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1、超声探头原理1 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 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 2 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 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 3
2、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 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 4 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 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
3、 通过电缆传送至主机处理 显示 5 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 三种方式分类 2 超声探头分类 6 3 B超探头的组成 7 声透镜 压电陶瓷 阵元 背衬材料 衬套 电缆 匹配层 物 体 发射 反射 声透镜 acoustic lens
4、横 纵轴 轴向聚焦 匹配层 layer 用于减 少由于皮肤与探头之间声 阻抗的差别所造成的多重 反射 压电陶瓷 发射 接收超声波 背衬材料 Back 减轻来自晶片的振动 缩 短波长并提高轴向分辨率 8 4 B超探头的分类 1 凸阵探头 Convex Array Transducer 9 2 高频线阵探头 7 5 12M High Frequency Linear Array Transducer 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 10 3 微凸探头 Mirco convex Array Transducer 11 4 腔体探头
5、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 12 13 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 14 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
6、及 特别是经食道探头日 常维护和保养的费用也很 可观 15 16 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 5 常见B超探头的临床应用 17 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 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
7、测量中检测及评估血管狭窄和堵塞 18 微凸探头 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 腔体探头 通常指阴道探头 适用于妇科 包括子宫 卵巢 产科 包括早孕 基本产科 完全产科 多胎 胎儿回 声 的检查 19 使用部位探头选择 腹部凸阵探头 小器官高频线阵 心脏微凸阵探头 血管线阵探头 产科凸阵探头 外科线阵探头 儿科凸阵探头 胎儿线阵探头 腔内腔内探头 下列部位应用以下探头是最佳的 6 常见B超探头的比较 探头类型探头面接触面近场视野远场 视野 成像 特点 主要优点 线阵平面大大小矩形价格便宜 凸阵凸面小小大扇形应用广泛 环阵凸面小小大扇形层厚伪像少 相控阵平面最小最小大扇形适合心脏 线扫扇扫弧扫 22 常见的探头规格有 R40 R50 R60 R10 R13 R20 L40 L60等 这里面 R 表示探头扫描方式为凸阵扫描 也有用C表示 后面的数字表示扫描的曲率半径 L 表示探头扫描方式为线阵扫描 后面的数字表示扫描的宽度 例如 R60 表示此探头为凸阵探头 扫描曲率半径为60mm 7 常用探头规格的识别 23 此课件下载可自行编辑修改 供参考 感谢您的支持 我们努力做得更好
