超声探头(一)[优质ppt]
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衬套
（横/纵轴）轴向聚焦
• 匹配层（layer） 用于减少
电缆
背衬材料 压电陶瓷(阵元)
由于皮肤与探头之间声阻
抗的差别所造成的多重反
射。
发射
物 • 压电陶瓷
反射
体
发射/接收超声波
• 背衬材料 （Back）
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)
有源和无源式传感器。
二. 超声换能器相关
大纲：
1. 超声换能器的工作原理； 2. 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；
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
5. 常见B超探头的临床应用
• 凸阵探头： 腹部断面(成人和儿科) 从肝脏、肾脏、胰腺、胆囊、膀胱、脾脏、胃 肠道和泌尿生殖器官结构图像中检测反常情况。
腹部断面(产科和妇科) ； 从胎儿、子宫和骨盆结构图像中检测和发现反 常情况，估算胎龄和胎重并评估胎儿心脏功能。
高频线阵（浅表）探头：
适用于小器官（甲状腺、乳腺、睾丸、新生儿、外周血管及前列 腺）等部位的检查；
5). 相控阵探头
1.对等间隔排列的多个阵元施加 脉冲时间不同 2.叠加声束的传播方向按一定规 律自动改变方向
主要用于心脏也可兼作头颅探查 常规频率：2.5~5.0MHz
5）.其他类型B超探头 (Other Type Of Transducer)
另外还有手术中探头、 经食道心脏探头、穿刺探 头和腹腔镜探头等。但这 些探头目前在国内还不普 及，特别是经食道探头日 常维护和保养的费用也很 可观。
2）.按其用途，传感器可分类为：
力敏传感器 液面传感器 速度传感器
湿敏传感器 气敏传感器 真空度传感器 生物传感器等 加速度传感器
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
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
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。
2. 超声探头分类
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。
3. B超探头的组成：
匹配层 声透镜 • 声透镜 （acoustic lens）
皮肤断面(小器官) 从乳房、甲状腺，睾丸等器官图像的粗略评估中检测反常状况。 新生儿头部断面 从新生儿头部图像中检测大脑体积及脑结构的反常变化。 皮肤断面 (外周血管) 从外围血管图像及流速测量中检测及评估血管狭窄和堵塞）。
微Leabharlann Baidu探头：
适用于心脏（包括成人、儿童心脏）等部位的检查； 胸部断面(成人及儿科心脏) 分析M模式图像，检测心脏结构和功能的反常情况。
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。
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 3.顺序扫描
3). 微凸探头(Mirco-convex Array Transducer)
4). 腔体探头（阴道探头和直肠探头） (Cavity Array Transducer)
分为两种：一种为单平面主要用于妇 产科另一种为双平面，主要用于经直 肠探查前列腺。但现在很多医院为了 节省资金只购买一种单平面探头兼作 两种检查。 常规频率：3.5~5.0MHz
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
•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）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：
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) 。
（横/纵轴）轴向聚焦
• 匹配层（layer） 用于减少
电缆
背衬材料 压电陶瓷(阵元)
由于皮肤与探头之间声阻
抗的差别所造成的多重反
射。
发射
物 • 压电陶瓷
反射
体
发射/接收超声波
• 背衬材料 （Back）
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)
有源和无源式传感器。
二. 超声换能器相关
大纲：
1. 超声换能器的工作原理； 2. 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；
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
5. 常见B超探头的临床应用
• 凸阵探头： 腹部断面(成人和儿科) 从肝脏、肾脏、胰腺、胆囊、膀胱、脾脏、胃 肠道和泌尿生殖器官结构图像中检测反常情况。
腹部断面(产科和妇科) ； 从胎儿、子宫和骨盆结构图像中检测和发现反 常情况，估算胎龄和胎重并评估胎儿心脏功能。
高频线阵（浅表）探头：
适用于小器官（甲状腺、乳腺、睾丸、新生儿、外周血管及前列 腺）等部位的检查；
5). 相控阵探头
1.对等间隔排列的多个阵元施加 脉冲时间不同 2.叠加声束的传播方向按一定规 律自动改变方向
主要用于心脏也可兼作头颅探查 常规频率：2.5~5.0MHz
5）.其他类型B超探头 (Other Type Of Transducer)
另外还有手术中探头、 经食道心脏探头、穿刺探 头和腹腔镜探头等。但这 些探头目前在国内还不普 及，特别是经食道探头日 常维护和保养的费用也很 可观。
2）.按其用途，传感器可分类为：
力敏传感器 液面传感器 速度传感器
湿敏传感器 气敏传感器 真空度传感器 生物传感器等 加速度传感器
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
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
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。
2. 超声探头分类
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。
3. B超探头的组成：
匹配层 声透镜 • 声透镜 （acoustic lens）
皮肤断面(小器官) 从乳房、甲状腺，睾丸等器官图像的粗略评估中检测反常状况。 新生儿头部断面 从新生儿头部图像中检测大脑体积及脑结构的反常变化。 皮肤断面 (外周血管) 从外围血管图像及流速测量中检测及评估血管狭窄和堵塞）。
微Leabharlann Baidu探头：
适用于心脏（包括成人、儿童心脏）等部位的检查； 胸部断面(成人及儿科心脏) 分析M模式图像，检测心脏结构和功能的反常情况。
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。
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 3.顺序扫描
3). 微凸探头(Mirco-convex Array Transducer)
4). 腔体探头（阴道探头和直肠探头） (Cavity Array Transducer)
分为两种：一种为单平面主要用于妇 产科另一种为双平面，主要用于经直 肠探查前列腺。但现在很多医院为了 节省资金只购买一种单平面探头兼作 两种检查。 常规频率：3.5~5.0MHz
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
•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）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：
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) 。