医用超声设备.ppt

A型超声诊断仪是1947年出现的幅度调制式的 仪器，我国于1958年开始生产。A超的同步电路产 生几百Hz到2KHz的正负电脉冲，使发射电路产生 持续1.5~5μs的高频电脉冲。探头在高频电脉冲的激 励下，产生超声振动，发射超声波。超声波在人体 内传播，遇到不同组织的界面时，产生反射波—回 波。探头接收反射波后，将其转换成电脉冲，进入
八十年代，随着微型计算机研究与应用的
飞速发展，超声智能化的步伐加快。利用微机 与超声诊断仪器相结合，可以简化临床操作， 实现信号处理、变换、计算和判断等过程的自 动进行。另外，将脉冲超声多普勒血流仪与B 超相结合，还产生了双功能超声诊断仪。进入 九十年代，彩色B超诞生，它可以在显示动态 心脏黑白图像的同时，显示动态多普勒血流的 彩色图像在心脏内的分布，不论在图像的分辨 率和清晰度上，还是疾病诊查的可靠性上，都 达到了相当高的水平，是目前医院必备的医学 诊断仪器。
微机控制的超声心动图仪Байду номын сангаас
与B超和多普勒血流仪三 者合一的多功能的超声诊
断仪，采用了数字扫描变
换技术，即利用标准电视
光栅扫描格式显示信号。 使用此仪器一般先用B超 和多普勒仪定位，然后用 M超将图像“冻结”在一 个需要的位置上，用仪器
中的测量光标或微机自动 测量功能获得各种参数。
扇形扫描多功能诊断仪的B型与 M型的同屏幕显示
接收电路，再通过检波和放大等电路，送到示波器
的垂直偏转板上，而示波器的水平偏转板上加载的
是时基锯齿波，即扫描电压。因此，示波器的荧光
屏上的横坐标代表超声波的传播时间，一般以 13.33μs为一大格；而纵坐标显示的是回波的幅度与 形状。
A超可以应用于医学各科的检查，尤 其对眼科和妇科疾病方面的病灶深度、大 小、脏器厚薄以及病灶的物理性质等检查 比较方便准确。但A超的回波图只能体现 局部组织信息，无法反映解剖形态，现已 被M超和B超取代。
医学诊断上所使用的超声波频率一般 为0.5MHz~15MHz，多是由压电晶体一类 的材料制成的超声探头产生的。利用压电 陶瓷或晶体的正压电效应和逆压电效应， 可以将其做成超声波发射和人体组织反射 波接收的器件，即超声换能器，它是超声 诊断仪器的重要部件，也称探头。
压电效应及超声探头
如果知道超声波的传播速度与传播 时间，便可算出超声波在人体内传播的
第三章 医学超声仪器
物体的机械振动产生波，波的频率取决于物 体的振动频率。频率范围在2×104~ 3×108赫兹的 波称为超声波。
一个多世纪前，科学家们就发现石英等晶体 薄片具有“压电效应”。1928年，R.W.Wood等 人首先应用超声波作为生物学方面的研究手段。 本世纪四十年代，Firestone等人开创了利用超声 波诊断疾病的先例，将工业无损伤检测用的超声 脉冲回波技术，即类似于现代雷达或声纳的回波 测距技术，移用到医院诊断方面，也就是A型超 声仪器，开创了超声显像诊断的历史。
深度，其表达式见公式：c=λf
其中，c是超声波的声速，λ是超声 波波长，f是超声波频率。
医学上正是通过探查某些组织的深 度或大小来判断病灶的性质和状况。
医学超声波诊断仪
A型超声波诊断仪 M型超声波诊断仪 B型超声波断层显像仪 超声多普勒血流仪、成像仪与彩超 超声三维成像系统（超声CT）
3.1 A型超声波诊断仪
M型超声心动图的产生原理
上图是M超的简要方框图。其原理与A超基本相 同，只是同步电路控制发射电路与深度扫描电路同时
工作，回波信号为辉度调制。为便于测量，原来采用
照相机将图像照相后再进行测量的方法逐渐淘汰，现 在一般采用由微机控制，利用CRT电视监视器显示图 像，并能够储存和自动测量的超声心动图仪。
四十年代末，超声医学作为一门学科已初 具雏形。五十年代，超声心动图仪，即M型仪 器取代了A型超声仪器，它可对心脏瓣膜的运动 规律作连续的动态描记。在此基础上，又出现 了手动扫描二维断层成像仪，这为发明自动扫 描二维断层成像仪即B型超声仪器打下了基础。 其间，还有人提出将超声多普勒效应用于医学 临床诊断。六十至七十年代是B型超声仪器出现 并极大发展的时期，出现了机械直线扫描、机 械扇形扫描、电子直线扫描及电子扇形扫描等 仪器，并且超声CT的研究工作开始进行，A型 超声仪器也逐渐被淘汰。
示波器的水平和垂直偏转板都被加入锯齿波电
压，垂直偏转板上的锯齿波与发射脉冲同步，水平 偏转板上的锯齿波频率要低于它。因此荧光屏上光 点在垂直方向的距离表示探测深度，在水平方向的 移动表示时间的进行，光点的亮度表示回波信号的 强弱。M超常用于检测心脏疾病，当心脏收缩和舒 张时，其各层组织的界面与固定放置于人体表面的 探头之间的距离随时改变，导致光点随之移动，在 水平扫描电压下，光点水平展开，描绘出各层组织 结构的活动曲线图，因此也叫超声心动图，它能显 示心脏各部分结构的活动情况、动态变化、心室排 血量以及可以得出室间隔、动脉等结构的定量数据 等，是临床心脏疾病诊断中比较准确实用的工具。
A型超声仪器工作原理方框图
同步电路（主控振荡器）产生同步脉冲来
同时触发发射电路和扫描电路，使两者同时工 作。发射电路在同步电路发出的触发脉冲作用 下，产生高频振荡波，一方面将此波送入放大 电路进行放大，加至示波器的垂直偏转板上显 示发射波；另一方面激励探头产生一次超声振 荡，并进入人体。人体组织反射回来的微弱的 回波信号经探头接收并转换成电脉冲后，由接 收电路放大、检波后，送至示波器的垂直偏转 板上并显示出来。另外，在同步脉冲作用下， 在示波器的水平偏转板上加时基锯齿波电压— 扫描电压，使荧光屏上显现出回波的波形与变 化。
3.2 M型超声波诊断仪
M型超声波诊断仪是继A超之后发展出的辉 度调制式仪器，诞生于1954年，至今临床上还 在使用，目前主要用于心脏疾病的诊断，尤其 用于观察心脏瓣膜的活动情况。M超与A超有共 同之处，即都是利用探头向人体发射超声脉冲 并接收反射脉冲。不同的是M超的发射波和回 波信号加到了示波器的栅极或阴极。信号的强 弱控制了到达荧光屏的电子束的强弱，反映到 荧光屏上就是光点的明暗，即辉度调制。