超声诊断工作原理及基本结构

一、工作原理B型超声诊断仪是目前临床上最广泛使用的一类超声成象装置。B型又称为B-Mode,其中B为英文brightness的字头,用此表
一、工作原理
B型超声诊断仪是目前临床上最广泛使用的一类超声成象装置。B型又称为B-Mode,其中B为英文brightness的字头,用此表征B型成象是以辉度来表征回波的大小的。正是由于用辉度取代了幅度,B型可用一条线的不同辉度来表征A型的一系列回波及其幅度值。因此采用扫描的方式获取组织内部某一断面上多个扫描线上的回波并显示在对应的平面上,即组成了一幅组织内某剖面的回波二维图像。因此,B-Mode是一种二维超声成象装置。具体说明如下:
B型线性超声诊断仪是在A型诊断仪的基础上发展起来的,A型是用单探头,而B型线性超声诊断仪是用多个晶体组成的探头,按不同的组合分组使用。B型线性超声诊断仪的每组晶体单独使用时,完全类似于A型单探头的情况;而各组晶体在电子开关的控制下,有次序地排列工作,类似A型超生中单探头的移动过程,这样就由A型中单探头扫查一条线变为线性超声设备中迅速的发射一排超声线束来扫查一个面,从而由一维图像变为二维图像。在A型中,反射信号的情况通过信号的波形显示出来,而B型超声设备中反射信号的强弱通过荧光屏中每个像素的亮度显示出来,从而使在扫查的断层面中把组织的分布情况和性质对应地显示出有灰阶(或辉度)变化的超声图像上。虽然B型线性超声诊断仪与A型相比在原理上是简单的,但是完成从A型向B型的过渡在技术上是很复杂,采用了较多的新技术和新工艺。
二、基本结构
B型线性超声诊断仪主要由以下几个部分组成:探头、发射/接收单元、数字扫描转换器、显示照像记录系统、面板控制系统、键盘和电源装置等。
(一)、面板控制单元
对仪器面板上的各种旋钮、开关、操作杆等的状态实施编码,并将编码信号送至发射/接收单元和数字扫描转换器,其中包括进出深度增益控制信号(或称距离时间控制)到发射/接收单元以控制放大器的放大倍数,从而补偿超声能量在传播过程中随距离的衰减。
(二)、发射/接收单元
通过探头发送和接收超声波信号,并对发射和接收的超声波信号实施电子聚焦和多点聚焦的控制;同时对探头中的多个晶体实施电子开关控制,从而实现超声束的扫描。从探头接收的超声回波信号在该单元中进行放大、检波和各种预处理,然后送到数字扫描转换器。
(三)、数字扫描转换器
把从发射/接收单元进入的超声回波信号首先进行A/D转换(即模拟/数字转换)变成数字信号,并予以存贮和完成各项后处理的功能,所有将要显示的信号,例如回波信号,键盘的字符信号和人体标志符号等,都在转换器中完成D/A转换,最后混合变为合成的视频信号送入监视、照像、记录系统。
(四)、监视、照相、记录系统
是操作人员用来观察超声断层图像和各种相关信息,并对有价值的图像进行拍照和记录的系统。监视和照像分别使用两个略有不同的TV监视器,照像部分一般配备通用135相机或一次性的波拉相机,记录部分使用特殊功能的纸记录装置或彩色视频打印机。
(五)、电源部分
提供直流电压供各单元使用。
(六)、探头
是由多晶片(阵元)排列构成的长条状探头。探头一般宽度为1cm、长度为10~15cm,探头中的晶片个数一般在64—128只范围内;晶片的尺寸随使用的超声频率不同而不同;晶片之间不但有良好的电绝缘,同时尽可能作到完全的声隔离。为此在制造工艺上一般采用光刻的方法,在一个大晶片上刻制成相互分离的多个晶片。晶片后面附以吸声材料,用以吸收反向辐射的能量;晶片的前面(接触人体部分)用透声材料做成声透镜,在长条状探头的短轴方向形成声聚焦。每个阵元都是独立的,在长条状探头的长轴方向,用电子延迟线技术形成电子聚焦和多点聚焦,从而提高B型线性超声诊断仪的空间分辨率。



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