1、B超探頭,知 識(shí) 講 解,1,B超探頭的工作原理 B超探頭的分類 B超探頭組件的構(gòu)成 探頭使用注意事項(xiàng) B超探頭參數(shù) B超生產(chǎn)廠家,B超探頭的常見故障 B超探頭問題的常見判定方法 探頭組件的故障分析及維修 十. 探頭的維護(hù)保養(yǎng),目錄：,2,一、 B超探頭的工作原理,超聲診斷儀是通過探頭產(chǎn)生入射超聲波（發(fā)射波）和接收反射超聲波（回波）的，它是診斷設(shè)備的重要部件。而超聲探頭的任務(wù)是就是將電信號(hào)變換為超聲波信號(hào)或相反地將超聲波信號(hào)變換為電信號(hào)。目前探頭可以發(fā)射和接收超聲，進(jìn)行電聲、信號(hào)轉(zhuǎn)換，能夠?qū)⒂芍鳈C(jī)送來的電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l振蕩的超聲信號(hào)，又能將從組織臟器反射回來的超聲信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)而顯示于主機(jī)的

2、顯示器上。超聲探頭就是利用這一工作原理制成。,3,既然探頭能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)換成超聲波，那這一原理又是怎樣的呢？,擔(dān)任這一重要任務(wù)的硬件是探頭內(nèi)部組成部分的晶片，在通電狀態(tài)下 ，它能產(chǎn)生彈性形變，從而產(chǎn)生超聲聲波；相反情況下，當(dāng)超聲聲波通過晶片時(shí)，又能引起它產(chǎn)生彈性形變，繼而引起電壓的變化，最后通過信號(hào)處理板對(duì)相應(yīng)電信號(hào)變化的處理來完成被探測(cè)物的圖像探查。這一處理過程稱之為壓電效應(yīng)。,4,壓電效應(yīng)泛指晶體處于彈性介質(zhì)中所具有的一種聲-電可逆特性，此現(xiàn)象為 法國(guó)物理學(xué)者居里兄弟于1880 年所發(fā)現(xiàn)，故也稱居里效應(yīng)。 具有壓電效應(yīng)性質(zhì)的晶體,稱為壓電晶體。,壓電效應(yīng)：,目前常用于超聲探頭的晶體片有鋯酸鉛

3、、鈦酸鋇、石 英、硫酸鋰等人工或天然晶體 。鈦酸鋇及鋯酸鉛是在高溫下燒結(jié)的多晶陶瓷體 ，把毛坯燒結(jié)成陶瓷體后，經(jīng)過適當(dāng)?shù)难心バ拚?，得到所需的幾何尺寸，再用高壓直流電場(chǎng)極化后,就具有壓電性質(zhì)，成為換能器件。,5,壓電效應(yīng)又分為正壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)。,1、正壓電效應(yīng) 在晶體或陶瓷的一定方向上，加上杌械壓力，使其變形，晶體或陶瓷的兩個(gè)受力面上，產(chǎn)生符號(hào)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(jī)械力成正比這種因機(jī)械力作用而激起表面的電荷效應(yīng)，稱為正壓電效應(yīng),6,逆壓電效應(yīng) 在晶體或陶瓷表面沿軸方向施加電壓，在電場(chǎng)作用下引起幾何應(yīng)變，電壓方向改變，機(jī)械應(yīng)變方向亦隨之改變，形變

4、與電場(chǎng)成比例。這種因電場(chǎng)作用而引起的形變效應(yīng)，稱為逆壓電效應(yīng)。超聲診斷儀探頭在發(fā)射超聲波時(shí)是逆壓電效應(yīng)。接收超聲回波時(shí)產(chǎn)生壓電效應(yīng),晶體和陶瓷片因切割方位和幾何尺寸的不同， 產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)的固有頻率也不 同,當(dāng)外加的交變電壓的頻率與固有頻率一致時(shí)， 產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)最強(qiáng);當(dāng)外加的 機(jī)械力的頻率與固有頻率一致時(shí)，所產(chǎn)生的電荷也最多。在超聲波診斷儀中激勵(lì) 脈沖的頻率必須與探頭的固有頻率相同。,7,8,9,（二） 一般常見的B超探頭 1、凸陣探頭 3.5MHz 2、線陣探頭 3.5MHz 3、高頻線陣 7.5MHz 4、腔體探頭 6.5MHz 5、心臟探頭 3.2MHz 6、相控陣探頭 3.0MHz 7

5、、三維探頭 3.5MHz,10,凸陣探頭,線陣探頭,腔體探頭,高頻線陣,11,( 三 ） 動(dòng)物探頭 1、微凸探頭 3.2MHz和 5.0MHz 2、腔體探頭 6.5MHz 3、線陣探頭 5.0MHz和7.5MHz,12,（四） 常見掃描圖形,線陣式,扇形式,凸陣式,13,三、B超探頭組件的構(gòu)成,14,探頭組件的構(gòu)成,1.插頭組件,2.探頭,3.電纜線,晶片 聲透鏡 匹配層 吸聲塊 支撐架 聲頭外殼,15,1.插頭組件,探頭組件是通過插頭與B超機(jī)連接的，而插頭的連接由里面的插針與B超機(jī)的插座相連接的，常見的插針數(shù)量有：24P 、96P 、 156P 、 260P 等等。,16,2.探頭,17,其

6、探頭結(jié)構(gòu)組成中，晶片、吸聲塊、匹配層、吸聲塊是比較重要的部分。,晶片是探頭中最重要的部件，用于接收電脈沖產(chǎn)生機(jī)械超聲振動(dòng)，完成聲電和電-聲轉(zhuǎn)換工作。其幾何形狀和尺寸是根據(jù)診斷要求來設(shè)計(jì)的，上、下電極分別焊有一根引線，用來傳輸電信號(hào); 探頭中一般有多個(gè)晶片構(gòu)成，有的將振子沿直線排列為一行，組成線陣探頭；有的將振子沿弧形排列，構(gòu)成凸陣探頭；有的將振子成矩陣排列，構(gòu)成矩陣探頭等多種多元超聲換能器。,18,吸聲塊會(huì)聚或發(fā)散聲波的聲學(xué)元件。聲波通過聲速不同的媒質(zhì)的界面時(shí)發(fā)生折射而改圖形的光流分布變傳播方向，這就可能使聲波會(huì)聚或發(fā)散，會(huì)聚作用稱為聲聚焦。聲透鏡材料的選擇大致可以從三方面考慮，首先是聲速高于

7、周圍媒質(zhì)的聲速，這樣焦距短，以減小像差和傳播損失；二是聲阻抗率與周圍媒質(zhì)匹配，以減小反射損失；三是聲衰減小，以減小插入損失。常用的聲透鏡材料及其特性如下表所示。,19,匹配層處于聲透鏡和晶片陣列之間。由于聲透鏡同時(shí)與晶體振元和人體接觸，兩者的聲阻抗差別甚 6 2 大壓電晶體振元的阻抗 Zf(2035)10 kgs m ，人體組織的阻抗 Ze(1.581.7)106 ? kgsm2，難于使聲透鏡的特性阻抗同時(shí)與兩者匹配 。超聲經(jīng)不 同阻抗界面?zhèn)鞑?，將產(chǎn)生反射，會(huì) 增加能量損耗并影響分辨力， 因此，往往需要采用匹配層來實(shí)現(xiàn)探頭與負(fù)載之間的匹配。對(duì)匹配層除厚度與聲阻抗的要求外，還要求其聲阻尼要小，

8、以減小對(duì)超聲能 量的損耗。在工,20,吸收塊又稱為吸聲塊。用于衰減并吸收壓電振子背向輻射的 超聲能量，使之不在探頭中來回反射而使振 子的振鈴時(shí)間加長(zhǎng)，因此要求墊襯具有較大的衰減能力，并具有與壓電材料接近的聲阻抗，以使來自壓電振子背向輻射的聲波全部進(jìn)入墊襯中并不再反射回到振子中去。 吸聲材料一般為環(huán)氧樹脂加鎢粉，或鐵氧體粉加橡膠粉配合而成。,藝上應(yīng)保證其同時(shí)與晶體振元和聲透鏡接觸良好。 匹配層材料通常也采用環(huán)氧加鎢粉配制。,21,聲頭外殼,晶片,22,注：在不同型號(hào)的B超，可能會(huì)將信號(hào)處理板集成在B超探頭組件里。如果該信號(hào)處理部分集成在B超機(jī)里面，則探頭組件無須再加信號(hào)處理板，否則探頭組件處要加

9、信號(hào)處理板，而有的集成在探頭里，有的則集成在插頭里。,信號(hào)處理板,23,3.電纜線,常見的電纜線有：48芯、84芯、198芯 264芯等。,24,四、使用注意事項(xiàng),B超探頭首先是屬于B超診斷系統(tǒng)的，所以使用時(shí)必須連接到診斷系統(tǒng)中去才能正常工作，此時(shí)要注意的是：連接探頭前是在斷電關(guān)機(jī)下進(jìn)行 ；當(dāng)其從主機(jī)上插拔探頭前，也必須先把主機(jī)電源切斷。,1、斷電插拔。,假如該操作是在開機(jī)通電的情況下進(jìn)行，探頭的插拔會(huì)因?yàn)榉磸?fù)接觸導(dǎo)通與斷開而快速老化而影響壽命，甚至?xí)螂娏鞯亩啻嗡查g導(dǎo)通而產(chǎn)生強(qiáng)大的電流而燒壞探頭內(nèi)的線材或者芯片等。,25,B超探頭是B超機(jī)的重要核心部件，在使用過程中嚴(yán)禁敲打、跌落、碰撞。,2

10、、禁止撞擊。,探頭不用時(shí)應(yīng)放入機(jī)器的探頭保護(hù)盒中，保護(hù)盒中應(yīng)保持干燥和清潔。,3、保持干燥、潔凈環(huán)境。,使用合格的超聲耦合劑，嚴(yán)禁含油或含其它化學(xué)溶劑成分。,4、試用合格的耦合劑。,26,探頭使用結(jié)束后須經(jīng)清潔處理，探頭表面可用軟布浸水清洗，不可用硬紙等擦洗 ,否則易損壞探頭的聲透鏡。,5、軟物擦拭清潔。,6、避免外界儀器的震動(dòng)損壞。,27,探頭結(jié)構(gòu)是非水密的 ，一旦有液體浸入探頭內(nèi)部 ，有可能造成內(nèi)部線材的短路 ，或 一些 pcb板的燒壞，從而造成診斷系統(tǒng)的不能正常工作。所以，當(dāng)我們使用超聲探頭時(shí)，都不允許任何液體浸沒探頭下方接縫線。,7、禁止浸入液體。,8、避免在強(qiáng)電磁干擾的地方使用。,有

11、的信號(hào)處理板集成在探頭組件里，當(dāng)在強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境里使用，容易造成顯示圖像干擾。所以在使用的時(shí)候，盡量避免在強(qiáng)電磁干擾的地方使用。,28,五、 B超探頭參數(shù),1、曲率半徑（mm）,曲率半徑是指由探頭的晶片陣列構(gòu)成弧線的最大內(nèi)切圓半徑，如右圖。,29,R60 R50 R40 R7 R20 R13 R10 等,常見的探頭曲率半徑如下：,矩形線陣探頭,注：矩形線陣探頭的晶片陣列是呈直線排列的，起內(nèi)切圓半徑是任意值，但我們一般認(rèn)為其曲率半徑為無窮大，如右圖所示。,30,2、陣元數(shù) 陣元數(shù)量 探頭型號(hào)舉例 64 L39 72 UST-934N-3.5 80 C36 96 E6509 106 VA57R-

12、0375 112 R40/112 128 3.5C 156 UST-984-5 192 CA621 256 L12-5 11-3L,31,3、常見B超探頭的適用范圍,、凸陣探頭的使用范圍：腹部、胸腔、婦科、胃、腎、心等。,、微凸陣探頭的適用范圍：腹部、小動(dòng)物、腎、新生兒組織及器官等。,、線陣探頭的適用范圍：皮膚表面、甲狀腺、胸、血管等。,32,六、B超生產(chǎn)廠家,（一）國(guó)外B超廠家 GE SIEMENS（西門子） HITACHI （日立） PHILIPS（飛利浦） MEDISON （麥迪遜） TOSHIBA （東芝） ALOKA (阿諾卡) SHIMADZU （日本島津） HONDEX（海馬）

13、ESAOTE （意大利百勝） PIE （荷蘭的一個(gè)公司）,33,34,GE,35,36,37,38,（二）國(guó)內(nèi)的B超廠家 汕超 海鷹 恩普 開立 祥生 天惠華 藍(lán)韻 先鋒 索尼克 旭康 創(chuàng)新 威爾德 美科 凱信 理邦 邁瑞,39,Chinese Brands,40,41,42,43,44,七、B超探頭的常見故障,1、外觀不良（直接觀察有無破損） 、最外聲透鏡破損，會(huì)導(dǎo)致耦合劑進(jìn)入探頭 內(nèi) 部，從而影響探測(cè)范圍，甚至測(cè)不出圖像。 、聲透鏡聲透鏡起泡造成凸凹不平時(shí)，則會(huì)導(dǎo) 致使用時(shí)必須用力往下按才能測(cè)到圖像。 、探頭最前端聲透鏡是會(huì)聚或發(fā)散聲波的聲學(xué) 元件，當(dāng)聲透鏡脫落時(shí)，肯定導(dǎo)致不能探測(cè)。,45

14、,46,2、B超顯示區(qū)有暗道 B超探頭里信號(hào)沒有輸入輸出，會(huì)導(dǎo)致顯示區(qū)有暗道，可能有以下原因：,探頭的晶片中的某一個(gè)振片壞掉。 傳送信號(hào)的電纜線斷掉。 信號(hào)板銅皮線路或過孔由于某種原因不通。 信號(hào)板芯片虛焊或燒壞等等。,47,3、顯示圖像模糊,48,探頭本身的自然損耗。是因?yàn)樘筋^都有一定的使用期限，超過使用期限后，就可能發(fā)生衰老、變質(zhì)、絕緣降低和機(jī)械磨損等現(xiàn)象，嚴(yán)重的甚至完全失效、漏電等，造成故障。,探頭的使用環(huán)境較差。主要是環(huán)境溫度、濕度，空氣中含腐蝕性氣體和灰塵，探頭受到強(qiáng)烈振動(dòng)，電源電壓波動(dòng)過大，這些都可能引發(fā)儀器故障。,49,50,探頭屏蔽線及地線沒接地或斷了，導(dǎo)致機(jī)器受干擾。B超探頭

15、所采用的電纜是質(zhì)量要求很高的多芯高屏蔽電纜，做工十分精細(xì)，電纜內(nèi)導(dǎo)線嚴(yán)密，多的有上百根，似發(fā)絲粗細(xì)。由于探頭多方位的使用，電纜的彎曲、扭轉(zhuǎn)使得電纜的外保護(hù)區(qū)絕緣層會(huì)破皮、斷裂、露出了里面的信號(hào)線，屏蔽層的破壞、斷線，圖像就會(huì)產(chǎn)生干擾的波紋和缺損，繼而導(dǎo)致圖像顯示模糊。,51,八、B超探頭問題的常見判定方法,1、上機(jī)人體實(shí)測(cè)法,開機(jī)前將B超探頭組件與B超診斷儀連接并固定（探頭與診斷儀的連接及拆卸必須在關(guān)機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行），運(yùn)行機(jī)器，把探頭放置在觀察區(qū)，觀看顯示器上顯示區(qū)圖像的情況，再進(jìn)行相應(yīng)的處理方案。,52,3、幅值觀察法,這種測(cè)試方法是利用專門的設(shè)計(jì)工裝。 這種工裝在測(cè)試時(shí)，將探頭接在該專用測(cè)試

16、工裝上，而其連于PC機(jī)，打開其測(cè)試的相關(guān)配套軟件，可直觀地根據(jù)顯示的電容值區(qū)域，來判定探頭的故障原因。,2、電容表法,根據(jù)不同廠家機(jī)型的探頭定義圖，測(cè)量各個(gè)振元插針引腳對(duì)地的電容值，看其是否在規(guī)定的容值內(nèi)。,53,如下圖，就是利用專門的工裝，從電腦上形象直觀的可以看出電容的幅值大小。,圖中為109損壞，138、139因老化而容值過大。,54,4、示波器測(cè)量法,利用示波器的測(cè)量方法同電容表法測(cè)試原理一樣，也是根據(jù)示波器來測(cè)量各振元插針對(duì)地的電容值 ，再根據(jù)相應(yīng)正常值得對(duì)比表判定。,55,九、探頭組件的故障分析及維修,在上面幾章里，我們已經(jīng)對(duì)探頭組件常見幾類故障原因（晶體故障、透鏡故障、護(hù)套損壞、

17、外殼損壞、電纜線外漏和電路板燒壞）有了簡(jiǎn)單的介紹，那么當(dāng)我們維修時(shí)，也是從這幾個(gè)方面進(jìn)行檢查修復(fù)。,56,B超探頭內(nèi)部多數(shù)采用的是壓電晶 體，長(zhǎng)期使用后會(huì)造成晶體自然老化，不規(guī)范的使用或摔、碰等外力擊打會(huì)造成探頭晶體的損傷，晶體損傷后，B超檢測(cè)儀檢測(cè)出來的圖像就會(huì)出現(xiàn)信號(hào)衰減、圖像中有黑影、黑條、干擾、缺損等盲區(qū)，嚴(yán)重時(shí)圖像則會(huì)“失明”，這些都會(huì)造成醫(yī)生無法診斷，影響診斷質(zhì)量。,1、晶體故障分析及維修,57,這類的故障是由B超探頭晶片短路 導(dǎo)致的。晶片的短路可通過測(cè)量晶片的供電電壓來判斷，若某一晶片或晶片組的供電電壓較其它的為低，則可判斷該晶片或晶片組內(nèi)有短路。更換相應(yīng)的晶片或晶片組，使得探頭

18、恢復(fù)以前的特性，干擾消失。,2、電纜線的故障分析及維修,58,B超探頭所采用的電纜是質(zhì)量要求 很高的多芯高屏蔽電纜，做工十分精細(xì)，電纜內(nèi)導(dǎo)線嚴(yán)密，多的有上百根，似發(fā)絲粗細(xì)。由于探頭多方位的使用，電纜的彎曲、扭轉(zhuǎn)使得電纜的外保護(hù)區(qū)絕緣層會(huì)破皮、斷裂、露出了里面的信號(hào)線，屏蔽層的破壞、斷線，圖像就會(huì)產(chǎn)生干擾的波紋和缺損。,59,由于探頭受到外力影響或操作人 員使用有誤，探頭位置長(zhǎng)期放置不當(dāng)導(dǎo)致電纜線內(nèi)部導(dǎo)線斷裂。打開外層皮套，將總的屏蔽線橫向劃開，挑出幽裂線，焊好后，用透明膠帶纏上一層，用萬用表測(cè)量其是否導(dǎo)通，導(dǎo)通后，將此根導(dǎo)線的屏蔽接好并纏好膠 帶。如果多根斷裂，方法同上。試機(jī)，一切正 常后將最

19、外層的總屏蔽線焊好，外層皮套用高 壓電緣塑料膠帶作固定，這樣，你的探頭就可 以長(zhǎng)時(shí)間繼續(xù)使用了。,60,3、透鏡故障的檢修,聲透鏡是B超探頭上部接觸人 體的膠狀專業(yè)物質(zhì) ，長(zhǎng)期使用之后會(huì)造成聲透鏡自然磨損、劃痕、開裂、腐蝕、脫膠、起泡等破損，尤其是因耦合劑進(jìn)入下層造成的腐蝕，不僅會(huì)造成偽影等盲區(qū)，造成醫(yī)生的誤診，嚴(yán)重的會(huì)損傷B超探頭晶體或造成漏電，危及病人的身體，給病人和機(jī)器帶來傷害。,61,用液體硅膠注入脫膠處并趕出 氣泡，用紗布帶用力將探頭綁緊放置24小時(shí)后松綁，故障消失，探頭恢復(fù)正常使用。證明該故障是由聲透鏡層與匹配層之間脫膠所致。在處理這種故障時(shí)，使用液體硅橡膠作探頭聲透鏡的修補(bǔ)材料以及聲透鏡層與匹配層之間的粘合材料，實(shí)踐證明效果良好。,62,B超