計(jì)量論壇

標(biāo)題: B超-彩超儀器中目前所配超聲探頭的用途、外形、結(jié)構(gòu)、工作 [打印本頁]

作者: 牛鳳岐 時間: 2009-4-12 19:19
標(biāo)題: B超-彩超儀器中目前所配超聲探頭的用途、外形、結(jié)構(gòu)、工作
B超-彩超儀器中目前所配超聲探頭的用途、外形、結(jié)構(gòu)、工作方式和圖像特征
(對計(jì)量論壇中相關(guān)提問的答復(fù)，請下載閱讀，不清再問)—牛鳳岐，2009-4-12

一.機(jī)械扇(形)掃(描)探頭
1.用途：早期通用于腹部和心臟超聲檢查，現(xiàn)幾乎僅用于眼科A/B超。
2.外形：手持柄部為圓柱形，接觸人體的部分為半球形。為表示其內(nèi)換能器掃描方向，往往將球冠兩側(cè)切成較淺的平臺。因有電機(jī)機(jī)械驅(qū)動，會有不同程度的震動感和噪聲。
3.結(jié)構(gòu)：端部為一用透聲塑料制成的充油腔體，其內(nèi)為一個或多個（不超過三個）單元式超聲換能器；柄內(nèi)為驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
4.工作方式：采用一個單元式換能器時，系由電機(jī)驅(qū)動其作機(jī)械擺動，使聲束掃描而成平面，從而實(shí)現(xiàn)超聲波束對耦合位置下方組織、器官的發(fā)射和接收，采集、處理回波信號，并以圖像形式顯示掃描平面內(nèi)的生理結(jié)構(gòu)。采用三個單元式換能器時，則由電機(jī)驅(qū)動繞軸旋轉(zhuǎn)，輪流發(fā)射-接收超聲波，其聲線更均勻，但造價更高，故很少采用。
5.圖像特征：稍有缺損的扇形，缺損表現(xiàn)為無“扇軸”部分。
6．關(guān)于環(huán)陣：是最高檔的機(jī)械扇掃探頭，其晶片被切割成若干同心圓，按照陣列方式工作實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)聚焦，因制造復(fù)雜、價格較貴且已有更先進(jìn)探頭，很少使用。
二．平面線陣
1.用途：凸陣出現(xiàn)之前，是腹部檢查的主力，頻率大多為3.5MHz；凸陣出現(xiàn)并成為腹部檢查主力后，主要用于小器官和表淺組織檢查，頻率一般在5MHz~7.5MHz(甚至9MHz)。
2.外形：幾乎均為長方形，其長邊為輻射面(晶片)長邊方向。
3.結(jié)構(gòu)：與人體耦合的一面為其核心部分，表層為聲透鏡，向里依次為匹配層(幾乎均為兩層)、壓電晶片、背襯，殼內(nèi)大多有前放電路，外殼為塑料鑄塑，內(nèi)有電屏蔽層。壓電晶片不是整片，而是被切割成數(shù)十至數(shù)百個小窄條，稱為陣元，陣元間以吸聲較強(qiáng)的橡膠相隔。
在普通的一維探頭中，沿晶片短邊方向不作切割；但在1.25、1.5、1.75維探頭中，沿晶片短邊方向也切成若干條，也有電子聚焦。
4.工作方式：以多個(一般是10個)陣元為一組發(fā)射和接收超聲波束，通過遞推錯位組合和電子開關(guān)切換，實(shí)現(xiàn)聲束沿晶片長邊方向的掃描，利用人眼的“視覺暫留”特性，看似所有陣元都在發(fā)射和接收，由聲線構(gòu)成掃描平面。
5.圖像特征：圖像均為矩形，其中顯示的是耦合位置下方組織和器官的解剖結(jié)構(gòu)。
三．凸陣
1．用途：R(晶片曲率半徑)在30mm以上者，用于腹部檢查；小R(10~20mm，醫(yī)生們多稱微凸)者用于心臟檢查。
2．外形：輻射面(與人體的耦合面)為向外凸出的弧形，R指其曲率半徑(具體取法見我在2009年第2期《中國計(jì)量》上的文章)。
3．結(jié)構(gòu)：從表層聲透鏡至內(nèi)部結(jié)構(gòu)均與線陣相同，差別僅在晶片形狀。
4．工作方式：工作方式與線陣相同。
5．圖像特征：因陣元呈弧形分布，致使圖像成為扇形，目的在擴(kuò)大中遠(yuǎn)區(qū)視野。該扇形的特征是“無扇骨部分，只有扇面”。
四．相控陣
1．用途：用于彩超中作心血管彩色血流成像，因該圖像是鑲嵌(疊加)在解剖結(jié)構(gòu)的灰階圖像上的，故黑白、彩色圖像及多普勒頻譜是利用該同一探頭的不同工作模式獲得。
2．外形：其外形很像是輻射面接近正方形的平面線陣。
3．結(jié)構(gòu)：從表層的聲透鏡至內(nèi)部結(jié)構(gòu)均與線陣相似。
4．工作方式：在灰階成像和脈沖多普勒彩色血流成像中，其所有陣元同時參與聲束發(fā)射和接收。在連續(xù)波頻譜多普勒工作模式中，是半數(shù)并聯(lián)發(fā)射，另半數(shù)并聯(lián)接收。與線陣、凸陣只有電子聚焦中采用延遲線不同，相控陣有兩組延遲線，一組負(fù)責(zé)多段電子聚焦，另一組負(fù)責(zé)波束方向偏轉(zhuǎn)(類似汽車的方向盤和艦船的舵)，從而實(shí)現(xiàn)聲束的扇形掃描，故稱電子扇掃。
5．圖像特征：圖像呈扇形，突出特征是“無缺損”。
五．彩超中彩色血流成像所用探頭
相控陣、凸陣、線陣乃至機(jī)械扇掃探頭都能實(shí)現(xiàn)脈沖多普勒彩色血流成像和獲得脈沖多普勒頻譜，但只有相控陣能夠獲得連續(xù)波多普勒頻譜，從而實(shí)現(xiàn)對高速(超過奈奎斯特極限)血流信號的檢出和測量。

作者: 牛鳳岐 時間: 2009-4-26 20:27
喬浩同志：
您好！非常感謝您將“十年之后議規(guī)程—復(fù)習(xí)JJG639—1998”一文收入“重點(diǎn)資料”供大家參考。如您所見，“聲學(xué)計(jì)量”欄目中還有我所寫的關(guān)于超聲探頭的一篇短文，希望能與上文放在一起，因二者內(nèi)容密不可分。從許多渠道發(fā)現(xiàn)，雖然規(guī)程執(zhí)行已達(dá)十年，但一些檢定員至今分不清探頭種類、特征，該短文就是為此而寫。牛鳳岐 2009—04-26

作者: mjh4088 時間: 2017-5-22 20:59
精華啊，值得學(xué)習(xí)

作者: zhaoxiaochen01 時間: 2019-3-27 16:23
有用，謝謝！！

作者: 奇開得勝 時間: 2021-10-9 22:28
感謝牛教授

作者: 美味小馬兒 時間: 2023-2-20 21:52
謝謝老師已學(xué)習(xí)謝謝老師已學(xué)習(xí)謝謝老師已學(xué)習(xí)

作者: Muzili 時間: 2024-11-28 08:59
感謝老師分享，學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)，期望解決問題

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