《超声成像设备》PPT课件.ppt

正余弦变压器的输入与输出之间是靠磁耦合的。它有一个初级绕组和两个正交的次级绕组。当在初级绕组上加入扫描锯齿波时，在两个次级绕组上分别获得幅度正比于Sinθ和Cosθ的锯齿波电压。为使这两个锯齿波的原点能固定在某个电平上，采用了箝位电路。该电路利用与发射脉冲同步的原点箝位脉冲。箝位电路输出的X和Y信号经放大后去驱动显示器的偏转，形成扇形的扫描光栅。 我们进一步分析输入的扫描锯齿波信号Ut和输出的X和Y信号的关系。假设K1和K2分别是X和Y两通道的传输系数（包括X放大和Y放大的增益在内），则Ut和X、Y符合关系式。 X= K1·Ut Sinθ Y= K2·Ut Cosθ （6-3-1） 当K1= K2= K时，式（6-3-1）变为 X= K·Ut Sinθ Y= K·Ut Cosθ （6-3-2） 显示器上的光点位置是X和Y共同作用的结果，因此显示出的扫描线长度为 而扫描线与作为参考的垂直线间的夹角为 所以，按图6-3-3原理形成的扇形扫描光栅，其大小由R（即 K·Ut）决定。通常X和Y的增益可调，以使K1和K2相等，并满足光栅大小的要求。而且，光栅上每条扫描线的夹角α与换能器的摆动角θ相同。 目前先进的机械扇形扫查仪，都采用数字扫描变换器（DSC），它本身具有极坐标到直角坐标的变换功能，而且属数字式变换。图6-3-4是采用这种技术的探头换能器定位原理图。作为探头换能器位置检测装置的电位器，由它的抽头输出的电压经偏置和幅度调整后，送入高精度的非线性A/D转换器转换为7位方向地址码。图中是使用EPROM的输入与输出数据间的非线性数据变换来完成这个功能的。 图6-3-4 采用DSC的机械扇扫换能器定位原理图 除上述用电位器作位置检测装置外，目前更多使用数码盘。不管采用光码盘或磁码盘，都可以使用计数器直接计测换能器摆动时偏离某一参考位置的角度。计数器的输出值可以当作方向地址来处理。方向地址将送到数字扫描变换器去直接或间接（经变换后）作为图像存贮器的写入地址。 采用相隔120°的三晶片组成的转子作360°旋转实现的机械扇扫，比摆动式具有更好的性能。图6-3-5是这类探头的工作原理框图。 图6-3-5 转子式机械扇扫工作原理图 （二）? 机械径向扫查 机械径向扫查的换能器是作360°的旋转运动。在360°的旋转中，换能器都进行发射和接收工作。因而此种扫查方式获得的是以换能器为中心的圆形断面图像。径向扫查与扇形扫查的工作原理基本相同。只是径向扫查获得视野更为广阔的图像。此种方式常用在经腔内或经血管内探查。如经尿道的径向扫查、经直肠的径向扫查、内镜径向扫查和经血管内径向扫查等。 三、电子线阵 它采用线阵（一直线）排列的多元阵（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辉度调制。扫描发生器产生行偏转和帧偏转信号，并使显示器的垂直方向（Y轴）表示检测深度，水平方向（X轴）表示声束的扫查（位移）的位置。目前，比较完整的线阵B超的主要组成有：线阵探头、发射和接收系统、控制系统、数字扫描变换器和显示器。如图6-3-6所示。现介绍其中几个关键单元。 图6-3-6 线阵超声诊断仪原理框图 （一）? 线阵探头 线阵探头是由几个小阵元排列成直线阵列组成的探头。阵元数已由64阵元、80阵元发展到128阵元、256阵元、512阵元，甚至1024阵元。探头的频率和带宽也提高了，频率可高达10兆赫以上，带宽系数高于 0.8。 （ 一）? 发射与接收部分 该部分的主要功能有：超声扫查的地址信号；电子聚焦数据的形成；超声的发射与接收；TGC信号的形成；信号的对数压缩；接收信号的放大与检波等。下面重点介绍前二项功能。 1.电子线扫声束的时空控制 电子线阵扫查是以线阵换能器为基础，由电子开关或全数字化系统控制顺序扫查来实现的。每次发射和接收声波时，将若干个阵元编为一组（也称为子阵），由一组阵元产生一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，每次形成的声束方向和位置在子阵的中央并垂直于子阵，由若干组阵元扫查出一个矩形平面。 多路开关阵列包括发射电路和接收电路的多路开关，具体的电路方案决定于设计者的设计技术和其它的限制条件。图6-3-7给出了一种方案。64阵元的探头，每8个阵元为一组，共分8组。发射和接收前级电路也有8组，每组收发电路将通过一个八选一多路开关选接到本组阵元中的一个。这样，在同一时刻将有8个阵元（每组中一个）