0cos

)

最大頻移

fd

F/2最大探測(cè)深度與最大可測(cè)流速相互制約

dmaxvmax

c2/(8f0

cos

)（三）多普勒系統(tǒng)的頻譜顯示多普勒系統(tǒng)發(fā)展十分迅速，出現(xiàn)了多種功能顯示系統(tǒng)，除顯示多普勒頻譜外，還將B型、M型超聲以及心電、心音等同時(shí)顯示在顯示屏上，使之具有多種顯示做到一機(jī)多用。二、超聲多普勒顯像儀（一）超聲多普勒血管顯像儀1.連續(xù)多普勒血管顯像儀2.脈沖多普勒血管顯像儀（二）彩色多普勒血流顯像儀1.彩色編碼技術(shù)是由紅、藍(lán)、綠三種基本顏色組成，當(dāng)頻移為正時(shí)，以紅色來(lái)表示，而蘭色則表示負(fù)的頻移。系在多普勒二維顯像的基礎(chǔ)上，以實(shí)時(shí)彩色編碼顯示血流的方法，即在顯示屏上以不同彩色顯示不同的血流方向和流速。信號(hào)流程：（1）探頭接收回波幅度信息

檢波

M超（2）探頭接收多譜勒頻移信息

鑒頻（正交檢波）

壁濾波(低通)

頻譜分析

CW或PW頻譜圖。（3）探頭接收多譜勒頻移信息

鑒頻

A/D

MTI（濾掉與血流無(wú)關(guān)的低頻部分）

自相關(guān)

得到血流速度、方向和血流分散度

DSC

彩色轉(zhuǎn)換處理器

D/A

顯示（4）探頭接收回波幅度信息

檢波

B超圖象

DSC

D/A

顯示2.MTI濾波器利用在同一方向上重復(fù)發(fā)射多次（8-12次）超聲波，經(jīng)過(guò)多次相減計(jì)算消去緩慢移動(dòng)的界面回聲（低頻高幅度），提取流動(dòng)紅血球的動(dòng)態(tài)信息（回波幅度小而速度較快）。3.自相關(guān)技術(shù)用于對(duì)比來(lái)自同一采樣部位的兩個(gè)連續(xù)的多譜勒頻移信號(hào)，對(duì)它們進(jìn)行相乘，將時(shí)間差換算為相位差，再根據(jù)相位差，計(jì)算血流速度、方向和分散度。4.彩色血流的顯示血流方向：用紅（朝向探頭）、藍(lán)（背離探頭）血流速度：與紅、藍(lán)亮度成正比血流的層流越多，所顯示的紅色或藍(lán)色越純正。湍流：綠色+血流方向彩色多譜勒與B超至目前為止，B超不能顯示血流；而彩超可顯示血流。彩色多譜勒與頻譜多譜勒

CW和PW并不顯示血流圖象，只顯示一根聲束上血流變化的FFT頻譜，是非直觀的，可以對(duì)血流作定量測(cè)量。而彩色多譜勒血流顯像對(duì)血流的顯示是直觀的，但不具備定量功能。5.全數(shù)字化技術(shù)包括有三個(gè)重要技術(shù)：（1）數(shù)字化聲束形成技術(shù)；（2）前端數(shù)字化或射頻信號(hào)模數(shù)變換技術(shù)；（3）寬頻探頭和寬頻技術(shù)。（1）數(shù)字聲束形成原理回聲束

A/D

數(shù)字延遲

加法器

數(shù)字聲束。具有的優(yōu)點(diǎn)是：①可以采用不同聚集方法，使全程聲場(chǎng)時(shí)