醫(yī)用超聲設(shè)備演示文稿

醫(yī)用超聲設(shè)備演示文稿本文檔共37頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分四十年代末，超聲醫(yī)學(xué)作為一門學(xué)科已初具雛形。五十年代，超聲心動(dòng)圖儀，即M型儀器取代了A型超聲儀器，它可對心臟瓣膜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律作連續(xù)的動(dòng)態(tài)描記。在此基礎(chǔ)上，又出現(xiàn)了手動(dòng)掃描二維斷層成像儀，這為發(fā)明自動(dòng)掃描二維斷層成像儀即B型超聲儀器打下了基礎(chǔ)。其間，還有人提出將超聲多普勒效應(yīng)用于醫(yī)學(xué)臨床診斷。六十至七十年代是B型超聲儀器出現(xiàn)并極大發(fā)展的時(shí)期，出現(xiàn)了機(jī)械直線掃描、機(jī)械扇形掃描、電子直線掃描及電子扇形掃描等儀器，并且超聲CT的研究工作開始進(jìn)行，A型超聲儀器也逐漸被淘汰。本文檔共37頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分八十年代，隨著微型計(jì)算機(jī)研究與應(yīng)用的飛速發(fā)展，超聲智能化的步伐加快。利用微機(jī)與超聲診斷儀器相結(jié)合，可以簡化臨床操作，實(shí)現(xiàn)信號處理、變換、計(jì)算和判斷等過程的自動(dòng)進(jìn)行。另外，將脈沖超聲多普勒血流儀與B超相結(jié)合，還產(chǎn)生了雙功能超聲診斷儀。進(jìn)入九十年代，彩色B超誕生，它可以在顯示動(dòng)態(tài)心臟黑白圖像的同時(shí)，顯示動(dòng)態(tài)多普勒血流的彩色圖像在心臟內(nèi)的分布，不論在圖像的分辨率和清晰度上，還是疾病診查的可靠性上，都達(dá)到了相當(dāng)高的水平，是目前醫(yī)院必備的醫(yī)學(xué)診斷儀器。本文檔共37頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分醫(yī)學(xué)診斷上所使用的超聲波頻率一般為0.5MHz~15MHz，多是由壓電晶體一類的材料制成的超聲探頭產(chǎn)生的。利用壓電陶瓷或晶體的正壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)，可以將其做成超聲波發(fā)射和人體組織反射波接收的器件，即超聲換能器，它是超聲診斷儀器的重要部件，也稱探頭。本文檔共37頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分壓電效應(yīng)及超聲探頭本文檔共37頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分如果知道超聲波的傳播速度與傳播時(shí)間，便可算出超聲波在人體內(nèi)傳播的深度，其表達(dá)式見公式：c=λf其中，c是超聲波的聲速，λ是超聲波波長，f是超聲波頻率。醫(yī)學(xué)上正是通過探查某些組織的深度或大小來判斷病灶的性質(zhì)和狀況。本文檔共37頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分醫(yī)學(xué)超聲波診斷儀A型超聲波診斷儀M型超聲波診斷儀B型超聲波斷層顯像儀超聲多普勒血流儀、成像儀與彩超超聲三維成像系統(tǒng)（超聲CT）本文檔共37頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分3.1A型超聲波診斷儀

A型超聲診斷儀是1947年出現(xiàn)的幅度調(diào)制式的儀器，我國于1958年開始生產(chǎn)。A超的同步電路產(chǎn)生幾百Hz到2KHz的正負(fù)電脈沖，使發(fā)射電路產(chǎn)生持續(xù)1.5~5μs的高頻電脈沖。探頭在高頻電脈沖的激勵(lì)下，產(chǎn)生超聲振動(dòng)，發(fā)射超聲波。超聲波在人體內(nèi)傳播，遇到不同組織的界面時(shí)，產(chǎn)生反射波—回波。探頭接收反射波后，將其轉(zhuǎn)換成電脈沖，進(jìn)入接收電路，再通過檢波和放大等電路，送到示波器的垂直偏轉(zhuǎn)板上，而示波器的水平偏轉(zhuǎn)板上加載的是時(shí)基鋸齒波，即掃描電壓。因此，示波器的熒光屏上的橫坐標(biāo)代表超聲波的傳播時(shí)間，一般以13.33μs為一大格；而縱坐標(biāo)顯示的是回波的幅度與形狀。本文檔共37頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分A超可以應(yīng)用于醫(yī)學(xué)各科的檢查，尤其對眼科和婦科疾病方面的病灶深度、大小、臟器厚薄以及病灶的物理性質(zhì)等檢查比較方便準(zhǔn)確。但A超的回波圖只能體現(xiàn)局部組織信息，無法反映解剖形態(tài)，現(xiàn)已被M超和B超取代。本文檔共37頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分A型超聲儀器工作原理方框圖

本文檔共37頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分同步電路（主控振蕩器）產(chǎn)生同步脈沖來同時(shí)觸發(fā)發(fā)射電路和掃描電路，使兩者同時(shí)工作。發(fā)射電路在同步電路發(fā)出的觸發(fā)脈沖作用下，產(chǎn)生高頻振蕩波，一方面將此波送入放大電路進(jìn)行放大，加至示波器的垂直偏轉(zhuǎn)板上顯示發(fā)射波；另一方面激勵(lì)探頭產(chǎn)生一次超聲振蕩，并進(jìn)入人體。人體組織反射回來的微弱的回波信號經(jīng)探頭接收并轉(zhuǎn)換成電脈沖后，由接收電路放大、檢波后，送至示波器的垂直偏轉(zhuǎn)板上并顯示出來。另外，在同步脈沖作用下，在示波器的水平偏轉(zhuǎn)板上加時(shí)基鋸齒波電壓—掃描電壓，使熒光屏上顯現(xiàn)出回波的波形與變化。本文檔共37頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分3.2M型超聲波診斷儀M型超聲波診斷儀是繼A超之后發(fā)展出的輝度調(diào)制式儀器，誕生于1954年，至今臨床上還在使用，目前主要用于心臟疾病的診斷，尤其用于觀察心臟瓣膜的活動(dòng)情況。M超與A超有共同之處，即都是利用探頭向人體發(fā)射超聲脈沖并接收反射脈沖。不同的是M超的發(fā)射波和回波信號加到了示波器的柵極或陰極。信號的強(qiáng)弱控制了到達(dá)熒光屏的電子束的強(qiáng)弱，反映到熒光屏上就是光點(diǎn)的明暗，即輝度調(diào)制。本文檔共37頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分

示波器的水平和垂直偏轉(zhuǎn)板都被加入鋸齒波電壓，垂直偏轉(zhuǎn)板上的鋸齒波與發(fā)射脈沖同步，水平偏轉(zhuǎn)板上的鋸齒波頻率要低于它。因此熒光屏上光點(diǎn)在垂直方向的距離表示探測深度，在水平方向的移動(dòng)表示時(shí)間的進(jìn)行，光點(diǎn)的亮度表示回波信號的強(qiáng)弱。M超常用于檢測心臟疾病，當(dāng)心臟收縮和舒張時(shí)，其各層組織的界面與固定放置于人體表面的探頭之間的距離隨時(shí)改變，導(dǎo)致光點(diǎn)隨之移動(dòng)，在水平掃描電壓下，光點(diǎn)水平展開，描繪出各層組織結(jié)構(gòu)的活動(dòng)曲線圖，因此也叫超聲心動(dòng)圖，它能顯示心臟各部分結(jié)構(gòu)的活動(dòng)情況、動(dòng)態(tài)變化、心室排血量以及可以得出室間隔、動(dòng)脈等結(jié)構(gòu)的定量數(shù)據(jù)等，是臨床心臟疾病診斷中比較準(zhǔn)確實(shí)用的工具。本文檔共37頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分

M型超聲心動(dòng)圖的產(chǎn)生原理

本文檔共37頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分上圖是M超的簡要方框圖。其原理與A超基本相同，只是同步電路控制發(fā)射電路與深度掃描電路同時(shí)工作，回波信號為輝度調(diào)制。為便于測量，原來采用照相機(jī)將圖像照相后再進(jìn)行測量的方法逐漸淘汰，現(xiàn)在一般采用由微機(jī)控制，利用CRT電視監(jiān)視器顯示圖像，并能夠儲存和自動(dòng)測量的超聲心動(dòng)圖儀。本文檔共37頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分微機(jī)控制的超聲心動(dòng)圖儀與B超和多普勒血流儀三者合一的多功能的超聲診斷儀，采用了數(shù)字掃描變換技術(shù)，即利用標(biāo)準(zhǔn)電視光柵掃描格式顯示信號。使用此儀器一般先用B超和多普勒儀定位，然后用M超將圖像“凍結(jié)”在一個(gè)需要的位置上，用儀器中的測量光標(biāo)或微機(jī)自動(dòng)測量功能獲得各種參數(shù)。

扇形掃描多功能診斷儀的B型與M型的同屏幕顯示本文檔共37頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分3.3B型超聲波斷層顯像儀自從1967年首次出現(xiàn)至今，因其診斷功能強(qiáng)、技術(shù)先進(jìn)，B超已經(jīng)成為臨床中最常規(guī)和重要的診斷儀器。B超與M超一樣，都是輝度調(diào)制式儀器。但二者也有不同。M超的探頭是固定不變的，而B超的探頭是連續(xù)移動(dòng)的或是發(fā)射的超聲波束不斷變動(dòng)發(fā)射方向。前者分為手動(dòng)掃描和機(jī)械掃描，后者為電子掃描。M超顯示的是組織邊界的超聲心動(dòng)圖像，如要使顯示器上圖跡的位置和病人體內(nèi)某個(gè)二維平面中產(chǎn)生回波的結(jié)構(gòu)位置一一對應(yīng)，就能產(chǎn)生體內(nèi)軟組織的斷層圖像。而B超顯示的正是探頭移動(dòng)線和聲束方向構(gòu)成的平面上人體組織的二維斷層圖像，即超聲影像圖。本文檔共37頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分超聲影像圖

本文檔共37頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分按掃描方式分類，B超已經(jīng)發(fā)展了四代，包括手動(dòng)直線掃描、機(jī)械掃描、電子直線掃描和電子扇形掃描。1.手動(dòng)直線掃描由醫(yī)務(wù)人員掌握探頭的移動(dòng)方向，探頭的直線移動(dòng)導(dǎo)致顯示器在X方向上出現(xiàn)與之對應(yīng)的光點(diǎn)，Y軸仍為深度軸，回波幅度由圖像輝度表示。圖像就是探頭移動(dòng)所經(jīng)過直線方向上的二維切面圖，但只能用于觀察靜止的臟器（如肝臟等），此種儀器現(xiàn)已淘汰。本文檔共37頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分2.機(jī)械掃描機(jī)械掃描是由電機(jī)帶動(dòng)探頭作直線移動(dòng)、往復(fù)擺動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生機(jī)械直線掃描、機(jī)械扇形掃描和機(jī)械圓形掃描三種掃描圖像。其中，直線掃描多用于腹部疾病診斷；扇形掃描適用于心臟和腹部；圓形掃描時(shí)，將探頭置于人體體腔（如食道、胃腸、陰道及泌尿道等）或血管內(nèi)，從而獲得某個(gè)腔道的圓周掃描斷層圖像。本文檔共37頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分腔內(nèi)超聲可以避開胸腹壁、肺組織和腸道內(nèi)氣體等結(jié)構(gòu)對成像的干擾，近距離觀察器官和組織。最新的血管內(nèi)超聲技術(shù)是將小型超聲換能器安裝于心導(dǎo)管頂端，在血管內(nèi)發(fā)射并接收高頻超聲信號，進(jìn)行血管成像，對冠狀動(dòng)脈病變進(jìn)行研究。近期推出的心腔內(nèi)超聲的探頭管體纖細(xì)柔軟，可經(jīng)周圍靜脈插入右心系統(tǒng)，并且發(fā)射頻率高，圖像清晰，時(shí)相和方位分辨力很好，對觀察心內(nèi)結(jié)構(gòu)和活動(dòng)情況及輔助穿刺定位等有較高價(jià)值。本文檔共37頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分3.電子直線掃描與機(jī)械掃描不同，電子掃描儀的探頭是由許多小換能器（小探頭）排列而成，每個(gè)小探頭稱為陣元，各陣元的距離相等。用電子開關(guān)按一定時(shí)序激勵(lì)各陣元組發(fā)射與接收超聲脈沖，回波信號經(jīng)處理后，到達(dá)CRT顯示器進(jìn)行輝度調(diào)制，掃描過程中探頭靜止不動(dòng)，而超聲波束的發(fā)射與接收是沿一定方向勻速移動(dòng)的，移動(dòng)線和聲束方向構(gòu)成的斷面就是所得圖像。在探頭長度一定的情況下，圖像的質(zhì)量主要決定于陣元的數(shù)量。陣元的數(shù)量越多，垂直掃描線就越多，圖像就越清晰，有的探頭可包括256個(gè)小探頭。本文檔共37頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分電子直線掃描

電子直線掃描原理框圖

本文檔共37頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分4.電子扇形掃描（電子相控陣扇形掃描）如果對探頭各陣元加上依次延遲一定時(shí)間的激勵(lì)脈沖，則各陣元所產(chǎn)生的脈沖也相應(yīng)延遲，這樣，總的疊加波束方向出現(xiàn)相位改變而產(chǎn)生扇形圖像。此種探頭體積小，無噪聲和振動(dòng)，壽命比較長，但價(jià)格相對較高。本文檔共37頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分為了提高檢測功能和圖像質(zhì)量，B超中應(yīng)用了許多先進(jìn)的技術(shù)。應(yīng)用數(shù)字圖像技術(shù)，可以隨時(shí)凍結(jié)超聲斷層圖像并進(jìn)行觀察、分析、測量及拍照等，還可以將有意義的圖像存儲下來；應(yīng)用數(shù)字掃描技術(shù)，可以使用電視監(jiān)視器顯示圖像與文字；采用電子聚焦、聲聚焦和動(dòng)態(tài)聚焦可變孔技術(shù)，能使圖像分辨率提高，可達(dá)到2mm?？傊?，通過B超的圖像能較清晰地觀察到人體多種器官的動(dòng)態(tài)變化，是心臟、腹部器官、婦產(chǎn)科臨床診斷的首選輔助工具。本文檔共37頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分3.4超聲多普勒血流儀、

成像儀與彩超超聲如同聲音一樣，以確定的速度通過介質(zhì)，當(dāng)遇到兩種不同介質(zhì)的分界面時(shí)就能發(fā)生反射和折射。當(dāng)反射邊界固定不變時(shí)，反射波的頻率等于入射波的頻率，但當(dāng)反射邊界朝向聲源移動(dòng)時(shí)，反射超聲波的波長就被壓縮，反之被拉伸。而超聲波在傳輸介質(zhì)中的速度是恒定的，因此根據(jù)公式c=λf，超聲波波長的變化導(dǎo)致了頻率的移動(dòng)，此現(xiàn)象被稱為多普勒效應(yīng)。本文檔共37頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分頻率偏移的大小見公式：其中C為聲速，f為超聲波傳播速度，V為物體的運(yùn)動(dòng)速度，為聲速與物體運(yùn)動(dòng)方向的夾角。從式中可以看到，多普勒頻偏與物體運(yùn)動(dòng)的速度成正比，如果用電子學(xué)的方法檢測出多普勒頻偏，就能夠得出運(yùn)動(dòng)器官或血流的運(yùn)動(dòng)速度，而超聲多普勒頻偏的正負(fù)可以反映出運(yùn)動(dòng)的方向。所以利用由運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)反射回來的超聲波束的多普勒頻移來提供人體器官或物體（如心臟壁和血液）的運(yùn)動(dòng)速度信息的超聲多普勒方法已被廣泛應(yīng)用于人體運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)的臨床診斷中，并且具有相當(dāng)高的診斷價(jià)值。本文檔共37頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分脈沖超聲多普勒血流儀框圖本文檔共37頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分目前應(yīng)用的超聲多普勒胎心率監(jiān)護(hù)儀和超聲多普勒血流儀正是根據(jù)上述原理設(shè)計(jì)的。其中超聲波發(fā)射又可分為連續(xù)波和脈沖波兩種。用連續(xù)多普勒儀器構(gòu)成的血管二維掃描基本上是一個(gè)平面圖，它代表血管在皮膚上的投影。連續(xù)波多普勒儀器成像原理框圖本文檔共37頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分脈沖超聲多普勒血流儀的采樣距離、采樣體積都可以調(diào)節(jié)，所以可以得到某一深度某一范圍內(nèi)的血流信息，既能顯示被測血流的深度，又能產(chǎn)生血管腔的橫斷面像和縱斷面像。顯示方式有波形顯示和動(dòng)態(tài)聲譜圖顯示。波形顯示有正向血流、反向血流和正反向血流，幅度代表速度大小，水平方向代表時(shí)間。還可監(jiān)聽多普勒血流聲，聲調(diào)高表示血流速度快，聲調(diào)低表示血流速度慢。本文檔共37頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分

多功能超聲診斷儀一般具有B型、M型及多普勒三種功能，它以B型圖像進(jìn)行定位，可以精確測得心臟內(nèi)某一位置的血流頻譜圖，對診斷心臟疾病有重大意義。血流彩色顯示超聲波診斷裝置，不僅能顯示血流頻譜圖，還能以偽彩色（紅色代表正向血流，藍(lán)色代表反向血流）顯示的二維彩色血流圖像，迭加在黑白的B型圖像上，簡稱為“彩超”，大大提高了臨床診斷的水平。本文檔共37頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分由于脈沖超聲多普勒血流儀可以得到不同深度的信息，因而可得到血流速度在血管（或心臟）內(nèi)的分布，臨產(chǎn)上可診斷血管斑塊是否形成，血管是否阻斷，并可制成多普勒成像儀，可顯示血管（或心臟）的二維截面像，如圖，并以偽彩色代表血流的大小和方向。超聲多普勒血管截面成像本文檔共37頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分3.5超聲三維成像系統(tǒng)

（超聲CT）在醫(yī)學(xué)臨床影像診斷中，僅通過觀察二維切片圖像，很難準(zhǔn)確確定病變體的空間位置、大小、幾何形狀和與周圍生物組織的關(guān)系。本世紀(jì)七十年代由計(jì)算機(jī)控制的超聲CT技術(shù)開始興起，將超聲診斷水平提高到一個(gè)新的高度，并有助于分子生物學(xué)和生物物理學(xué)的發(fā)展。近十幾年隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，推動(dòng)了三維超聲成像技術(shù)的研究和應(yīng)用。本文檔共37頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分超聲計(jì)算機(jī)斷層成像

機(jī)械掃描系統(tǒng)框圖本文檔共37頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期日\10點(diǎn)49分

德國SIEMENS公司推出超聲三維成像系統(tǒng)（超聲CT）。它由一個(gè)特殊的TEE（經(jīng)食道超聲心動(dòng)圖）探頭、相控陣彩色血流成像系統(tǒng)及一個(gè)高性能的圖像處理系統(tǒng)三部分組成。應(yīng)用TEE探頭經(jīng)食道，在心電同步觸發(fā)下，對心動(dòng)周期中每一時(shí)相完成256個(gè)平行的扇形切面，全部圖像數(shù)據(jù)（包括彩色血流數(shù)據(jù)）保存在圖像存儲器中，整個(gè)圖像采集工作僅需幾分鐘就可完成。所得圖像數(shù)據(jù)不但保持了TEE高質(zhì)量圖像的特點(diǎn)，而且類似于計(jì)算機(jī)斷層攝影技術(shù)（CT），操作者可選擇任一斷面方位借助計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)重建圖像，實(shí)時(shí)動(dòng)