B超檢查被人們所熟知，但是大家知道B超原理簡(jiǎn)介嗎?下面由學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的關(guān)于B超原理的內(nèi)容，希望大家喜歡!

　　什么是超聲波

　　大家知道人耳能聽(tīng)到的聲音頻率為20Hz----20KHz,低于20Hz的聲波為次聲波,人耳是聽(tīng)不到的,高于20KHz的聲波為超聲波,人耳也是聽(tīng)不見(jiàn)的。

　　超聲波之所以被廣泛用于醫(yī)療領(lǐng)域是因?yàn)樗性S多奇妙的特點(diǎn)

　　1.由于超聲波頻率高、波長(zhǎng)短,他可以像光那樣沿直線(xiàn)傳播,使得我們有可能向某已確定方向上發(fā)射超聲波,

　　2.聲波是縱波,可以順利地在人體組織里傳播。

　　3. 超聲波遇到不同的介質(zhì)交接面時(shí)會(huì)產(chǎn)生反射波,這些特點(diǎn)構(gòu)成了今天超聲儀器在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)。

　　B超原理簡(jiǎn)介

　　B超成像的基本原理就是：向人體發(fā)射一組超聲波,按一定的方向進(jìn)行掃描。根據(jù)監(jiān)測(cè)其回聲的延遲時(shí)間,強(qiáng)弱就可以判斷臟器的距離及性質(zhì)。經(jīng)過(guò)電子電路和計(jì)算機(jī)的處理, 形成了我們今天的B超圖像。B超的關(guān)鍵部件就是我們所說(shuō)的超聲探頭 (probe),其內(nèi)部有一組超聲換能器,是由一組具有壓電效應(yīng)的特殊晶體制成。這種壓電晶體具有特殊的性質(zhì),就是在晶體特定方向上加上電壓,晶體會(huì)發(fā)生形變,反過(guò)來(lái)當(dāng)晶體發(fā)生形變時(shí),對(duì)應(yīng)方向上就會(huì)產(chǎn)生電壓,實(shí)現(xiàn)了電信號(hào)與超聲波的轉(zhuǎn)換。

　　一般的B超工作過(guò)程為： 當(dāng)探頭獲得激勵(lì)脈沖后發(fā)射超聲波, (同時(shí)探頭受聚焦延遲電路控制,實(shí)現(xiàn)聲波的聲學(xué)聚焦。) 然后經(jīng)過(guò)一段時(shí)間延遲后再由探頭接受反射回的回聲信號(hào),探頭接收回來(lái)的回聲信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波,對(duì)數(shù)放大等信號(hào)處理。然后由DSC電路進(jìn)行數(shù)字變換形成數(shù)字信號(hào),在CPU控制下進(jìn)一步進(jìn)行圖像處理, 再同圖表形成電路和測(cè)量電路一起合成視頻信號(hào)送給顯示器形成我們所熟悉的B超圖像,也稱(chēng)二維黑白超聲圖像。

　　以上我們談到了黑白B超,再讓我們談?wù)劜噬獴超,即”彩超”。其實(shí)彩超并不是看到了人體組織的真正的顏色,而是在黑白B超圖像基礎(chǔ)上加上以多普勒效應(yīng)原理為基礎(chǔ)的偽彩而形成的。那么何謂多普勒效應(yīng)呢,當(dāng)我們站在火車(chē)站臺(tái)上聽(tīng)有遠(yuǎn)處開(kāi)來(lái)的火車(chē)笛叫聲會(huì)比遠(yuǎn)離我們的火車(chē)笛叫聲音調(diào)要高,也就是說(shuō)對(duì)于靜止的觀測(cè)者來(lái)說(shuō),向著觀測(cè)者運(yùn)動(dòng)物體發(fā)出的聲波頻率會(huì)升高,相反頻率會(huì)降低,這就是著名的多普勒效應(yīng)?，F(xiàn)代醫(yī)用超聲就是利用了這一效應(yīng),當(dāng)超聲波碰到流向遠(yuǎn)離探頭液體時(shí)回聲頻率會(huì)降低,流向探頭的液體會(huì)使探頭接收的回聲信號(hào)頻率升高。利用計(jì)算機(jī)偽彩技術(shù)加以描述,使我們能判定超聲圖像中流動(dòng)液體的方向及流速的大小和性質(zhì),并將此疊加在二維黑白超聲圖像上,形成了我們今天見(jiàn)到的彩超圖像。 有以下性能指標(biāo)可以大致判定一臺(tái)超聲性能的好壞。

　　一.黑白超聲：

　　1. 灰 階： 早期機(jī)器在16—64灰階,現(xiàn)代機(jī)器多在256灰階。(實(shí)時(shí)灰階造影結(jié)果顯示可明顯提高腫瘤的定性診斷 率。彩超造影可以提高肝占位性病變的血流檢出率,有助于診斷;實(shí)時(shí)灰階造影不僅可對(duì)肝占位性病變作出定性診斷,還能提高病灶的檢出率。故灰階超聲造影較彩超造影更為重要。)

　　2. 分 辨 率： 要用專(zhuān)用模塊檢測(cè),由經(jīng)驗(yàn)的超聲醫(yī)生用肉眼也可以判斷。

　　3. 功 能： 有 M型,多普勒功能,多種測(cè)量能力(距離,面積,周長(zhǎng),體積),多幅圖像存儲(chǔ),多段 STC自由控制,動(dòng)態(tài)聚焦,可配寬頻探頭,由變頻功能。

　　4. 探 頭： 可配多種探頭能力,如：心臟、腹部、凸陣、相控、陰道探頭、直腸探頭、 食道探頭 、穿刺探頭、術(shù)中探頭、高頻探頭等等。

　　5. 圖像處理：黑白翻轉(zhuǎn),圖像邊緣處理,平滑處理, γ修正等.

　　6. 主要黑白B超廠家有: 我國(guó)深圳邁瑞，汕頭超聲研究所,海鷹廠,四川綿陽(yáng);德國(guó)西門(mén)子,美國(guó)GE,荷蘭ph,日本東芝,日本阿洛卡,日本島津,日本福田電子等。

　　二. 彩超:

　　1. 圖象質(zhì)量： 優(yōu)良的二維黑白圖象,彩色圖象顏色均勻,無(wú)小方塊感覺(jué)。

　　2. 全數(shù)字化寬頻技術(shù): 指超聲發(fā)射;接收;延遲等全部數(shù)字化。

　　3. 具有二次諧波技術(shù): 利用造影劑增強(qiáng)血管現(xiàn)影效果。

　　4. 三維血管造影技術(shù)： 利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行三位重建。

　　5. 豐富的計(jì)算功能: 產(chǎn)科軟件包(BPD,CRL,FL,HC,AC,GS,CI,APD, BD.) 心臟軟件包. 泌尿軟件包。 主要生產(chǎn)廠家:我國(guó)的深圳安科公司,沈陽(yáng)東大阿爾派,德國(guó)西門(mén)子,美國(guó)HP,GE,ATL,百勝,阿克松,日本東芝,阿洛卡,韓國(guó)麥迪遜等。

　　B超領(lǐng)域的新技術(shù)：

　　1.超聲內(nèi)窺鏡：這是B超技術(shù)與內(nèi)窺鏡技術(shù)的結(jié)合,通俗地講就是制作一條細(xì)長(zhǎng)的B超探頭借助現(xiàn)代內(nèi)窺鏡技術(shù)進(jìn)行內(nèi)臟超近距離B超檢查,可以更加細(xì)致地觀察。 目前有經(jīng)食道心臟超聲,經(jīng)胃/十二指腸內(nèi)窺鏡超聲,腹腔鏡超聲等。

　　2.超 聲 CT ：在二維超聲圖象上移動(dòng)超聲焦點(diǎn),對(duì)局部臟器進(jìn)行放大,實(shí)施細(xì)微觀察。它的應(yīng)用局限性是所觀察器官與周?chē)鞴俳馄饰恢貌磺逦?。此技術(shù)由西門(mén)子公司率先開(kāi)發(fā)。

　　3.三 維 超 聲： 用專(zhuān)用探頭對(duì)臟器進(jìn)行容積式掃描,然后利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行三位重建,獲得三維圖象。

　　4.四 維 超 聲： 實(shí)際上此種技術(shù)是在三維超聲基礎(chǔ)上加上時(shí)間參數(shù),形成三維立體電影回放圖象。

　　5.血 管 內(nèi) 超 聲：有一種直徑只有幾個(gè)毫米的特制超聲探頭,利用介入技術(shù)將探頭插入血管內(nèi),對(duì)血管內(nèi)情況進(jìn)行仔細(xì)觀察,為介入治療提供可靠的依據(jù)。

　　6. 手提式彩色超聲：隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展,使彩超這種復(fù)雜的電子儀器小型化了,在保證主要功能的前提下出現(xiàn)了手提式彩超。這種彩超主要應(yīng)用于術(shù)中或集診急救,另外在軍隊(duì)野外作戰(zhàn)也廣范用途。

　　B超原理

　　1.B型超聲儀的工作原理 B型超聲儀的工作原理與A型儀基本相同。它是由主控電路、發(fā)射電路、接收電路(高頻信號(hào)放大器、視頻信號(hào)放大器)、掃描發(fā)生器、圖像顯示器(電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、熒光屏)和換能器構(gòu)成的。

　　主控電路又稱(chēng)同步觸發(fā)信號(hào)發(fā)生器，它周期地產(chǎn)生同步觸發(fā)脈沖信號(hào)，分別觸發(fā)發(fā)射電路和掃描發(fā)生器中的時(shí)基掃描電路。超聲脈沖發(fā)射的重復(fù)頻率是由它控制的，通常同步觸發(fā)信號(hào)的重復(fù)頻率就是超聲脈沖發(fā)射的重復(fù)頻率。 發(fā)射電路在受同步信號(hào)觸發(fā)時(shí)，產(chǎn)生高頻電脈沖激勵(lì)換能器。

　　接收電路接收由人體受檢組織反射的超聲信息，有以下幾個(gè)主要過(guò)程：

　?、賹?duì)高頻超聲信號(hào)放大和對(duì)數(shù)壓縮;

　　②對(duì)高頻超聲信號(hào)檢波，轉(zhuǎn)變?yōu)橐曨l信號(hào);

　?、蹖?duì)視頻信號(hào)進(jìn)行放大;

　　④把放大了的視頻信號(hào)顯示在顯示器上。

　　換能器將回波信號(hào)轉(zhuǎn)換成高頻電信號(hào)后，被檢波器檢出的視頻包絡(luò)信號(hào)要經(jīng)過(guò)視頻信號(hào)放大器放大和處理，然后加到顯示器的柵極進(jìn)行亮度調(diào)制。

　　掃描發(fā)生器產(chǎn)生掃描電壓，使電子束按一定的規(guī)律掃描，在顯示器上顯示出切面圖像。

　　超聲回波信號(hào)的顯示是通過(guò)顯示器件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，常見(jiàn)的顯示器是陰極射線(xiàn)管(CRT)。陰極射線(xiàn)管有靜電式(示波管)和磁偏轉(zhuǎn)式(顯像管)兩種，兩者的基本結(jié)構(gòu)相同，主要區(qū)別是前者采用電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，而后者采用磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)。 電子板的作用是發(fā)射高速且很細(xì)的電子束。偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的作用是控制電子束，使其隨外加電壓的變化而偏轉(zhuǎn)。

　　A型和B型超聲儀工作原理的主要不同點(diǎn)是：

　?、貰型將A型的幅度調(diào)制顯示改為輝度調(diào)制顯示，它將放大后的回聲脈沖電信號(hào)送到顯示器的陰極(或控制柵上)，使顯示的亮度隨信號(hào)大小變化;

　?、贐型的時(shí)基深度掃描一般加在顯示器的垂直方向，聲束必須掃描，和顯示器水平方向上的位移掃描相應(yīng)，以構(gòu)成一幅切面顯示圖。因此，B型儀器也稱(chēng)為切面顯像儀或二維顯像儀。

　　2.B型超聲的特別與限度

　　B型(brightnessmodulationmode)超聲，為輝度調(diào)制型，其原理與A型相同，其不同點(diǎn)有三：

　?、偎鼘⒒芈暶}沖電信號(hào)放大后送到顯示器的陰極，使顯示的亮度隨信號(hào)的大小而變化;

　?、贐型超聲發(fā)射的聲束必經(jīng)掃描，加在顯示器垂直方向的時(shí)基掃描與聲束同步，以構(gòu)成一幅二維切面聲像圖;

　?、坩t(yī)生根據(jù)聲像圖所得之人體信息診斷疾病，而不是像A型超聲那樣根據(jù)波型所反映的人體信息診病。

　　B型超聲具有如下特點(diǎn)：它將從人體反射回來(lái)的回波信號(hào)以光點(diǎn)形式組成切面圖像。此種圖像與人體的解剖結(jié)構(gòu)極其相似，故能直觀地顯示臟器的大小、形態(tài)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并可將實(shí)質(zhì)性、液性或含氣性組織區(qū)分開(kāi)來(lái)。

　　超聲的傳播速度快，成像速度快，每次掃描即產(chǎn)生一幅圖像，快速地重復(fù)掃描。產(chǎn)生眾多的圖像組合起來(lái)便構(gòu)成了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖像。因而能夠?qū)崟r(shí)地觀察心臟的運(yùn)動(dòng)功能、胎心搏動(dòng)，以及胃腸蠕動(dòng)等。

　　由于人體內(nèi)組織的密謀不同，相鄰兩種組織的聲阻抗也不同，當(dāng)聲阻抗差達(dá)千分之一時(shí)，兩組織界面便會(huì)產(chǎn)生回聲反射，從而將兩組織區(qū)分開(kāi)來(lái)。超聲對(duì)軟組織的這種分辨力是X射線(xiàn)的100倍以上。

　　此外，B型超聲尚具操作簡(jiǎn)便，價(jià)格便宜、無(wú)損傷無(wú)痛苦，適用范圍廣等特點(diǎn)，因而已被廣大患者和臨床醫(yī)師所接受。

　　B型超聲也還存在下述問(wèn)題：

　?、亠@示的是二維切面圖像，對(duì)臟器和病灶的空間構(gòu)形和空間位置不能清晰顯示;

　?、谟捎谇忻娣秶吞讲樯疃扔邢?，尤其扇掃時(shí)聲穿較小，對(duì)病變所在臟器或組織的毗鄰結(jié)構(gòu)顯示不清;

　?、蹖?duì)過(guò)度肥胖病人，含氣空腔(胃、腸)和含氣組織(肺)以及骨骼等顯示極差，影響顯像效果。

　　超原理及維修檢測(cè)方法

　　超聲診斷具有無(wú)侵襲，不影響人體，適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn)，目前它已成為臨床診斷上不可缺少的手段，特別是以超聲圖像技術(shù)為中心的B型超聲系統(tǒng)已成為普遍使用的醫(yī)學(xué)檢查手段，在臨床各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用已趨廣泛，它作為一種主要的診療手段，顯示其在各類(lèi)疾病的應(yīng)用價(jià)值，超聲技術(shù)的迅速發(fā)展，由于B超系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜故障頻繁，設(shè)備引進(jìn)時(shí)多數(shù)沒(méi)有維修手冊(cè)，給設(shè)備維修帶來(lái)了很大困難，本文通過(guò)了解B超儀的工作原理，詳細(xì)分析系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)和信號(hào)流程，還能夠判斷故障點(diǎn)并予以排除。

　　超聲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理分析

　　目前常用的B超系統(tǒng)的掃描方式可分為線(xiàn)陣掃描和相控扇掃兩種。線(xiàn)陣掃描B超系統(tǒng)的基本原理是將若干組超聲換能器依直線(xiàn)排列，由控制系統(tǒng)控制，連續(xù)依次激勵(lì)各組換能器，形成掃描波束。同時(shí)，換能器接收回波信號(hào)。當(dāng)前一組換能器完全接收回波后，下一相鄰組換能器，才開(kāi)始工作。同時(shí)，采用相控技術(shù)進(jìn)行波束聚焦，使得回波信號(hào)得到增強(qiáng)，并將其送到信號(hào)處理系統(tǒng)，信號(hào)處理系統(tǒng)再將回波信號(hào)根據(jù)需要進(jìn)行處理后，變成視頻信號(hào)輸出，供給顯示器，圖像記錄儀進(jìn)行記錄，相控扇掃B超系統(tǒng)的原理與線(xiàn)陣掃描B超系統(tǒng)的原理相同，不同之處只是換能器的掃描控制方式。相控扇掃是利用控制器，按特定的時(shí)差規(guī)律順序，使換能器被等級(jí)差時(shí)間延遲的激勵(lì)脈沖激發(fā)發(fā)射超聲波，通過(guò)不同相位超聲波的功率疊加，形成特定角度的波束，改變各換能器的發(fā)射相位差，可以使波束角度改變，形成扇掃波束。下面就以相控陣超聲系統(tǒng)為例，分析B型超聲系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)和原理;可分為兩大部分，即控制系統(tǒng)部分和成像系統(tǒng)部分。控制器系統(tǒng)部分是整個(gè)系統(tǒng)控制中心，它接受操作者的控制命令。成像系統(tǒng)又由掃描器子系統(tǒng)和掃描轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)兩部分組成，在掃描器子系統(tǒng)分配器單元及前端處理器單元能根據(jù)需要選擇相應(yīng)的探頭，對(duì)探頭發(fā)送激勵(lì)電壓，并且接受相應(yīng)的回波信號(hào)，延時(shí)電路是掃描器的心臟部分，它分成粗延時(shí)和細(xì)延時(shí)兩部分，提供發(fā)射和接收時(shí)聚焦和相控所需要的延時(shí)，圖像檢測(cè)電路和多普勒檢測(cè)電路包括二維M方式下成像所需要的所有濾波和檢測(cè)電路，以及對(duì)多普勒信號(hào)和血流信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)處理，產(chǎn)生的超聲回波合成信號(hào)供給掃描轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步處理。TGC電路產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于TGC前控制面版上設(shè)定的電壓并為延時(shí)電路提供時(shí)鐘信號(hào)。掃描器通過(guò)RS232與其他子系統(tǒng)通訊。

　　掃描轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)由以下部分組成：

　　(1)掃描器I/O接口電路;

　　(2)多普勒處理器單元;

　　(3)彩色血流處理器電路對(duì)從掃描器I/O電路接收到的數(shù)字化血流信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，然后把血流信號(hào)和二維信號(hào)疊加在一起;

　　(4)M方式、生理頻譜電路把M方式生理信號(hào)、多普勒等數(shù)字信號(hào)，根據(jù)需要進(jìn)行處理后，送人視頻I/O接口板;

　　(5)坐標(biāo)變換電路利用特定的算法將聲數(shù)據(jù)的報(bào)坐標(biāo)信號(hào)變換成光輸出的直角坐標(biāo)信號(hào);

　　(6)圖像存儲(chǔ)器單元用于存儲(chǔ)圖像信號(hào)，供給視頻輸入輸出電路;

　　(7)圖像處理單元;

　　(8)視頻輸入/輸出電路將各種圖像、字符、信號(hào)合成輸出到彩色監(jiān)視器供操作者觀察，同時(shí)向視頻打印機(jī)和錄像機(jī)提供視頻信號(hào)。

　　B型超聲診斷儀(簡(jiǎn)稱(chēng)B超)是在A超基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它的工作原理與A超基本相同，也是利用脈沖回波成像技術(shù)。因此它的基本構(gòu)成也是由探頭、發(fā)射電路、接收電路和顯示系統(tǒng)組成。

　　所不同的是：

　?、貰超將A超的幅度調(diào)制顯示改為亮度調(diào)制顯示;

　?、贐超的時(shí)基深度掃描時(shí)加在顯示器垂直方向上，并使聲束掃查受檢體的過(guò)程與在顯示器水平方向上的位移掃描相對(duì)應(yīng);

　?、墼诨夭ㄐ盘?hào)處理與圖象處理各環(huán)節(jié)上，大部分的B超都應(yīng)用了專(zhuān)門(mén)的數(shù)字計(jì)算機(jī)控制數(shù)字信號(hào)的存儲(chǔ)與處理以及整個(gè)成像系統(tǒng)的運(yùn)行，使圖象質(zhì)量大為提高。 從1952年用B型超聲成像儀對(duì)肝臟標(biāo)本顯像以來(lái)，經(jīng)過(guò)10年的不斷發(fā)展，第一代單探頭慢掃描B型斷層顯像儀在臨床上開(kāi)始應(yīng)用。70年代又相繼出現(xiàn)了第二代快速機(jī)械掃描和高速實(shí)時(shí)多探頭電子掃描超聲斷層顯像儀。80年代，以計(jì)算機(jī)圖像處理為主導(dǎo)的自動(dòng)化、定量化程度更高的第四代超聲顯像儀步入了應(yīng)用階段。當(dāng)前超聲診斷正向著專(zhuān)門(mén)化、智能化發(fā)展。

　　B超的應(yīng)用范圍

　　B型實(shí)時(shí)成像儀用于診斷的依據(jù)是斷層圖像的特征，主要由圖像形態(tài)、輝度、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、邊界回聲、回聲總體、臟器后方情況以及周?chē)M織表現(xiàn)等，它在臨床醫(yī)學(xué)方面應(yīng)用十分廣泛。

　　1.在婦產(chǎn)科中的探測(cè)

　　可以顯示胎頭、胎體、胎位、胎心、胎盤(pán)、宮外孕、死胎、葡萄胎、無(wú)腦兒、盆腔腫塊等，也可以根據(jù)胎頭的大小估計(jì)妊娠周數(shù)。

　　2.人體內(nèi)部臟器的輪廓及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的探測(cè)

　　如肝、膽、脾、腎、胰和膀胱等外形及其內(nèi)部結(jié)構(gòu);區(qū)分腫塊的性質(zhì)，如浸潤(rùn)性病變往往無(wú)邊界回聲或邊緣不氣，若腫塊有膜時(shí)其邊界有回聲且顯示平滑;也可顯示動(dòng)態(tài)器官，如心臟瓣膜的運(yùn)動(dòng)情況等。

　　3.表淺器官內(nèi)布組織探測(cè)

　　如眼睛、甲狀腺、乳房等內(nèi)部結(jié)構(gòu)的探查和線(xiàn)度的測(cè)量