B超-彩超儀器中目前所配超聲探頭的用途、外形、結構、工作

B超-彩超儀器中目前所配超聲探頭的用途、外形、結構、工作方式和圖像特征
(對計量論壇中相關提問的答復，請下載閱讀，不清再問)—牛鳳岐，2009-4-12

一.機械扇(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。為表示其內換能器掃描方向，往往將球冠兩側切成較淺的平臺。因有電機機械驅動，會有不同程度的震動感和噪聲。
3.結構：端部為一用透聲塑料制成的充油腔體，其內為一個或多個（不超過三個）單元式超聲換能器；柄內為驅動機構。
4.工作方式：采用一個單元式換能器時，系由電機驅動其作機械擺動，使聲束掃描而成平面，從而實現超聲波束對耦合位置下方組織、器官的發射和接收，采集、處理回波信號，并以圖像形式顯示掃描平面內的生理結構。采用三個單元式換能器時，則由電機驅動繞軸旋轉，輪流發射-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，缺損表現為無“扇軸”部分。
6．關于環陣：是最高檔的機械扇掃探頭，其晶片被切割成若干同心圓，按照陣列方式工作實現多點聚焦，因制造復雜、價格較貴且已有更先進探頭，很少使用。
二．平面線陣
1.用途：凸陣出現之前，是腹部檢查的主力，頻率大多為3.5MHz；凸陣出現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.結構：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，殼內大多有前放電路，外殼為塑料鑄塑，內有電屏蔽層。壓電晶片不是整片，而是被切割成數十至數百個小窄條，稱為陣元，陣元間以吸聲較強的橡膠相隔。
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)陣元為一組發射和接收超聲波束，通過遞推錯位組合和電子開關切換，實現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射和接收，由聲線構成掃描平面。
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構。
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《中國計量》上的文章)。
3．結構：從表層聲透鏡至內部結構均與線陣相同，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，目的在擴大中遠區視野。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)在解剖結構的灰階圖像上的，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．結構：從表層的聲透鏡至內部結構均與線陣相似。
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射和接收。在連續波頻譜多普勒工作模式中，是半數并聯發射，另半數并聯接收。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，一組負責多段電子聚焦，另一組負責波束方向偏轉(類似汽車的方向盤和艦船的舵)，從而實現聲束的扇形掃描，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、線陣乃至機械扇掃探頭都能實現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波多普勒頻譜，從而實現對高速(超過奈奎斯特極限)血流信號的檢出和測量。

喬浩同志：
    您好！非常感謝您將“十年之后議規程—復習JJG639—1998”一文收入“重點資料”供大家參考。如您所見，“聲學計量”欄目中還有我所寫的關于超聲探頭的一篇短文，希望能與上文放在一起，因二者內容密不可分。從許多渠道發現，雖然規程執行已達十年，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

精華啊，值得學習

有用，謝謝！！

感謝牛教授

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感謝老師分享，學習學習，期望解決問題

感謝老師分享，學習學習，在回看一下規程望有有新的理解收獲