第四章_醫(yī)用超聲診斷與治療儀器

1、第四章第四章醫(yī)用超聲診斷與治療儀器醫(yī)用超聲診斷與治療儀器學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)n掌握超聲成像的基本原理；掌握超聲成像的基本原理；n掌握超聲診斷儀的基本組成和構(gòu)造；掌握超聲診斷儀的基本組成和構(gòu)造；n掌握掌握B超的工作原理的結(jié)構(gòu)組成；超的工作原理的結(jié)構(gòu)組成；n熟悉超聲診斷儀的種類；熟悉超聲診斷儀的種類；n了解超聲診斷儀的臨床應(yīng)用范圍；了解超聲診斷儀的臨床應(yīng)用范圍；第一節(jié)第一節(jié) 超聲波的物理特性超聲波的物理特性主主要要內(nèi)內(nèi)容容1 1、什么是聲波和超聲波、什么是聲波和超聲波2 2、人體組織傳播超聲波的特征、人體組織傳播超聲波的特征3 3、超聲波在人體內(nèi)傳播的參數(shù)、超聲波在人體內(nèi)傳播的參數(shù)4 4、超聲波的生物

2、效應(yīng)（安全性）、超聲波的生物效應(yīng)（安全性）一、聲波和超聲波一、聲波和超聲波自 然 界自 然 界有 各 種有 各 種各 樣 的各 樣 的波 ， 根波 ， 根據(jù) 其 性據(jù) 其 性質(zhì) 基 本質(zhì) 基 本上 分 為上 分 為兩大類：兩大類：電電磁磁波波機(jī)機(jī)械械波波電磁能量場(chǎng)的變化在空間的傳播過(guò)程無(wú)線電波、可見(jiàn)光和X線等，都是電磁波機(jī)械波是機(jī)械振動(dòng)的機(jī)械力（機(jī)械能量）作用在連續(xù)彈性介質(zhì)內(nèi)的傳播過(guò)程 聲波、水波和地震波等都是機(jī)械波 18901890年，年， 一艘名叫一艘名叫“馬爾波羅號(hào)馬爾波羅號(hào)”帆船帆船在從新西蘭駛往英國(guó)的途中，突然神秘地失在從新西蘭駛往英國(guó)的途中，突然神秘地失蹤了。蹤了。 1948194

3、8年初，一艘荷蘭貨船在通過(guò)馬六甲海年初，一艘荷蘭貨船在通過(guò)馬六甲海峽時(shí)，一場(chǎng)風(fēng)暴過(guò)后，全船海員莫明其妙地峽時(shí)，一場(chǎng)風(fēng)暴過(guò)后，全船海員莫明其妙地死光；上述慘案，引起了科學(xué)家們的普遍關(guān)死光；上述慘案，引起了科學(xué)家們的普遍關(guān)注，其中不少人還對(duì)船員的遇難原因進(jìn)行了注，其中不少人還對(duì)船員的遇難原因進(jìn)行了長(zhǎng)期的研究。長(zhǎng)期的研究。1 1、歷史事件、歷史事件2、關(guān)于次聲、關(guān)于次聲infrasonic wave 經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)查，終于弄清了制造上述慘案的經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)查，終于弄清了制造上述慘案的“兇兇手手”，是一種為人們所不很了解的次聲的聲波。，是一種為人們所不很了解的次聲的聲波。 人體內(nèi)臟固有的振動(dòng)頻率和次聲頻率相近

4、似人體內(nèi)臟固有的振動(dòng)頻率和次聲頻率相近似（0.00010.00012020赫），倘若外來(lái)的次聲頻率與人體赫），倘若外來(lái)的次聲頻率與人體內(nèi)臟的振動(dòng)頻率相似或相同，就會(huì)引起人體內(nèi)臟的內(nèi)臟的振動(dòng)頻率相似或相同，就會(huì)引起人體內(nèi)臟的 共振共振 ，從而使人產(chǎn)生上面提到的頭暈、煩躁、耳，從而使人產(chǎn)生上面提到的頭暈、煩躁、耳鳴、惡心等等一系列癥狀。鳴、惡心等等一系列癥狀。n在連續(xù)介質(zhì)中傳播的彈性波，若其頻率在連續(xù)介質(zhì)中傳播的彈性波，若其頻率f在在20 2 104 Hz之間，則能使人產(chǎn)生聲音的之間，則能使人產(chǎn)生聲音的感覺(jué)，這種波稱為感覺(jué)，這種波稱為聲波聲波(sound wave)；n 若其頻率在若其頻率在10

5、4 20 Hz之間，則這種波稱之間，則這種波稱為為次聲波次聲波(infrasonic wave)；n若其頻率在若其頻率在2 104 5 108 Hz之間，則這種之間，則這種波稱為波稱為超聲波超聲波(supersonic wave)。 n人 能 聽(tīng) 到 聲 音 的 頻 率 為人 能 聽(tīng) 到 聲 音 的 頻 率 為 2 0 H z2 0 H z 2 0 0 0 0 H z2 0 0 0 0 H z ， 其 中 最 敏 感 的 頻 率， 其 中 最 敏 感 的 頻 率2000Hz2000Hz3000Hz3000Hz。老年人的聽(tīng)覺(jué)隨。老年人的聽(tīng)覺(jué)隨著年齡而衰退，能聽(tīng)到的頻率約為著年齡而衰退，能聽(tīng)到的頻

6、率約為50Hz50Hz12000Hz12000Hz。理論上：頻率越高，波長(zhǎng)越短，超聲理論上：頻率越高，波長(zhǎng)越短，超聲診斷的分辨診斷的分辨率越好率越好。3、醫(yī)學(xué)超聲、醫(yī)學(xué)超聲200kHz至至40MHz之間（常用在之間（常用在1MHz到到10MHz，波長(zhǎng)在，波長(zhǎng)在1.5mm至至0.15mm）頻頻率率范范圍圍（1）頻率：聲源在一秒中內(nèi)振動(dòng)的次數(shù)，記作）頻率：聲源在一秒中內(nèi)振動(dòng)的次數(shù)，記作f。單位為。單位為Hz。（3 3）波長(zhǎng)：沿聲波傳播方向，振動(dòng)一個(gè)周）波長(zhǎng)：沿聲波傳播方向，振動(dòng)一個(gè)周期所傳播的距離，或在波形上相位相同的相期所傳播的距離，或在波形上相位相同的相鄰兩點(diǎn)間距離，記為鄰兩點(diǎn)間距離，記為，單

7、位為，單位為m m二、超聲波的物理特性二、超聲波的物理特性（4 4）超聲波的傳播速度：）超聲波的傳播速度：超聲波每秒鐘在介質(zhì)中傳播的距離稱為聲速，超聲波每秒鐘在介質(zhì)中傳播的距離稱為聲速，記作記作c，單位為，單位為m/s。它的大小由媒質(zhì)的性質(zhì)所決定；與媒質(zhì)的密它的大小由媒質(zhì)的性質(zhì)所決定；與媒質(zhì)的密度和彈性模量有關(guān)。在人體軟組織中傳播的度和彈性模量有關(guān)。在人體軟組織中傳播的平均聲速為平均聲速為1540s頻率頻率f f、波長(zhǎng)、波長(zhǎng)和聲速和聲速c c三者之間的關(guān)系是三者之間的關(guān)系是: : c = f c = f 二、超聲波的物理特性二、超聲波的物理特性介質(zhì)名稱介質(zhì)名稱 聲速聲速(m/s) 介質(zhì)名稱介質(zhì)

8、名稱 聲速聲速(m/s) 空氣空氣(0) 322 腎臟腎臟 1560 空氣空氣(15) 340 頭顱骨頭顱骨 3360 石蠟油石蠟油 1420 羊水羊水 1550 生理鹽水生理鹽水(37) 1532 晶狀體晶狀體 1474 人體軟組織人體軟組織(平均平均值值) 1540 玻璃體玻璃體 1641 血液血液 1570 鞏膜鞏膜 1532 腦組織腦組織 1540 鋼鐵鋼鐵 1604 肌肉肌肉 1568 鋁鋁 5300 脂肪脂肪 1476 有機(jī)玻璃有機(jī)玻璃 6400 肝臟肝臟 1570 骨骼骨骼4620 超聲波在各種介質(zhì)中的傳播速度超聲波在各種介質(zhì)中的傳播速度P:P:介質(zhì)中超介質(zhì)中超聲波的壓力聲波的壓

9、力與靜壓力之與靜壓力之差差. .超聲聲場(chǎng)某一超聲聲場(chǎng)某一點(diǎn)的單位時(shí)間點(diǎn)的單位時(shí)間內(nèi)，垂直于傳內(nèi)，垂直于傳播方向上單位播方向上單位面積產(chǎn)生平均面積產(chǎn)生平均超聲能量簡(jiǎn)稱超聲能量簡(jiǎn)稱聲強(qiáng)聲強(qiáng)( (用用I I表表) ) 聲場(chǎng)中某一聲場(chǎng)中某一位置上的聲位置上的聲壓與該處質(zhì)壓與該處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度點(diǎn)振動(dòng)速度之比定義為之比定義為聲阻抗（聲阻抗（Z) Z) 二、超聲波的物理特性二、超聲波的物理特性聲壓聲壓聲強(qiáng)聲強(qiáng)聲阻抗聲阻抗 超聲波聲場(chǎng)的三個(gè)物理量超聲波聲場(chǎng)的三個(gè)物理量超聲波在兩超聲波在兩種介質(zhì)組成種介質(zhì)組成的界面上的的界面上的反射和透射反射和透射情況與情況與兩種兩種介質(zhì)的聲阻介質(zhì)的聲阻抗密切相關(guān)抗密切相關(guān) 聲阻

10、抗是表征介質(zhì)聲學(xué)性質(zhì)的重要物理量聲阻抗是表征介質(zhì)聲學(xué)性質(zhì)的重要物理量對(duì)于一定頻率的平面超聲聲波對(duì)于一定頻率的平面超聲聲波情況下，聲阻抗具有簡(jiǎn)單的表情況下，聲阻抗具有簡(jiǎn)單的表達(dá)式達(dá)式Z Z= =cc C為聲速。為聲速。為介質(zhì)密度為介質(zhì)密度媒質(zhì)越硬，媒質(zhì)越硬，C C值越高，聲特性阻抗越大。值越高，聲特性阻抗越大。 超聲診斷中常用的各種介質(zhì)的聲特性阻抗表超聲診斷中常用的各種介質(zhì)的聲特性阻抗表 介質(zhì)名稱介質(zhì)名稱 密度密度(g/cm3) 超聲縱波聲速超聲縱波聲速（m/s） 聲阻抗聲阻抗 （105瑞利）瑞利） 空氣（空氣（2222） 0.00118 344 水（水（3737） 0.9934 1523 0.

11、000407 生理鹽水（生理鹽水（3737） 1.002 1534 1.513 石蠟油（石蠟油（33.5） 0.835 1420 1.186腦脊液腦脊液 1.000 1522 1.522 羊水羊水 1.013 1474 1.493 肝臟肝臟 1.050 1570 1.648 肌肉肌肉 1.074 1568 1.684 人體軟組織（平均值）人體軟組織（平均值） 1.016 1500 1.524 脂肪脂肪 0.955 1476 1.410 晶狀體晶狀體 1.13616501.874顱骨顱骨1.658 3360 5.570 二、超聲波的物理特性二、超聲波的物理特性由于這三類組織存在較大的阻抗差別，所

12、以超聲由于這三類組織存在較大的阻抗差別，所以超聲成像診斷只能用于那些有液體和軟組織的區(qū)域成像診斷只能用于那些有液體和軟組織的區(qū)域5 5、超聲波的束射（定向）性、超聲波的束射（定向）性人耳可感受的聲音是無(wú)指向性無(wú)指向性的球面波，即以聲源為中心呈球面向四周擴(kuò)散周圍均能聽(tīng)到聲音超聲波頻率很高，超聲波頻率很高，方向性強(qiáng)方向性強(qiáng)二、超聲波的物理特性二、超聲波的物理特性第一介質(zhì)第一介質(zhì)第二介質(zhì)第二介質(zhì)入射波入射波反射波反射波透射波透射波介質(zhì)分界面介質(zhì)分界面任何媒質(zhì)總有一個(gè)邊界，超聲波在非均勻任何媒質(zhì)總有一個(gè)邊界，超聲波在非均勻性組織內(nèi)傳播或從一種組織傳播到另一種性組織內(nèi)傳播或從一種組織傳播到另一種組織，由

13、于兩種介質(zhì)組織，由于兩種介質(zhì)聲阻抗聲阻抗不同（介質(zhì)的不同（介質(zhì)的密度和聲速不同）形成聲學(xué)界面密度和聲速不同）形成聲學(xué)界面聲聲學(xué)學(xué)界界面面6 6、 超聲波的反射與折射超聲波的反射與折射二、超聲波的物理特性二、超聲波的物理特性6 6、 超聲波的反射與折射超聲波的反射與折射二、超聲波的物理特性二、超聲波的物理特性u(píng)聲阻抗差越大，反射就越強(qiáng)，折射就越小。聲阻抗差越大，反射就越強(qiáng)，折射就越小。u聲阻抗差越小，折射就越強(qiáng)，反射就越小。聲阻抗差越小，折射就越強(qiáng)，反射就越小。 7 7、超聲波的衰減、超聲波的衰減超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，隨著距離超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，隨著距離增加，超聲波能量逐漸減弱的現(xiàn)象。增加，超

14、聲波能量逐漸減弱的現(xiàn)象。二、超聲波的物理特性二、超聲波的物理特性超聲波的散射超聲波的散射二、超聲波的物理特性二、超聲波的物理特性超聲波在人體組超聲波在人體組織中的衰減程度織中的衰減程度大大小小二、超聲波的物理特性二、超聲波的物理特性8 8、多普勒效應(yīng)、多普勒效應(yīng)二、超聲波的物理特性二、超聲波的物理特性二、超聲波的物理特性二、超聲波的物理特性超聲多普勒儀器上的換能超聲多普勒儀器上的換能器向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知器向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波，超聲波被血管的超聲波，超聲波被血管中的血流反射后又被儀器中的血流反射后又被儀器接收，測(cè)出反射波的頻率接收，測(cè)出反射波的頻率變化，就能知道血流的速變化，就能知道血

15、流的速度。這種方法可以檢查心度。這種方法可以檢查心臟、血管、血液、瓣膜和臟、血管、血液、瓣膜和胎心等的活動(dòng)。胎心等的活動(dòng)。 心臟瓣膜心臟瓣膜& &血管超聲多普勒?qǐng)D像血管超聲多普勒?qǐng)D像第二節(jié)第二節(jié) 超聲成像基本原理超聲成像基本原理2.1 2.1 醫(yī)學(xué)超聲成像的基本原理醫(yī)學(xué)超聲成像的基本原理 n超聲成像的信息主要由超聲成像的信息主要由反射回波反射回波和和散射回散射回波波所攜帶，一個(gè)典型的超聲回波應(yīng)包含大所攜帶，一個(gè)典型的超聲回波應(yīng)包含大界面的反射回波（位置信息）與小粒子的界面的反射回波（位置信息）與小粒子的散射回波（結(jié)構(gòu)信息）。散射回波（結(jié)構(gòu)信息）。n目前超聲診斷儀主要使用的是目前

16、超聲診斷儀主要使用的是脈沖回波法脈沖回波法原理；原理；n脈沖回波技術(shù)利用人體組織的不均勻性而脈沖回波技術(shù)利用人體組織的不均勻性而引起的反射作用，通過(guò)檢測(cè)臟器界面的反引起的反射作用，通過(guò)檢測(cè)臟器界面的反射波，實(shí)現(xiàn)組織定位，并檢測(cè)其特性。射波，實(shí)現(xiàn)組織定位，并檢測(cè)其特性。2.1 2.1 醫(yī)學(xué)超聲成像的基本原理醫(yī)學(xué)超聲成像的基本原理 n(a)(a)超聲脈沖發(fā)射的瞬間，顯示器上光點(diǎn)垂直偏移。超聲脈沖發(fā)射的瞬間，顯示器上光點(diǎn)垂直偏移。n(b)(b)超聲脈沖以恒定速度通過(guò)介質(zhì)超聲脈沖以恒定速度通過(guò)介質(zhì)1 1，光點(diǎn)在顯示器上形成水平掃描線。，光點(diǎn)在顯示器上形成水平掃描線。n(c)(c)當(dāng)超聲到達(dá)當(dāng)超聲到達(dá)1

17、 1、2 2介質(zhì)的分界面上，一部分能量經(jīng)界面反射，大部介質(zhì)的分界面上，一部分能量經(jīng)界面反射，大部 分能量通過(guò)界面繼續(xù)向前傳播；反射回聲到達(dá)探頭，換能器將回分能量通過(guò)界面繼續(xù)向前傳播；反射回聲到達(dá)探頭，換能器將回 聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并成為顯示器垂直偏轉(zhuǎn)板的輸入信號(hào)，顯聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并成為顯示器垂直偏轉(zhuǎn)板的輸入信號(hào)，顯 示器上顯示回聲信號(hào)脈沖；示器上顯示回聲信號(hào)脈沖；n(d)(d)由由2 2、3 3介質(zhì)分界面反射的回聲到達(dá)探頭，在顯示器上顯示出相應(yīng)介質(zhì)分界面反射的回聲到達(dá)探頭，在顯示器上顯示出相應(yīng) 的脈沖。的脈沖。2.1 2.1 醫(yī)學(xué)超聲成像的基本原理醫(yī)學(xué)超聲成像的基本原理 2cTs 超聲

18、診斷儀器中，一般脈沖超聲的發(fā)射與接收是由同超聲診斷儀器中，一般脈沖超聲的發(fā)射與接收是由同一換能器完成的，根據(jù)發(fā)射脈沖和回波脈沖的時(shí)間間隔一換能器完成的，根據(jù)發(fā)射脈沖和回波脈沖的時(shí)間間隔T，計(jì)算出反射界面與換能器（聲源）之間的距離：計(jì)算出反射界面與換能器（聲源）之間的距離： 式中，式中，c為介質(zhì)中的波速，為介質(zhì)中的波速，生物體中除骨骼外，聲速相生物體中除骨骼外，聲速相差不大，因此在工程計(jì)算中差不大，因此在工程計(jì)算中通常取其平均值通常取其平均值1540m/sA型超聲成像波形圖型超聲成像波形圖 第三節(jié)第三節(jié) 醫(yī)用超聲診斷醫(yī)用超聲診斷& &治療儀器治療儀器四大影像診斷設(shè)備功功能能特特點(diǎn)

19、點(diǎn)X線機(jī)線機(jī)XCT 磁共振磁共振 同位素同位素超聲成像超聲成像 透視透視 拍片拍片 無(wú)創(chuàng)、無(wú)電離輻射無(wú)創(chuàng)、無(wú)電離輻射 斷層成像斷層成像 實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài) 形態(tài)、功能與定征形態(tài)、功能與定征 設(shè)備價(jià)格便宜設(shè)備價(jià)格便宜 結(jié)構(gòu)形態(tài)結(jié)構(gòu)形態(tài) 血流測(cè)量血流測(cè)量 組織定征組織定征斷層斷層結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)成像成像 設(shè)備設(shè)備 簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單 電離電離 輻射輻射 影像影像 重疊重疊 斷層斷層 攝影攝影 電離電離 輻射輻射 非實(shí)時(shí)非實(shí)時(shí) 斷層斷層 攝影攝影 設(shè)備設(shè)備 昂貴昂貴 非實(shí)時(shí)非實(shí)時(shí) 斷層斷層 攝影攝影 分辨分辨 力低力低 放射放射性藥物性藥物 斷層斷層 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 代謝代謝 功能功能 代謝代謝功能功能n 超聲診斷儀器超

20、聲診斷儀器向人體內(nèi)發(fā)射超聲能量，并接收人體組織反射和散射向人體內(nèi)發(fā)射超聲能量，并接收人體組織反射和散射的回波信號(hào)，根據(jù)其所攜帶的有關(guān)人體信息，加以檢的回波信號(hào)，根據(jù)其所攜帶的有關(guān)人體信息，加以檢測(cè)、放大等處理，并顯示出來(lái)，為醫(yī)生提供診斷依據(jù)。測(cè)、放大等處理，并顯示出來(lái)，為醫(yī)生提供診斷依據(jù)。n 超聲治療儀器超聲治療儀器向人體發(fā)射一定功率的超聲能量，利用其與生物組織向人體發(fā)射一定功率的超聲能量，利用其與生物組織相互作用產(chǎn)生的各種生物效應(yīng)，對(duì)有疾病的組織起到相互作用產(chǎn)生的各種生物效應(yīng)，對(duì)有疾病的組織起到治療作用。治療作用。n 其它其它超聲霧化設(shè)備超聲霧化設(shè)備超聲清洗設(shè)備超聲清洗設(shè)備超聲細(xì)胞粉碎設(shè)備超

21、聲細(xì)胞粉碎設(shè)備3.1 3.1 醫(yī)用超聲儀器的種類醫(yī)用超聲儀器的種類3.2 3.2 超聲診斷儀器的基本構(gòu)成超聲診斷儀器的基本構(gòu)成 n振蕩器振蕩器：即同步觸發(fā)信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生控制系統(tǒng)工作的：即同步觸發(fā)信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生控制系統(tǒng)工作的同步觸發(fā)脈沖，決定發(fā)射脈沖的重復(fù)頻率。同步觸發(fā)脈沖，決定發(fā)射脈沖的重復(fù)頻率。n發(fā)射器發(fā)射器：受觸發(fā)后產(chǎn)生高壓電脈沖激勵(lì)超聲換能器。：受觸發(fā)后產(chǎn)生高壓電脈沖激勵(lì)超聲換能器。n換能器換能器：產(chǎn)生超聲脈沖，接收由目標(biāo)形成的回波脈沖信：產(chǎn)生超聲脈沖，接收由目標(biāo)形成的回波脈沖信號(hào)并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，送入回波信息處理系統(tǒng)。號(hào)并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，送入回波信息處理系統(tǒng)。n回波信息處理系統(tǒng)回波信息

22、處理系統(tǒng)：由射頻信號(hào)接收放大器、檢波器和：由射頻信號(hào)接收放大器、檢波器和視頻放大器等組成，處理超聲回波信息。視頻放大器等組成，處理超聲回波信息。n顯示器顯示器：顯示圖象信息。：顯示圖象信息。n掃描發(fā)生器掃描發(fā)生器：在振蕩器產(chǎn)生的同步脈沖控制下，輸出掃：在振蕩器產(chǎn)生的同步脈沖控制下，輸出掃描信號(hào)給顯示器，使顯示器上顯示的超聲回聲圖穩(wěn)定。描信號(hào)給顯示器，使顯示器上顯示的超聲回聲圖穩(wěn)定。3.2 3.2 超聲診斷儀器的基本構(gòu)成超聲診斷儀器的基本構(gòu)成 n換能器是超聲儀器中的重要部件。其主要工作原換能器是超聲儀器中的重要部件。其主要工作原理是利用理是利用晶體的壓電效應(yīng)。晶體的壓電效應(yīng)。3.2 3.2 超聲

23、診斷儀器的基本構(gòu)成超聲診斷儀器的基本構(gòu)成 接收超聲波接收超聲波發(fā)射超聲波發(fā)射超聲波常見(jiàn)超聲探頭常見(jiàn)超聲探頭線陣換能器線陣換能器凸陣式扇形凸陣式扇形換能器換能器相控陣扇形相控陣扇形換能器換能器機(jī)械扇掃換機(jī)械扇掃換能器能器手術(shù)用超聲換能器手術(shù)用超聲換能器經(jīng)直腸超聲換能器經(jīng)直腸超聲換能器經(jīng)陰道超聲換能器經(jīng)陰道超聲換能器3.3 3.3 超聲診斷儀的顯示型式超聲診斷儀的顯示型式 超聲診斷儀器按超聲回波信號(hào)顯示型式的不同，超聲診斷儀器按超聲回波信號(hào)顯示型式的不同，主要可分為主要可分為A型超聲、型超聲、B型超聲、型超聲、C型超聲、型超聲、M型超型超聲及聲及P型超聲。型超聲。一、一、A型超聲（型超聲（Ampl

24、itude Mode） A型顯示即幅度顯示，以回波信號(hào)的幅度表示界面反射型顯示即幅度顯示，以回波信號(hào)的幅度表示界面反射的強(qiáng)弱，是一種幅度調(diào)制型儀器。的強(qiáng)弱，是一種幅度調(diào)制型儀器。反射強(qiáng)，振幅高反射強(qiáng)，振幅高反射弱，振幅低反射弱，振幅低 特點(diǎn)特點(diǎn)：只能反映聲線方向上局：只能反映聲線方向上局部組織的回波信息，不能獲得臨床部組織的回波信息，不能獲得臨床解剖圖，已基本淘汰。解剖圖，已基本淘汰?；芈曇圆ㄐ物@示回聲以波形顯示 回波強(qiáng)度回波強(qiáng)度探頭探頭深度（時(shí)間）深度（時(shí)間）3.3 3.3 超聲診斷儀的顯示型式超聲診斷儀的顯示型式 二、二、B型超聲（型超聲（Brightness Mode） 在在A型超聲診斷

25、儀的工作基礎(chǔ)上，加上換能器的平面掃描，型超聲診斷儀的工作基礎(chǔ)上，加上換能器的平面掃描，當(dāng)換能器的位置逐漸改變時(shí)（或采用多元換能器），使顯示當(dāng)換能器的位置逐漸改變時(shí)（或采用多元換能器），使顯示器上每一條時(shí)基線方向也相應(yīng)地改變，則每條顯示線代表了器上每一條時(shí)基線方向也相應(yīng)地改變，則每條顯示線代表了產(chǎn)生回波的每一個(gè)界面的空間位置，從而構(gòu)成一幅二維圖象。產(chǎn)生回波的每一個(gè)界面的空間位置，從而構(gòu)成一幅二維圖象。是一種輝度調(diào)制儀器。是一種輝度調(diào)制儀器?；芈曇暂x度顯示回聲以輝度顯示 3.3 3.3 超聲診斷儀的顯示型式超聲診斷儀的顯示型式 n B型超聲診斷儀器是一種輝度調(diào)制儀器，顯示器上每個(gè)光型超聲診斷儀器是

26、一種輝度調(diào)制儀器，顯示器上每個(gè)光點(diǎn)的亮度表示回波信號(hào)的幅度。點(diǎn)的亮度表示回波信號(hào)的幅度。n 按掃描方式分類，按掃描方式分類，B超已經(jīng)發(fā)展了四代，包括超已經(jīng)發(fā)展了四代，包括手動(dòng)直線掃手動(dòng)直線掃描、機(jī)械掃描、電子直線掃描和電子扇形掃描描、機(jī)械掃描、電子直線掃描和電子扇形掃描。 B超圖像由不同亮度的像超圖像由不同亮度的像素構(gòu)成，像素亮度由反射回素構(gòu)成，像素亮度由反射回聲的強(qiáng)弱所決定。聲的強(qiáng)弱所決定。p 黑色：沒(méi)有反射（體液、空黑色：沒(méi)有反射（體液、空氣）氣）p 灰色：中等反射（組織）灰色：中等反射（組織）p 白色：反射較強(qiáng)（骨骼、軟白色：反射較強(qiáng)（骨骼、軟組織）組織）3.3 3.3 超聲診斷儀的顯示

27、型式超聲診斷儀的顯示型式 uB超的臨床應(yīng)用范圍超的臨床應(yīng)用范圍p 在婦產(chǎn)科中的探測(cè)在婦產(chǎn)科中的探測(cè)p 人體內(nèi)部臟器的輪廓及人體內(nèi)部臟器的輪廓及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的探測(cè)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的探測(cè)p 表淺器官內(nèi)部組織探測(cè)表淺器官內(nèi)部組織探測(cè)u線掃式斷層線掃式斷層B型超聲波診型超聲波診斷儀適用于觀察腹部臟器，斷儀適用于觀察腹部臟器，如對(duì)如對(duì)肝、膽、脾、腎、子肝、膽、脾、腎、子宮宮的檢查；的檢查；u扇掃斷層扇掃斷層B型超聲波診斷型超聲波診斷儀適用于對(duì)儀適用于對(duì)心臟心臟的檢查。的檢查。 3.3 3.3 超聲診斷儀的顯示型式超聲診斷儀的顯示型式 三、三、C型超聲（型超聲（Constant depth Mode） C型超聲與

28、型超聲與B超一樣都顯示的是超一樣都顯示的是輝度調(diào)制輝度調(diào)制的二維切面的二維切面圖象圖象 ，但與，但與B超不同，其顯示的平面是垂直于聲線的平面超不同，其顯示的平面是垂直于聲線的平面。C 型顯象平面與型顯象平面與 B 型顯象平面是相互垂直的，改變型顯象平面是相互垂直的，改變 C 型型掃查深度，便可獲得若干不同深度的掃查深度，便可獲得若干不同深度的 C 型切面圖象。型切面圖象。 3.3 3.3 超聲診斷儀的顯示型式超聲診斷儀的顯示型式 C 型超聲成像過(guò)程中，掃查平面距探頭的深度是不變的。型超聲成像過(guò)程中，掃查平面距探頭的深度是不變的。如果使掃查面距探頭的深度發(fā)生變化，且掃查平面根據(jù)成像如果使掃查面距

29、探頭的深度發(fā)生變化，且掃查平面根據(jù)成像需要可設(shè)置為斜面、曲面，則構(gòu)成了需要可設(shè)置為斜面、曲面，則構(gòu)成了F型超聲。型超聲。3.3 3.3 超聲診斷儀的顯示型式超聲診斷儀的顯示型式 由于探頭位置固定，心臟有由于探頭位置固定，心臟有規(guī)律地收縮和舒張，心臟各層組規(guī)律地收縮和舒張，心臟各層組織和探頭間的距離便發(fā)生節(jié)律性織和探頭間的距離便發(fā)生節(jié)律性的改變。隨著水平方向的慢掃描，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)成便把心臟各層組織的回聲展開(kāi)成曲線，即為曲線，即為M M型超聲心動(dòng)圖。型超聲心動(dòng)圖。四、四、M型超聲（型超聲（Motion Mode） 回聲以時(shí)間曲線顯示回聲以時(shí)間曲線顯示 M

30、型超聲診斷儀采用輝度調(diào)制的方法，使深度方向所型超聲診斷儀采用輝度調(diào)制的方法，使深度方向所有界面反射回波用亮點(diǎn)形式在顯示器垂直掃描線上顯示出有界面反射回波用亮點(diǎn)形式在顯示器垂直掃描線上顯示出來(lái)，隨著臟器的運(yùn)動(dòng)，垂直掃描線上的各點(diǎn)將發(fā)生位置上來(lái)，隨著臟器的運(yùn)動(dòng)，垂直掃描線上的各點(diǎn)將發(fā)生位置上的變動(dòng)，定時(shí)地采樣這些回波并使之按時(shí)間先后逐行在屏的變動(dòng)，定時(shí)地采樣這些回波并使之按時(shí)間先后逐行在屏上顯示出來(lái)。上顯示出來(lái)。 3.3 3.3 超聲診斷儀的顯示型式超聲診斷儀的顯示型式 M型超聲診斷儀基本原理結(jié)構(gòu)圖型超聲診斷儀基本原理結(jié)構(gòu)圖 3.3 3.3 超聲診斷儀的顯示型式超聲診斷儀的顯示型式 五、五、P型超

31、聲（型超聲（Motion Mode） 它可視為一種持殊的它可視為一種持殊的 B 型超型超聲，超聲換能器置于圓周的中心，聲，超聲換能器置于圓周的中心，徑向旋轉(zhuǎn)掃查線與顯示器上的徑徑向旋轉(zhuǎn)掃查線與顯示器上的徑向掃描線作同步的旋轉(zhuǎn)。主要適向掃描線作同步的旋轉(zhuǎn)。主要適用于對(duì)肛門、直腸內(nèi)腫瘤、食道用于對(duì)肛門、直腸內(nèi)腫瘤、食道癌及子宮頸癌的檢查，亦可用于癌及子宮頸癌的檢查，亦可用于對(duì)尿道、膀胱的檢查。對(duì)尿道、膀胱的檢查。P型超聲示意圖型超聲示意圖 六、六、D型超聲（型超聲（Doppler Mode） 超聲的多普勒效應(yīng)，顯示人體內(nèi)部運(yùn)動(dòng)器官的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。超聲的多普勒效應(yīng)，顯示人體內(nèi)部運(yùn)動(dòng)器官的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 3.

32、3 3.3 超聲診斷儀的顯示型式超聲診斷儀的顯示型式 七、彩色多普勒血流成像系統(tǒng)（彩超）七、彩色多普勒血流成像系統(tǒng)（彩超）彩色多普勒血流成彩色多普勒血流成像系統(tǒng)（通常稱為彩超）像系統(tǒng)（通常稱為彩超）是一種能同時(shí)顯示是一種能同時(shí)顯示B型型圖像和多普勒血流數(shù)據(jù)圖像和多普勒血流數(shù)據(jù)（血流方向、流速、流（血流方向、流速、流速分布）的雙重超聲掃速分布）的雙重超聲掃描系統(tǒng)，可以得到彩色描系統(tǒng)，可以得到彩色多普勒血流圖多普勒血流圖.3.3 3.3 超聲診斷儀的顯示型式超聲診斷儀的顯示型式 八、三維超聲成像系統(tǒng)八、三維超聲成像系統(tǒng)三維超聲圖像的重建及實(shí)時(shí)顯示技術(shù)，三維超聲成像三維超聲圖像的重建及實(shí)時(shí)顯示技術(shù)，

33、三維超聲成像方法有散焦鏡法、計(jì)算機(jī)輔助成像和實(shí)時(shí)超聲束跟蹤技術(shù)。方法有散焦鏡法、計(jì)算機(jī)輔助成像和實(shí)時(shí)超聲束跟蹤技術(shù)。三維超聲胎兒成像三維超聲胎兒成像25周周 三維超聲胎兒成像三維超聲胎兒成像28周周 3.4 3.4 超聲診斷儀的掃查方式超聲診斷儀的掃查方式 為形成一幅二維圖象，換能器要與人體之間作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，為形成一幅二維圖象，換能器要與人體之間作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，或聲線的位置與方向要按一定規(guī)律改變，以獲得不同位置不或聲線的位置與方向要按一定規(guī)律改變，以獲得不同位置不同方向上的回聲信號(hào)（回聲線），這一過(guò)程稱為同方向上的回聲信號(hào)（回聲線），這一過(guò)程稱為掃查掃查。波束。波束方向的改變，可以方向的改變，可以機(jī)

34、械方式機(jī)械方式改變換能器位置或發(fā)射方向，也改變換能器位置或發(fā)射方向，也可以可以電子方式電子方式控制換能器陣列的工作狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)?？刂茡Q能器陣列的工作狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)。一、簡(jiǎn)單掃查一、簡(jiǎn)單掃查 各聲線在探查區(qū)內(nèi)不相交各聲線在探查區(qū)內(nèi)不相交 線掃線掃線掃線掃：換能器作橫向平移，線距均勻，但：換能器作橫向平移，線距均勻，但視場(chǎng)的橫向尺寸由換能器移動(dòng)距離所限制，視場(chǎng)的橫向尺寸由換能器移動(dòng)距離所限制，縱向尺寸由超聲波穿透深度所限制?？v向尺寸由超聲波穿透深度所限制。3.4 3.4 超聲診斷儀的掃查方式超聲診斷儀的掃查方式 扇掃扇掃 弧掃弧掃 徑掃徑掃 扇掃扇掃：換能器在被檢查目前的上方作擺動(dòng)，聲線不均勻，近：換能

35、器在被檢查目前的上方作擺動(dòng)，聲線不均勻，近距離處密度大，遠(yuǎn)處稀疏。優(yōu)點(diǎn)是可通過(guò)狹小的窗口檢查待距離處密度大，遠(yuǎn)處稀疏。優(yōu)點(diǎn)是可通過(guò)狹小的窗口檢查待查部位，如通過(guò)肋骨之間的間隙檢查心臟。查部位，如通過(guò)肋骨之間的間隙檢查心臟。弧掃弧掃：聲線與扇掃相反。：聲線與扇掃相反。徑掃徑掃：（：（P型超聲）型超聲）3.4 3.4 超聲診斷儀的掃查方式超聲診斷儀的掃查方式 二、機(jī)械掃查與電子掃查二、機(jī)械掃查與電子掃查 1. 機(jī)械掃查：機(jī)械掃查：借助電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)換能器擺動(dòng)或者轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)借助電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)換能器擺動(dòng)或者轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)利用位置傳感器連續(xù)地檢測(cè)換能器地瞬時(shí)取向，并產(chǎn)生位利用位置傳感器連續(xù)地檢測(cè)換能器地瞬時(shí)取向，并

36、產(chǎn)生位置信號(hào)，使顯示器的掃描線有相應(yīng)的取向。置信號(hào)，使顯示器的掃描線有相應(yīng)的取向。擺動(dòng)式扇掃擺動(dòng)式扇掃B超儀探頭超儀探頭 利用直流電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)利用直流電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)凸輪、曲柄、連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)，通過(guò)凸輪、曲柄、連桿機(jī)構(gòu)將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往返擺將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往返擺動(dòng)，從而帶動(dòng)單個(gè)晶體換能器在動(dòng)，從而帶動(dòng)單個(gè)晶體換能器在一定角度一定角度(3090之間之間)范圍范圍內(nèi)產(chǎn)生扇形超聲掃描。內(nèi)產(chǎn)生扇形超聲掃描。3.4 3.4 超聲診斷儀的掃查方式超聲診斷儀的掃查方式 旋轉(zhuǎn)式扇掃旋轉(zhuǎn)式扇掃B超儀超儀 采用采用4個(gè)（或個(gè)（或3個(gè)）性個(gè)）性能相同的換能器，等角度能相同的換能器，等角度安放在一

37、個(gè)圓形轉(zhuǎn)輪上，安放在一個(gè)圓形轉(zhuǎn)輪上，馬達(dá)帶動(dòng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，每個(gè)馬達(dá)帶動(dòng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，每個(gè)換能器靠近收換能器靠近收/發(fā)窗口時(shí)開(kāi)發(fā)窗口時(shí)開(kāi)始發(fā)射和接收超聲波始發(fā)射和接收超聲波,各換各換能器交替工作。能器交替工作。3.4 3.4 超聲診斷儀的掃查方式超聲診斷儀的掃查方式 2. 電子掃查：電子掃查：用電子方式控制多元換能器的工作狀態(tài)，主用電子方式控制多元換能器的工作狀態(tài)，主要有兩種工作方式：要有兩種工作方式：線陣、相控陣線陣、相控陣。p 線陣：線陣：由開(kāi)關(guān)控制器控制每個(gè)振元，使其輪流工作。由開(kāi)關(guān)控制器控制每個(gè)振元，使其輪流工作。p 相控陣：相控陣：工作時(shí)所有的振元被同時(shí)激勵(lì)，通過(guò)控制加到工作時(shí)所有的振元被同時(shí)激勵(lì)，通過(guò)控制加到各個(gè)振元上激勵(lì)信號(hào)的相位（控制延時(shí)）來(lái)改變超聲波各個(gè)振元上激勵(lì)信號(hào)的相位（控制延時(shí)）來(lái)改變超聲波的發(fā)射方向。的發(fā)射方向。Time3.4 3.4 超聲診斷儀的掃查方式超聲診斷儀的掃查方式 三、