醫(yī)學(xué)超聲成像設(shè)備課件

1、第三章 設(shè)備基礎(chǔ)知識重點(diǎn)典型超聲設(shè)備的成像原理A型超聲M型超聲B型超聲D型超聲C型超聲F型超聲P型超聲壓電效應(yīng)正壓電效應(yīng)逆壓電效應(yīng)壓電晶體的頻率特性探頭結(jié)構(gòu)單振元探頭壓電晶體墊襯吸聲塊匹配層和保護(hù)層探頭結(jié)構(gòu)機(jī)械扇掃探頭依靠機(jī)械傳動方式帶動壓電晶體往復(fù)搖擺或連續(xù)旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)扇形掃描缺點(diǎn)電子線陣探頭電子凸陣探頭相控陣探頭醫(yī)用超聲設(shè)備的主要參數(shù)分辨力超聲工作頻率和脈沖重復(fù)頻率幀頻灰階動態(tài)范圍第四章 現(xiàn)代常用超聲成像技術(shù)第一節(jié)B型超聲成像一、機(jī)械扇形掃描B超儀 超聲波束以扇形方式掃查，可以不受透聲窗口窄小的限制而保持較大的探查范圍。產(chǎn)生高速機(jī)械扇形掃描，通常采用的方法有兩種：單振元擺動法；風(fēng)車式多振元（

2、三個(gè)或四個(gè)晶體換能器）旋轉(zhuǎn)法。 擺動式扇掃B超儀擺動式扇掃B超儀探頭利用直流電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，通過凸輪、曲柄、連桿機(jī)構(gòu)將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為往返擺動，從而帶動單個(gè)晶體換能器在一定角度(3090之間)范圍內(nèi)產(chǎn)生扇形超聲掃描。 旋轉(zhuǎn)式扇掃B超儀采用4個(gè)（或3個(gè)）性能相同的換能器，等角度安放在一個(gè)圓形轉(zhuǎn)輪上，馬達(dá)帶動轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，每個(gè)換能器靠近收/發(fā)窗口時(shí)開始發(fā)射和接收超聲波,各換能器交替工作。旋轉(zhuǎn)式探頭，掃描均勻，噪聲和振動小，壽命遠(yuǎn)比擺動式長。二、高速電子線形掃描B超儀 將多個(gè)聲學(xué)上相互獨(dú)立的壓電晶體成一線排列稱作線陣，用電子開關(guān)切換接入發(fā)射/接收電路的晶體，使之分時(shí)組合輪流工作，如果這種組合是從

3、探頭的一側(cè)向另一側(cè)順序進(jìn)行的，每次僅有接入電路的那一組被激勵(lì)，產(chǎn)生合成超聲波束發(fā)射并接收，即可實(shí)現(xiàn)電子控制下的超聲波束線性掃描 1多振元組合發(fā)射的意義單振元輻射面積小，波束發(fā)散角大，指向性差縮短了近場區(qū)。多振元組合發(fā)射： 增加近場、增大面積、提高分辨率、靈敏度振元等效寬度b的加大，既使波束的近場區(qū)增加，也可以提高遠(yuǎn)場的分辨率、靈敏度。2. 超聲波束的掃描組合順序掃描組合間隔掃描3. 超聲波束的聚焦 增強(qiáng)波束的穿透力和回波強(qiáng)度 分為聲學(xué)聚焦 和電子聚焦 聲學(xué)聚焦 聲透鏡中心部位的厚度應(yīng)為透鏡中超聲波半波長的整數(shù)倍。電子聚焦 即對各振元采用延時(shí)激勵(lì) 實(shí)時(shí)動態(tài)聚焦也是電子聚焦的一種，不同之處是，多點(diǎn)

4、動態(tài)聚焦的焦點(diǎn)不是固定的，而是通過改變發(fā)射激勵(lì)脈沖的相位延時(shí)量，使在波束同一軸線（Z）方向上實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)聚焦發(fā)射。動態(tài)電子聚焦三、電子相控陣扇形掃描B超儀應(yīng)用相控技術(shù)，對施加于線陣探頭的所有晶體振元的激勵(lì)脈沖進(jìn)行相控制，亦可以實(shí)現(xiàn)合成波束的扇形掃描，用此技術(shù)實(shí)現(xiàn)波束掃描的B型超聲波診斷儀稱為電子相控陣扇型掃描B超儀。 1.相控陣掃描原理對成線陣排列的多個(gè)聲學(xué)上相互獨(dú)立的壓電晶體振元同時(shí)給予電激勵(lì)，可以產(chǎn)生合成波束發(fā)射,且合成波束的方向與振元排列平面的法線方向一致。 對線陣排列的各振元不同時(shí)給予電激勵(lì)，而是使施加到各振元的激勵(lì)脈沖有一個(gè)等值的時(shí)間差，合成波束的波前平面與振元排列平面之間，將有一相位差

5、 ，合成波束的方向與振元排列平面的法線方向就有一相位差。通過控制激勵(lì)時(shí)間而實(shí)現(xiàn)波束方向變化的掃描方式，叫做相控陣掃描。2.儀器組成與工作原理偏向角參數(shù)發(fā)生器用于在半個(gè)幀頻周期內(nèi)，等時(shí)差地產(chǎn)生若干個(gè)不同周期的序列脈沖 ，相位控制器用來把偏向角參數(shù)轉(zhuǎn)換成相控陣的觸發(fā)信號。 觸發(fā)信號控制各路脈沖激勵(lì)器，產(chǎn)生激勵(lì)脈沖分別加于探頭各壓電振元，各振元產(chǎn)生超聲波發(fā)射。發(fā)射間歇時(shí)，各振元的回波信號，通過接收延時(shí)電路合成為一路送往接收放大電路處理后進(jìn)行調(diào)輝顯示。接收延時(shí)電路包含了聚焦延時(shí)和方向延時(shí)，因?yàn)榘l(fā)射時(shí)各路激勵(lì)脈沖接受了方向延時(shí)和聚焦延時(shí)，必須給予相應(yīng)的時(shí)間補(bǔ)償，才能保證在接收放大電路同相合成。3.相控陣

6、扇掃與機(jī)械扇掃2種方式的比較 機(jī)械扇掃B型超聲波診斷儀，具有較好的柱狀聲束，容易獲得較高的靈敏度與影像分辨力，波束控制電路簡單，成本低。缺點(diǎn)是機(jī)械式探頭制作要求嚴(yán)格、工作噪聲強(qiáng)、重量較大，探頭壽命短。振元不能直接與被檢者貼近，受肋骨的影響略大。相控陣扇掃B超儀，沒有機(jī)械噪音，探頭壽命長，重量輕。缺點(diǎn)是波束副瓣大，干擾嚴(yán)重，分瓣力受影響;探頭晶陣切割精細(xì)，整機(jī)線路復(fù)雜，成本高。相控陣扇掃方式已占據(jù)主導(dǎo)地位。四、B超儀的常用性能指標(biāo)1.技術(shù)參數(shù)分辨力超聲工作頻率和脈沖重復(fù)頻率幀頻灰階動態(tài)范圍 2.使用參數(shù)掃描方式和探頭規(guī)格 掃描方式指儀器所發(fā)射的超聲波束對被測對象進(jìn)行探測的方法。 探頭規(guī)格有標(biāo)稱工

7、作頻率、尺寸、形狀等參數(shù)，還有是否可配合穿刺等特殊要求。 顯示方式與顯示范圍顯示方式 超聲診斷影像顯示有A型、M型、B型等 一臺B型超聲診斷儀可以有B單幅顯示、B雙幅顯示、B/M顯示其中的一種或幾種功能。 顯示范圍 指的是屏上光柵的最大尺寸，它并不一定等于儀器的探測深度 注釋和測量功能 注釋功能 某些是由儀器自行控制的，比如有關(guān)探頭頻率的顯示、影像處理值（校正值等）的自動顯示，接收機(jī)總增益、近程增益和遠(yuǎn)程增益值的顯示等。 測量功能 指儀器對被探查臟器進(jìn)行定量分析所具有的各種測量功能。 記錄方式 影像的記錄有多種方式，比如用波拉一步照相機(jī)拍照、視頻打印機(jī)打印或采用錄像機(jī)進(jìn)行磁帶錄像等。本節(jié)疑難點(diǎn)

8、波束掃描方式波束合成波束聲束掃描線本節(jié)疑難點(diǎn)波束掃描方式波束合成波束聲束掃描線本節(jié)疑難點(diǎn)波束掃描方式波束合成波束聲束掃描線本節(jié)疑難點(diǎn)波束掃描方式波束合成波束聲束掃描線本節(jié)疑難點(diǎn)波束掃描方式波束合成波束聲束掃描線本節(jié)疑難點(diǎn)波束掃描方式波束合成波束聲束掃描線本節(jié)疑難點(diǎn)波束掃描方式波束合成波束聲束掃描線本節(jié)疑難點(diǎn)相控陣掃描對振元不同時(shí)給予電激勵(lì)各振元的激勵(lì)脈沖有一個(gè)時(shí)間差線性掃描振元分組分時(shí)受激勵(lì)每組振元同時(shí)受電激勵(lì)波束的聚焦聲學(xué)聚焦電子聚焦五、數(shù)字掃描變換器 DSC （ Digital Scan Converter） 數(shù)字掃描變換器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)帶有圖象存儲器的數(shù)字計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可以用標(biāo)準(zhǔn)電視的方法顯

9、示清晰的動態(tài)圖象，而且提供了強(qiáng)大的圖象處理功能，如圖象凍結(jié)、多幀存儲、測量計(jì)算、放大顯示等。A/D轉(zhuǎn)換圖象前處理：回波幅度深度校正 圖象存儲器:圖象后處理：灰度修正 數(shù)據(jù)插補(bǔ) 偽彩色等D/A轉(zhuǎn)換 A/D轉(zhuǎn)換：即超聲圖象數(shù)字化。根據(jù)采樣定理，為使輸出信號不失真，采樣頻率至少為輸入信號最高有效頻率的2倍。 逐次逼近式 雙積分式 并行式增益控制TGC( Time Gain Compensation)對來自不同深度(不同時(shí)間到達(dá))的回聲給予不同的增益補(bǔ)償，即使接收機(jī)的近場增益適當(dāng)小，遠(yuǎn)場增益適當(dāng)大，通常稱此種控制手段為時(shí)間增益?；叶刃拚阂环鶊D象所可能具有的等級差數(shù)叫灰階?；译A級數(shù)越多，圖象層次越豐富

10、。將實(shí)際所記錄的灰度與理想灰度之間的轉(zhuǎn)換函數(shù)關(guān)系預(yù)先存放在EPROM中。負(fù)像顯示：強(qiáng)回聲區(qū)白電平 弱回聲區(qū)黑電平反之為正像數(shù)據(jù)插補(bǔ)：未經(jīng)插補(bǔ)而直接顯示的圖象，掃描線之間有較大的間隙。 一維線性插補(bǔ)：相鄰掃描行中間插入一行或兩行。 二維線性插補(bǔ)：原圖象相鄰四個(gè)像素點(diǎn)中間插入新像素點(diǎn)。偽彩色處理 亮度、色調(diào)和飽和度 原理：利用人眼對彩色分辨力高而對灰度分辨 力低的特點(diǎn)。用不同的顏色來表示不同的灰度 等級，到達(dá)圖象增強(qiáng)的效果。彩色顯示原理圖三基色原理彩色顯示原理框圖抓安全寧流千滴汗，保生產(chǎn)不灑一滴血。7月-227月-22Tuesday, July 19, 2022只有不完美的產(chǎn)品，沒有不挑剔的客戶。

11、11:49:0811:49:0811:497/19/2022 11:49:08 AM品質(zhì)是做出來的，不是檢驗(yàn)出來的。7月-2211:49:0811:49Jul-2219-Jul-22以人為本，重在平安。11:49:0811:49:0811:49Tuesday, July 19, 2022勤儉節(jié)約、愛護(hù)公物。以廠為家，共同發(fā)展。7月-227月-2211:49:0811:49:08July 19, 2022管理者對質(zhì)管的認(rèn)識和決心，決定了員工的質(zhì)量意識。2022年7月19日11:49 上午7月-227月-22閉著眼睛捉不住麻雀，不學(xué)技術(shù)保不了安全。19 七月 202211:49:08 上午11:49:087月-22安全伴君一生生命只有一次。七月 2211:49 上午7月-2211:49July 19, 2022煙頭雖小，禍患無窮。2022/7/19 11:49:0811:49:0819 July 2022勤為無價(jià)寶，慎為護(hù)身符。11:49:08 上午11:49 上午11