超聲診斷儀的主要性能參數(shù)演示文稿

3超聲診斷儀的主要性能參數(shù)

第一頁，共二十五頁。(一）盲區(qū)盲區(qū)是指B超設(shè)備可以識(shí)別的最近回波目標(biāo)深度。盲區(qū)小則有利于檢查出接近體表的病灶，這一性能主要取決于放大器的特性和可變孔徑技術(shù)的牲能。此外減小進(jìn)入放大器的發(fā)射脈沖幅度和調(diào)節(jié)放大器時(shí)間常數(shù)，也會(huì)影響盲區(qū)大小。但是，對(duì)加有水囊的換能器測(cè)試，其盲區(qū)無意義。第二頁，共二十五頁。(二)探測(cè)深度B超設(shè)備在圖像正常顯示、允許的最大靈敏度和亮度條件下，所觀測(cè)到回波目標(biāo)的最大深度稱為探測(cè)深度。該值越大，越能在生物體內(nèi)更大范圍進(jìn)行檢查。影響這一性能的因素有以下幾種原因第三頁，共二十五頁。1．換能器靈敏度換能器在發(fā)射和接收超聲波過程中，實(shí)現(xiàn)了電→聲和聲→電轉(zhuǎn)換效能。靈敏度越高，探測(cè)深度越大。靈敏度主要取決于晶片的機(jī)電性能和換能器聲、電匹配層的匹配狀況。第四頁，共二十五頁。2.發(fā)射功率提高換能器輻射的聲功率可提高探測(cè)深度。但是提高聲功率要增大電路的發(fā)射電壓。這不僅給整機(jī)設(shè)計(jì)帶來困難，而且必須限制聲功率在安全劑量閾值內(nèi)，其安全劑量閾值的技術(shù)指標(biāo)常用聲強(qiáng)來表示，即聲強(qiáng)應(yīng)不大于10mW/cm2。

第五頁，共二十五頁。3.接收放大器增益

提高接收放大器增益可提高探測(cè)深度。但是放大器增益的提高，在放大回波弱信號(hào)的同時(shí)，也放大了系統(tǒng)噪聲信號(hào)，從而使有用信號(hào)淹沒在噪聲中，故增益要適中。第六頁，共二十五頁。4.工作頻率

生物體內(nèi)組織的聲衰減系數(shù)與頻率成直線性關(guān)系。頻率越低，波長越長，其幅值衰減越小，則探測(cè)深度越大，但分辨力變差了。相反，頻率越高，探測(cè)深度越小，但分辨力變好了。第七頁，共二十五頁。為了提高整機(jī)的工作性能，一般采取動(dòng)態(tài)頻率掃描和動(dòng)態(tài)跟蹤濾波技術(shù)，使高分辨力和探測(cè)深度得以兼顧應(yīng)用。盡管如此，為了滿足臨床的需要，仍需要設(shè)計(jì)不同頻率的換能器來診斷生物體的不同部位。第八頁，共二十五頁。(三)軸向分辨力（縱向分辨力）

指沿聲束軸線方向，在B超圖像顯示中能夠分辨兩個(gè)回波目標(biāo)的最小距離。該值越小，聲像圖上縱向界面的層理越清晰。對(duì)于連續(xù)超聲波，可達(dá)到的理論分辨力等于半個(gè)波長。因此，頻率越高，分辨力越好。由于生物組織界面并不是完全相同的靶點(diǎn)，所以實(shí)際中不可能達(dá)到理論分辨力的數(shù)值，而是相當(dāng)于2～3個(gè)波長數(shù)值。第九頁，共二十五頁。在超聲脈沖回波系統(tǒng)，軸向分辨力與超聲脈沖的有效脈寬（持續(xù)時(shí)間）有關(guān)。脈沖越窄，軸向分辨力越好，為了提高這一特性，目前換能器普遍采用多層最佳阻抗匹配技術(shù)，同時(shí)在改善這一特性中，為了保證脈沖前沿陡峭，在接收放大器中各廠家都采用了最好的動(dòng)態(tài)跟蹤濾波器。第十頁，共二十五頁。(四)側(cè)向分辨力（橫向分辨力）指在超聲束的掃查平面內(nèi)，垂直于聲束軸線的方向上能夠區(qū)分兩上回波目標(biāo)的最小距離。該值越小，聲像圖橫向界面的層理越清晰。其影響因素包括第十一頁，共二十五頁。1．聲束寬度聲束越窄，側(cè)向分辨力越好。而聲束寬度與晶片直徑和工作頻率有關(guān)。但是換能器尺寸不可能做得很大，頻率不能無限高。因此設(shè)計(jì)者采取了透鏡、可變孔徑技術(shù)，在設(shè)計(jì)中應(yīng)用了分段動(dòng)態(tài)聚焦和連續(xù)動(dòng)態(tài)聚焦，從而提高了側(cè)向分辨力。第十二頁，共二十五頁。2.系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍在換能器產(chǎn)生的有方向性聲場內(nèi)，聲壓（或聲強(qiáng)）并不是均勻分布的。一般有這樣的規(guī)律，隨著增益的升降聲束寬度相應(yīng)地變寬和變窄，而目標(biāo)回波聲像的橫向尺寸也相應(yīng)地拉長和縮短。第十三頁，共二十五頁。3.顯示器亮度和媒質(zhì)衰減系數(shù)顯示器亮度和媒質(zhì)衰減系數(shù)等都會(huì)影響側(cè)向分辨力，所以在測(cè)量側(cè)向分辨力時(shí)，一定要將設(shè)備的增益和亮度調(diào)到最佳狀況。第十四頁，共二十五頁。（五）幾何位置示值誤差指B超設(shè)備顯示的和測(cè)量的實(shí)際目標(biāo)尺寸和距離的準(zhǔn)確度。在實(shí)際應(yīng)用中主要測(cè)量縱向

幾何位置示值誤差和橫向幾何位置示值誤差。這個(gè)技術(shù)參數(shù)對(duì)測(cè)量生物體內(nèi)病灶尺寸是很有影響的，涉及到診斷與治療的一致性。影響這一準(zhǔn)確度的因素,與聲速設(shè)定和掃描規(guī)律形式有關(guān)的扇形圖像的均勻性，它比平面線陣掃描幾何位置準(zhǔn)確度差些。第十五頁，共二十五頁。(六)聲束切片厚度指線陣、凸陣和相控陣換能器在垂直于掃描平面方向上的厚度。切片越薄，圖像越清晰，反之會(huì)導(dǎo)致圖像壓縮，產(chǎn)生偽像。切片厚度取決于晶片短軸方向的尺寸和固有頻率。解決方法：通常在晶片前加裝聚焦聲透鏡和在整機(jī)中采用聚焦技術(shù)。第十六頁，共二十五頁。(七)對(duì)比度分辨力指在圖像上能夠檢測(cè)出的回波幅度的最小差別。對(duì)比度分辨力越好，圖像的層次感越強(qiáng)，細(xì)節(jié)信息越豐富，圖像越細(xì)膩柔和。影響這一因素的原因,主要取決于聲信號(hào)的頻寬和顯示電路的灰階。第十七頁，共二十五頁。(八)工作頻率、帶寬、重復(fù)頻率１．工作頻率

工作頻率是指超聲探頭發(fā)射頻率，它既與探頭晶振的固有頻率有關(guān)，也與發(fā)射振蕩電路的其他參數(shù)有關(guān)．第十八頁，共二十五頁。２．帶寬

在脈沖回波系統(tǒng)中所發(fā)射的是脈沖超聲波，這種脈沖群只有很短的持續(xù)時(shí)間．根據(jù)頻譜分析可知，一個(gè)脈沖包含有許多諧波，即有一個(gè)頻帶的寬度；這個(gè)含有許多諧波的寬帶就稱為帶寬；其最大能量集中在中心頻率附近．第十九頁，共二十五頁。同時(shí)也可推知：當(dāng)脈沖頻率為１.MHz時(shí)，其脈沖群的持續(xù)時(shí)間只有1μs(微秒)；而Ｂ型超聲診斷儀的實(shí)際脈沖（工作）頻率是大于１.MHz的，則持續(xù)時(shí)間是小于1μs(微秒)第二十頁，共二十五頁。３．重復(fù)頻率

超聲診斷儀發(fā)射的超聲波是脈沖信號(hào)；按一定時(shí)間間隔重復(fù)地發(fā)射同樣的脈沖信號(hào)，此時(shí)間間隔稱為重復(fù)周期Ｔ，脈沖每秒鐘出現(xiàn)的次數(shù)稱為重復(fù)頻率Ｆ，脈沖持續(xù)時(shí)間稱為脈沖寬度Ｗ．

重復(fù)頻率越小，超聲探測(cè)深度越深．超聲發(fā)射脈沖的帶寬（頻帶）越寬，其縱向分辨力越高第二十一頁，共二十五頁。(九)發(fā)射功率提高換能器輻射的聲功率可提高探測(cè)深度。但是提高聲功率要增大電路的發(fā)射電壓。這不僅給整機(jī)設(shè)計(jì)帶來困難，而且必須要限制聲功率在安全劑量閾值內(nèi)設(shè)計(jì)和使用，尤其對(duì)胎兒和兒童要減少和避兔使用超聲作檢查，必要使用時(shí)必須使用低功率的超聲診斷儀；超聲發(fā)射功率的技術(shù)指標(biāo)用聲強(qiáng)來表示，超聲診斷儀的聲強(qiáng)不得大于10mW/cm2。第二十二頁，共二十五頁。超聲診斷儀的發(fā)射功率，與探頭晶片的機(jī)電轉(zhuǎn)換系數(shù)，發(fā)射電路儲(chǔ)能電容的容量及發(fā)射脈沖的重復(fù)頻率是正比關(guān)系，與探頭晶片面積成反比。第二十三頁，共二十五頁。第二十四頁，共二十五頁。內(nèi)容總結(jié)3超聲診斷儀的主要性能參數(shù)。盲區(qū)小則有利于檢查出接近體表的病灶，這一性能主要取決于放大器的特性和可變孔徑技術(shù)的牲能。靈敏度主要取決于晶片的機(jī)電性能和換能器聲、電匹配層的匹配狀況。盡管如此，為了滿足臨床的需要，仍需要設(shè)計(jì)不同頻率的換能器來診斷生物體的不同部位。指在超聲束的掃查平面內(nèi)，垂直于聲束軸線的方向上能夠區(qū)分兩上回波目標(biāo)的最小距離。