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1、 B 超 探 头 知 识 讲 解 B超探头的工作原理 B超探头的分类 B超探头组件的构成 探头使用注意事项 B超探头参数 B超生产厂家 B超探头的常见故障 B超探头问题的常见 判定方法 探头组件的故障分 析及维修 十. 探头的维护保养 目录： 一、 B超探头的工作原理 超声诊断仪是通过探头产生入射超声波（发射 波）和接收反射超声波（回波）的，它是诊断设 备的重要部件。而超声探头的任务是就是将电信 号变换为超声波信号或相反地将超声波信号变换 为电信号。目前探头可以发射和接收超声，进行 电声、信号转换，能够将由主机送来的电信号转 变为高频振荡的超声信号，又能将从组织脏器反 射回来的超声信号转变为电
2、信号而显示于主机的 显示器上。超声探头就是利用这一工作原理制成 。 既然探头能够将电能转换成超声波，那这一原 理又是怎样的呢？ 担任这一重要任务的硬件是探头内部组成部分 的晶片，在通电状态下 ，它能产生弹性形变，从 而产生超声声波；相反情况下，当超声声波通过 晶片时，又能引起它产生弹性形变，继而引起电 压的变化，最后通过信号处理板对相应电信号变 化的处理来完成被探测物的图像探查。这一处理 过程称之为压电效应。 压电效应泛指晶体处于弹性介质中所具有的一 种声-电可逆特性，此现象为 法国物理学者居里兄 弟于1880 年所发现，故也称居里效应。 具有压电 效应性质的晶体,称为压电晶体。 压电效应：
3、目前常用于超声探头的晶体片有锆酸铅、钛酸 钡、石 英、硫酸锂等人工或天然晶体 。钛酸钡及 锆酸铅是在高温下烧结的多晶陶瓷体 ，把毛坯烧 结成陶瓷体后，经过适当的研磨修整 ，得到所需 的几何尺寸，再用高压直流电场极化后,就具有压 电性质，成为换能器件。 压电效应又分为正压电效应和逆压电效应。 1、 正压电效应 在晶体或陶瓷的一定方向上，加上杌械压力， 使其变形，晶体或陶瓷的两个受力面上，产生符 号相反的电荷；变形方向相反，两面的电荷极性 随之变换电荷密度同施加的机械力成正比这 种因机械力作用而激起表面的电荷效应，称为正 压电效应 逆压电效应 在晶体或陶瓷表面沿轴方向施加电压，在电场作用下引 起几
4、何应变，电压方向改变，机械应变方向亦随之改变，形 变与电场成比例。这种因电场作用而引起的形变效应，称为 逆压电效应。超声诊断仪探头在发射超声波时是逆压电效应 。接收超声回波时产生压电效应 晶体和陶瓷片因切割方位和几何尺寸的不同， 产生机械 振动的固有频率也不 同,当外加的交变电压的频率与固有频 率一致时， 产生的机械振动最强;当外加的 机械力的频率与 固有频率一致时，所产生的电荷也最多。在超声波诊断仪中 激励 脉冲的频率必须与探头的固有频率相同。 二、B超探头分类 （一） 超声探头可以从以下不同方面来分类： 按诊断部位分类：有眼科 探头、心脏探头、腹 部探头、颅脑探头、腔内探头和儿童探头等之分
5、； 按应用方式分类: 有体外探头、体内探头、穿 刺活检探头之分; 按探头中换能器所用振元数目分类: 又有单元 探头和多元探头之说; 按波束控制方式分类: 则有线扫探头、相控阵 探头、机械扇扫探头和方阵探头等; 按探头的几何形状分类: 用在不同诊则有矩形 探头、柱断部位的各形探头、弧形探类超声探头( 又称凸形)、 圆形探头等。 注： 通常工作中，习惯使用较多的是按、 3种方式分类 （二） 一般常见的B超探头 1、凸阵探头 3.5MHz 2、线阵探头 3.5MHz 3、高频线阵 7.5MHz 4、腔体探头 6.5MHz 5、心脏探头 3.2MHz 6、相控阵探头 3.0MHz 7、三维探头 3.5
6、MHz 凸阵探头线阵探头 腔体探头高频线阵 ( 三 ） 动物探头 1、微凸探头 3.2MHz和 5.0MHz 2、腔体探头 6.5MHz 3、线阵探头 5.0MHz和7.5MHz （四） 常见扫描图形 线阵式扇形式凸阵式 三、B超探头组件的构成 探头组件的构成 1.插头组件 2.探头 3.电缆线 晶片 声透镜 匹配层 吸声块 支撑架 声头外壳 1.插头组件 探头组件是通过插头与B超机连接的，而插头的连接 由里面的插针与B超机的插座相连接的，常见的插针 数量有：24P 、96P 、 156P 、 260P 等等。 固定旋钮 插针 插头 声透镜 匹配层 晶片 吸声块 支撑架 2.探头 其探头结构组
7、成中，晶片、吸声块、匹配层、吸 声块是比较重要的部分。 晶片是探头中最重要的部件，用于接收电脉冲产生 机械超声振动，完成声电和电-声转换工作。其几何 形状和尺寸是根据诊断要求来设计的，上、下电极 分别焊有一根引线，用来传输电信号; 探头中一般有 多个晶片构成，有的将振子沿直线排列为一行，组 成线阵探头；有的将振子沿弧形排列，构成凸阵探 头；有的将振子成矩阵排列，构成矩阵探头等多种 多元超声换能器。 吸声块会聚或发散声波的声学元件。声 波通过声速不同的媒质的界面时发生折 射而改图形的光流分布变传播方向，这 就可能使声波会聚或发散，会聚作用称 为声聚焦。声透镜材料的选择大致可以 从三方面考虑，首先
8、是声速高于周围媒 质的声速，这样焦距短，以减小像差和 传播损失；二是声阻抗率与周围媒质匹 配，以减小反射损失；三是声衰减小， 以减小插入损失。常用的声透镜材料及 其特性如下表所示。 匹配层处于声透镜和晶片阵列之间。由于声透镜同 时与晶体振元和人体接触，两者的声阻抗差别甚 6 2 大压电晶体振元的阻抗 Zf(2035)10 kgs m ，人体组织的阻抗 Ze(1.581.7)106 ? kgsm2，难于使声透镜的特性阻抗同时 与两者匹配 。超声经不 同阻抗界面传播 ，将产生反 射，会 增加能量损耗并影响分辨力， 因此，往往需 要采用匹配层来实现探头与负载之间的匹配。对匹 配层除厚度与声阻抗的要求
9、外，还要求其声阻尼要 小，以减小对超声能 量的损耗。在工 吸收块又称为吸声块。用于衰减并吸收压电振子 背向辐射的 超声能量，使之不在探头中来回反射 而使振 子的振铃时间加长，因此要求垫衬具有较 大的衰减能力，并具有与压电材料接近的声阻抗， 以使来自压电振子背向辐射的声波全部进入垫衬中 并不再反射回到振子中去。 吸声材料一般为环氧树脂加钨粉，或铁氧体粉 加橡胶粉配合而成。 艺上应保证其同时与晶体振元和声透镜接触良好 。 匹配层材料通常也采用环氧加钨粉配制。 声头外壳 晶 片 注：在不同型号的B超，可能会将信号处理 板集成在B超探头组件里。如果该信号处理部 分集成在B超机里面，则探头组件无须再加信
10、 号处理板，否则探头组件处要加信号处理板， 而有的集成在探头里，有的则集成在插头里。 信号处理板 3.电缆线 常见的电缆线有：48芯、84芯、198芯 264芯等 。 四、使用注意事项 B超探头首先是属于B超诊断系统的，所以使用 时必须连接到诊断系统中去才能正常工作，此时要 注意的是：连接探头前是在断电关机下进行 ；当其 从主机上插拔探头前，也必须先把主机电源切断。 1、断电插拔。 假如该操作是在开机通电的情况下进行，探头的 插拔会因为反复接触导通与断开而快速老化而影响 寿命，甚至会因电流的多次瞬间导通而产生强大的 电流而烧坏探头内的线材或者芯片等。 B超探头是B超机的重要核心部件，在使用过程
11、 中严禁敲打、跌落、碰撞。 2、禁止撞击。 探头不用时应放入机器的探头保护盒中，保护 盒中应保持干燥和清洁。 3、保持干燥、洁净环境。 使用合格的超声耦合剂，严禁含油或含其它化学 溶剂成分。 4、试用合格的耦合剂。 如B超用于碎石机,治疗疗机等强功率超声设备设备 或 振动设备动设备 的体外定位时时,应应在定位结结束,强功率设设 备备或振动设备还动设备还 未开启之前,将探头头移开,以确保 强功率超声或振动动不作用于B超探头头上，否则则探 头头及易损损坏。 探头使用结束后须经清洁处理，探头表面可用 软布浸水清洗，不可用硬纸等擦洗 ,否则易损坏探 头的声透镜。 5、软物擦拭清洁。 6、避免外界仪器的
12、震动损坏。 探头结构是非水密的 ，一旦有液体浸入探头内 部 ，有可能造成内部线材的短路 ，或 一些 pcb板 的烧坏，从而造成诊断系统的不能正常工作。所以 ，当我们使用超声探头时，都不允许任何液体浸没 探头下方接缝线。 7、禁止浸入液体。 8、避免在强电磁干扰的地方使用。 有的信号处理板集成在探头组件里，当在强电磁 干扰的环境里使用，容易造成显示图像干扰。所以 在使用的时候，尽量避免在强电磁干扰的地方使用 。 五、 B超探头参数 1、曲率半径（mm） 曲率半径是指由探头 的晶片阵列构成弧线 的最大内切圆半径， 如右图。 r R R60 R50 R40 R7 R20 R13 R10 等 常见的探
13、头曲率半径如下： 矩形线阵探头 注：矩形线阵探头的晶片阵 列是呈直线排列的，起内切 圆半径是任意值，但我们一 般认为其曲率半径为无穷大 ，如右图所示。 2、阵元数 阵元数量 探头型号举例 64 L39 72 UST-934N-3.5 80 C36 96 E6509 106 VA57R-0375 112 R40/112 128 3.5C 156 UST-984-5 192 CA621 256 L12-5 11-3L 3、常见B超探头的适用范围 、凸阵探头的使用范围：腹部、胸腔、妇科 、胃、肾、心等。 、微凸阵探头的适用范围：腹部、小动物、 肾、新生儿组织及器官等。 、线阵探头的适用范围：皮肤表面
14、、甲状腺 、胸、血管等。 六、B超生产厂家 （一）国外B超厂家 GE SIEMENS（西门子） HITACHI （日立） PHILIPS（飞利浦） MEDISON （麦迪逊） TOSHIBA （东芝） ALOKA (阿诺卡) SHIMADZU （日本岛津 ） HONDEX（海马） ESAOTE （意大利百胜 ） PIE （荷兰的一个公司） GE （二）国内的B超厂家 汕超 海鹰 恩普 开立 祥生 天惠华 蓝韵 先锋 索尼克 旭康 创新 威尔德 美科 凯信 理邦 迈瑞 Chinese Brands 七、B超探头的常见故障 1、外观不良（直接观察有无破损） 、最外声透镜破损，会导致耦合剂进入探头
15、内 部，从而影响探测范围，甚至测不出图像。 、声透镜声透镜起泡造成凸凹不平时，则会导 致使用时必须用力往下按才能测到图像。 、探头最前端声透镜是会聚或发散声波的声学 元件，当声透镜脱落时，肯定导致不能探测 。 2、B超显示区有暗道 B超探头里信号没有输入输出， 会导致显示区有暗道，可能有以 下原因： 探头的晶片中的某一个振片坏掉。 传送信号的电缆线断掉。 信号板铜皮线路或过孔由于某种原因不通 。 信号板芯片虚焊或烧坏等等。 3、显示图像模糊 探头本身的自然损耗。是因为探头都有一定的 使用期限，超过使用期限后，就可能发生衰老 、变质、绝缘降低和机械磨损等现象，严重的 甚至完全失效、漏电等，造成故障。 探头的使用环境较差。主要是环境温度、湿度 ，空气中含腐蚀性气体和灰尘，探头受到强烈 振动，电源电压波动过大，这些都可能引发仪 器故障。 探头屏蔽线及地线没接地或断了，导致机器受 干扰。B超探头所采用的电缆是质量要求很高的 多芯高屏蔽电缆，做工十分精细，电缆内导线 严密，多的有上百根，似
