第三章 医学超声仪器精品.pptVIP

多功能超声诊断仪一般具有B型、M型及多普勒三种功能，它以B型图像进行定位，可以精确测得心脏内某一位置的血流频谱图，对诊断心脏疾病有重大意义。血流彩色显示超声波诊断装置，不仅能显示血流频谱图，还能以伪彩色（红色代表正向血流，蓝色代表反向血流）显示的二维彩色血流图像，迭加在黑白的B型图像上，简称为“彩超”，大大提高了临床诊断的水平。 由于脉冲超声多普勒血流仪可以得到不同深度的信息，因而可得到血流速度在血管（或心脏）内的分布，临产上可诊断血管斑块是否形成，血管是否阻断，并可制成多普勒成像仪，可显示血管（或心脏）的二维截面像，如图，并以伪彩色代表血流的大小和方向。 超声多普勒血管截面成像 3.5 超声三维成像系统（超声CT） 在医学临床影像诊断中，仅通过观察二维切片图像，很难准确确定病变体的空间位置、大小、几何形状和与周围生物组织的关系。本世纪七十年代由计算机控制的超声CT技术开始兴起，将超声诊断水平提高到一个新的高度，并有助于分子生物学和生物物理学的发展。近十几年随着计算机技术的飞速发展，推动了三维超声成像技术的研究和应用。 超声计算机断层成像机械扫描系统框图 德国SIEMENS公司推出超声三维成像系统（超声CT）。它由一个特殊的TEE（经食道超声心动图）探头、相控阵彩色血流成像系统及一个高性能的图像处理系统三部分组成。应用TEE探头经食道，在心电同步触发下，对心动周 期中每一时相完成256个平行的扇形切面，全部图像数据（包括彩色血流数据）保存在图像存储器中，整个图像采集工作仅需几分钟就可完成。所得图像数据不但保持了TEE高质量图像的特点，而且类似于计算机断层摄影技术（CT），操作者可选择任一断面方位借助计算机图像处理技术重建图像，实时动态显示，而且可以从这256个平行切面建立心脏的动态三维图像。 美国于20世纪90年代推出了以射频电磁场进行立体定位、使用普通相控阵扇扫探头从体外进行扫描并进行超声三维成像的系统。美国Duke大学最近提出晶体片被纵向、横向多线均匀切割成众多的微型矩阵型排列的二维阵列换能器。在用于体外探测时，微小的晶片多达60×60=3600；而用于心内探测的导管式前向观察探头的晶片按10×10=100排列。探头发射声束时按相控阵方式沿Y轴进行方位转向形成二维图像，后者再沿Z轴方向扇形移动进行立体仰角转向形成金字塔形数据库。在未来的动态三维成像中可能会发挥重大作用。 今后三维超声成像仪的发展有着十分广阔的发展前景。在进一步提高计算机微处理器的运算速度后，可以使动态三维图像准实时显示并能显示体内器官的实时剖切图像（四维超声成像）。另外，如果在提高成像装置质量和改进操作方法的基础上，还可获得几乎能与光学内窥镜相媲美的动态三维图像。最近还出现了将彩色多普勒信号重建为动态三维彩色多普勒血流图的技术，除能观察血流部位、途径、范围、轮廓与起止点之外，尚可判断其方向与流速并清晰分辨血流信号与其旁侧的心壁和瓣膜。Acuson彩色多普勒血流仪就可显示冠状动脉的主干及其分支。除此之外，在动态三维超声显示的立体图像上，通过计算机处理，可根据需要切割并除去浅层组织的回声，有利于对欲实施手术病灶的细致分析，可用于模拟手术。 随着软件超声技术的推广，有人提出了“一块 IC即是一个系统”的设想，即超声仪器小型化，这将成为医学超声成像仪器发展的趋势。不久的将来，庞大的彩超竟然可以缩小到能够放在口袋中。总之，医学超声中蕴涵了无穷的诊断信息，其应用范围十分广泛，随着相关科学技术的不断进步，无论在显示图像质量还是诊断功能上等方面，都会得到飞速发展。 第三章 医学超声仪器 物体的机械振动产生波，波的频率取决于物体的振动频率。频率范围在2×104~ 3×108赫兹的波称为超声波。 一个多世纪前，科学家们就发现石英等晶体薄片具有“压电效应”。1928年，R.W.Wood等人首先应用超声波作为生物学方面的研究手段。本世纪四十年代，Firestone等人开创了利用超声波诊断疾病的先例，将工业无损伤检测用的超声脉冲回波技术，即类似于现代雷达或声纳的回波测距技术，移用到医院诊断方面，也就是A型超声仪器，开创了超声显像诊断的历史。 四十年代末，超声医学作为一门学科已初具雏形。五十年代，超声心动图仪，即M型仪器取代了A型超声仪器，它可对心脏瓣膜的运动规律作连续的动态描记。在此基础上，又出现了手动扫描二维断层成像仪，这为发明自动扫描二维断层成像仪即B型超声仪器打下了基础。其间，还有人提出将超声多普勒效应用于医学临床诊断。六十至七十年代是B型超声