临床医学B型超声诊断仪课件

1、B型超声诊断仪医学影像设备学第1页，共33页。B型超声诊断学B超是利用声束进行一维扫查，工作时探头不动而发射的超声束不断变动传播方向，即作平行移动或做扇形转动。并用亮度(灰阶)表示回波幅度大小，显示组织或器官的切面图。 第2页，共33页。B型超声诊断学第3页，共33页。B型超声诊断学第4页，共33页。B型超声诊断学第5页，共33页。B型超声诊断学第6页，共33页。B超的分类声束驱动方式声束的扫查方式聚集方式成像速度体表式或经体腔式机械式机械矩形扫查单晶片几何聚集非实时或准实时体表式机械扇形扫查单晶片几何聚集实时体表式机械式径向扫查单晶片几何聚集实时或准实时体腔式电子式线阵横向几何聚集和侧向电子

2、聚集或二维电子聚集实时 体表式经体腔式凸阵实时相控阵实时第7页，共33页。机械扇形扫查 机械扇形扫查技术是指以电机为动力，借助机械传动机构，使换能器发射的声束做一定角度的扇形扫查，可在CRT上显示出一幅扇形的切面图像，如图 第8页，共33页。机械扇形扫查驱动装置 ：常用的电机有步进电机、有刷直流电机和无刷直流电机。探头的工作原理及其结构 ：晶片往返摆动；晶片360旋转。 特点 ：扇形扫查具自远场探查视野大、近场视野小，探头与体表接触面积小等特点，因此可以用很小的透声窗口，避开肋骨和肺对超声声束的障碍，非常适合于心脏的切面显像 。见图第9页，共33页。晶片往返摆动特点：扇形图像中部光栅稀，愈靠边

3、缘光栅愈密；图像模糊、闪烁；机械振动大、噪声大、易出故障。 第10页，共33页。晶片360旋转特点：保证了扇形图像均匀、稳定，并同时提高了显像帧频，因此多晶片360匀速旋转式探头是机械扇形探头中最理想的也是先进的机械扇形超声诊断仪中最常见的。 第11页，共33页。扇形图像第12页，共33页。数字扫描变换技术 在超声诊断仪中，把回波的信号直接映射到CRT显示屏上完成一幅图像需30ms以上，人眼观察这种实时图像会有闪烁感。对来回摆动显像的机械扇扫B超，这种闪烁感特别严重。在超声扫查与CRT显示之间，插入一种图像存储器，超声回波的视频信号能够实时地、数字式地存人到图像存储器中，并且同时从图像存储器中

4、不断地取出图像信息到显示器去显示，存人图像存储器的速度将与超声扫查同步，而读出图像信息的速度可以提高，这样就可使显示的图像稳定而无闪烁感。这种用数字方式、以不同速率来存入和读出图像信息的方法完成了从超声扫查到显示扫描的变换，通常称之为DSC。 第13页，共33页。DSC原始数据 DSC 显示器 第14页，共33页。DSCDSC技术的引人，使超声诊断仪产生了质的飞跃。由于超声扫查与显示扫描之间是互相独立的，不管超声扫查的形式与速度如何，所显示的图像都将是没有闪烁感的，并可保持图像的高质量。DSC使图像“冻结”成为可能，另外也使图像处理、数据的测量、通过接口与外部进行图像数据的交换成为可能。 第1

5、5页，共33页。电子线阵 电予线阵扫查模式采用线阵(直线)排列的多阵元(多晶体)的分时技术。在电子开关的控制下，阵元按一定的时序和编组受到发射脉冲的激励，发射超声，并按既定的时序和编组控制多阵元探头接收回声，回声信号经放大处理后输入显示器进行亮度调制。显示器的垂直方向(Y轴)表示探测深度，水平方向(X轴)表示声束的扫查(位移)位置。 第16页，共33页。电子线阵第17页，共33页。电子线阵线阵探头是由若干小阵元(由若干个微晶元并联后组成)排列成直线阵列的换能器组合。要求构成线阵的各阵元特性与所发出的声波一致。目前，阵元数已达128、256、512、1024或更多。 第18页，共33页。电子线阵

6、发射电子聚焦:在发射聚焦时，采用延迟顺序激励阵元的方法，使各阵元按设计的延时依次先后发射声波，在媒质内合成波波阵面为凹球面，在P点处同相叠加增强，而在P以外则异相减弱，甚至抵消。接收电子聚焦:各阵元接收回波信号并转化为电信号后，对各阵元输出的电信号按设计的聚焦延迟量进行延迟，然后类似于发射声波在传播媒质中叠加合成聚焦波束的原理，在接收端，在电路上用加法器对各接收的延迟回波信号求和，使来自焦点和焦点附近的回波信号增强，聚焦区域外的回波减弱甚至抵消，达到接收聚焦目的。 第19页，共33页。电子聚焦 第20页，共33页。扫查波束的时空控制 每次发射和接收声波时，将若干个阵元编为一组，由一组阵元产生一

7、束扫描声束并接收信号，然后由下一组阵元产生下一次发射声束并接收信号。把每次接收到的回波信号经过放大和后处理后，加在显示器Z轴上，调制其亮度，由Y轴表示回波深度，X轴对应声束扫描的位置，由此台成一幅二维超声断面图像。 第21页，共33页。扫查波束的时空控制第22页，共33页。基本结构 第23页，共33页。基本结构发射与接收系统的主要功能是：电子聚焦数据的形成；超声的发射与接收；TGC(时间增益控制)信号的形成；信号的对数压缩；接收信号的放大与检波等。中央控制单元的主要功能是：A/D和D/A转换；数据的存储和读取；数字扫描变换；焦点的控制与切换；主控信号；数据的实时相关处理；字符显示及测量功能。

8、第24页，共33页。电子扇扫 电子扇扫包括凸阵扇扫和相控阵扇扫两种。 凸阵探头与线阵探头相比的优点是：相同的体表接触面。在深部的视野宽得多；能避开骨头引起的死角(如肋骨弓内、剑突下、耻骨结合下)进行观察；凸阵探头的前部是圆弧形，可自由选择方向压迫探头，能方便地排除死角(例如肺、胃、十二指肠等)内的部分气体进行观察。 第25页，共33页。凸阵探头第26页，共33页。凸阵电子聚焦 第27页，共33页。相控阵扇扫 相控阵探头它由多个阵元排成直线阵列。其体积较小，声柬很容易通过胸部肋间小窗口(肋间狭缝)在人体内做扇形扫查，得到视野宽阔的图像，可对整个心脏进行检查。 第28页，共33页。相控发射 第29页，共33页。相控接收 第30页，共33页。相控阵扇扫第31页，共33页。实时显像 实时显像中的“实时”有两方面的含义：一是二维超声图像的显像速度足够快，使扫查平面内组织间的相对运动能及时地、真实地在图像中显示出来；二是移动探头时，移人声束扫查平面内的组织结构，图像能及时地显示出来，而离开扫查平面的组织结构能及时消失，不出现混杂。要实现实时显像，必须有足够的显像帧频。帧频指的是每秒显示图像的帧数(幅数)。 第32页，共33页。实时显像在B型扫查中，“帧频”有两种含义：一是换能器做声束扫查显像的帧频；二是显示器