第九章超声成像设备.pptVIP

线形扫描： 在线扫描中，以线阵排列的多元阵，在电子开关的控制下，阵元按一定的编组及时序分别工作。这些阵元分别与电子开关相连。当电子开关接通时，相应的阵元就工作；当电子开关断开时，相应的阵元就不工作。 四、电子相控阵扇形扫描 它是利用雷达测控的相控技术，它的阵列形式也有线阵、凸阵、环阵形。通过不同的赶时间延迟，控制各个线阵换能器阵元发射的时间先后，从而使各个阵元发射的声波在空间叠加后就成为一定角度偏移的声束。不同的时间延迟组合，可得到声束的不同角度偏移，完成扇形扫描。这种通过改变延迟时间同时激励，使声束方向发生变化，叫做相控阵扫描。 第五节 超声多普勒成像仪 一、多普勒效应 多普勒效应: 对于静止的观测者来说,向着观测者运动物体发出的声波频率会升高,相反频率会降低,这就是著名的多普勒效应。 当声源和接收器至少有一个相对于煤质运动时。接收器收到的声波频率就会变好 利用多普勒频移可以测量血液的流动速度 多普勒效应：声源与接收器之间有相对运动接 收到的频率有改变（频移） 探头 声源 界面静止 探头 向探头运动 探头 背离探头 压电效应：在压电晶体适当方向施加作用力时，相对电极板上会出现与外力成正比的正负电荷，形成一定的电压信号，利用压电效应接收超声波。 压力 变形 产生电场 一、压电效应 电致伸缩效应(反压电效应)：在相对两个电极板上加一交变电压，压电晶体能按电压变化规律伸长或收缩。利用此效应可以产生超声波。 电场 变形 压电晶体具有压电效应和电致伸缩效应 压电晶体未受外力两侧不带电荷 压电晶体 俗称振元或振子，是探头的核心部分 对某些非对称结晶材料（如石英）进行一定方向的加压或拉伸时，表面的两侧将会出现符号相反的电荷，具有此性质的材料称为压电材料，分为压电晶体、极化陶瓷、高分子聚合物和复合材料等。 人造压电陶瓷和人造极性高分子聚合物，如钛酸钡、硫酸锂、钛酸铅、锆钛酸铅（PZT） 压电材料 天然—石英晶体—价格贵、性能差 人工—锆钛酸铅 1.电-声相互转换效率高，灵敏度高 2.易于电路匹配，性能稳 3.非水溶性，耐湿防潮，机械强度大 4.价格低廉，易于加工 二、结构与种类 （一）结构 换能器 外壳 连接电缆 其它：机械探头中有电机，传动机结构、位置信号等。 声透镜 匹配层1 匹配层2 压电晶体 吸声材料 地电极 “火”电极 换能器 完成超声与电信号相互转换 发射超声波和接收超声回波 由声透镜、匹配层、 压电晶体、吸收块组成 压电晶体 圆片或长条形片 谐振频率由厚度决定，厚度↓，谐振频率↑ 匹配层 使声能高校第在压电晶体和人体软组织之间传输 提高换能器的灵敏度、减少失真和展宽频带 声透镜：凹凸或凸透镜，将换能器发出的波速聚焦，提高超声诊断仪的分辨力 吸声块 由吸声材料制成 将向后辐射的声能吸收掉，消除后向干扰 晶体振荡的阻尼装置，缩短振动周期 超声的振动周期由晶体和阻尼材料决定，影响成像的轴向分辨力 外壳：支撑、屏蔽、密封盒保护换能器 连接电缆：连接换能器与主机 二、种类 1.按诊断部位：眼科探头、心脏探头、腹部探头、颅脑探头、腔内 探头和儿童探头 2.按应用方式：体外探头，体内探头、穿刺活检探头 3.按换能器所用的晶体振元数目：单元式探头和多元式探头 6.按工作原理：脉冲回波式探头、多普勒式探头 4.按波束控制方式：线扫探头、相控阵探头、机械扇扫探头和方阵探头 5.按几何形状：矩形探头、柱形探头、弧形探头、圆形探头 6.按工作原理：脉冲回波式探头和多普勒式探头 （1）常见形式：连续波（CW）和脉冲波（PW）多普勒探头 （2）梅花形探头 7.按工作频率：单频探头、变频探头、宽频探头 三、发射与接收电路 发射电路 功能：在受到同步信号触发时，产生高压电脉冲去激励换能器发射超声波。 振动频率（主频或中心频率）由换能器的晶片特性和厚度决定 ，可人工微调 。1-15MHz范围内 频宽：由晶片Q值和阻尼电阻R2决定。Q值越大，脉宽越窄；阻尼电阻R2越小，脉宽越窄，能量越小，同时图象分辨率越高。 接收电路 1.射频放大器 组成：隔离级（或称保护电路）、前置放大、高频放大、时间增益补偿（TGC或STC）。 （1）隔离级 接在接收电路前端，将大功率的超声发射电路和高灵敏度的接收电路隔离，使发射脉冲不能通过，或将幅度限制在很小范围内，而允许对回波信号几乎无衰减地通过。 基本电路有两类：第一类采用限流和限幅的方法；第二类不让大幅度信号通过，只允许小于某一限幅电平的电压通过。 （2）前置放大 实际上是一阻抗变换电路，高阻抗输入而低阻抗输出。 由于隔离级工作在非线性状态，其输出阻抗是非线性的，为使高频放大器工作在恒定的