医用超声成像设备原理和特点

B型 (Brightness mode)
线形扫描（linear scan)
B型超声诊断仪
线扫和扇扫： 线扫适用于腹 部脏器，扇形 扫描适用于对 心脏的检查。
B型超声诊断仪
诊断基础
B型超声诊断是通过对一系列切面声像图的分析而 作出的。 分析内容：外形
边界回声 内部回声 后方回声 比邻关系 活动度和活动规律 硬度 排空功能
A型超声诊断仪
临床应用
• 脑中线探测 • 眼球探测 • 胸膜腔探测 • 心包积液探测 • 肝脓肿探测 • 测量脏器大小、厚度及判定其内部结
构的物理性质
A型超声诊断仪
缺陷
回波图只能反映局部组织的回波信息，不能 获得在临床诊断上需要的解剖图形，且诊断的准 确性与操作医师的识图经验关系很大。
目前，已几乎不再生产和使用。
反 射
射信号的强弱，
回 声
可探测脏器径线
及鉴别病变的物
理特性。
弱
浅
深
A型超声诊断仪
Hale Waihona Puke Baidu原理
根据回波的波幅 、波密度等特征，可 测得回波所在位置人 体脏器的厚度、病灶 的深度和大小，还可 对病灶进行定性分析
A型超声诊断仪
诊断基础
由于人体脏器、组织其正常与异常的物理性 质及结构不同，形成相应的超声界面，认识这 些界面回声规律，即A型诊断法的诊断基础
应用相控阵列技术，对施加于线阵探头 的所有晶体振元的激励脉冲进行相位控制， 亦可以实现合成波束的扇形扫描，用此技术 实现波束扫描的B型超声波诊断仪称为电子 相控阵扇型扫描B超仪。
三、电子相控阵扇形扫描B超仪
2.仪器组成与工作原理
• 偏向角参数发生器用于在半个帧频周期内，等时 差地产生若干个不同周期的序列脉冲 ，相位控 制器用来把偏向角参数转换成相控阵的触发信号。 触发信号控制各路脉冲激励器，产生激励脉冲分 别加于探头各压电振元，各振元产生超声波发射。
B型超声诊断仪
• 机械旋转式扇扫B超仪
优点：
转轮每转动一周，声束即可对人体作3—4次扇形扫 描，在显示器上得到3—4帧图像。
旋转式探头的驱动马达只需单方向旋转，转速均匀， 故扫描均匀，噪声和振动都很小，其寿命远比摆动式探头 长。
B型超声诊断仪
二、高速电子线形扫描B超仪
将多个声学上相互独立的换能器成一线排 列称作线阵，用电子开关切换接入发射/接收 电路的换能器，使之分时组合轮流工作，如果 这种组合是从探头的一侧向另一侧顺序进行的， 每次仅有接入电路的那一组被激励，产生合成 超声波束发射并接收，即可实现电子控制下的 超声波束线性扫描。
B型超声诊断仪
机械摆动式扇型扫描B超仪
缺陷： 探头噪声较大 机械机构相对复杂 使用寿命及扫描的均匀性不尽如人意
B型超声诊断仪
• 机械旋转式扇扫B超仪
采用4个（或3个）性能相同的换能器，等角度 安放在一个圆形转轮上，马达带动转轮旋转，每个 换能器靠近收/发窗口时开始发射和接收超声波,各 换能器交替工作。
➢多用于对心脏的探测。
B型超声诊断仪
• 机械摆动式扇型扫描B 超仪
➢ 摆动式扇扫B超仪探头利 用直流电机或步进电机驱动， 通过凸轮、曲柄、连杆机构 将电机的旋转运动转换为往 返摆动，从而带动单个晶体 换能器在一定角度(30°～ 90°之间)范围内产生扇形 超声扫描。
➢ 需要声媒质来传递超声波， 多采用蓖麻油
B型超声诊断仪
B型超声诊断仪
原理
同M型相似，都采用亮度 调制方式来显示深度方向所有 界面的反射回波信息。它以明 暗不同的光点反映回声变化， 在影屏上显示不同等级的灰度 图象，强回声光点明亮，弱回 声光点黑暗，按扫描线逐行显 示随深度变换的回波信号，即 构成一幅二维切面图象
B型超声诊断仪
A型 (Amplitude mode)
对线阵排列的各振元不同时给予电激励，而是使施 加到各振元的激励脉冲有一个等值的时间差τ，合成波 束的波前平面与振元排列平面之间，将有一相位差θ ， 合成波束的方向与振元排列平面的法线方向就有一相位 差θ。通过控制激励时间而实现波束方向变化的扫描方
式，叫做相控阵扫描。
B型超声诊断仪
三、电子相控阵扇形扫描B超仪
M型超声诊断仪
心搏的M型超声影像
M型超声诊断仪
临床应用
M型超声诊断仪对人体中的运动脏器，如心 脏、胎儿胎心、动脉血管等功能的检查具有优势 ，并可进行多种心功能参数的测量，如心脏瓣膜 的运动速度、加速度等。
但M型显示仍不能获得解剖图像 。
B型超声诊断仪
B型超声诊断仪是第二代超声诊断仪， 也是当今世界使用最广泛的超声诊断仪。
M型超声诊断仪
原理
M型超声的基本结构与A型相同，所不同的是 其图像信息的显示方式。对于运动脏器，由于各 界面反射回波的位置及信号大小是随时间而变化 的，如果仍用幅度调制的A型显示方式，所显示的
波形随时间而改变，得不到稳定的波形图。
M型超声诊断仪
原理
采用辉度调制的方法，使深度方向所有 界面反射回波用亮点形式在显示器垂直扫描 线上显示出来，随着脏器的运动，各层组织 和探头之间的距离也随之改变，垂直扫描线 上的各点将发生位置上的变动，定时地采样 这些回波并使之按时间先后在时间轴上展开 。
B型超声诊断仪
二、高速电子线形扫描B超仪
多振元组合发射的意义
多振元组合发射： 增加近场、增大面积、提高分辨率、灵敏度;
单振元发射： 辐射面积小，波束发散角大，指向性差;
B型超声诊断仪
三、电子相控阵扇形扫描B超仪
1.相控阵扫描原理 • 对成线阵排列的多个 声学上相互独立的压 电晶体振元同时给予 电激励，可以产生合 成波束发射,且合成 波束的方向与振元排 列平面的法线方向一 致。
B型超声诊断仪
临床应用
心脏B超
B型超声诊断仪
临床应用
B型超声诊断仪
B型超声诊断仪
B型超声诊断仪
B型超声诊断仪
B型超声诊断仪
B型超声诊断仪
B型超声诊断仪
B型超声诊断仪
一、机械扇形扫描B超仪
➢ 超声波束以扇形方式扫查，可以不受透声 窗口窄小的限制而保持较大的探查范围。
➢产生高速机械扇形扫描，通常采用的方法有 两种：单振元摆动法简称机械摆动法；风车 式多振元（三个或四个晶体换能器）旋转法 简称机械旋转法。
医用超声成像设备 原理和特点
A型超声诊断仪
A型超声诊断仪
A型超声诊断仪
原理
当声束在人体组织中传播遇到不同 声阻抗的临近介质介面时，在该界面上 就产生反射（回声），当遇到一个界面， 产生一个回声，该回声在示波器的屏幕 上以波的形式显示出来。
A型超声诊断仪
原理
强
即幅度调制型
。此法以波幅的
高低代表界面反