B超-彩超仪器中目前所配超声探头的用途、外形、结构、工作

牛凤岐

B超-彩超仪器中目前所配超声探头的用途、外形、结构、工作方式和图像特征
(对计量论坛中相关提问的答复，请下载阅读，不清再问)—牛凤岐，2009-4-12

一.机械扇(形)扫(描)探头
1.用途：早期通用于腹部和心脏超声检查，现几乎仅用于眼科A/B超。
2.外形：手持柄部为圆柱形，接触人体的部分为半球形。为表示其内换能器扫描方向，往往将球冠两侧切成较浅的平台。因有电机机械驱动，会有不同程度的震动感和噪声。
3.结构：端部为一用透声塑料制成的充油腔体，其内为一个或多个（不超过三个）单元式超声换能器；柄内为驱动机构。
4.工作方式：采用一个单元式换能器时，系由电机驱动其作机械摆动，使声束扫描而成平面，从而实现超声波束对耦合位置下方组织、器官的发射和接收，采集、处理回波信号，并以图像形式显示扫描平面内的生理结构。采用三个单元式换能器时，则由电机驱动绕轴旋转，轮流发射-接收超声波，其声线更均匀，但造价更高，故很少采用。
5.图像特征：稍有缺损的扇形，缺损表现为无“扇轴”部分。
6．关于环阵：是最高档的机械扇扫探头，其晶片被切割成若干同心圆，按照阵列方式工作实现多点聚焦，因制造复杂、价格较贵且已有更先进探头，很少使用。
二．平面线阵
1.用途：凸阵出现之前，是腹部检查的主力，频率大多为3.5MHz；凸阵出现并成为腹部检查主力后，主要用于小器官和表浅组织检查，频率一般在5MHz~7.5MHz(甚至9MHz)。
2.外形：几乎均为长方形，其长边为辐射面(晶片)长边方向。
3.结构：与人体耦合的一面为其核心部分，表层为声透镜，向里依次为匹配层(几乎均为两层)、压电晶片、背衬，壳内大多有前放电路，外壳为塑料铸塑，内有电屏蔽层。压电晶片不是整片，而是被切割成数十至数百个小窄条，称为阵元，阵元间以吸声较强的橡胶相隔。
在普通的一维探头中，沿晶片短边方向不作切割；但在1.25、1.5、1.75维探头中，沿晶片短边方向也切成若干条，也有电子聚焦。
4.工作方式：以多个(一般是10个)阵元为一组发射和接收超声波束，通过递推错位组合和电子开关切换，实现声束沿晶片长边方向的扫描，利用人眼的“视觉暂留”特性，看似所有阵元都在发射和接收，由声线构成扫描平面。
5.图像特征：图像均为矩形，其中显示的是耦合位置下方组织和器官的解剖结构。
三．凸阵
1．用途：R(晶片曲率半径)在30mm以上者，用于腹部检查；小R(10~20mm，医生们多称微凸)者用于心脏检查。
2．外形：辐射面(与人体的耦合面)为向外凸出的弧形，R指其曲率半径(具体取法见我在2009年第2期《中国计量》上的文章)。
3．结构：从表层声透镜至内部结构均与线阵相同，差别仅在晶片形状。
4．工作方式：工作方式与线阵相同。
5．图像特征：因阵元呈弧形分布，致使图像成为扇形，目的在扩大中远区视野。该扇形的特征是“无扇骨部分，只有扇面”。
四．相控阵
1．用途：用于彩超中作心血管彩色血流成像，因该图像是镶嵌(叠加)在解剖结构的灰阶图像上的，故黑白、彩色图像及多普勒频谱是利用该同一探头的不同工作模式获得。
2．外形：其外形很像是辐射面接近正方形的平面线阵。
3．结构：从表层的声透镜至内部结构均与线阵相似。
4．工作方式：在灰阶成像和脉冲多普勒彩色血流成像中，其所有阵元同时参与声束发射和接收。在连续波频谱多普勒工作模式中，是半数并联发射，另半数并联接收。与线阵、凸阵只有电子聚焦中采用延迟线不同，相控阵有两组延迟线，一组负责多段电子聚焦，另一组负责波束方向偏转(类似汽车的方向盘和舰船的舵)，从而实现声束的扇形扫描，故称电子扇扫。
5．图像特征：图像呈扇形，突出特征是“无缺损”。
五．彩超中彩色血流成像所用探头
    相控阵、凸阵、线阵乃至机械扇扫探头都能实现脉冲多普勒彩色血流成像和获得脉冲多普勒频谱，但只有相控阵能够获得连续波多普勒频谱，从而实现对高速(超过奈奎斯特极限)血流信号的检出和测量。

牛凤岐

乔浩同志：
    您好！非常感谢您将“十年之后议规程—复习JJG639—1998”一文收入“重点资料”供大家参考。如您所见，“声学计量”栏目中还有我所写的关于超声探头的一篇短文，希望能与上文放在一起，因二者内容密不可分。从许多渠道发现，虽然规程执行已达十年，但一些检定员至今分不清探头种类、特征，该短文就是为此而写。                 牛凤岐                 2009—04-26

mjh4088

精华啊，值得学习

zhaoxiaochen01

有用，谢谢！！

奇开得胜

感谢牛教授

美味小马儿

谢谢老师 已学习谢谢老师 已学习谢谢老师 已学习