臨床醫(yī)學B型超聲診斷儀課件

1、B型超聲診斷儀醫(yī)學影像設備學第1頁，共33頁。B型超聲診斷學B超是利用聲束進行一維掃查，工作時探頭不動而發(fā)射的超聲束不斷變動傳播方向，即作平行移動或做扇形轉(zhuǎn)動。并用亮度(灰階)表示回波幅度大小，顯示組織或器官的切面圖。 第2頁，共33頁。B型超聲診斷學第3頁，共33頁。B型超聲診斷學第4頁，共33頁。B型超聲診斷學第5頁，共33頁。B型超聲診斷學第6頁，共33頁。B超的分類聲束驅(qū)動方式聲束的掃查方式聚集方式成像速度體表式或經(jīng)體腔式機械式機械矩形掃查單晶片幾何聚集非實時或準實時體表式機械扇形掃查單晶片幾何聚集實時體表式機械式徑向掃查單晶片幾何聚集實時或準實時體腔式電子式線陣橫向幾何聚集和側(cè)向電子

2、聚集或二維電子聚集實時 體表式經(jīng)體腔式凸陣實時相控陣實時第7頁，共33頁。機械扇形掃查 機械扇形掃查技術(shù)是指以電機為動力，借助機械傳動機構(gòu)，使換能器發(fā)射的聲束做一定角度的扇形掃查，可在CRT上顯示出一幅扇形的切面圖像，如圖 第8頁，共33頁。機械扇形掃查驅(qū)動裝置 ：常用的電機有步進電機、有刷直流電機和無刷直流電機。探頭的工作原理及其結(jié)構(gòu) ：晶片往返擺動；晶片360旋轉(zhuǎn)。 特點 ：扇形掃查具自遠場探查視野大、近場視野小，探頭與體表接觸面積小等特點，因此可以用很小的透聲窗口，避開肋骨和肺對超聲聲束的障礙，非常適合于心臟的切面顯像 。見圖第9頁，共33頁。晶片往返擺動特點：扇形圖像中部光柵稀，愈靠邊

3、緣光柵愈密；圖像模糊、閃爍；機械振動大、噪聲大、易出故障。 第10頁，共33頁。晶片360旋轉(zhuǎn)特點：保證了扇形圖像均勻、穩(wěn)定，并同時提高了顯像幀頻，因此多晶片360勻速旋轉(zhuǎn)式探頭是機械扇形探頭中最理想的也是先進的機械扇形超聲診斷儀中最常見的。 第11頁，共33頁。扇形圖像第12頁，共33頁。數(shù)字掃描變換技術(shù) 在超聲診斷儀中，把回波的信號直接映射到CRT顯示屏上完成一幅圖像需30ms以上，人眼觀察這種實時圖像會有閃爍感。對來回擺動顯像的機械扇掃B超，這種閃爍感特別嚴重。在超聲掃查與CRT顯示之間，插入一種圖像存儲器，超聲回波的視頻信號能夠?qū)崟r地、數(shù)字式地存人到圖像存儲器中，并且同時從圖像存儲器中

4、不斷地取出圖像信息到顯示器去顯示，存人圖像存儲器的速度將與超聲掃查同步，而讀出圖像信息的速度可以提高，這樣就可使顯示的圖像穩(wěn)定而無閃爍感。這種用數(shù)字方式、以不同速率來存入和讀出圖像信息的方法完成了從超聲掃查到顯示掃描的變換，通常稱之為DSC。 第13頁，共33頁。DSC原始數(shù)據(jù) DSC 顯示器 第14頁，共33頁。DSCDSC技術(shù)的引人，使超聲診斷儀產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。由于超聲掃查與顯示掃描之間是互相獨立的，不管超聲掃查的形式與速度如何，所顯示的圖像都將是沒有閃爍感的，并可保持圖像的高質(zhì)量。DSC使圖像“凍結(jié)”成為可能，另外也使圖像處理、數(shù)據(jù)的測量、通過接口與外部進行圖像數(shù)據(jù)的交換成為可能。 第1

5、5頁，共33頁。電子線陣 電予線陣掃查模式采用線陣(直線)排列的多陣元(多晶體)的分時技術(shù)。在電子開關(guān)的控制下，陣元按一定的時序和編組受到發(fā)射脈沖的激勵，發(fā)射超聲，并按既定的時序和編組控制多陣元探頭接收回聲，回聲信號經(jīng)放大處理后輸入顯示器進行亮度調(diào)制。顯示器的垂直方向(Y軸)表示探測深度，水平方向(X軸)表示聲束的掃查(位移)位置。 第16頁，共33頁。電子線陣第17頁，共33頁。電子線陣線陣探頭是由若干小陣元(由若干個微晶元并聯(lián)后組成)排列成直線陣列的換能器組合。要求構(gòu)成線陣的各陣元特性與所發(fā)出的聲波一致。目前，陣元數(shù)已達128、256、512、1024或更多。 第18頁，共33頁。電子線陣

6、發(fā)射電子聚焦:在發(fā)射聚焦時，采用延遲順序激勵陣元的方法，使各陣元按設計的延時依次先后發(fā)射聲波，在媒質(zhì)內(nèi)合成波波陣面為凹球面，在P點處同相疊加增強，而在P以外則異相減弱，甚至抵消。接收電子聚焦:各陣元接收回波信號并轉(zhuǎn)化為電信號后，對各陣元輸出的電信號按設計的聚焦延遲量進行延遲，然后類似于發(fā)射聲波在傳播媒質(zhì)中疊加合成聚焦波束的原理，在接收端，在電路上用加法器對各接收的延遲回波信號求和，使來自焦點和焦點附近的回波信號增強，聚焦區(qū)域外的回波減弱甚至抵消，達到接收聚焦目的。 第19頁，共33頁。電子聚焦 第20頁，共33頁。掃查波束的時空控制 每次發(fā)射和接收聲波時，將若干個陣元編為一組，由一組陣元產(chǎn)生一

7、束掃描聲束并接收信號，然后由下一組陣元產(chǎn)生下一次發(fā)射聲束并接收信號。把每次接收到的回波信號經(jīng)過放大和后處理后，加在顯示器Z軸上，調(diào)制其亮度，由Y軸表示回波深度，X軸對應聲束掃描的位置，由此臺成一幅二維超聲斷面圖像。 第21頁，共33頁。掃查波束的時空控制第22頁，共33頁?；窘Y(jié)構(gòu) 第23頁，共33頁。基本結(jié)構(gòu)發(fā)射與接收系統(tǒng)的主要功能是：電子聚焦數(shù)據(jù)的形成；超聲的發(fā)射與接收；TGC(時間增益控制)信號的形成；信號的對數(shù)壓縮；接收信號的放大與檢波等。中央控制單元的主要功能是：A/D和D/A轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)的存儲和讀??；數(shù)字掃描變換；焦點的控制與切換；主控信號；數(shù)據(jù)的實時相關(guān)處理；字符顯示及測量功能。

8、第24頁，共33頁。電子扇掃 電子扇掃包括凸陣扇掃和相控陣扇掃兩種。 凸陣探頭與線陣探頭相比的優(yōu)點是：相同的體表接觸面。在深部的視野寬得多；能避開骨頭引起的死角(如肋骨弓內(nèi)、劍突下、恥骨結(jié)合下)進行觀察；凸陣探頭的前部是圓弧形，可自由選擇方向壓迫探頭，能方便地排除死角(例如肺、胃、十二指腸等)內(nèi)的部分氣體進行觀察。 第25頁，共33頁。凸陣探頭第26頁，共33頁。凸陣電子聚焦 第27頁，共33頁。相控陣扇掃 相控陣探頭它由多個陣元排成直線陣列。其體積較小，聲柬很容易通過胸部肋間小窗口(肋間狹縫)在人體內(nèi)做扇形掃查，得到視野寬闊的圖像，可對整個心臟進行檢查。 第28頁，共33頁。相控發(fā)射 第29頁，共33頁。相控接收 第30頁，共33頁。相控陣扇掃第31頁，共33頁。實時顯像 實時顯像中的“實時”有兩方面的含義：一是二維超聲圖像的顯像速度足夠快，使掃查平面內(nèi)組織間的相對運動能及時地、真實地在圖像中顯示出來；二是移動探頭時，移人聲束掃查平面內(nèi)的組織結(jié)構(gòu)，圖像能及時地顯示出來，而離開掃查平面的組織結(jié)構(gòu)能及時消失，不出現(xiàn)混雜。要實現(xiàn)實時顯像，必須有足夠的顯像幀頻。幀頻指的是每秒顯示圖像的幀數(shù)(幅數(shù))。 第32頁，共33頁。實時顯像在B型掃查中，“幀頻”有兩種含義：一是換能器做聲束掃查顯像的幀頻；二是顯示器