超声探头专题.ppt

探头专题（一） 大纲： 一、换能器（传感器）； 二、超声换能器； 三、探头的声场特性； 一、换能器（传感器） 1.换能器的定义； 2.换能器的分类； 1.换能器（传感器Transducer）的定义 换能器是将传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。 一种物理能量变为另一种物理能量的器件。凡能将其它物理能量转变为超声能量的器件均为换能器。 2.换能器的分类： 可以用不同的观点对传感器进行分类： 按转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应)、用途、输出信号类型以及制作的材料和工艺等。 1）.根据传感器转换原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类物理传感器（物理传感器应用的是物理效应）： 诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。 根据输入物理量分为张力传感器、压力传感器、速度传感器、温度传感器、气敏传感器等 　　 化学传感器：包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。  有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多，例如可靠性问题，规模生产的可能性，价格问题等 　 2）.按其用途，传感器可分类为： 　力敏传感器 位置传感器 　液面传感器 能耗传感器 　速度传感器 热敏传感器 　振动传感器 湿敏传感器 　　 　磁敏传感器 气敏传感器 　　真空度传感器 生物传感器等 加速度传感器 射线辐射传感器 3）.根据工作原理分为: 电感式、电容式、电阻式、电势式等； 4）.按输出信号分为：  模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟 电信号。 　　数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。 5）.根据能量转换原理分为 有源和无源式传感器。 二. 超声换能器相关 超声换能器的工作原理； 超声探头的分类； 3. B超探头的组成； 4. B超探头的分类； 5. 各类B超探头的临床应用； 6. 常见B超探头的比较 7. 常用探头规格的识别； 大纲： 超声探头 医用超声探头： 是各种型号的超声诊断仪借以将高频电能转换为超声机械能向外辐射，并接收超声回波将声能转换为电能的一种声-电可逆转换器件 在医学实验中常用的换能器有张力（机械－电）换能器和压力换能器两类。 医用超声探头具有两大特性： 1）使用特性： 使用特性实际上是探头与仪器配合使用的综合 性能，它并不等于换能器本身的性能 ，包括工作频率(fc)、频带宽度(Band Width)、灵敏度(Sensitivity)、分辨力(Resolution) 。 2）声学特性： 超声探头的声学特性主要与探头中超声换能器所用材料的特性有关，包括频率特性、换能特性、暂态特性、辐射特性和吸收特性。 1.超声换能器的工作原理 探头的核心：压电晶体或复合压电材料 压电效应： 正电压效应：机械能转变为电能（接受超声波） 逆压电效应：电能转变为机械能（发射超声波） 工作原理： 主机通过电缆在阵元上施加电信号，使阵元振动，发出超声波，超声波经物体反射吸收再作用在阵元上，使阵元两端产生电信号，通过电缆传送至主机处理、显示。 1）按诊断部位分类： 眼科探头、心脏探头、腹部探头和颅脑探头等； 2）按应用方式分类： 体外探头、体内探头、穿刺活检探头； 3）按探头中换能器所用振元数目分类： 单元探头和多元探头； 4）按波束控制方式分类： 线扫探头、相控阵探头、机械扇扫探头和方阵探头等； 5）按探头的几何形状分类（惯用的分类方法）: 矩形探头、柱形探头、弧形探头（又称凸形）、圆形探头等。 还有其它的一些分类方法，通常工作中，习惯使用较多的是按①、④、⑤三种方式分类。 2. 超声探头分类 3. B超探头的组成： 声透镜 压电陶瓷(阵元) 背衬材料 衬套 电缆 匹配层 物 体 发射 反射 声透镜 （acoustic lens） （横/纵轴）轴向聚焦 匹配层（layer） 用于减少由于皮肤与探头之间声阻抗的差别所造成的多重反射。 压电陶瓷 发射/接收超声波 背衬材料 （Back） 减轻来自晶片的振动，缩短波长并提高轴向分辨率 4. B超探头的分类： 1). 凸阵探头(Convex Array Transducer) 2). 高频线阵探头（7.5-12M） (High Frequency Linear Array Transducer) 1.对等间隔排列的多个阵元同时施加脉冲激励 2.叠加声束的传播方向和探头表面垂直