超声仪器PPT课件

重复频率越高，显示器图象越亮。
脉冲重复频率采样下限要求： 如二尖瓣运动波形的最高多普勒频率为100Hz，
则脉冲重复频率应选择高于200Hz； 脉冲重复频率采样上限要求：
如最大探测深度定为20cm，往返为0.4m，声速为 1500m／s,则需时为T＝0.4／1500＝260us，对应 重复频率为f＝1/T＝3846Hz，一般最高取3kHz。
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(一)换能器的组成
压电振子 匹配层 聚焦件 背衬块
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压电振子
------换能器的核心
目前压电振子常用的材料是人造压电陶瓷 锆钛酸铅----最为常用 优点：电—声转换效率高、性能稳定、 易成形、成本低； 缺点：频率不够高等； 偏铌酸铅：频率及频宽均较锆钛酸铅好。 聚偏氟乙烯薄膜：频带更宽，是理想的压 电材料。
速时声束可折射效应发生会聚。
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背衬块
位置：位于压电振子背后； 材料：由钨粉与环氧树组成的强吸声物； 作用：防消除后向干扰；实现窄脉冲，
提高纵向分辨力； 原理：透吸收背向声波，使之能量消耗。
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(二)换能器的分类
一、据工作原理 1．脉冲反射式 有A超、M超和B超，B超探头括 线阵、凸阵、相控阵、环阵等。 2．多普勒式 有连续波和脉冲波多普勒探头。
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(二)发射电路
发射电路受同步信号触发后，产生高压电 脉冲去激发换能器，换能器受到激发后，便发 射一定频率和宽度的脉冲超声波。
超声波的穿透力和纵向分辨力 很大程度上决定于发射电路的特性， 一般要求发射电路发射既有一定幅 度，持续时间又要短的脉冲波。
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电定特发 路于性射 的探和频 阻头厚率 尼的度决 。结，定
评估：能避开胸骨和肋骨 遮挡，无噪音，可替代 机械扇扫探头。
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相控阵探头
构成：与线阵类似，仅阵 元数少些，故结构紧凑。
原理：通过适当调整、控 制各单元激励信号的相 延(或时延)，以实现声速 偏转。
评估：优点与凸阵相似， 但旁瓣较明显。
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环形相控阵探头
构成：由一系列同心的圆 环形晶元体组成。
将信号加到显示器的栅极上进 行图象的亮度调制。
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去 超具 调 声有 节转仪数 显换是字 示后在扫 器经信描 的视号变 亮放合换 度放成器 。大及的
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(五)扫描发生器
扫描发生器产生的扫描电压加到显示器的偏 转系统上，使电子束按一定的规律扫描。
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匹配层
是位于压电振子前面的一层或多层 的声学材料。
作用：使高声阻抗的压电振子与低声阻抗 的人体组织间达到阻抗匹配，以提 高声能的最大传输效率。
组成：通常用四分之一波长厚度的阻抗匹 配层来实现。
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声透镜
位置：在探头的匹配层与人体组织间； 材料：常用塑料或树脂制成； 作用：声聚焦和换能器的保护层； 原理：透镜材料的声速大于周围介质声
第二章
超声波仪的构造及分类
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第一节
超声诊断仪的基 本组成及构造
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超声诊断仪的组成
(1)超声换能器 (2)基本电路 (3)显示器
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一、超声换能器
定义：是将电能转换成超声能，同时将也可将超 声能转换成电能的一种器件。
目前应用的主要是压电换能器，其 种类繁多，除了连续波多普勒设备中使 用收发分离的换能器结构外，其余都是 采用脉冲工作方式，所以都是使用收发 共用的换能器结构。
构频于 及宽晶 发还片 射 决 的 22
(三)高频信号放大电路
换能器发出脉冲波后，即接收其来自人体内
的超声回波并将它转换为高频电信号，继而通
过高频信号放大电路放大。
为获得足够的灵敏度与保真 度，高频信号放大电路应足够 大增益和带宽。并根据不同需 要，在高频信号放大电路中设 有TGC。
电非前电 路线置路 等性放组 组放大成 成大、： 。的高保
即同步触发信号发生器，它周期性地产生
同步触发脉冲信号，分别触发发射电路与扫描
发生器中的时基扫描电路。
其下限应不小于探测目标 运动波形最高频率的２倍，而 其上限则取决于声波对人体的 最大探查深度所需的时间。
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选触超 择发声 必脉脉 须冲冲 满的重 足重复 如复频 下频率 要率决 求，定 ： 其 于 20
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(二)换能器的分类
二、据控制扫查方式 1．电子式 线阵型、相控阵型、凸阵型及 环阵式探头。 2．机械式 摆动式、旋转式探头。
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(二)换能器的分类
三、据晶片数 1．单晶片 A超、M超及摆动式机械探头。 2．多晶片 线阵型、凸阵型、相控阵型和 环形阵型等。
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线阵型探头
构成：由6-8个阵元沿一
直线排列组合；每个阵元 分割成若干窄条振子。
原理：阵元组依一定顺序 工作，用电子开关轮番 地接通，形成线性扫描。
评估：近场视野大，易受
肋骨、气体影响。
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凸阵型探头
构成：阵元的窄条振子被 均匀分布在凸形圆弧上；
原理：同线阵，只是其波 束是作扇形扫描；
时频护 间放电 增大路 益及、
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(四)视频信号放大
回波电信号经高频放大后，再作检波，检波
后的视频包络信号，频率较低，需经过视频信
号放大器作适当的放大。
D/A
Ａ型超声仪： 将信号加至显示器y轴偏转板(或
偏转线圈)上，使电子水平扫描线产 生垂直方向偏移(A型)； Ｂ型、Ｍ型超声仪：
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摆动式机械扇扫探头
构成：由一块晶片组成； 原理：微型电机驱动晶片，
作来扇形回摆动； 优点：成本低，容易修复； 缺点：噪声大，磨损严重。
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旋转式机械扇扫探头
构成：由多块晶片组成； 原理：微型电机驱动晶片，
作360度旋转； 优点：噪声小，磨损较轻； 缺点：成本高，修复较难。
原理：适当调整、控制圆 环形晶元体的激励信号 和接收信号的相延(或时 延)，使声束聚焦的焦距 作连续或步进式移动。
评估：全程横向分辨力高。
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二、基本电路
超声诊断仪除连续多普勒用连续波外，大多 用脉冲波，后者种类很多，但基本结构大致相同。
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(一)主控电路