超声诊断与治疗设备

大器的性能。 2.探测深度：所能观测到的回波目标的最大距离，由
换能器灵敏度、发射功率、接收放大增益、工作频率决 定。
3.轴向分辨率：沿超声声束方向，超声诊断仪图像能 分辨的两个回波目标的最小距离，该值越小图像越清晰。 与超声波频率和超声脉冲有效脉宽（持续时间）有关。
4.侧向分辨率：在超声声束扫描平面内，垂直于声束 方向超声诊断仪图像能分辨的两个回波目标的最小距离。
三维超声成像是在二维超声成像基础上发展起来的人体结 构立体成像系统，包括静态三维成像和动态三维成像。
成像步骤：图像采集、图像的后处理、三维图像的重建、三 维图像的显示和定量测量；
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二、图像采集：三维成像的第一步，非常关键的一步，大多 数采用运动扫查二维平面而获得三维信号，主要扫查方式 有以下几种： 1.机械驱动扫查：由计算机控制步进电机、机械装置带 动探头进行运动，平行扫查、扇形扫查、旋转扫查 2.自由扫查：操作者手持带有空间位置感测器的二维扫 查探头进行扫查，计算机可感知探头在空间运动轨迹，从 而确定获得的二维图像的空间坐标，对扫查结果进行三维 图像重建。 3.一体化探头：二维超声探头与摆动结构封装在一起， 操作者将探头指向所需探测位置，系统会自动完成数据采 集。 4.三维电子相控阵探头：由压电微元方阵列及相应的电 子学系统构成，用相控原理实现三维超声扫查。
采集图像信息类型： 组织灰阶图像信息---组织结构三维图像 血流彩色多普勒图像信息---血管结构三维图像
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三维超声成像系统
三维图像
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三、图像后处理：计算机对采集的一系列二维图像进行空间定 位及数字化处理，并对相邻切面之间空隙进行图像插补平滑，
形成一个三维立体数据库。 四、三维重建：
B超的图像分辨率、清晰度和稳定性都大大提高。
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二、分类： 按用途分类：腹部超声、心脏超声、眼科超声和多普勒脑血 流诊断仪。
按是否显示彩色多普勒血流图分类：彩超和黑白超声诊断仪。 按功能、图像质量分类：高档、中低档和便携式简易超声诊 断仪。 有很多超声诊断仪可以携带多种不同的超声探头，更换不同 的探头就可以有不同的用途，可以做腹部，又可以做心脏，或 做小器官。有的超声探头还可以是多频率的。 超声治疗：一定剂量的超声波作用于人体组织，会产生一定的 生物效应（热效应、机械效应、空化效应）等，利用这些效应
１.立体几何构成法： ２.表面提取法： ３.体元模型法：三维物体被划分成依次排列的小立方体，一 个小立方体就是一个体元，一定数目的体元按相应的空间位置 排列即可构成三维立体图像—体元数量多，需要相当精密的计 算机，
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五、三维图像的显示 从体元模型三维重建技术出现以后即开始采用总体显示法， 显示组织结构的所有灰阶信息。 可以从任意角度和方向对重建组织结构进行观察，使组织结 构的空间位置关系显得更清晰； 六、三维定量测量 七、临床应用 三维超声成像在保留二维超声成像所有信息的同时，提供直 观的三维图像，有助于疾病的定性、定量及定位诊断，在以下 方面显示其应用价值：
用速度方差（速度离散度）表明湍流的存在，速度 方差值用绿色表示，该值越大，绿色越鲜艳，反之，该
值越小，绿色越暗。
朝向探头流动的血流出现湍流，红色加绿色形成黄色 远离探头流动的血流出现湍流，蓝色加绿色形成青色
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4.彩超特点：彩超既具有二维超声结构图像的优点，又同时提 供了血流动力学的丰富信息，在实际应用中受到了广泛的重视 和欢迎，在临床上被誉为“非创伤性血管造影”。 其主要优点是：
5.几何位置示值误差：B型超声诊断仪图像显示的尺寸 与实际尺寸的差值。
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七、B型超声诊断仪的临床应用 非介入性诊断：将超声探头耦合在皮肤表面，对腹部、
心脏、眼睛、脑部等进行探查诊断，最常用 介入性诊断：将超声探头插入口腔、阴道、肛门、
尿道、消化道、直肠、血管、手术切口进行探查诊断， 或采用超声扫描显像作为监视或引导手段进行穿刺等操 作过程。
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超声换能器
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第四节B型超声诊断仪
一、简介：B型超声波诊断仪是利
用超声脉冲回波测距原理，在显示
器上以辉度调制方法形成的回波光
点分布图，该图代表多条声束扫描
体内某一切面，横坐标代表声束扫
描方向，纵坐标代表声波传入人体
深度。
二、扫描方式：机械扇形扫查、机
械径向扫查、电子线阵、电子凸阵、
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第五节超声彩色血流成像设备
一、超声彩色血流成像设备简介（p76）
1.超声彩色血流成像设备是高清晰度的黑白Ｂ超再加上彩色多 普勒，此法应用多普勒效应原理，当声源与接收体（即探头和 反射体）之间有相对运动时，回声的频率有所改变，这种频率 的变化叫频移，彩超诊断仪不断向人体发射超声脉冲，然后接 收反射回的超声脉冲，其中包含了人体组织器官信息（回波所 用时间）和频率变化（血流方向和速度）的信息，把回波信号 进行多普勒信号处理，形成彩色多普勒超声血流图像。
能的B超。 D档为无数字扫描变换器（DSC）功能的最简单B超。
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第六节三维超声成像系统
一、简介： 传统的B型超声成像系统仅能提供人体断面的二维图像，临
床医生是凭自己的经验在脑子里重构出人体的三维结构，这就 在一定程度上影响了临床诊断的准确性与治疗的有效性。特别 是对一些畸形的或病变的脏器，二维图像的诊断更显得欠缺。
彩色多普勒血流成像包括连续多普勒和脉冲多普勒图像。
2.彩超血流方向和速度的表示方法 血流方向：血流靠近探头（回波频率增加），用红色表示；
血流远离探头（回波频率减少），用兰色表示。 血流速度：用红兰相接的彩条表示，彩色越鲜艳，流速越快，
反之彩色越暗，流速越慢。
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3.血流湍流的表示方法：
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五、 医用超声诊断仪档次划分（p74） 中国计量科学研究院、中国科学院声学研究所制定了我国
《医用超声诊断仪超声源》检定规程。 为了实现机器性能评价的可比性，新规程将被检仪器划分
为 A、B、C、D 四档分别评价， A档：多探头、多种扫描方式、带 M 型功能和多普勒功能。 B档：；多探头、多种扫描方式、带M型和多普勒功能。 C档为有数字扫描变换器（DSC）、冻结和电子游标测距功
电子相控阵、环阵相控扫查。
三、B型超声诊断仪的组成：
探头（换能器）、超声发射电路、
超声接收电路、数字扫描变换器、
控制及定时电路、软件、显示器、
电源等
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四、B型超声诊断仪的分类（按照探头扫描方式）： 机械扇形扫描：借助于机械装置，使探头作扇形偏转运
动扫描，用于心脏实时动态成像。 径向扫描：探头做360°旋转，主要用于体腔内。 电子线阵、凸阵扫描、电子相控阵扫描：使用的超声换
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2.显示方法：
A型(Amplitude Modulation)：幅度调制。横轴表 示深度，纵轴表示回波强度，以不同幅度的脉 冲波形的形式表示。这是最基本的显示方法。
B型(Brightness Modulation)：亮度调制。纵轴表 示深度，得到的超声回波信号加到显示器上进 行亮度调制，以亮度表示回波的强弱。如再配 以声束的扫描，使横轴表示声束扫描方向就可 以得到超声波体层图像。
第四章超声诊断与治疗设备
第一节 超声诊断仪简介：
第二节 超声波成像原理
第三节 超声诊断仪的组成
第四节 B型超声诊断仪
第五节 超声彩色血流成像设备
第六节 三维超声成像系统
第七节 超声多普勒胎儿监护仪
第八节 超声雾化器
第九节 超声治疗仪
第十节 高强度聚焦超声热疗仪
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第一节：超声诊断仪简介：
一、简介：超声诊断仪利用超声波在人体中传播的物理特性， 可以对人体内部脏器或病变作体层显示，据此对一些疾病进行诊 断，临床上采用的超声诊断仪频率在2~10MHz之间；
特点：操作简便、安全、迅速、无痛苦和无计量积累 临床应用：十分广泛。人体的许多部位和脏器如眼、甲状腺、 乳房、心血管、肝脏、胆囊、胸腔膜、脾脏、泌尿系统以及妇产 科等。 发展过程：A型、M型和B型超声诊断仪。现代B型超声诊断 仪不仅包含了A型、M型功能，而且还包含有多普勒声谱图，二 维彩色多普勒成像，二次谐波成像，三维成像等功能。电子计算 机技术的发展，相控阵技术和数字图像处理技术的应用使得现代
M型(Motion Modulation)：运动调制。将回波幅 度加到显示器作亮度调制，纵轴表示深度，如 同B型。将这样的回波信号在时间上拉开，即 横坐标是时间，用于检查心脏组织运动情况。
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显示方法
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超声诊断仪组成法
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Baidu Nhomakorabea
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第三节超声诊断仪的组成(p68)
1.基本电路：
主控电路、发射电路、高频信号放大电路、视频信号放大器、 扫描发生器
能器晶片分成许多独立的小晶片， 环阵相控扫描：探头由许多同心圆环组成。
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凸型探头
扇型探头
五、B型超声诊断仪的性能（p74） 1.扫描方式： 2.显示模式 3.探头工作频率 4.信号处理能力 5.多普勒功能 6.声束线数 7.安全指标
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线阵探头
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六、B型超声诊断仪的图像质量指标（p74） 1.盲区：可识别的最近目标距离（深度），取决于放
达到某种医疗目的，形成了超声治疗。
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便 携 式 Ｂ 超
肝脏
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肾脏血流
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第二节超声波成像原理
1.回波测距法： 超声诊断仪利用超声脉冲回波 测距法工作，即将高频超声脉冲发射到生物体内， 人体不同组织和脏器有不同的声阻抗，在声阻抗突 变的组织和脏器界面会反射部分超声波，另一部分 超声波继续向前传播，遇到声阻抗突变界面形成二 次反射，超声诊断仪接收来自生物体的反射波，发 射超声波与接收到回波的时间间隔与探头到脏器界 面的距离成正比，将获得的时间信号显示到屏幕上， 就可获得生物体内组织界面的位置信息和结构信息。
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三、技术指标 1.存储模式 2.最大存储帧数 3.存入方式 4.回放方式 5.心电触发方式 6.工作方式：B型、M型、频谱多普勒、彩色多普勒 四、临床应用：
用三基色提供了血流信号的二维图像，并可以和二维B型超声 图像一起进行空间定位，对于血流中异常血流做出直观、迅速准 确的诊断，因此在临床上特别在心血管病的诊断方面得到广泛的 应用， 如：可以显示心腔和大血管的血流状态，直观诊断先天性 心脏病血液分流，显示异常流动的范围与原因、估计瓣膜缺损大 小，直观诊断瓣膜返流及显示瓣膜狭窄程度等。
含液性结构和病变：显示其立体形态、内部结构和内壁特 征。
被液体环绕的结构和病变：清楚显示其表面特征， 透明成像技术：显示实质性脏器内部结构的形态和空间位 置关系。 血流彩色多普勒：重建脏器内部血管的三维图像。
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八、三维成像的应用领域
1.在产科的应用 二维超声通常只对胎儿结构进行切面观察，因而有许多不足。三维超声不 仅可以对胎儿体表结构进行表面重建，还可以用透明成像对胎儿体内结构 进行三维成像，可从整体上对胎儿形体结构进行观察，提高胎儿畸形的产 前诊断率，确定不同孕龄胎儿正常及病理形态。
2.超声换能器：重要部件，核心是晶片
将电能转换成机械能，也可将机械能转换成电能， 逆压电效应：在晶片上加上交变信号，晶片将电能转化成机 械振动，发出超声波——发射超声波
晶片的正压电效应：在晶片上加上机械振动时，晶片将机 械振动转化成电信号———接收超声波
3.显示器：
将人体反射回的超声信息用显示器显示出来，电子枪、偏转 系统、荧光屏
①能快速直观显示血流的二维平面分布状态。 ②可显示血流的运行方向。 ③有利于辨别动脉和静脉。 ④有利于识别血管病变和非血管病变。 ⑤有利于了解血流的性质。 ⑥能方便了解血流的时相和速度。 ⑦能可靠地发现分流和返流。
⑧能对血流束的起源、宽度、长度、面积进行定量分析。
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二、组成： 主机：前端 接收发射功能 后端 黑白和彩色图像的形成 系统软件：人机接口、系统的控制、计算和测量功能 显示器：显示图像（黑白断层图像和彩色血流图像）、计 算测量结果、操作菜单 探头：64个压电晶体组成，电信号转换成超声信号、回波信号转 换成电信号。 附件：录像机、彩色拷贝机。
2.在妇科的应用 1、子宫疾病 2、 卵巢疾病 3、 监测卵泡发育 4、 宫内节育器（IUD）
3.在腹部、小器官血管成像的应用 1、正常脏器三维图像的表现 2、病变脏器三维图像的表现
4.在颈动脉与脑的应用
5.泌尿生殖系
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九、发展方向
1.缩短检查时间； 2.脏器或肿瘤容积的定量分析； 3.更精确地评价血管情况； 4.检测对治疗的反应； 5.三维实时显像； 6.三维彩色血流成像； 7.三维腔内超声检查； 8.三维实时经皮导向穿刺。