医学超声成像设备.ppt

第三章设备基础第四章现代常用超声成像技术第一节B型超声成像一、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；风车式多振元（三个或四个晶体换能器）旋转法。摆动式扇扫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。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。二、高速电子线形扫描B超仪将多个声学上相互独立的压电晶体成一线排列称作线阵用电子开关切换接入发射/接收电路的晶体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1．多振元组合发射的意义振元等效宽度b的加大既使波束的近场区增加也可以提高远场的分辨率、灵敏度。2.超声波束的扫描组合顺序扫描组合间隔扫描3.超声波束的聚焦增强波束的穿透力和回波强度分为声学聚焦和电子聚焦声透镜中心部位的厚度应为透镜中超声波半波长的整数倍。电子聚焦即对各振元采用延时激励实时动态聚焦也是电子聚焦的一种不同之处是多点动态聚焦的焦点不是固定的而是通过改变发射激励脉冲的相位延时量使在波束同一轴线（Z）方向上实现多点聚焦发射。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。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。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。发射间歇时各振元的回波信号通过接收延时电路合成为一路送往接收放大电路处理后进行调辉显示。接收延时电路包含了聚焦延时和方向延时因为发射时各路激励脉冲接受了方向延时和聚焦延时必须给予相应的时间补偿才能保证在接收放大电路同相合成。3.相控阵扇扫与机械扇扫2种方式的比较机械扇扫B型超声波诊断仪具有较好的柱状声束容易获得较高的灵敏度与影像分辨力波束控制电路简单成本低。缺点是机械式探头制作要求严格、工作噪声强、重量较大探头寿命短。振元不能直接与被检者贴近受肋骨的影响略大。相控阵扇扫B超仪没有机械噪音探头寿命长重量轻。缺点是波束副瓣大干扰严重分瓣力受影响;探头晶阵切割精细整机线路复杂成本高。相控阵扇扫方式已占据主导地位。2.使用参数扫描方式和探头规格扫描方式指仪器所发射的超声波束对被测对象进行探测的方法。探头规格有标称工作频率、尺寸、形状等参数还有是否可配合穿刺等特殊要求。显示方式与显示范围显示方式超声诊断影像显示有A型、M型、B型等一台B型超声诊断仪可以有B单幅显示、B双幅显示、B/M显示其中的一种或几种功能。显示范围指的是屏上光栅的最大尺寸它并不一定等于仪器的探测深度注释和测量功能注释功能某些是由仪器自行控制的比如有关探头频率的显示、影像处理值（γ校正值等）的自动显示接收机总增益、近程增益和远程增益值的显示等。测量功能指仪器对被探查脏器进行定量分析所具有的各种测量功能。本节疑难点本节疑难点本节疑难点本节疑难点本节疑难点本节疑难点本节疑难点本节疑难点五、数字扫描变换器DSC（DigitalScanConverter）A/D转换图象前处理：回波幅度深度校正图象存储器:图象后处理：灰度修正数据插补伪彩色等D/A转换A/D转换：即超声图象数字化。根据采样定理为使输出信号不失真采样频率至少为输入信号最高有效频率的2倍。逐次逼近式双积分式并行式增益控制TGC(TimeGainCompensation)对来自不同深度(不同时间到达)的回声给予不同的增益补偿即使接收机的近场增益适当小远场增益适当大通常称此种控制手段为时间增益。灰度修正：一幅图象所可能具有的等级差数叫灰阶。灰阶级数越多图象层次越丰富。将实际所记录的灰度与理想灰度之间的转换函数关系预先存放在EPROM中。负像显示：强