超聲成像設(shè)備（醫(yī)學(xué)影像設(shè)備）

超聲成像設(shè)備-概述什么是超聲什么是超聲什么是超聲什么是超聲蝙蝠天生就有用聲音定位物體的系統(tǒng)。首先，它們發(fā)出聲音。聲波在像草莓這樣的物體上反彈。草莓上反彈的聲波又反射到蝙蝠身上。聲音傳回的方向告訴它草莓在哪個(gè)方向。聲波到達(dá)草莓并返回到蝙蝠耳朵所花的時(shí)間告訴它草莓有多遠(yuǎn)。聲波返回的時(shí)間越長(zhǎng)，草莓就離的越遠(yuǎn)。什么是超聲什么是“聲音”和“超聲波”?聲音是一種通過(guò)媒介（如空氣）傳播的振動(dòng)，人耳可以聽到。如果你是一只螞蟻或一只鳥，那么聲音的含義就不同了。聲音特指人耳能聽到的東西。所有的振動(dòng)，包括聲音，都有一個(gè)頻率。頻率是衡量某物每秒“振動(dòng)”的頻率。頻率的單位是赫茲。人耳可以聽到大約20Hz到20,000Hz的頻率。所以“聲音”就是在這個(gè)頻率范圍內(nèi)的振動(dòng)。人的耳朵在20,000Hz以上聽不到聲音。頻率超過(guò)20,000Hz被稱為“超聲波”，蝙蝠用超聲波定位食物，海豚用超聲波與朋友交流。什么是超聲什么是超聲直線傳播能量大超聲的特點(diǎn)：頻率高什么是超聲什么是超聲超聲波的分型超聲波的分型波陣面的形狀超聲波的近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)近平面波。與微小障礙物作用是，障礙物散射的是球面波。超聲波的分型超聲的物理特性超聲的物理特性超聲的物理特性超聲的物理特性超聲的物理特性超聲的物理特性超聲的物理特性超聲的物理特性超聲的物理特性超聲的物理特性分辨率分辨率是把兩個(gè)事物看成兩個(gè)事物的能力。如果分辨率高，圖像就會(huì)清晰，兩個(gè)物體看起來(lái)就像兩個(gè)物體。如果分辨率不高，圖像就會(huì)模糊，兩個(gè)物體看起來(lái)就像一個(gè)。我們的目標(biāo)是讓超聲波設(shè)備獲得最好的分辨率。分辨率越高，圖像質(zhì)量越高。超聲的物理特性深度穿透深度與超聲波的頻率有關(guān)。頻率越高，穿透深度越短。頻率越低，穿透深度越長(zhǎng)。超聲的物理特性分辨率與深度在臨床上，我們不僅需要清晰的圖像即最好的分辨率。還需要足夠的穿透深度來(lái)看到更深的結(jié)構(gòu)。在選擇最佳頻率時(shí)，必須在良好的穿透深度和良好的分辨率之間進(jìn)行選擇。超聲波的變化衰減有些超聲波是衰減的。也就是說(shuō)，人體吸收超聲波能量，使聲波消失。這些波不會(huì)返回到探測(cè)器，因此被“浪費(fèi)”了。超聲波穿過(guò)的身體組織越多，其衰減就越大。這就是為什么更難成像更深層次結(jié)構(gòu)的原因之一。超聲波的變化折射與反射每一種物質(zhì)，如神經(jīng)、肌肉或脂肪，都有一種叫做“聲阻抗”的獨(dú)特特性。具有不同聲阻抗的物質(zhì)在很大程度上改變了超聲波的傳播過(guò)程。當(dāng)超聲波試圖從一種物質(zhì)傳遞到另一種具有不同聲阻抗的物質(zhì)時(shí)，會(huì)發(fā)生折射與反射。部分超聲波從一種物質(zhì)傳遞到另一種具有不同聲阻抗的物質(zhì)時(shí)，稍微偏離了原來(lái)的方向，這種彎曲被稱為折射。部分聲波反射回探頭，反射回的數(shù)量取決于兩種物質(zhì)聲阻抗的差異，差異越大，反射越強(qiáng)烈。反射波非常重要，因?yàn)橹挥蟹瓷洳ú拍芊祷靥綔y(cè)器，并為機(jī)器提供顯示圖像的信息。超聲波的變化漫反射表面不規(guī)則的物體，如神經(jīng)，將超聲波分散到各個(gè)方向。一小部分波反射回探頭這叫做“漫反射”。超聲波的變化漫反射如果一個(gè)物體又大又光滑，就像神經(jīng)阻滯針一樣，所有的超聲波都會(huì)反射回來(lái)。因?yàn)樗鼛椭覀冊(cè)谶M(jìn)行超聲引導(dǎo)的神經(jīng)阻滯時(shí)清楚地看到針。這種像鏡子一樣的反射，波主要向一個(gè)方向反射，這種反射被稱為“鏡面反射”。超聲的應(yīng)用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。超聲的發(fā)展史超聲的發(fā)展史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。超聲的優(yōu)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。超聲的類型根據(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超聲的類型超聲的類型回波幅度式-----利用回波幅度變化來(lái)獲取組織信息的超聲診斷儀，可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)：回波脈沖的幅度回波幅度式超聲的類型回波幅度式（2）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超超聲的類型回波幅度式（3）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，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。（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)變量超聲的類型回波幅度式（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)超聲的類型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)。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)信息超聲的成像技術(shù)脈沖回波法脈沖發(fā)射的瞬間，產(chǎn)生一個(gè)短的應(yīng)力波向人體內(nèi)部傳播。顯示器上光點(diǎn)垂直偏移（a）。超聲脈沖以恒速通過(guò)介質(zhì)1，光點(diǎn)在顯示器上形成水平掃描線（b）。當(dāng)超聲脈沖傳播至介質(zhì)1和介質(zhì)2的分界面（c）時(shí)，一部分超聲能量經(jīng)界面反射。同時(shí)，由于人體組織界面兩邊的聲學(xué)差異通常不是很大，故大部分能量穿過(guò)界面繼續(xù)向前傳播（d）。當(dāng)反射回聲到達(dá)探頭（e）時(shí)，換能器將回聲信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)，再經(jīng)過(guò)接收放大器放大，成為垂直偏轉(zhuǎn)板的輸入信號(hào)，產(chǎn)生光點(diǎn)軌跡的垂直偏轉(zhuǎn)，形成界面反射回聲脈沖。顯示器上兩個(gè)脈沖間的距離（時(shí)間）與介質(zhì)的厚度成正比，反射脈沖的幅值與界面的聲反射特性有關(guān)。如果過(guò)程重復(fù)的速度足夠快（大于20幀/秒）就可顯示出穩(wěn)定的波形（f）。超聲成像設(shè)備-探頭超聲換能器

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。超聲換能器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）超聲換能器壓電材料壓電材料天然—石英晶體—價(jià)格貴、性能差人工—鋯鈦酸鉛(PZT)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)不帶電荷超聲換能器壓電效應(yīng)壓力變形產(chǎn)生電場(chǎng)正壓電效應(yīng)：某些電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時(shí)，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生電極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的兩個(gè)表面上產(chǎn)生正負(fù)相反的電荷；當(dāng)外力撤去后，介質(zhì)又恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)；當(dāng)外力作用方向改變時(shí)，電荷的極性也隨之改變。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。超聲換能器壓電效應(yīng)電致伸縮效應(yīng)(反壓電效應(yīng))：在電介質(zhì)的極化方向上施加電場(chǎng)，由于電場(chǎng)作用，引起材料內(nèi)部正負(fù)電荷中心位移，這一極化位移使材料內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，從而導(dǎo)致宏觀上的幾何形變；電場(chǎng)去掉后，電介質(zhì)的變形隨之消失。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)變形超聲換能器探頭結(jié)構(gòu)單元探頭結(jié)構(gòu)1．換能器（1）匹配層（一層或多層）：壓電晶體和人體皮膚聲阻抗存在很大的差別，如果換能器直接與人體接觸并發(fā)射超聲，超聲在晶體和皮膚界面上發(fā)生反射，達(dá)不到檢查的結(jié)果。因此，匹配層介于換能器和人體之間，使晶體輻射的超聲有效進(jìn)入人體，實(shí)現(xiàn)對(duì)組織的檢查。（2）壓電晶體：在發(fā)射時(shí)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成超聲波，在接收時(shí)將超聲波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。壓電晶體的厚度決定發(fā)射超聲的頻率，其形狀決定聲束的形狀和聲場(chǎng)分布。（3）吸聲材料：由于壓電元件具有雙向輻射作用，當(dāng)發(fā)射脈沖激勵(lì)時(shí)，它不僅向前輻射聲能，而且也向后進(jìn)行輻射。吸聲材料的作用是吸收晶體背向輻射的超聲，減少或消除晶體兩端之間超聲的多次反射造成的干擾。同時(shí)，吸聲材料可以增大晶片阻尼，使晶體發(fā)射窄脈沖，從而提高縱向分辨力。超聲換能器探頭結(jié)構(gòu)單元探頭結(jié)構(gòu)2．保護(hù)層和外殼主要用于保護(hù)儀器，起支撐、容納、密封、絕緣、承壓、屏蔽及保護(hù)振子的作用。3．電極、導(dǎo)線用于傳導(dǎo)電信號(hào)。4．聲學(xué)絕緣層位于殼體與振動(dòng)體之間，防止超聲能量傳至外殼引起反射，產(chǎn)生干擾信號(hào)。超聲換能器探頭分類超聲探頭的分類

按診斷部位可分為眼科探頭、心臟探頭、腹部探頭、小器官探頭、腔內(nèi)探頭等。

按應(yīng)用方式可分為體外探頭、腔內(nèi)探頭、介入探頭（或其他探頭加上穿刺架）和術(shù)中探頭等按探頭中換能器所用的晶體振元數(shù)目可分為單元式探頭和多元式（陣列式）探頭。按波束控制方式可分為線掃探頭、相控陣探頭、機(jī)械扇掃探頭和面陣探頭等。按發(fā)射／接收的超聲波頻率分類，有單頻探頭、變頻探頭和寬頻探頭等。按工作原理可分為脈沖回波式探頭（pulseechoultrasonicprobe

）和多普勒式探頭。超聲換能器探頭分類多元探頭結(jié)構(gòu)線陣換能器結(jié)構(gòu)示意圖相控陣探頭結(jié)構(gòu)示意圖超聲換能器探頭分類脈沖回波式探頭：?jiǎn)翁筋^：選用磨制成平面薄圓片形的壓電陶瓷作為換能器。超聲聚焦通常采用薄殼球形或碗型換能器有源聚焦和平面薄圓片配聲透鏡聚焦兩種方式。常用于A型、M型、機(jī)械扇掃和脈沖多普勒工作方式的超聲診斷儀中。機(jī)械探頭：按壓電晶片數(shù)和運(yùn)動(dòng)方式可分為單元換能器往返擺動(dòng)掃描和多元換能器旋轉(zhuǎn)切換掃描探頭兩類。按掃差平面特性可分為扇形掃查、全景徑向掃查和矩形平面線形掃查探頭。電子探頭：它采用多元結(jié)構(gòu)，利用電子學(xué)原理進(jìn)行聲束掃查。按結(jié)構(gòu)和工作原理它可分為線陣、凸陣和相控陣探頭。術(shù)中探頭：它是在手術(shù)過(guò)程中用來(lái)顯示體內(nèi)結(jié)構(gòu)及手術(shù)器械位置的，屬于高頻探頭，頻率在7MHz左右，具有體積小，分辨力高的特點(diǎn)。它有機(jī)械掃描式、凸陣式和線控式三種。穿刺探頭：它通過(guò)相應(yīng)的體腔，避開肺氣、腸胃氣和骨組織，以接近被檢的深部組織，提高可檢查性和分辨力。經(jīng)腔內(nèi)探頭：它通過(guò)相應(yīng)的體腔，避開肺氣、腸胃氣和骨組織，以接近被檢的深部組織，提高可檢查性和分辨力。目前已有經(jīng)直腸探頭、經(jīng)尿道探頭、經(jīng)陰道探頭、經(jīng)食管探頭、胃鏡探頭和腹腔鏡探頭。這些探頭有機(jī)械式、線控式或凸陣式；有不同的扇形角；有單平面式和多平面式。其頻率都比較高，一般在6MHz左右。近年還發(fā)展了口徑小于2mm、頻率在30MHz以上的經(jīng)血管探頭。超聲換能器探頭分類多普勒探頭

主要利用多普勒效應(yīng)測(cè)量血流參數(shù)，以及心血管疾病的診斷，亦可以用于胎兒監(jiān)護(hù)。主要分為以下三種：連續(xù)波多普勒探頭：大多數(shù)發(fā)射晶片與接收晶片是分隔式的。為使連續(xù)波多普勒探頭具有高的靈敏度，一般都不加吸收塊。根據(jù)用途不同，連續(xù)波多普勒探頭發(fā)射晶片與接收晶片分開的方式也不同。脈沖波多普勒探頭：結(jié)構(gòu)一般與脈沖回波式探頭相同，采用單壓晶片，具有匹配層和吸收塊。

梅花形探頭：其結(jié)構(gòu)為中心只有一只發(fā)射晶片，周圍有六只接收晶片，排梅花狀，用于檢查胎兒，獲取胎兒心率。超聲換能器主要性能（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: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: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: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: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。超聲換能器主要性能（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: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: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: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。超聲換能器主要性能（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)。4.吸收特性:

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:

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。聲束的聚焦與掃描聲束的聚焦要提高超聲探測(cè)器的靈敏度和分辨力，除了對(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。聲束的聚焦與掃描聲束的聚焦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)氧樹脂、丙烯樹脂、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。聲束的聚焦與掃描聲束的聚焦聲束聚焦通常分三類；聲學(xué)聚焦、電子聚焦和復(fù)合聚焦。2.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。聲束的聚焦與掃描聲束的聚焦聲束聚焦通常分三類；聲學(xué)聚焦、電子聚焦和復(fù)合聚焦。2.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。（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。聲束的聚焦與掃描聲束的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的圖像。聲束的聚焦與掃描聲束的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：（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)開始發(fā)射和接收超聲，各探頭交替工作。聲束的聚焦與掃描聲束的掃描1.機(jī)械掃描機(jī)械掃描可分為兩種：（2）轉(zhuǎn)子式聲束的聚焦與掃描聲束的掃描1.機(jī)械掃描聲束的聚焦與掃描聲束的掃描2.電子掃描：電子掃描必須使用多陣元探頭，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。（1）線掃描：在線掃描中，以線陣排列的多元陣，在電子開關(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關(guān)相連。當(dāng)電子開關(guān)接通時(shí)，相應(yīng)的陣元就工作；當(dāng)電子開關(guān)斷開時(shí)，相應(yīng)的陣元就不工作。聲束的聚焦與掃描聲束的掃描2.電子掃描：（2）相控陣掃描：它是利用雷達(dá)測(cè)控的相控技術(shù)。通過(guò)不同的時(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。超聲成像設(shè)備-基本電路B超的基本電路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。B超的基本電路B型超聲設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)框圖分成發(fā)射電路、接收前端電路、回波信號(hào)處理電路、掃描變換電路及其他控制電路等B超的基本電路發(fā)射電路1.發(fā)射多路轉(zhuǎn)換開關(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)定的電子開關(guān)，它輸出的脈沖為單極電壓脈沖，幅度一般在120伏左右。B超的基本電路接收和預(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