医学超声影像的技术及发展_包毅.pdfVIP

55 招标实务 5/6-1 医学超声影像的 技术及发展 浙江省机电设备招标局 包 毅 在众多的影像诊断方法中，超声影像以其低成本、实 为了实现二维空间的动态聚焦，一些机器使用1. 5维 时性、无创伤性提供组织的解剖结构及血流信息而独领风 和二维平面阵探头。普通的线阵探头只能在一个方向实现 骚，成为当今世界范围内增长最快的影像方法之一。近几 动态聚焦，若要获得二维波束聚焦，只能借助于声透镜，即 年来，医学超声成像系统向更高层次发展，主要体现在换 该方向上的聚焦是固定的，超出聚焦区系统的分辩率就降 能器技术、数字化技术、谐波成像技术、三维超声等方面。 低。为了改善图像质量，最好采用二维平面阵探头 （如30 ×30阵元），这些探头既可以实现x、y方向上的动态聚焦， 一、换能器技术 也可以用于声束的平面扫描以实现三维成像。另有1. 5维 探头，即在线阵晶片的阵列上沿探头长轴作2-4条平行切 换能器的性能指标对超声成像系统的性能起制约作用， 割 （如128×4阵元）用于实现二维空间的动态聚焦。 换能器的频率特性是整个超声系统的主要频带限制部分。 早期应用频率为2.5、3.5、5、7、10MHz等的探头，其带 二、数字化技术 宽约1MHz，此类窄带探头不足之处是深部组织高频回声 信号损失较大，影响图像的清晰度及灵敏度。近十年来人 超声数字化处理技术为临床诊断提供了高品质、实时 们根据超声在生物组织中的衰减规律（衰减与频率的平方 动态的图像，它可分为数字化前处理和数字化后处理。早 成正比）及其对超声图像的影响，研制出多种高性能、适 期超声设备应用的数字扫描转换 （DSC）技术是一种在回 应各种临床需要的探头，探头的线密度、相对带宽不断提 声信号模拟放大处理后进行的数字化后处理，模拟回声信 高，出现高密度、超宽频带、高频、变频、微型探头，如 号经A/D转换成数字信号进入图像存储器，然后按帧读出， 256阵元的线阵探头、工作频率达60MHz、外径1mm的 它实现了图像存储、冻结、无闪烁及动态显示。 血管内探头等。目前一般探头的相对带宽为50%左右，要 电子动态聚焦即声束信号形成过程（接收过程）的连 获得超宽频带换能器要求在压电阵子表面制作多层 λ /4匹 续动态聚焦可以提高图像的分辨率。常规的模拟声束形成 配层，各匹配层的声阻抗及厚度的误差要求十分高，层次 器的工作模式为：延迟→求和→检波→采样 （延迟的目的 越多，要求越高，现已开发出相对带宽在90%以上，工作 是为了补偿回波信号由不同路径到达换能器工作阵元的时 频带在2-12MHz的各类探头。超宽频带换能器在检测浅表 间差），它不可能实现连续的动态聚焦，且在改变焦点位置 组织时由于频率高而提高分辨率，对深部组织则因频率低 时开关瞬变会产生干扰噪声，因而难于得到高品质二维图 回声信号衰减较少，从而清晰显示深部组织图像。 像。数字式波束形成器的工作模式为：采样→延时→聚焦， 高频微型专用探头则可通过体腔或血管直接靠近受检脏器， 通过软件控制各通道的不同采样时间来实现动态聚焦、动 因使用频率远高于传统的频率范围，故可达到很高的分辨率。 态孔径。数字声束形成技术利用正交分解法得到回波信号 56 中国招标CHIN