㈠ 超聲診斷儀類型有哪些
超聲醫學影像設備根據其原理、任務和設備體系等,可以劃分為很多類型。
1.以獲取信息的空間分類
(1)一維信息設備 如A型、M型、D型。
(2)二維信息設備 如扇形掃查B型、線性掃侍和虧查B型、凸陣掃查B型等。
(3)三維信息設備 即立體超聲設備。
2.按超聲波形分類
(1)連續波超聲設備 如連續波超聲多譜勒血流儀。
(2)脈沖波超聲設備 如A型、M型、B型超聲診斷儀。
3.按利用的物理特性分類
(1)回波式超聲診斷儀 如A型、M型、B型、D型等。
(2)透射式超聲診斷儀 如超聲顯微鏡及超聲全息成像系統。
4.按醫學超聲設備體系分類
(1)A型超聲診斷儀 將產生超聲脈沖的換能器置於人體表面某一點上,聲束射入體內,由組織界面返回的信號幅值,顯示於屏幕上,屏幕的橫坐標表示超聲波的傳播時間,即探測深度,縱坐標則表示回波脈沖的幅度(amplitude),故稱A型。
(2)M型超聲診斷儀 將A型方法獲取的回波信息,用亮度調制方法,加於CRT陰極(或柵極)上,並在時間軸上加以展開,可獲得界面運動(motion)的軌跡圖,尤其適合於心臟等運動器官的檢查。
(3)B型超聲診斷儀 又稱B型超聲斷面顯像儀,它用回波脈沖的幅度調制顯示器亮度,而顯示器的橫坐標和縱坐標則與聲速掃描的位置一一對應,從而形成一幅幅亮度(brightness)調制的超聲斷面影像。故稱B型。B型超聲診斷儀又可分為如下幾類:①扇形掃描B型超聲診斷儀----包括高速機械扇形掃描、凸陣扇形掃描、相控陣扇形掃描等;②線性掃描B型超聲診斷儀;③復合式B型超聲診斷儀----它包括線性掃描與扇形掃描的復合以及A型、B型、D型等工作方式的復合,極大地增強了B型超聲設備的功能。
(4)D型超聲多普勒診斷儀 利用多普勒效應,檢測出人體內運動組織的信息,多普勒檢測法又有連續波多普勒(CW)和脈沖多普勒(PW)之分。
(5)C型和F型超聲成像儀 C型探頭移動及其同步掃描呈「Z」字形,顯示的聲像圖與聲束的方向垂直,即相當於X線斷層像,F型是C型的一種曲面形式,由多個切面像構成一個曲面像,近似三維圖像。
(6)超聲全息診斷儀 它沿引於光全息概念,應用兩束超聲波的干涉和衍射來獲取超聲波振幅和相位的信息,並用激光進行重現出振幅和相位。
(7)超棚跡聲CT 超聲CT是X-CT理論的移植和發展,用超聲波束代替X射線,並由透射數據進行如同X-CT那樣的影像重建,就成為超聲CT,其優點:①無放射線損傷;②能得到與X-CT及其它超聲方法不同形式的診斷信息。
總之,隨著醫學進步和超聲技術的發展,多種新型的醫用超聲設備將不斷涌現。
一、A型超聲回波顯示
A型超聲診斷儀因其回聲顯示採用幅度調制(amplitude molation)而得名。A型顯示是超聲診斷儀最基本的一種顯示方式,即在陰極射線管(CRT)熒光屏上,以橫坐標代表被探測物體的深度,縱坐標代表回波脈沖的幅度,故由探頭(換能器)定點發射獲得回波所在的位置可測得人體臟器的厚度、病灶在人體組織中的深度老神以及病灶的大小。根據回波的其他一些特徵,如波幅和波密度等,還可在一定程度上對病灶進行定性分析。
A型超聲診斷儀適應於醫學各科的檢查,從人的腦部直至體內臟器。其中應用最多的是對肝、膽、脾、腎、子宮的檢查。對眼科的一些疾病,尤其是對眼內異物,用A型超聲診斷儀比X線透視檢查更為方便准確。在婦產科方面,對於婦女妊娠的檢查以及子宮腫塊的檢查,也都比較准確和方便。
由於A型顯示的回波圖,只能反映局部組織的回波信息,不能獲得在臨床診斷上需要的解剖圖形,且診斷的准確性與操作醫師的識圖經驗關系很大,因此其應用價值已漸見低落,即使在國內,A型超聲診斷儀也很少生產和使用了。
? 二、M型超聲顯示
M型超聲成像診斷儀適用於對運動臟器,如心臟的探查。由於其顯示的影像是由運動回波信號對顯示器掃描線實行輝度調制,並按時間順序展開而獲得一維空間多點運動時序(motion-time)圖,故稱之為M型超聲成像診斷儀,其所得的圖像也叫作超聲心動圖。
M型超聲診斷儀發射和接收工作原理參見圖7-12(a),與A型有些相似,不同的是其顯示方式。對於運動臟器,由於各界面反射回波的位置及信號大小是隨時間而變化的,如果仍用幅度調制的A型顯示方式進行顯示,所顯示波形會隨時間而改變,得不到穩定的波形圖。因此,M型超聲診斷儀採用輝度調制的方法,使深度方向所有界面反射回波,用亮點形式在顯示器垂直掃描線上顯示出來,隨著臟器的運動,垂直掃描線上的各點將發生位置上的變動,定時地采樣這些回波並使之按時間先後逐行在屏上顯示出來。圖7-12(b)為一幅心臟博動時測定,所獲得心臟內各反射界面的活動曲線圖。可以看出,由於臟器的運動變化,活動曲線的間隔亦隨之發生變化,如果臟器中某一界面是靜止的,活動曲線將變為水平直線。
M型超聲診斷儀對人體中的運動臟器,如心臟、胎兒胎心、動脈血管等功能的檢查具有優勢,並可進行多種心功能參數的測量,如心臟瓣膜的運動速度、加速度等。但M型顯示仍不能獲得解剖圖像,它不適用於對靜態臟器的診查。
三、B型超聲成像顯示
為了獲得人體組織和臟器解剖影像,繼A型超聲診斷儀應用於臨床之後,B型、P型、BP型、C型和F型超聲成像儀又先後問世,由於它們的一個共同特點是實現了對人體組織和臟器的斷層顯示,通常將這類儀器稱為超聲斷層掃描診斷儀。
雖然B型超聲成像診斷儀因其成像方式採用輝度調制(brightness molation)而得名,其影像所顯示的卻是人體組織或臟器的二維超聲斷層圖(或稱剖面圖),對於運動臟器,還可實現實時動態顯示,所以,B型超聲成像儀與A型、M型超聲診斷儀在結構原理上都有較大的不同。
B型超聲成像儀和M型一樣採用輝度調制方式顯示深度方向所有界面反射回波,但探頭發射的超聲聲束在水平方向上卻是以快速電子掃描的方法(相當於快速等間隔改變A超探頭在人體上的位置),逐次獲得不同位置的深度方向所有界面的反射回波,當一幀掃描完成,便可得到一幅由超聲聲束掃描方向決定的垂直平面二維超聲斷層影像,稱之為線形掃描斷層影像。也可以通過改變探頭的角度(機械的或者電子的方法),從而使超聲波束指向方位快速變化,使每隔一定小角度,被探測方向不同深度所有界面的反射回波,都以亮點的形式顯示在對應的掃描線上,便可形成一幅由探頭擺動方向決定的垂直扇面二維超聲斷影像,稱之為扇形掃描斷層影像。
如果以上提到的2種超聲影像,其獲取回波信息的波束掃描速度相當快,便可以滿足對運動臟器的穩定取樣,因而,連續不斷地掃描,便可以實現實時動態顯示,觀察運動性臟器的動態情況。
線掃式斷層B型超聲波診斷儀適用於觀察腹部臟器,如對肝、膽、脾、腎、子宮的檢查,而扇掃斷層B型超聲波診斷儀適用於對心臟的檢查。現代B型超聲波診斷儀通常同時具備以上2種探查功能,通過配用不同的超聲探頭,方便地進行轉換。圖7-13顯示2種超聲斷層影像。
四、D型超聲成像顯示
D型超聲成像診斷儀也即超聲多普勒診斷儀,它是利用聲學多普勒原理,對運動中的臟器和血液所反射回波的多普勒頻移信號進行檢測並處理,轉換成聲音、波形、色彩和輝度等信號,從而顯示出人體內部器官的運動狀態。超聲多普勒診斷儀主要分為3種類型:即連續式超聲多普勒(continuous wave Doppler)成像診斷儀、脈沖式超聲多普勒(pulsed wave Doppler)成像診斷儀及實時二維彩色超聲多普勒血流成像(color Doppler flow image)診斷儀。
連續式超聲多普勒成像儀被最早應用。它是由探頭中的一個換能器發射出某一頻率的連續超聲波信號,當聲波遇到運動目標血流中的紅細胞群,則反射回來的信號已是變化了頻率的超聲波。探頭內的另外一個換能器將其檢測出來轉成電信號後送入主機,經高頻放大後與原來的發射頻率電信號進行混頻、解調,取出差頻信號根據處理和顯示方式的不同,可轉換成聲音、波形或血流圖以供診斷。這種方式由於難以測定距離,不能確定器官組織的位置,給應用診斷造成諸多不便。
脈沖式超聲多普勒成像儀是以斷續方式發射超聲波信號,因此稱為脈沖式。它由門控制電路來控制發射信號的產生和選通回聲信號的接收與放大,藉助截取回聲信號的時間段來選擇測定距離,鑒別器官組織的位置。由於發射和接收的信號為脈沖式,就可以由探頭內的一個換能器來完成發射和接收雙重任務,這對於簡化探頭機械結構,避免收、發信號之間的不良藕合,提高影像質量都是十分有益的。隨著脈沖多普勒技術、方向性探測、頻譜處理和計算機編碼技術的採用及發展,超聲多普勒診斷儀不僅能夠對距離進行分辨,又能判定血流的方向和速度,以多種形式提供診斷信息給醫生,使其測量水平由定性邁向定量。
實時二維彩色超聲多普勒血流成像診斷儀是80年代後期心血管超聲多普勒診斷領域中的最新科技成果。它將脈沖多普勒技術與二維(B型)實時超聲成像和M型超聲心動圖結合起來,在直觀的二維斷面實時影像上,同時顯現血流方向和相對速度,提供心血管系統在時間和空間上的信息。進而通過計算機的數字化技術和影像處理技術,使其在影像診斷儀器的構架上兼具了生理監測的功能,提供諸如血流速度、容積、流量、加速度、血管徑、動脈指數等極具價值的信息;這就是俗稱的「彩超」或「彩色多普勒」。
㈡ 超聲成像簡介
chāo shēng chéng xiàng
USG
超聲是超過正常人耳能聽到的聲波,頻率在20000赫茲(Hertz,Hz)以上。超聲檢查是利用超聲的物理特性和人體器官組織聲學性質上的差異,以波形、曲線或圖像的形式顯示和記錄,藉以進行疾病診斷的檢查方法。40年代初就已探索利用超聲檢查人體,50年代已研究、使用超聲使器官構成超聲層面圖像,70年代初又發展了實時超聲技術,可觀察心臟及胎兒活動。超聲診斷由於設備不似CT或MRI設備那樣昂貴,可獲得器官的任意斷面圖像,還可觀察運動器官的活動情況,成像快,診斷及時,無痛苦與危險,屬於非損傷性檢查,因之,在臨床上應用已普及,是醫學影像學中的重要組成部分。不足之處在於圖像的對比分辨力和空間分辨力不如CT和MRI高。本文只介紹灰階超聲成像(grey scale ultrasonic tomography)。
超聲成像是利用超聲聲束掃描人體,通過對反射信號的接收、處理,以獲得體內器官的圖象。常用的超聲儀器有多種:A型(幅度調制型)是以波幅的高低表示反射信號的強弱,顯示的是一種「回聲圖」。M型(光點掃描型)是以垂直方向代表從淺至深的空間位置,水平方向代表時間,顯示為光點在不同時間的運動曲線圖。以上兩型均為一維顯示,應用范圍有限。B型(輝度調制型)即超聲切面成象儀,簡稱「B超」。是以亮度不同的光點表示接收信號的強弱,在探頭沿水平位置移動時,顯示屏上的光點也沿水平方向同步移動,將光點軌跡連成超聲聲束所掃描的切面圖,為二維成象。由於B型超聲圖象清晰、直觀,層次感強,故在臨床廣為應用。至於D型是根據超聲多普勒原理製成.C型則用近似電視的掃描方式,顯示出垂直於聲束的橫切面聲象圖。近年來,超聲成象技術不斷發展,如灰階顯示和彩色顯示、實時成象、超聲全息攝影、穿透式超聲成像、超聲計並機斷層圾影、三維成象、體腔內超聲成像等。
超聲成像方法常用來判斷臟器的位置、大小、形態,確定病灶的范圍和物理性質,提供一些腺體組織的解剖圖,鑒別胎兒的正常與異常,在眼科、婦產科及心血管系統、消化系統、泌尿系統的應用十分廣泛。目前超聲成象技術在中醫領域也得到應用,如利用多普勒血流計探測各種脈象的血流情況。從而為脈象的客觀化、定量化提供指標;超聲成像也可用來進行中醫證的客觀化研究。
超聲是機械波,由物體機械振動產生。具有波長、頻率和傳播速度等物理量。用於醫學上的超聲頻率為2.5~10MHz,常用的是2.5~5MHz。超聲需在介質中傳播,其速度因介質不同而異,在固體中最快,液體中次之,氣體中最慢。在人體軟組織中約為150m/s。介質有一定的聲阻抗,聲阻抗等於該介質密度與超聲速度的乘積。
超聲在介質中以直線傳播,有良好的指向性.這是可以用超聲對人體器官進行探測的基礎。當超聲傳經兩種聲阻抗不同相鄰介質的界面時其聲阻抗差大於0.1%,而界面又明顯大於波長,即大界面時,則發生反射,一部分聲能在界面後方的相鄰介質中產生折射,超聲繼續傳播,遇到另一個界面再產生反射,直至聲能耗竭。反射回來的超聲為回聲。聲阻抗差越大,則反射越強,如果界面比波長小,即小界面時,則發生散射。超聲在介質中傳播還發生衰減,即振幅與強度減小。衰減與介質的衰減系數成正比,與距離平方成反比,還與介質的吸收及散射有關。超聲還有多普勒應(Doppler effect),活動的界面對聲源作相對運動可改變反射回聲的回率。這種效應使超聲能探查心臟活動和胎兒活動以及血流狀態。
人體結構對超聲而言是一個復雜的介質,各種器官與組織,包括病理組織有它特定的聲阻抗(表141)和衰減特性。因而構成聲阻抗上的差別和衰減上的差異。超聲射入體內,由表面到深部,將經過不同聲阻抗和不同衰減特性的器官與組織,從而產生不同的反射與衰減。這種不同的反射與衰減是構成超聲圖像的基礎。將接收到的回聲,根據回聲強弱,用明暗不同的光點依次顯示在影屏上,則可顯出人體的斷面超聲圖像,稱這為聲像圖(sonogram或echogram)。
表141人體不同介質的聲速與聲阻抗
介質 密度(g/cm3) 超聲縱波速度(m/s) 特徵阻抗(105R*) 測試頻率(MHz) 空氣 0.001293 332 0.000429 2.9 水 0.9934 1523 1.513 2.9 血液 1.055 1570 1.656 1.0 軟組織 1.016 1500 1.524 1.0 肌肉 1.074 1568 1.684 1.0 骨 1.658 3860 5.571 1.0 脂肪 0.955 1476 1.410 1.0 肝 1.050 1570 1.648 1.0*R(Rayls)1kg/m2.s
人體器官表面有被膜包繞,被膜同其下方組織的聲阻抗差大,形成良好界面反射,聲象圖上出現完整而清晰的周邊回聲,從而顯出器官的輪廓。根據周邊回聲能判斷器官的形狀與大小。
超聲經過不同正常器官或病變的內部,其內部回聲可以是無回聲、低回聲或不同程度的強回聲。
無回聲:是超聲經過的區域沒有反射,成為無回聲的暗區(黑影),可能由下述情況造成:①液性暗區:均質的液體,聲阻抗無差別或差很小,不構成反射界面,形成液性暗區,如血液、膽汁、尿和羊水等。這樣,血管、膽囊、膀胱和羊膜腔等即呈液性暗區。病理情、況下,如胸腔積液、心包積液、腹水、膿液、腎盂積水以及含液體的囊性腫物及包蟲囊腫等也呈液性暗區,成為良好透聲區。在暗區下方常見回聲增強,出現亮的光帶(白影)。②衰減暗區:腫瘤,如巨塊型癌,由於腫瘤對超聲的吸收,造成明顯衰減,而沒有回聲,出現衰減暗區。③實質暗區:均質的實質,聲阻抗差別小,可出現無回聲暗區。腎實質、脾等正常組織和腎癌及透明性變等病變組織可表現為實質暗區。
低回聲:實質器官如肝,內部回聲為分布均勻的點狀回聲,在發生急性炎症,出現滲出時,其聲阻抗比正常組織小,透聲增高,而出現低回聲區(灰影)。
強回聲:可以是較強回聲、強回聲和極強回聲。①較強回聲:實質器官內組織緻密或血管增多的腫瘤,聲阻抗差別大,反射界面增多,使局部回聲增強,呈密集的光點或光團(灰白影),如癌、肌瘤及血管瘤等。②強回聲:介質內部結構緻密,與鄰近的軟組織或液體有明顯的聲阻抗差,引起強反射。例如骨質、結石、鈣化,可出現帶狀或塊狀強回聲區(白影),由於透聲差,下方聲能衰減,而出現無回聲暗區,即聲影(acoustic shadow)。③極強回聲:含氣器官如肺、充氣的胃腸,因與鄰近軟組織之聲阻抗差別極大,聲能幾乎全部被反射回來,不能透射,而出現極強的光帶。
超聲設備類型較多。早期應用幅度調制型(amplitude mode),即A型超聲,以波幅變化反映回波情況。灰度調制型(brightness mode),即B型超聲,系以明暗不同的光點反映回聲變化,在影屏上顯示9~64個等級灰度的圖像,強回聲光點明亮,弱回聲光點黑暗。
根據成像方法的不同,分為靜態成像和動態成像或實時成像(real timeimagimg)兩種。前者獲得靜態聲像圖,圖像展示範圍較廣,影像較清晰,但檢查時間長,應用少,後者可在短時間內獲得多幀圖像(20~40幀/s)故可觀察器官的動態變化,但圖像展示範圍小,影像稍欠清晰。
超聲設備主要由超聲換能器即探頭(probe)和發射與接收、顯示與記錄以及電源等部分組成(圖141)。
圖141脈沖回聲式超聲設備基本結構示意圖
換能器是電聲換能器,由壓電晶體構成,完成超聲的發生和回聲的接收,其性能影響靈敏度、分辨力和偽影干擾等。B型超聲設備多用脈沖回聲式。電子線陣式多探頭行方形掃描,電子相控陣式探頭行扇形掃描(圖142)。為了藉助聲像圖指導穿剌,還有穿剌式探頭。
圖142實時掃查探頭
a.電子線陣式b.電子相控陣式
探頭性能分3.0、3.5、5.8MHz等。兆赫越大,其通透性能越小。根據檢查部位選用合適的探頭。例如眼的掃描用8MHz探頭,而盆腔掃描,則選用3.0MHz探頭。一個超聲設備可配備幾個不同性能的探頭備選用。
顯示器用陰極射線管,記錄可用多幀照相機和錄像機等。
聲像圖是以明(白)暗(黑)之間不同的灰度來反映回聲之有無和強弱,無回聲則為暗區(黑影),強回聲則為亮區(白影)。
聲像圖是層面圖像。改變探頭位置可得任意方位的聲象圖,並可觀察活動器官的運動情況。但圖像展示的范圍不像X線、CT或MRI圖像那樣大和清楚。
超聲探查多用仰卧位,但也可用側卧位等其他 *** 。探查過程中可變更 *** 。
切面方位可用橫切、縱切或斜切面。
患者採取適宜 *** ,露出皮膚,塗耦合劑,以排出探頭與皮膚間的空氣,探頭緊貼皮膚掃描,掃描中觀察圖像,必要時凍結,即停幀,行細致觀察,作好記錄,並攝片或錄像。
應注意器官的大小、形狀、周邊回聲,尤其是後壁回聲、內部回聲、活動狀態、器官與鄰近器官的關系及活動度等。
觀察聲像圖時,首先應了解切面方位,以便於認清所包括的解剖結構。注意周邊回聲,包括器官和較大腫塊的邊緣回聲,藉此可觀察其大小、形狀、位置與活動情況。應用游標可測量其徑線、面積或體積,判斷是否增大或縮小;有無局部膨隆;有無移位,活動如何等。要觀察器官與較大腫塊的內部回聲,包括回聲的強弱、多少、分布和回聲周圍情況(例如有無聲影)等。因為它可反映組織結構的內部性質。還應注意鄰近器官的改變,包括受壓移位或浸潤破壞等。器官彌漫性病變依器官大小、形狀和內部回聲的改變進行診斷,較為困難,器官內佔位病變則依靠局限性內部回聲異常作診斷,較易發現。
將所得聲像圖的改變進行綜合判斷。如為局部病變,則應確定病變的位置(例如位於某一器官的哪一部位);病變的大小、數目;病變的物理性質,是液性、實質性、含氣性或混合性;病理性質,是炎性或腫瘤性,良性或惡性,原發還是轉移,是癌還是肉瘤等。
聲像圖對發現病變、確定病變位置和大小較易,確定病變為液性、實質性或含氣性也較為可靠。鑒別是良性或惡性也有可能、例如良性病變的周邊回聲清楚,邊緣光滑,內部回聲均勻,衰減不明顯,而惡性病變則周邊回聲不清,邊緣不光滑,輪廓不規則,內部回聲不均勻,出血壞死區可無回聲,而衰減也較為明顯。
超聲對心、腹部和盆部器官包括妊娠的檢查應用較多。如對肝癌、肝血管瘤、肝膿腫、肝硬化、膽囊結石與腫瘤、胰腺及脾的疾病、腹水的診斷;腎、膀胱、前列腺、腎上腺、子宮、卵巢的檢查;眼、甲狀腺及乳腺的檢查;妊娠的診斷,胎位、胎盤的定位,多胎、死胎、胎兒畸形及葡萄胎的判定等都有相當的價值(圖143)。
圖143 聲像圖
a.正常子宮(↓) b.卵巢皮樣囊腫(↓) c.妊娠(↓)d.胎頭光環(↓) e.子宮前壁胎盤(↓)f.前置胎盤(↑為子宮內口) BL.膀胱 UT.子宮 C.囊腫 P.胎盤 AM.羊水FA.胎兒
㈢ 怎麼檢測到超聲波,有什麼儀器可以檢測到超聲波存在嗎
超聲波清洗機作為工業重要清洗設備,其清洗效率和清洗效果成為人們重點關注之事。如果工件清洗效果不佳,將影響工件的二次加工,因此,人們需研究出可監控超聲波清洗機清洗效果的方法,確保工件清洗效果良好。根據我國專家的研究,可採用毛玻璃片法、鋁箔測試法和超聲能量瓶檢測法檢測工件的清洗效果。

在運用鋁箔測試法監測超聲波清洗機清洗效果時發現,10μm的鋁箔紙在測試時受損較為嚴重,無法判斷清洗效果,而其他厚度的鋁箔測試的合格率差距相對較小。通過監測試驗發現,厚度超過20μm的鋁箔紙作為檢測工具時,清洗效果更加明顯,監測起來也更加方便。運用毛玻璃片或超聲能量瓶監測超聲波清洗機清洗效果時發現,監測物品大小並不影響監測效果,但放置的位置會有一定影響。為了確保監測的准確性,需要分別根據清洗時間、清洗溫度和清洗頻率設計不同的試驗組,且每組的試驗數量都達到相關要求。
人們同時使用三種方法監測超聲波清洗機清洗效果時發現,鋁箔測試法和超聲能量瓶檢測法的監測合格率明顯低於毛玻璃片法,監測的結果更為准確。由此可見,鋁箔測試法和超聲能量瓶檢測法更加適合於監測超聲波清洗機的清洗效果,如果條件不允許,人們再退而求其次地選擇毛玻璃片法,並且將毛玻璃片豎放於清洗機的四角位置,提高監測的難度。
㈣ 超聲診斷儀由哪幾部分組成
探頭、主機、電源、顯示器、殼體及外設組成。
超聲檢查是一種通過超聲波來使部分人體的器官可視化的一種影像學檢查,作用顧名思義就是可以通過這樣的一個檢查技術,來觀察到相關的器官以及部位是否有相應的病變。整個的大超聲,有腹部的超聲檢查、婦產科的超聲檢查以及頭頸部的超聲檢查,這些超聲檢查對於相關部位的診斷都有著不可替代的作用。

超聲診斷儀使用注意事項
1、需要注意探頭容易因機械沖擊而受損,尤其是與身體表面接觸的面特別容易受損,因此,絕不能掉落在地上或碰撞。
2、切勿使整個探頭浸在水裡或其他液體中。探頭的纜線連接部以下是不防水的。
3、過度彎曲或扭曲探頭纜線會出現儀器和探頭的操作錯誤或內部短路。
4、探頭使用後,將超聲耦和劑擦拭乾凈。清潔探頭時,可用較溫和的洗滌劑和濕潤的抹布清潔。探頭應經常保持清潔。
以上內容參考網路-超聲診斷儀、人民網-超聲檢查 對人體有害嗎?
㈤ 醫學超聲成像原理
我總結一下醫學超聲成像的原理
超聲波成像需要三個步驟:發射聲波,接受反射聲波,以及信號分析處理得到圖像。
超聲波探頭是通過壓電陶瓷換能器發射超聲波,不同的探頭能夠發射的聲波頻率不同。醫學超聲波頻率一般是2-13MHz,聲波頻率越高,衍射越弱,成像分別率越高;但與此同時,頻率越高,聲波衰減也越快,穿透深度就小。因此,我們在探測心臟的時候,只能用頻率較低的聲波,否則探測的深度不夠,雖然成像效果差一些;而在探測頸動脈、股動脈等表皮下方的血管時,就用頻率高的聲波,成像好清晰許多。實驗中,我們採用的心臟探頭為2-4MHz,血管探頭為10MHz。
接收反射波的依舊是同一個超聲波探頭,壓電陶瓷換能器將聲波信號轉換成電信號,之後電腦上的系統進行信號處理成像。
B型超聲波顯示的是探頭面向的組織切面的二維灰度圖。我們知道確定二維灰度圖上的每個點需要3個信息,橫坐標、縱坐標和灰度。這些是怎麼得到的呢?由於超聲波在人體內接觸到組織會反射,不同的組織聲阻抗不同,根據接收到的回波反射率計算得到聲阻抗,對應於圖上的灰度(如血管壁的組織聲阻抗差不多,在圖像上的灰度就差不多,就能看出來是血管的形狀)。假設探頭是一維的,那麼探頭上每一個探針的位置就對應一個橫坐標。縱坐標是由發射和接收聲波的時間差決定的,假設聲波在人體中傳播速度相同,那麼時間越長表示反射組織的位置越深。最後由得到的灰度圖,可以看到組織輪廓,並可以進行測量,如血管直徑,面積等等。
當然,具體的成像過程遠遠比這個復雜,因為B超是實時的,如何區分發射波、反射波、如何去除噪音,放大信號,信號處理非常復雜,我也不清楚。但以上簡單的描述,已經足夠我們大致了解成像的過程。
多普勒效應我們中學物理都學過,無論是發射者還是接收者相對聲波傳播介質運動,都會引起觀察到的聲波頻率的變化。
利用多普勒效應測量血流速度如下圖,探頭發射聲波的方向和血流方向的夾角為 \theta,發射聲波頻率為 f_0,反射聲波頻率為 f',多普勒頻率也就是頻移為f_D,聲波在人體組織中傳播速度為c,血流速度為v
則由多普勒頻率可以計算得到血流速度,公式如下
它的推導過程主要就是套兩次多普勒效應公式,發射時認為接收者(血液)相對聲波介質(人體組織)運動,而回收時認為發射者(血液反射聲波)相對介質運動。然後相加項近似兩個頻率不變得到分母的2f_0。
之前做彩超檢查子宮,我就問給我檢查的護士姐姐啥是彩色超聲波,因為我發現無論是檢查結果還是他們的顯示屏都是黑乎乎的,完全不知道彩色在哪裡。
彩超相比於B超,通過多普勒效應測量血流的速度,並在圖像中通過著色來表出來。所以這個彩色並不是直接反應人體組織顏色的,頗令人失望。一般來講,圖像中紅色表示血流方向是迎面而來,而藍色表示血流方向是離你而去。同時,顏色越深表示血流速度越快。
脈沖多普勒的原理不太懂,網上查了一下彩色多普勒和脈沖多普勒的區別,大概是方法不太一樣,也有各自的優缺點。實驗時,我們通過脈沖多普勒得到血流速度的頻譜,也就是血路速度隨時間的變化圖(波形圖),不是人體組織的成像圖。通過測量兩個血流速度脈沖之間的水平距離(時間差),就可以計算得到心率,如果在彩色多普勒圖像(B型超聲圖像也行)測量血管的直徑,進而計算出血管的面積,再乘以血流速度的波形圖一個周期內曲線下方的面積(積分),就可以得到血流量(一分鍾內流過的血流體積)
下圖就是我的頸動脈彩色多普勒成像(上部分),和脈沖多普勒成像(下部分),並且測量了血流速度的峰值、心率(2倍心率)、血管直徑和血流量(VolFlow)等信息
總結起來,醫學超聲儀器的物理原理:用壓電換能器發射和接收超聲波,通過反射率、接收時間、探針位置得到組織輪廓成像,通過多普勒效應測量血流速度。B超成像是二維的灰度圖,反應組織輪廓,彩超是二維灰度圖上加了血流速度的信息,脈沖多普勒得到的是血流速度隨時間的變化波形。
想起來一個有趣的地方,用脈沖多普勒的時候,儀器會發出跳動的聲音,無論是測量血管還是心臟。我不知道這個聲音,是我心跳或者血流脈沖聲音的放大,還是儀器自帶的聲音,配合我心跳的跳動而播放。
一些自問自答 :
1.血流速度怎麼測量:多普勒效應
2.血流量怎麼得到:血管面積乘以血流速度的積分
3.心率怎麼得到:脈沖多普勒中,兩次血流量最大值的之間間隔為周期
4.心臟容積怎麼得到:描跡自動求面積
5.血管面積怎麼得到:描跡或者測量血管半徑
6.心功能怎麼得到:心收縮和心舒張的左心室心臟容量的比值
7.彩色多普勒和脈沖多普勒的區別:一個是二維成像圖、一個是頻譜
參考資料:
1. 維基網路:醫學超聲檢查
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④ 運動對人體血流分布的影響 實驗結果
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我覺得奧林巴斯OmniScan X3相控陣探傷儀就挺適合的。我們做不銹鋼焊接超聲檢測這幾年都是用的這款設備,檢測起來不錯,超聲檢測對被測物的傷害幾乎為0,所以用起來大大放心。OmniScan X3採用的是獨特創新的全聚焦方式圖像,可以更好的檢測缺陷成像性能,即使有細微的縫隙和微小的缺陷都可以檢測出來,十分細致,是個值得選擇的設備。
㈦ 超聲成像的基本設備
基本原理
多普勒效應
多普勒效應是奧地利物理學家克里斯汀·約翰·多普勒於1842年首次提出來的。描述了光源與接收器之間相對運動時,光波頻率升高或降低的現象。這種相對運動引起的接收頻率與發射頻率之間的差別稱為多普勒頻移或多普勒效應。
聲波同樣具有多普勒效應的特點,多普勒超聲最適合對運動流體做檢測,所以多普勒超聲對心臟及大血管血流的檢測尤為重要。
多普勒超聲心動圖的基本方式
1 脈沖式多普勒(PW)
2 連續式多普勒(CW)
3 彩色多普勒血流顯像(CDFI) (一)A型超聲診斷儀
A超是一種幅度調制型,是國內早期最普及最基本的一類超聲診斷儀,目前已基本淘汰。
(二)M型超聲診斷儀
M超是採用輝度調制,以亮度反映回聲強弱,M型顯示體內各層組織對於體表(探頭)的距離隨時間變化的曲線,是反映一維的空間結構,因M型超聲多用來探測心臟,故常稱為M型超聲心動圖,目前一般作為二維彩色多普勒超聲心動圖儀的一種顯示模式設置於儀器上。
(三)B型超聲診斷儀
B型顯示是利用A型和M型顯示技術發展起來的,它將A型的幅度調制顯示改為輝度調制顯示,亮度隨著回聲信號大小而變化,反映人體組織二維切面斷層圖像。
B型顯示的實時切面圖像,真實性強,直觀性好,容易掌握。它只有20多年歷史,但發展十分迅速,儀器不斷更新換代,近年每年都有改進的新型B型儀出現,B型儀已成為超聲診斷最基本最重要的設備。目前較常用的B型超聲顯像方式有:掃查方式:線型(直線)掃查、扇形掃查、梯形掃查、弧形掃查、徑向掃查、圓周掃查、復合掃查;掃查的驅動方式:手動掃查、機械掃查、電子掃查、復合掃查。
(四)D型超聲診斷儀
超聲多普勒診斷儀簡稱D型超聲診斷儀,這類儀器是利用多普勒效應原理,對運動的臟器和血流進行探測。在心血管疾病診斷中必不可少,目前用於心血管診斷的超聲儀均配有多普勒,分脈沖式多普勒和連續式多普勒。近年來許多新課題離不開多普勒原理,如外周血管、人體內部器官的血管以及新生腫瘤內部的血供探查等等,所以現在彩超基本上均配備多普勒顯示模式。
(五)彩色多普勒血流顯像儀
彩色多普勒血流顯像簡稱彩超,包括二維切面顯像和彩色顯像兩部分。高質量的彩色顯示要求有滿意的黑白結構顯像和清晰的彩色血流顯像。在顯示二維切面的基礎上,打開「彩色血流顯像」開關,彩色血流的信號將自動疊加於黑白的二維結構顯示上,可根據需要選用速度顯示、方差顯示或功率顯示。目前國際市場上彩超的種類及型號繁多,檔次開發日新月異,更具高信息量、高解析度、高自動化、范圍廣、簡便實用等特點。

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