超声医用探头
《超声医用探头》课件
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01
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04
超声医用探头 的性能指标
02
超声医用探头 的概述
05
超声医用探头 的操作方法
03
超声医用探头 的组成结构
06
超声医用探头 的维护保养
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02 超声医用探头的概述
提高探头灵敏 度：通过优化 探头设计和材 料，提高探头 灵敏度，提高
图像质量
降低探头成本： 通过优化生产 工艺和材料选 择，降低探头 成本，提高市
场竞争力
提高探头耐用 性：通过优化 探头设计和材 料，提高探头 耐用性，降低
维护成本
提高探头智能 化：通过引入 人工智能技术， 提高探头智能 化水平，提高 诊断准确性和
效率
在医疗领域和其他领域的应用拓展
医疗领域：超声医用探头在医学诊断、治疗和手术中的应用越来越广泛
其他领域：超声医用探头在工业检测、无损检测、环境监测等领域的应用也在逐渐扩大
技术发展：随着科技的进步，超声医用探头的性能和功能也在不断提升，如高分辨率、 高灵敏度、高穿透力等 未来展望：超声医用探头在未来可能会更加智能化、便携化，应用领域也将更加广泛。
超声医用探头的维护保 养
探头的清洁和消毒方法
清洁方法：使用专用 的清洁剂和软布进行 清洁，避免使用含有 酒精、消毒剂等化学 物质的清洁剂。
消毒方法：使用专用 的消毒剂进行消毒， 消毒后需要用清水冲 洗干净，避免残留消 毒剂。
干燥方法：使用专用 的干燥设备进行干燥， 避免使用高温、紫外 线等方法进行干燥。
未来市场前景和发展趋势
超声探头的分类
超声探头是超声诊断中的关键部件，根据不同的应用和设计特点，可以将超声探头分为以 下几个常见的分类：
1. 线性探头（Linear Probe）：线性探头是最常见的超声探头类型之一。它具有平行排 列的多个发射和接收元件，可以提供高分辨率的图像，适用于浅部组织的成像，如血管、乳 腺等。
2. 凸面探头（Convex Probe）：凸面探头具有弧形的发射和接收元件，可以提供较大的 视野范围和较深的组织成像。它适用于腹部、心脏等深部组织的检查。
需要注意的是，不同类型的超声探头在成像特点、适用范围和价格等方面可能有所不同。 在选择超声探头时，需要根据具体的临床需求和应用场景进行选择。
5. 三维/四维探头（3D/4D Probe）：三维/四维探头可以在一个扫描周期内获取多个切面 的数据，从而生成三维或四维（即实时三维）图像。它适用于胎儿、乳腺等需要立体显示的应 用。
超声探头的分类
此外，还有一些特殊用途的超声探头，如微凸探头（微创手术中使用）、经食管探头（心 脏成像）等，它们根据具体的应用需求而设计。
超声探头的分类
3. 阵列探头（Phased Array Probe）：阵列探头由多个发射和接收元件组成，可以通过 变元件的激发顺序和时间来控制超声束的方向和焦点位置。它适用于心脏、血管等需要快速成 像和多普勒测量的应用。
4. 透视探头（Endocavity Probe）：透视探头是一种用于妇科和直肠检查的探头，通常较 小且易于插入体腔内。它具有较高的频率和分辨率，适用于妇科、泌尿系统等器官的检查。
医用超声探头的种类
医用超声探头的种类
医用超声探头是医学影像诊断中常用的一种设备，它能够通过
超声波来成像人体内部的器官和组织，帮助医生进行诊断和治疗。
根据不同的应用和需要，医用超声探头有多种不同的种类，每种都
有特定的用途和优势。
1. 线阵探头（Linear array transducer），线阵探头适用于
浅表部位的超声检查，如甲状腺、乳腺、肾脏等。
它具有高分辨率
和较宽的成像范围，适合于观察细小结构和进行定位测量。
2. 凸阵探头（Convex array transducer），凸阵探头适用于
深部器官的超声检查，如心脏、肝脏、膀胱等。
它具有较大的成像
深度和较宽的扫描范围，适合于观察大范围的解剖结构和进行动态
观察。
3. 阵列探头（Phased array transducer），阵列探头适用于
需要快速成像和动态观察的情况，如心脏超声检查和血管超声检查。
它具有快速成像和多普勒功能，可以观察心脏和血管的运动和血流
情况。
4. 便携式探头（Portable transducer），便携式探头适用于临床急救和移动医疗的场合，如急诊科、卫生院和野外医疗。
它具有小巧轻便、易于携带和操作的特点，可以在不同场合进行快速的超声检查和评估。
以上是一些常见的医用超声探头种类，它们在临床诊断和治疗中发挥着重要的作用。
随着科技的不断进步，医用超声探头的种类和功能还在不断地发展和完善，为医学影像诊断提供了更多的选择和可能。
超声探头介绍(一)
超声探头的组成部分
1 压电陶瓷
2 探头外壳
压电陶瓷是超声探头的核心
外壳为探头提供保护和定向
部件,可以将电能转换为机 械振动,从而产生超声波。
作用,可以降低噪音,提高探 头的耐用性和使用寿命。
它决定了探头的工作频率和 性能。
3 连接线
4 连接器
连接线用于将探头与超声仪 器设备相连,传输电信号并
连接器是探头与设备之间的 接口,确保信号和电源的可
探头的尺寸选择
尺寸与频率的关系
探头的尺寸与其工作频率 是相关的。一般来说,尺寸 越小,其工作频率越高。频 率的选择还需要考虑探测 对象的特性和检测要求。
探头应用场景的影响
不同的应用场景也会对探 头尺寸的选择产生影响。 如在狭小空间内使用,需要 选用较小尺寸的探头以便 操作。而在大范围扫查时, 则需要选择尺寸较大的探 头。
探头频率的影响因素
材料特性
探头内部压电陶瓷材料的特性 ,如声速、弹性模量等,会影响 到探头的共振频率。
探头结构
探头外壳、衬垫、匹配层等部 件的设计,也会影响探头的振 动频率和频带特性。
工作环境
探头使用时的温度、压力等环境条件变化,也会影响探头的频率特性。
探头的聚焦方式
聚焦槽聚焦
利用探头表面上的凹槽对声波进行聚焦,可以形成较窄且高 强度的聚焦束。这种方式制造简单,但聚焦性能较差。
聚焦深度
不同的聚焦方式决定了探头的聚焦深度。机械聚焦的聚焦深度范围窄,但能够实现更好的聚 焦效果。电子聚焦的聚焦深度较宽,但聚焦效果略差。
聚焦参数调整
在实际使用中,需要根据待检测部位的深度调整探头的聚焦参数,以获得最佳的成像效果。 这需要通过实践经验和操作灵活性来进行优化。
医用超声探头原理
医用超声探头原理
医用超声探头是医学超声成像系统的关键部分，它负责发射和接收超声波信号。
探头内部包含多个发射与接收元件（晶体），一般为聚焦式阵列，通过电信号的控制，能够将超声波束聚焦在感兴趣的区域。
发射元件工作时会产生超声波脉冲，然后通过透明介质如凝胶传入被检查的部位。
当超声波遇到组织或器官时，部分能量会被吸收、反射或折射，形成回波信号。
接收元件则会接收这些回波信号，并将其转化为电信号，再通过探头内部的电路传给超声机进行信号处理。
为了实现更好的成像效果，医用超声探头通常采用多晶元件的阵列形式。
这种设计可以在不同方向上发射和接收超声波，形成多个传感点，从而实现多角度、三维成像。
此外，为了提高成像分辨率和深度，探头通常会采用多频率的工作模式。
不同频率的超声波在组织中的传播速度和散射特性不同，通过组合使用不同频率的超声波可以获取更清晰的图像信息。
总之，医用超声探头通过发送和接收超声波信号，利用回波信号生成组织的图像。
其采用多晶元件的阵列形式，多频率的工作模式和聚焦技术等设计，能够实现更精准、高分辨率的成像效果，为医学诊断提供了重要的技术支持。
医用超声探头浅析
医用超声探头浅析概 论超声探头是医用超声仪器的心脏。
不管何种超声诊断仪 ,A 型、B 型、或M 型,其探头结构大致相同,主要都是由换能器（压电材料，又称压电晶体、压电振子）组成，并将换能器安放在由塑胶包裹的探头腔中。
以A超探头为例说明探头的基本结构：① 压电晶片/换能器，作用主要是在发射时将电信号转换成超声波，在接收时将超声波转换成电信号。
② 吸声背块，作用是吸收晶体背向辐射的超声，减少或消除晶体两端之间超声的多次反射造成的干扰；增大晶片阻尼，使发射脉冲窄，从而提高分辨率。
③ 匹配层，主要作用是使晶体辐射的超声有效进入人体，实现对人体组织的检查。
换能器和人体之间声阻抗匹配。
④ 电极、导线，用于传到电信号。
⑤ 声隔离层，位于壳体与振动体之图0-1，医用超声探头结构间声，防止超声传至外壳引起反射产生干扰。
⑥ 保护层和外壳，主要用于保护仪器。
压电晶体利用了正向压电效应和逆向压电效应来完成声--电的转换。
医用压电材料种类繁多，如压电单晶体（石英、酒石酸钾钠、磷酸二氢铵、铌酸钾、硫酸锂等）、压电多晶体（钛酸钡、偏铌酸铅、锆钛酸铅、铌镁-锆-钛酸铅等）、压电高分子聚合物（聚偏二氟乙烯等）、复合压电材料（聚偏二氟乙烯+锆钛酸铅复合（PVDF+PZT）等）。
各类压电材料特性不尽相同，但是都能满足特定的需求，在医用超声仪器中应用广泛。
由于压电材料的特性千差万别，导致超声探头的参数、特性也差异很大。
对于不同的医用场合，要选用不同的探头完成操作。
因此，对超声探头的参数、特性的研究显得极为重要。
本文结合具体应用场合和具体机型，来说明医用超声仪器探头特性参数的选取。
一、 医用超声探头的分类超声探头的性能优劣，直接影响了成像的质量。
超声探头通常是从以下几个方面进行分类：(1) 按波束控制方式 :线扫探头、相控阵探头、机械扇扫(包括单元式 、多元切换式和环阵)探头等；(2) 按探头中换能器所用振元（压电晶体）数目:单元探头和多元探头；(3) 按探头的几何形状 :矩形探头 、弧形探头 (凸形探头)、柱形探头、圆形探头等；(4) 按诊断部位 :心脏探头、腹部探头、眼科探头、颅脑探头等；(5) 按应用方式 :体外探头、体内探头、穿刺活检探头。
医学影像学的超声探头与设备
医学影像学的超声探头与设备超声波成像技术是医学影像学中一种常用的无创检查方法，其高分辨率、无辐射、无损伤等优点使其在临床应用中得到广泛应用。
超声探头作为超声波成像的核心装置，与超声设备共同构成了医学影像学中的超声系统。
本文将介绍医学影像学的超声探头与设备相关的知识。
一、超声探头的类型超声探头是将电能转换为声能的装置，可用于发射和接受超声波信号。
根据应用领域和使用目的的不同，超声探头可分为多种类型。
常见的超声探头包括线性探头、凸面探头、相控阵探头等。
1. 线性探头线性探头又称为直线探头或直探头，其发射和接收元件排列成一条直线。
线性探头的特点是具有较高的分辨率和探测深度，适用于肌肉骨骼、血管等部位的检查。
2. 凸面探头凸面探头又称为弧形探头或曲面探头，其发射和接收元件排列成一段曲线。
凸面探头的特点是视野广阔，适用于腹部、心脏等较大器官的检查。
3. 相控阵探头相控阵探头由许多微小的发射和接收元件组成，可以调节每个元件的发射和接收时间，从而改变超声束的方向和焦点位置。
相控阵探头具有多向扫描、三维成像等优点，广泛应用于超声心动图等领域。
二、超声设备的组成超声设备是指超声波的发射、接收、信号处理和图像显示等模块的总称。
一般而言，超声设备由超声发射器、超声接收器、信号处理器、图像显示器等部分组成。
1. 超声发射器超声发射器负责产生高频的超声波信号，并通过超声探头将信号传递到患者体内。
超声发射器需要稳定的电源供应和精确的频率控制，以确保超声波信号的质量和稳定性。
2. 超声接收器超声接收器负责接收经超声探头反射回来的超声波信号，并将其转换为电信号传递给信号处理器。
超声接收器需要高灵敏度和低噪声，以提高信号的强度和清晰度。
3. 信号处理器信号处理器是超声设备中的重要组成部分，负责对接收到的超声信号进行滤波、放大、编码等处理，以提取出感兴趣的图像信息。
信号处理器的性能直接影响着超声图像的质量。
4. 图像显示器图像显示器用于将经信号处理后的超声图像进行显示。
医学超声探头的原理和作用
医学超声探头的原理和作用医学超声探头原理和作用医学超声探头是医学超声仪器中的重要组成部分，其主要原理是利用超声波在人体组织中的传播和反射特性，通过探头的发射和接收功能，得到图像，以实现医学诊断和治疗。
一、医学超声探头的原理医学超声探头的原理可以分为以下几个方面：1. 压电效应：医学超声探头通常采用压电材料，如石英晶体、陶瓷等。
在电场刺激下，这些材料会发生压电效应，即产生机械变形。
利用这种效应，可以通过电场激励使压电材料振动，进而产生超声波。
2. 脉冲波发射：医学超声探头通过脉冲波发射超声波。
当材料受到电场激励时，它会发生机械振动，从而产生超声波脉冲。
脉冲的形状和振动频率取决于探头的设计和驱动电压。
3. 脉冲波接收：医学超声探头除了用于发射超声波，还用于接收反射回来的超声信号。
当超声波穿过组织时，会发生反射和散射，返回探头的接收元件上。
接收元件可以将机械振动转化为电荷信号，然后通过信号处理电路将其转化为图像。
4. 声束特性：医学超声探头的发射和接收元件的几何形状和排列方式会直接影响声束的特性。
声束是指超声波在媒质中传播时的能量密度分布。
医学超声探头通常采用聚焦技术来改善声束的聚焦能力，从而获得更清晰的图像。
5. 多普勒效应：医学超声探头还可以利用多普勒效应来测量流体的速度和方向。
当超声波遇到流体运动时，会发生频率移动，这个频率移动与流体速度成正比。
通过测量频率移动的大小和方向，可以得到流体运动的信息。
二、医学超声探头的作用医学超声探头在医学领域起到了重要的作用，主要有以下几方面：1. 诊断：医学超声探头可以用于各种疾病的诊断，如肿瘤、器官疾病、血管病变等。
通过探头的发射和接收功、处理信号，可以获得人体内部组织的图像，从而帮助医生做出准确的诊断。
2. 导向：医学超声探头可以用于手术导向。
在一些手术过程中，医生需要直观地了解手术操作区域的情况，以确保手术的准确性和安全性。
通过超声探头的实时成像功能，医生可以清晰地看到手术区域的结构，以进行精确的操作。
超声探头的种类及常用手法
超声探头的种类及常用手法超声探头是超声医学中非常重要的工具，被广泛应用于临床诊断和研究。
本文将介绍超声探头的不同种类以及常用的手法。
超声探头根据其工作原理和应用领域的不同，可以分为以下几种常见的类型：线阵探头：线阵探头由多个发射和接收元件组成，能够提供高分辨率的图像，适用于心脏、肝脏等器官的成像。
行阵探头：行阵探头具有更大的扫描范围和较高的成像速度，适用于观察血流动力学和评估器官功能。
轴向探头：轴向探头适用于___的成像，如腹部和盆腔。
表面探头：表面探头适用于皮肤深度成像，如乳腺和甲状腺。
腔体探头：腔体探头适用于腔内器官的成像，如子宫和胃。
超声探头的应用手法根据不同的临床需求和研究目的而异。
以下是一些常见的超声探头应用手法：B超成像：B超成像是超声医学中最常见和基础的成像手法，通过测量超声波在组织结构中的反射来获得图像。
彩色多普勒：彩色多普勒是通过分析血液流动的速度和方向，将血流显示为彩色图像。
它可用于血管的评估和异常血流的检测。
三维超声成像：三维超声成像可以提供更全面和立体的图像信息，有助于进行器官结构和体积的评估。
弹性成像：弹性成像可以评估组织的硬度和弹性特性，可用于肿瘤的鉴别和评估。
组织多普勒：组织多普勒可以评估组织的血液灌注情况和运动状态，适用于心肌功能和肌腱病变的评估。
总之，超声探头的种类和应用手法多种多样，根据具体的临床需求选择合适的探头和手法，能够更准确地进行诊断和研究。
超声探头是超声诊断中的核心设备，主要有以下几种类型：线性探头：线性探头是一种矩形的超声探头，适用于浅表部位的检查，如甲状腺、乳腺等。
它具有高分辨率和较大的视野角，能够清晰显示组织结构。
凸面探头：凸面探头呈拱形，适用于检查深部器官，如心脏、肝脏等。
它能够产生较好的声像质量，并且具有较大的探查深度。
阵列探头：阵列探头由多个小探头组成，可以同时发射和接收超声波，具有较高的帧率和较好的分辨率。
它适用于实时成像和血流成像，常用于脑部和心脏的检查。
超声诊断仪探头分类及应用范围
超声诊断仪探头分类及应用范围超声诊断仪探头分类及应用范围超声诊断仪是一种非常重要的医学设备，它能够帮助医生了解病人身体内部的情况。
超声诊断仪由三部分组成：探头、显示器和操作台。
而探头是其中最重要的一部分，它不仅可以采集信号，还可以将声波发送到患者体内，以便将信息传送到显示器上。
超声诊断仪探头可以根据功能和应用范围进行分类。
1. 全景探头：这种探头主要用于心脏、肝脏、肾脏、脾脏等器官的检测，也可用于畸形和出血的检测，其特点是可以在一个探头中同时检测多个器官。
2. 眼睛探头：这种探头主要用于眼睛的检查，它可以对眼球的结构进行表面和内部的检查，可以发现眼睛疾病和异常情况。
3. 椎间盘探头：这种探头主要用于椎间盘的检测，它可以检测椎间盘的结构和位置，并发现炎症和异常情况。
4. 胎儿探头：这种探头主要用于胎儿的检查，它可以对胎儿的发育情况进行检测，可以发现畸形和异常情况。
5. 血流探头：这种探头主要用于血流的检测，它可以检测血液的流动情况，可以发现疾病和异常情况。
6. 皮肤探头：这种探头主要用于皮肤的检查，它可以检测皮肤的厚度、颜色等，可以发现皮肤病及其它异常情况。
7. 动态探头：这种探头主要用于动态检测，它可以检测器官的动态变化，可以发现疾病和异常情况。
8. 深部探头：这种探头主要用于深部检测，它可以检测很深的器官，例如肾脏和膀胱等，可以发现疾病和异常情况。
9. 高频探头：这种探头主要用于高频检测，它可以检测很小的器官，例如膈肌等，可以发现疾病和异常情况。
超声诊断仪探头的应用范围十分广泛，主要用于检测心脏、肝脏、肾脏、脾脏、眼睛、椎间盘、胎儿、血流、皮肤、动态和深部等器官，可以发现疾病和异常情况。
此外，超声诊断仪探头还可以用于诊断炎症和肿瘤，也可以用于监测治疗效果。
超声诊断仪探头的分类和应用范围十分广泛，是当前医学检测的重要工具之一。
它不仅可以帮助医生更好地了解病人的病情，还可以帮助医生更加准确地做出治疗方案。
上海市医用超声探头消毒卫生标准
上海市医用超声探头消毒卫生标准一、探头材料医用超声探头通常由塑料、橡胶、金属等材料构成。
这些材料必须经过特殊处理，具有较好的耐腐蚀性和耐用性，以抵抗消毒剂和频繁使用的磨损。
二、消毒方法医用超声探头应使用高效、安全、环保的消毒方法，如蒸汽消毒、化学消毒等。
对于不同的消毒方法，需采取相应的措施确保消毒效果。
三、消毒剂选择应选择对探头材料无损害、对人体无毒、对环境无污染的消毒剂。
常见的消毒剂有：75%乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸等。
在使用前，应对消毒剂进行质量检查，确保其符合相关标准和规定。
四、消毒流程1. 清洁：使用无菌纱布轻轻擦拭探头表面，去除污渍和残留物。
2. 浸泡：将探头完全浸泡在消毒剂中，确保所有表面都接触到消毒剂。
浸泡时间应根据消毒剂的有效时间和使用说明确定。
3. 超声波清洗：使用专用超声波清洗机清洗探头内部通道，去除污垢和微生物。
4. 漂洗：将探头从消毒剂中取出，用清水冲洗，去除残留消毒剂。
5. 干燥：用无菌纱布擦干探头表面，确保探头完全干燥。
6. 储存：将探头存放在干燥、清洁的环境中，避免阳光直射和潮湿。
五、消毒效果监测应对每次消毒后的探头进行微生物学检测，确保消毒效果符合标准。
如果检测结果不合格，应立即重新消毒并重新检测。
六、储存条件探头应存放在干燥、通风良好、清洁卫生的环境中。
避免阳光直射和高温环境，以保持探头的性能和延长使用寿命。
建议设置专门的探头储存柜，并定期清洁和消毒储存柜内部。
七、使用记录建立详细的使用记录，记录每次使用的时间、患者信息、消毒剂名称及浓度、消毒时间和方式等。
使用记录应保存至少3个月，以便追踪和调查可能的感染事件。
八、维修保养医用超声探头属于精密仪器，应定期进行维修保养。
保养内容包括探头表面清洁、内部通道疏通、机械部件润滑等。
如有损坏或性能问题，应及时联系专业维修人员进行检修或更换。
医用超声探头分类
医用超声探头分类医用超声探头是超声影像学诊断设备的重要组成部分，利用声波照射人体组织，从而生成影像资料，提供临床医师基于声像图像作出准确诊断的依据。
探头的选择直接影响到诊断效果，因此探头的分类是医用超声技术应用的重要内容之一。
1. 点阵探头点阵式超声探头跟踪被检查物体时，其发出的每个声束均相互平行且均呈同一入射角度，形成了一组平行的声束，从而能够快速依次照亮被探测物的任意部位。
最终形成的声像图像素较高，分辨率高，可供医生对被检查器官进行详细观察和判断。
2. 线阵探头一维线阵式超声探头只能够发射一根声束，但通过不断旋转，得以快速扫过被探查物体的各个部位，形成图像。
它的缺点是成像速度较慢，建议应用于心脏、血管和骨骼关节等器官的检查。
3. 二维阵列探头二维阵列式超声探头由若干个小的发射器和接收器组成，它们互相垂直排列，这种构造方式可以将声波信号发射到任意方向，形成真正意义上的三维图像。
其矩阵密度大，像素及分辨率优越，可对不同深度及方向部位做连续扫描，速度快、成像清晰，非常适合检查胎儿、肝、肾及其他内脏器官。
4. 立体探头立体探头是一种适合于三维成像的探头，它是通过旋转传感器来生成三维图像，这样可以得到更准确、更完整的图像。
其特点是通过快速旋转和非限制性的面积扫描很快就可以生成高质量的三维图像，而且扫描过程中时间很短，极大地减少了对患者的刺激。
5. 内窥镜探头内窥镜探头是一种专用于体腔内脏器官检查的探头，它采用柔性材质制作，并通过细小的气孔缝隙来令声波震动并进行检查。
这种探头使用于检查胃肠道、鼻腔、口腔及阴道等部位。
6. 放大探头放大式超声探头能够放大被探查器官上的硬化度异常，这就有助于医生更准确地确定病灶的位置和大小。
放大式超声探头采用低频和高分辨率技术，有效降低了噪声和影响因素，查看结果更为清晰。
它适用于心脏、肝脏、肾脏和乳腺等器官的检查。
7. 外科探头外科探头适用于外科手术中进行术中超声，目的是探测患者的器官、病变的位置及大小，辅助医生进行手术。
超声探头的种类及常用手法
超声探头的种类及常用手法超声探头是超声医学成像系统中的重要组成部分。
它用于产生超声波，并接收回波信号，从而获得体内组织的图像信息。
根据不同的需求，超声探头可以有多种不同的种类和手法。
1.线性探头：线性探头也称为高频探头，它适用于对浅表组织进行成像，如甲状腺、乳房、软组织、血管等。
线性探头的特点是成像分辨率高，图像清晰，适合于进行局部的高分辨率观察。
2.凸面探头：凸面探头也称为波形探头，适用于对深部组织进行成像，如心脏、肝脏、膈肌等。
凸面探头的特点是成像深度较深，适合于进行心脏、腹部等深度组织的全貌观察。
3.阵列探头：阵列探头是一种特殊的探头，它由多个发射元件和接收元件组成，可以实现多线梯度指向和多线扫描，从而提高了成像的速度和分辨率。
阵列探头适用于需要高速成像的场合，如动态观察心脏运动等。
4.直线探头：直线探头也称为带状探头，它的发射和接收元件按照一条直线排列，适用于需要对长条状器官进行成像的场合，如血管、肌腱、尿路等。
直线探头的特点是成像范围宽，适合于连续扫描。
5.内窥镜探头：内窥镜探头是一种特殊的探头，具有较小的尺寸，并可以通过体腔的自然孔道进入体内进行成像，如胃镜、膀胱镜、宫腔镜等。
内窥镜探头适用于需要观察体腔内脏器官的情况，可以实时观察，并对病灶进行活检。
在超声探头的使用方面，根据不同的应用需要，还可以有以下常用手法：1.B超成像：B超成像是最常见的超声成像手法，通过扫描探头在不同位置的回波信号，构建出人体内部的二维图像。
B超成像广泛应用于妇产科、泌尿科、乳腺科等领域。
2.彩色多普勒成像：彩色多普勒成像是在B超成像的基础上加入了彩色编码，用来表示流速和流向。
它可以显示血流的速度和方向，广泛应用于心脏、血管和肝脏等器官的检查。
3.市场成像：市场成像是一种通过扫描探头的移动和旋转，实现对器官的多个切面进行成像的手法。
它可以提供更全面的观察，广泛应用于心脏、肝脏和肾脏等器官的检查。
4.三维/四维超声：三维/四维超声是一种可以提供动态立体图像的超声成像手法。
完整超声类型超声探头及其应用
完整超声类型超声探头及其应用超声医学是一种以超声波为工具，通过声波在组织内的传播和反射来实现疾病诊断和治疗的医学技术。
超声波的发射和接收依赖于超声探头的质量和类型。
本文将介绍常见的超声探头类型及其应用。
一、线性探头线性探头是最常见的超声探头之一，也被称为高频探头。
它具有较高的频率和较窄的视野，使其适用于近距离观察和浅部结构的成像。
线性探头常用于乳腺、甲状腺、血管、肌肉骨骼等等浅表器官的成像。
其高频率能够提供更高的分辨率，帮助医生更准确地检测并评估病变。
二、凸面探头凸面探头也被称为低频探头，它的传感器是凸形的，提供更广阔的视线和更强的穿透力。
凸面探头适用于胃肠道、心脏、肝脏等深部器官的成像。
其低频率能够提供更好的组织穿透能力，对于肥胖患者或者深部病变的检测尤为重要。
三、阵列探头阵列探头也被称为多普勒探头，它具有多个发射和接收元件，能够提供三维成像和多普勒测量。
阵列探头适用于心脏、血管、胎儿等需要进行心脏流量和动态观察的情况。
它的多普勒功能可以帮助医生评估血流速度和流向，对于心脏病和血管异常的诊断非常有帮助。
四、阴道探头阴道探头也被称为内窥镜探头，适用于妇科检查和妊娠监测。
阴道探头通过直接放置在阴道内，可以更准确地观察子宫和附件。
它的形状和频率一般适合女性解剖结构，能够提供更清晰和详细的图像。
五、直肠探头直肠探头适用于肛门、直肠和盆腔的检查。
它的形状和频率适合于这些部位的探测，可以提供更深入的成像和更准确的评估。
除了以上介绍的常见超声探头类型，还有其他一些特殊用途的探头，如心内直视探头、神经和骨科探头等。
这些探头都具有特定的形状和功能，适用于特定的临床应用。
超声探头在医学领域的应用非常广泛。
它被用于病灶的检测和定位，如肿瘤、结石等。
超声波成像也在妇产科、心血管病学、肾脏病学等多个领域得到广泛应用。
超声探头的不同类型和特性使得医生能够根据具体情况选择最适合的探头，获得最准确和详细的图像信息，从而提高诊断的准确性。
浅谈医用超声诊断仪超声探头的分类和主要特性
浅谈医用超声诊断仪超声探头的分类和主要特性医用超声探头是各类超声诊断仪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—电转换器件。
超声探头在各类诊断设备中占有非常重要的位置，其性能的优劣直接影响成像的质量。
1 医用超声探头的分类超声诊断仪所配用探头中的换能器基本都是采用压电陶瓷材料，所以超声探头一般又称为压电换能器。
超声探头可以从以下几个方面来分类：① 按探头中换能器所用振元数目：单元探头和多元探头。
② 按波束控制方式：线扫探头|、相控阵探头、机械扇扫（包括单元式、多元切换式和环阵）探头、方阵探头等。
③按探头的几何形状：矩形探头、弧形探头（凸形探头）、柱形探头、圆形探头等。
④ 按诊断部位：心脏探头、腹部探头、眼科探头、颅脑探头等。
⑤ 按应用方式：体外探头、体内探头、穿刺活检探头。
2 医用超声探头的主要特性探头特性的好坏是决定仪器性能的重要因素之一，了解探头特性对使用和维护超声诊断仪是十分重要的。
医用超声探头的特性具有使用特性，同时又具有声学特性。
㈠使用特性使用特性是探头与仪器配合使用的综合性能，它包括探头的工作频率、频带宽度、灵敏度和分辨力。
① 探头的工作频率：即探头中的换能器与仪器联接后，实际辐射超声波的频率。
工作频率的选择主要决定于临床诊断的要求，因为人体各部位对超声的衰减都不相同，其衰减系数随频率的升高增加很快。
因此，对于衰减大的组织或要求探测深度大时，应选取较低的工作频率，相反对于衰减小的组织或要求探测深度小时则选取较高的工作频率。
② 频带宽度：指换能器的工作频率响应的范围。
为了使频带宽度展宽，往往要增加阻尼，但因此也会使换能频率有一定程度的降低。
③ 灵敏度：指探头与超声诊断仪配合使用时在最大探测深度上，可发现最小病灶的能力。
它主要与探头中换能器的换能特性和辐射效率等声学特性有关。
换能特性好、辐射频率高的换能器，探测灵敏度就高。
这主要取决于压电材料的压电性能、压电振子的辐射面积和压电材料的机械品质因素等。
超声探头的工作原理
超声探头的工作原理超声探头是现代医学领域使用广泛的一种医疗设备，它能够通过发送和接收超声波来产生人体内部的图像。
这样的图像可以用于诊断和监测许多不同类型的疾病和疾病。
超声波是一种机械波，它比人耳能听到的声音更高频率。
在医学应用中，超声波通常位于1到20 MHz的频率范围之内。
超声探头主要由三个部分组成：压电晶体、前端电路和后端电路。
首先是超声探头的主要组成部分——压电晶体。
压电晶体是一种特殊的材料，能够在施加外力时产生电荷。
它在超声探头中的作用是将电信号转化为机械振动，并将机械振动转化为电信号。
一般来说，超声探头使用压电陶瓷，如铅锆钛酸钴（PZT）等。
当超声波通过压电晶体时，它会引起晶体的振动，进而产生电信号。
其次是超声探头的前端电路。
前端电路在探头内部接收超声波信号，并将其转化为电信号。
在前端电路中，通常有多个接收通道和预放大器。
每个接收通道都包含一个接收放大器和一个滤波器。
接收放大器负责放大超声波信号，而滤波器负责滤除无关的噪声信号。
前端电路还有一个非常重要的功能是控制超声波的发射和接收的时序。
最后是超声探头的后端电路。
后端电路负责处理和显示超声图像。
它包括一个数字信号处理器（DSP）和一个图像显示设备（如显示器或打印机）。
DSP负责处理和分析前端电路传来的电信号，并将其转化为可视化的图像。
它可以执行诸如滤波、增益调节和颜色编码等操作。
最终，图像显示设备将图像呈现给医生和患者，以便进行诊断。
超声探头的工作原理可以总结为以下几个步骤：首先，前端电路控制超声波的发射，并将其发送到体内。
超声波在不同组织和器官之间以不同的速度传播，并与组织与组织之间的界面发生反射、折射和散射。
其次，前端电路接收到反射的超声波信号，并将其转化为电信号。
然后，后端电路进行信号处理和图像生成，最后将图像显示给医生。
超声探头具有许多优点，使其成为医学影像学中常用的工具之一。
首先，它是一种非侵入性的成像技术，无辐射和无痛苦。
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？
腔内探 头
线阵探头
凸阵探头
相控阵探 头
思考题：简述超声探头的作用？
超声探头同时具有发射和接收作用。将电信号加载在超声振子上引 起震荡产生超声，这就是探头的逆压电效应，也被称为探头的发射作 用；将从人体组织返回的超声回波作用在超声振子上转换成电信号， 这是探头的压电效应，也被称为探头的接收作用。
PZT陶瓷
纯净波晶体
不完整的晶格结构, 不完整的晶格结构 多种结 随机排列晶粒， 晶，随机排列晶粒，பைடு நூலகம்大 70%偶极子极化排列 偶极子极化排列
完美的晶格结构, 晶粒一致， 完美的晶格结构 晶粒一致， 100%极化排列 极化排列
(８００倍放大)
PZT陶瓷
纯净波晶体
不完整的晶格结构, 不完整的晶格结构 多种结 随机排列晶粒， 晶，随机排列晶粒，最大 70%偶极子极化排列 偶极子极化排列
接收聚焦
∑
波束合成
延 时 控 制
∑
波束合成
通过延时， 通过延时，使得波束合成时各通道的信号为同一深度的 回波信号，增强回波信号同时减少通道间的相互干扰。 回波信号，增强回波信号同时减少通道间的相互干扰。
聚焦和延时
t
探头
t
目标物
t
图象的形成过程
TX RX
通道
延时处理及波束合成 逻辑控制及信号处理
电子探头
电子探头
线阵探头
凸阵探头
相控阵探头
电子探头
线阵探头
电子探头
凸阵探头
电子探头
相控阵探头
电子探头
新技术
聚焦效果好
同时实现面阵扫描方式
脉冲回波式探头
术中探头
它是在手术过程中用来显示体内结构及手术器械位置的， 属于高频探头，频率在7MHz左右，具有体积小，分辨力高 的特点。它有机械扫描式、凸阵式和线控式三种。
• 利用高温和高压的全新工 业制造方法使晶体的生产 速度减慢 • 完美的晶格结构 • 良好的极向性 • 比传统的PZT陶瓷效率提 高85%
压电材料主要物理参数
①频率常数 fc=fs·d 压电陶瓷片的谐振频率（ fs ）和其厚度的乘积是一个常数， 称为频率常数fc 。由于每种材料制成的晶片，都有一个特 定的频率常数，所以fs 由d决定。即d↑→ fs ↓；反之， d↓→ fs ↑。高频晶片因此需要做的很薄，所以机械强度小， 脆性大，加工过程中易碎，成本高。 fs为压电陶瓷片谐振频率，d为其厚度，它们成反比关系。 ②发射系数和吸收系数 发射系数大的材料，它的发射效率高，适用于制成发射型 的换能器。接收系数大的材料，它的接收效率高，适用于 制成接收型的换能器。
脉冲回波式探头
单 探 头 机械探头
它通常选用磨制成平面薄圆片形的压电陶瓷作为换能器。 超声聚焦通常采用薄壳球形或碗型换能器有源聚焦和平面 电子探头 薄圆片配声透镜聚焦两种方式。常用于A型、M型、机械扇
术中探头 扫和脉冲多普勒工作方式的超声诊断仪中。 穿刺探头 经腔内探头
29
脉冲回波式探头
机械探头
(８００倍放大)
完美的晶格结构, 晶粒一致， 完美的晶格结构 晶粒一致， 100%极化排列 极化排列
传统的 PZT 材料
技术限制
• • • • • 快速生成技术 晶体难以聚集 晶体形态不规则甚至缺失 对压电效应的反应较差 由于陶瓷材料的种种缺陷， 使得只有约70%的能达到 最好的极向性
纯净波单晶体技术 表现更为优越
机械探头
按压电晶片数和运动方式可分为单元换能器往返摆动扫 描和多元换能器旋转切换扫描探头两类。按扫差平面特性 可分为扇形扫查、全景径向扫查和矩形平面线形扫查探头。
30
脉冲回波式探头
最常见
电子探头
它采用多元结构，利用电子学原理进行声束扫查。 按结构和工作原理它可分为线阵、凸阵和相控阵 探头。
31
电子探头
39
脉冲回波式探头
经腔内探头
它通过相应的体腔，避开肺气、肠胃气和骨组织，以接 近被检的深部组织，提高可检查性和分辨力。目前已有经 直肠探头、经尿道探头、经阴道探头、经食管探头、胃镜 探头和腹腔镜探头。这些探头有机械式、线控式或凸阵式； 有不同的扇形角；有单平面式和多平面式。其频率都比较 高，一般在6MHz左右。近年还发展了口径小于2mm、频 率在30MHz以上的经血管探头。
F
正压电效应 机械能转换为电能
•形变产生电压 形变产生电压 •形变消失则电压消失 形变消失则电压消失
+++++++
+++++++
-
+
-
+ +
+
+ + --------F
---------F
负压电效应 当在压电材料两端加一交变电场时，则压电材料出现 将电能转换为机械能 • 施加电压则产生形变 与交变电场同样频率的机械振动，将电能变为机械能。这 种效应称负压电效应。
通道与阵 元切换
阵元 发射 接收
重复周期
各种探头（换能器） 各种探头（换能器）
凸阵探头
线阵探头
相控阵探头
穿刺探头
腔内探头
术中探头
四、医用超声探头的分类
超声探头
脉冲回波式
多普勒式
超声探头的结构、型式，和外加激励脉冲参数、工作 和聚焦方式等条件，对其发射的超声束形状有很大关系， 对超声诊断仪的性能、功能、质量也有很大关系．而换能 器阵元材料对超声束形状关系不大；但对其发射和接收的 压电效率、声压、声强及成像质量关系较大．
声波的接收
脉冲—回波系统 脉冲 回波系统
a、b、c代表在人体 、 、 代表在人体 组织中不同深度的反 射体
a b c
发射脉冲
接收回波
脉冲宽度
时间轴 发射脉冲的重复周期 发射脉冲的重复周期
发射与接收
＋
通道延时处理
τ τ τ ＋
扫描线的切换
探头
单通道发射接收 多通道发射接收
发射聚焦
延 时 控 制
通过延时，使各阵元的子波合成聚焦与焦点处的波震面， 通过延时，使各阵元的子波合成聚焦与焦点处的波震面， 形成的声束窄，能量集中，提高图像的横向的分辨力。 形成的声束窄，能量集中，提高图像的横向的分辨力。
发
收
发
收
发
发
收
发
收
发
收
发
收
连续波发射晶片与接收晶片分隔方式
脉冲波多普勒探头
结构一般与脉冲回波式探头相同，采用单压 晶片，具有匹配层和吸收块。
梅花形探头
其结构为中心只有一只发射晶片，周围有六只接收晶片，排梅花 状，用于检查胎儿，获取胎儿心率。
梅花形探头晶片分布图
超声探头
讨论：如何区别不同电子探头 讨论：如何区别不同电子探头?
压电晶体
自然界中存在着某些特殊晶体，
+ + +
当受到外力的作用产生形变时， 会在晶体表面产生电荷的聚集 而形成电压，这种效应叫做压 电效应，这种晶体叫压电晶体 压电晶体。 压电晶体
正压电效应 当在压电材料两端加一压力时，则在此材料的两个电极 面上将产生电荷，将机械能变成电能。这种效应称为正压 电效应。
40
多普勒探头
主要利用多普勒效应测量血流参数，以及心血管疾病的诊断， 主要利用多普勒效应测量血流参数，以及心血管疾病的诊断，亦可以用 于胎儿监护。 于胎儿监护。
多普勒探头
连续多普勒探头
脉冲多普勒探头
梅花形探头
连续波多普勒探头 大多数发射晶片与接收晶片是分隔式的。为使连续 波多普勒探头具有高的灵敏度，一般都不加吸收块。 根据用途不同，连续波多普勒探头发射晶片与接收晶 片分开的方式也不同。
三、医用超声探头基本结构
壳体
换能器
超声探头
电缆
其他部分
外壳 同轴电缆
压电晶体
匹配层
至 超 声 接 收 装 置 吸声材料 电极
声透镜
外壳 同轴电缆
压电晶体
匹配层
至 超 声 接 收 装 置 吸声材料 吸声 声 压电 透镜 体 透镜 压电材料 压电 声 同 晶体 晶 层 层匹配层 材料 轴 吸 声 电极
医学影像设备学
第七章 超声成像设备
医学工程教研室
第一节 医用超声探头
• 超声探头 （ultrasonic probe）
是超声诊断仪必不可少 的关键部位，它既能将电 信号变换为超声信号，又 能将超声信号变换为电信 号，即具有超声发射和接 受双重功能。
医用超声探头
一、压电效应
二、医用压电材料
三、医用超声探头基本结构 医用超声探头基本结构
四、医用超声探头的分类
一、压电效应
超声探头的核心是压电晶体或复合压电材料。 超声探头的核心是压电晶体或复合压电材料。早期用 压电晶体 于超声探头的换能器是具有压电效应的晶体， 于超声探头的换能器是具有压电效应的晶体，采用高分子 聚合物压电材料作为换能器，它具有频率带宽、低阻抗、 聚合物压电材料作为换能器，它具有频率带宽、低阻抗、 柔软易加工的特点。 柔软易加工的特点。当前探头已开始采用陶瓷与高分子聚 合物合成的复合材料。 合物合成的复合材料。
声透镜
声声 匹配 晶体
超声波的发射与接收
发射：将电脉冲（电能）转换成机械振动（声能） 发射：将电脉冲（电能）转换成机械振动（声能） （逆压 电效应） 电效应） 接收：将机械振动（声能）转换成电脉冲（电能）（ ）（正压 接收：将机械振动（声能）转换成电脉冲（电能）（正压 电效应） 电效应）
换能器（压电晶体） 换能器（压电晶体） 声波的发射
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脉冲回波式探头
穿刺探头
它通过相应的体腔，避开肺气、肠胃气和骨组织，以接 近被检的深部组织，提高可检查性和分辨力。目前已有经 直肠探头、经尿道探头、经阴道探头、经食管探头、胃镜 探头和腹腔镜探头。这些探头有机械式、线控式或凸阵式； 有不同的扇形角；有单平面式和多平面式。其频率都比较 高，一般在6MHz左右。近年还发展了口径小于2mm、频 率在30MHz以上的经血管探头。