医学超声超声换能器.pptVIP

* * 相控阵超声探头外形及内部结构与线阵探头相似。 一是所用换能器也是多元换能器阵列； 二是探头的结构、材料和工艺亦相近，主要由换能器、阻尼垫衬、声透镜以及匹配层几部分组成； 如果对成线阵排列的多个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,这种激励方式称为同相激励，其合成波束指向性下图所示。 同相激励指向性图 工作原理： 如果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，如下左图（a）所示，则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。因此，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。 如果均匀地减少τ值，相位差θ也将随着减少。当合成波束方向移至θ=0后，使首末端的激励脉冲时差逆转并逐渐增大，则合成波束的方向将向－θ增大的方向变化，如下右图（b）所示。 * 由其原理可知,相控阵换能器最显著的特点是可以灵活、便捷而有效地控制声束形状和声压分布。 经颅多普勒(TCD)是利用超声波的多普勒效应来研究颅内大血管中血流动力学的一门新技术。 经颅多普勒超声（TCD）是利用超声多普勒效应从枕窗、颞窗、眼窗等头部生理性的孔或颅骨较薄的部位全面检测颅底动脉血流多普勒信号及其一系列生理参数指标的一项无创伤性的脑血管疾病检查方法。 * 人眼最多只能分辨24帧/秒的变化 * 穿刺探头，可以实时监控穿刺的全过程 * 心脏探头 * 直肠探头 * 阴道探头 * 浅表探头 * 线阵探头 * 凸阵探头 * * 三维容积探头 西门子Acuson SC2000容积成像超声系统是全球第一套能在一个心跳周期内实时采集心脏三维容积图像的系统。 柱形单振元探头 机械扇扫超声探头 电子线阵超声探头 电子凸阵超声探头 相控阵超声探头 * 几种超声探头 * 一、柱形单振元探头 柱形单振元探头主要用于A超和M超，又称笔杆式探头。 目前在经颅多普勒（TCD）及胎心监护仪器中亦用此探头。 它是各型超声成像仪用探头的结构基础。 经颅多普勒超声（TCD）是利用超声多普勒效应，从枕窗、颞窗、眼窗等头部生理性的孔或颅骨较薄的部位，检测颅底动脉血流多普勒信号及其一系列生理参数指标的一项无创伤性的脑血管疾病检查方法。 * 顺便一提： TCD 彩色经颅多普勒（脑彩超） * * 它主要由5部分组成： ①压电晶体 ②垫衬吸声材料 用于衰减并吸收压电振子背向辐射的超声能量 一般为环氧树脂加钨粉，或铁氧体粉加橡胶粉配合而成 * ③声学绝缘层 防止超声传至探头外壳引起反射，造成对信号的干扰 ④外壳 ⑤保护层 防磨损，保护层应该选择衰减系数低并耐磨的材料 声阻抗应接近人体组织的声阻，其厚度应为λ/4 * 二、机械扇扫超声探头 机械扇形扫描超声探头配用于扇扫式B型超声诊断仪 它是依靠机械传动方式带动压电振子往复摇摆或连续旋转来实现扇形扫描。 能实现实时扫描。 * 利用机械扫描实现超声影像的实时动态显示，是70年代后期才趋于成熟的一项技术。 开始时扫描线数较少，扫描角度也不大，扫描线的间隔角度的均匀性差，而且探头的体积和重量都较大，操作使用十分不便。比如早期的机械扇扫探头的重量达0.6kg以上，且扫描角度仅30°。 * 随着技术的进步，到80年代中期，机械扇扫超声换能器的产品性能日趋改善，重量可以做到0.2kg以下，扫描帧频约30帧/s，扫描角度达85°，而且扫描线的均匀性也大大改善。这不仅给操作使用带来了方便，而且使机械扇扫超声影像的质量获得明显的提高。 * 机械扇扫探头除换能器声学特性的基本要求之外，还应满足以下要求： ①保证探头中的压电振子作30次/s左右的高速摆动，摆动幅度应足够大； ②摆动速度应均匀稳定； ③整体体积小、重量轻，便于手持操作； ④外形应适合探查的需要，并能灵活改变扫查方向； ⑤机械振动及噪声应小到不致引起病人的紧张和烦躁。 * 机械扇扫探头主要存在的不足之处，是噪声大和探头寿命短。 多数的机械扇扫探头寿命仅有数千小时，对于这种结构而言，无论是技术、工艺、或者材料都是十分难以解决的问题。 目前，机械扇扫探头的生产已越来越少，大有被电子凸阵及相控阵扇扫探头所取代的趋势。 * 三、电子线阵超声探头 电子线阵超声探头配用于电子式线性扫描超声诊断仪。 它主要由6部分组成：开关控制器、阻尼垫衬、换能器阵列、匹配层、声透镜和外壳。 * * 开关控制器 用于控制探头中各振元按一定组合方式工作，目前换能器振元数已普遍增加到数百个，若采用直接激励，则每一个振元需要一条信号线连接到主机，与主机的连线需要数百根，这不仅使工艺复杂，因此而增加的探头和电缆的重量也是不堪设想的。 采用开关控制器就可以使探头与主机的连线数大大减小。 由n个振子(或称振元)组成线阵换能