7-8常用超声诊断仪的结构原理
超声波超声诊断仪的物理原理课件
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在进行超声波检查时，操作人 员应佩戴防护眼镜和手套，以 减少对眼睛和皮肤的直接暴露
。
减少暴露时间
在保证诊断效果的前提下，应 尽量减少超声波的暴露时间。
注意患者安全
在进行超声波检查时，应确保 患者的安全，避免对重要器官 和组织的直接照射。
定期检查和维护
操作人员应定期检查和维护超 声诊断仪，确保其正常运转， 避免因设备故障导致的安全隐
详细描述
超声波的频率比人耳能听到的声音频率要高，通常在20000赫兹以上，波长短 ，穿透力强，且在传播过程中方向性好，不易散射。这些特性使得超声波在医 学、工业等领域具有广泛的应用价值。
超声波的产生与传播
要点一
总结词
超声波可以通过压电效应、电磁感应等机制产生，并在介 质中以波的形式传播。
要点二
详细描述
超声波可以通过压电效应、电磁感应等机制产生。在压电 效应中，当施加外力使晶体发生形变时，晶体表面会产生 电荷，从而产生电场和声场。在电磁感应中，交变的磁场 会产生电场，电场的变化又会产生磁场，从而形成声波。 超声波在介质中传播时，会受到介质的吸收、散射和反射 等作用，其传播方向和强度会发生变化。
超声波的衰减与吸收
未来超声诊断技术的发展趋势与展望
发展趋势
未来超声诊断技术的发展趋势将更加注 重高分辨率、高灵敏度、高自动化和智 能化等方面的发展。同时，随着医疗技 术的不断进步和应用需求的不断增长， 超声诊断技术的应用范围也将不断扩大 。
VS
展望
未来，随着人工智能、大数据等技术的不 断发展，超声诊断技术有望实现更加精准 、快速、自动化的诊断。同时，随着人们 对健康需求的不断提高，超声诊断技术也 将在预防医学、个性化医疗等方面发挥更 加重要的作用。
超声仪原理及故障判断
探头主要特性
1、工作频率：指机械谐振频率 衰减大的组织用低频 衰减小的高频 深度浅用高频 深度深时用低频 2、频带宽度 3、灵敏度：最大探测深度上，发现最小病灶的能力 取决于换能器的换能性能和辐射效率等声学特性 4、分辨率
超声诊断仪常见故障分析
干扰： 1、显示器出现干扰： 电源电压 、频率相关引起 显示器本身故障 2、扫描区出现干扰： 外界干扰源：大功率用电设备 变压器 发射塔、基站 电脑 稳压器其他用电设备 电源电压 、频率相关引起 探头开裂或导线绝缘层破损 自身屏蔽 电路板故障
熏抵舜安殊溪榨船蛆汀兄酒琶充挪臃僚笋姻犬匣喘协僳抛纹砧几捂本到晌超声仪原理及故障判断超声仪原理及故障判断
TPG2
FPGA
B U F
TPG2
TPG2
时钟
发射驱动
发射驱动
发射驱动
16
16
16
48
48
高压
接高压电源
48
探头连接板
BUF
EEPROM
48
提供触发振元所需要的高压 提供触发所需的时钟信号
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匹配层 是位于压电振子前面的一层或多层 的声学材料。
作用：使高声阻抗的压电振子与低声阻抗 的人体组织间达到阻抗匹配，以提 高声能的最大传输效率。 组成：通常用四分之一波长厚度的阻抗匹 配层来实现。
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超声诊断仪基本原理和结构
江西中医学院计算机学院08生物医学工程2班黄月丹学号5047超声诊断仪原理及其基本结构超声成像检查技术是指运用超声波的物理特性，通过高科技电子工程技术对超声波发射、接收、转换及电子计算机的快速分析处理和显像，从而对人体软组织的物理特性、形态结构与功能状态作出判断的一种非创性检查技术。
超声诊断技术的发展历程20世纪50年代建立，70年代广泛发展应用的超声诊断技术，总的发展趋势是从静态向动态图像(快速成像)发展，从黑白向彩色图像过渡，从二维图像向三维图像迈进，从反射法向透射法探索，以求得到专一性、特异性的超声信号，达到定量化、特异性诊断的目的。
80年代介入性超声逐渐普及，体腔探头和术中探头的应用扩大了诊断范围，也提高了诊断水平，90年代的血管内超声、三维成像、新型声学造影剂的应用使超声诊断又上了一个新台阶。
二．超声诊断仪的种类(一) A型这是一种幅度调制超声诊断仪，把接收到的回声以波的振幅显示，振幅的高低代表回声的强弱，以波型形式出现，称为回声图，现已被B型超声取代，仅在眼科生物测量方面尚在应用，其优点是测量距离的精度高。
(二) B型这是辉度调制型超声诊断仪，把接收到的回声，以光点显示，光点的灰度等级代表回声的强弱。
通过扫描电路，最后显示为断层图像，称为声像图。
B型超声诊断仪由于探头和扫描电路的不同，显示的声像图有矩形、梯形和扇形。
矩形声像图和梯形声像图用线阵探头实现，适用于浅表器官的诊断；扇形声像图用的探头有多种，机械扇扫探头、相控阵探头和凸阵探头均显示扇形声像图。
前二种探头可由小的声窗窥见较宽的深部视野，适用于心脏诊断；后一种探头浅表与深部显示均宽广，适用于腹部诊断，有一种曲率半径小的凸阵探头，也可用小的声窗，窥见深部较宽的视野。
(三) M型 M型超声诊断仪是B型的一种变化，介于A型和B型之间，得到的是一维信息。
在辉度调制的基础上，加上一个慢扫描电路，使辉度调制的一维回声信号，得到时间上的展开，形成曲线。
超声诊断仪的工作原理
超声诊断仪的工作原理
超声诊断仪是利用声波在人体组织中传播和反射的原理进行医学图像采集的设备。
其工作原理如下：
1. 发射声波：超声诊断仪内安装有一个压电晶体，当输入电信号时，晶体产生机械振动，从而发射高频声波。
声波的频率通常在2-18MHz之间。
2. 声波在组织中传播：发射的声波通过超声耦合剂传入患者的身体组织中。
超声耦合剂能够减少声波在皮肤和骨骼上的反射，使声波能够更好地传播到目标组织。
3. 声波的反射和吸收：声波在不同组织之间传播时，会发生反射和吸收。
当声波遇到组织的界面或组织内部的不均匀性时，一部分声波会反射回来，形成回声。
不同组织的特性会导致回声的强度和时间延迟不同，这些信息被接收器捕捉到。
4. 接收和处理信号：接收器会接收到回声信号，然后转换为电信号。
超声诊断仪会对接收到的信号进行放大、滤波和数字化处理，然后将处理后的信号发送给计算机。
5. 图像重建：计算机会根据接收到的信号，使用声速、声阻抗等物理参数，将信号转换为二维或三维的超声图像。
这些图像可以呈现组织的形态、结构和血流等信息。
6. 显示和分析：重建后的超声图像通过显示器展示给医生，医生可以根据图像来进行诊断和分析。
需要注意的是，超声诊断仪的工作原理与正常听力的原理不同。
超声诊断仪利用的是高频声波，而正常听力是利用的低频声波。
因此，超声诊断仪属于一种主动式声波传播技术，而正常听力属于被动接收声波的技术。
超声诊断仪基本原理及其结构
超声诊断仪基本原理及其结构超声诊断仪是一种利用超声波通过人体组织的原理来进行诊断的医疗设备。
它能够实时获取人体各个部位的图像，从而帮助医生诊断病情。
超声诊断仪的基本原理是利用超声波在不同组织中传播的速度差异来成像，其结构主要由传感器、信号处理器和显示器等部分组成。
超声诊断仪的基本原理是利用超声波在人体组织中的传播和反射特性来成像。
超声波是一种频率高于人耳可听频率的声波，它的频率通常在1-20MHz之间。
超声波在人体组织中传播的速度与组织的密度有关，不同组织的声阻抗差异会导致超声波的反射、折射和散射等现象，从而形成各个组织的超声图像。
超声诊断仪的主要结构包括传感器、信号处理器和显示器等部分。
传感器是超声波发射和接收的装置，它通常由多个谐振器组成。
当传感器通过声窗与人体接触时，谐振器会发射超声波，然后接收反射回来的超声波。
传感器将接收到的超声波信号转化为电信号后，传送给信号处理器。
信号处理器是超声诊断仪的核心部分，它对传感器接收到的超声波信号进行放大、滤波和数字化处理，然后将处理后的信号发送给显示器。
信号处理器能够根据信号的幅度、频率和相位等信息，计算出超声波在不同组织中传播的速度和方向等参数，从而生成超声图像。
显示器是超声诊断仪的输出设备，它能够实时显示出超声波在不同组织中传播的图像。
显示器通常是高分辨率的液晶显示屏，能够清晰显示出人体各个部位的超声图像。
医生可以通过观察超声图像来判断病情，并进行相应的诊断和治疗。
除了传感器、信号处理器和显示器，超声诊断仪还包括其他一些辅助设备，如超声波发生器、图像存储器和报告输出器等。
超声波发生器负责产生超声波，并将其送入传感器。
图像存储器用于存储超声图像，以便医生随时查看和比对。
报告输出器能够将超声图像和相关报告打印出来，方便医生记录和交流。
总结起来，超声诊断仪是一种利用超声波在人体组织中传播和反射的原理来成像的医疗设备。
其基本原理是利用超声波在不同组织中传播的速度差异来成像，其结构主要包括传感器、信号处理器和显示器等组成部分。
超声诊断仪的原理及故障分析
收稿日期：2000-1-17超声诊断仪的原理及故障分析王斌章（湘潭市中心医院，湖南湘潭411100）〔文章编号〕1002-2376（2000）08-0042-02〔中国分类号〕T H776+・1〔文献标识码〕B1、原理超声诊断仪是利用超声波的回波特性，显示人体内脏器二维或三维图形的一种成像技术，它的特点是无损伤、无痛苦，对患者无电磁辐射，可以反复检查，具有较高的敏感度和分辨力。
按其工作原理分类，可分为A型、B型和M型超声诊断仪。
A L O K A S S D-720是一机械扇扫B型超声诊断仪，它主要由摆动式扫查器、接收与发射部分、检波电路、视放电路、C R T、同步发生器、扫描控制、驱动器、位置检出电路、X、Y放大器等部件组成，了解其原理后不难做维护工作。
2、故障分析实例本文均以A L O K A S S D-720B超为例。
故障现象一：在二维图像上出现白色竖线，亮度很亮、图像无法看清，进一步观察，白色竖线在每次开机时随机性变化，出现的多少，位置不定。
白色竖线间隙间可看到正常的图像。
分析与检修：开机后出现上述情况，转换到M超时，则无此现象，在则有正常图像说明显示部分、发射、扫描、接收部分无问题，问题应出在P C处理部分，经分析查板最后确定为“线缓冲”板问题，换板后一切正常。
故障现象二：在二维图像上出现三条黑色暗线区，并按一定的频率抖动，而且探头内部有异常振动和噪声，有正常的扫描图像，但不清晰。
分析与检修：由于探头内部振动噪音，将探头取下，去另一台B超机上试用，探头工作正常，排除了由探头引起的故障。
分析故障出现在扫描发射、接收部分的可能性较大，拆开主机箱，测量传导与接收板（E P-1711板）激励电压350V正常，+15V正常，改变探针A0、A1、A2线的位置。
屏幕墨线区振动频率改变，证明负尖脉冲产生电路正常，用示波器测量输入信号（P R E A M P S C T）正常，但检波输出信号（D E T E C T E D O U T）不正常，可判断故障出现在此电路的通道上；观察电路板上元件，没发现明显故障现象，后进行电路的+6V 电压测量时，故障突然消失，检测+6V电压稳压电路元件损坏，用铬铁将其电路焊点重新焊接后，接通电路，开机故障消失。
医用超声仪器原理
医用超声仪器原理
医用超声仪器原理是利用超声波在人体组织内的传播和反射特性来获取有关组织结构和功能的信息。
超声波是一种高频机械波，其频率通常在2-18 MHz之间。
医用超声仪由超声发射器、超声接收器和数据处理系统组成。
超声发射器产生高频电信号，经过放大后驱动超声探头中的压电晶体产生超声波。
超声波经由探头传递到患者身体内，与组织间发生界面反射。
反射回来的信号被探头的接收器接收并转化为电信号。
超声波在不同组织中的传播速度和受到的反射程度不同，这使得超声波成像成为可能。
超声波经过组织时的反射信号被接收器转换为电信号，并传送到数据处理系统进行处理。
数据处理系统对接收到的超声信号进行滤波、放大和数字化处理，然后将其转化为图像。
通过图像，医生可以观察患者的器官结构、血流情况、病变位置等信息，以便进行诊断和治疗。
医用超声仪器的原理具有非侵入性、无辐射和实时性等优点，因此被广泛应用于临床医学中。
超声诊断仪工作原理
超声诊断仪工作原理
超声诊断仪是一种通过超声波在人体内部进行影像形成和医学检查的设备，其工作原理如下：
1. 发送超声波：超声诊断仪内部装有一个发射器，发射器会产生高频声波，一般为2-18兆赫兹。
这些声波会通过体表或体
腔经由探头进入人体内部。
2. 超声波传播：发射的声波会在人体内部不同组织之间传播。
当声波遇到不同组织的边界、器官、肿瘤等时，会发生反射、散射和衍射等现象。
3. 接收回波：探头内部也含有一个接收器，它会接收由人体内部组织反射回来的声波信号。
被接收到的声波信号被转换为电信号。
4. 信号处理：接收器将电信号传送到超声诊断仪的处理单元中，然后进行一系列信号处理操作。
这些处理操作包括滤波、放大、时域和频域的变换等，以增强图像的质量。
5. 影像形成：经过信号处理后的信号被传输到显示器上，形成B超、彩色多普勒等不同类型的超声影像。
医生可以通过这些
影像来观察和诊断人体内部的病变和异常情况。
总体而言，超声诊断仪的工作原理是利用高频声波的传播和反射特性，通过信号处理和影像形成，最终得到人体内部的图像信息，以帮助医生进行诊断和治疗。
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内容概要 >成像方式：脉冲回声式、差频回声式 >超声诊断仪的性能指标 >A型、M型、B型超声诊断仪成像比较 >传统模拟B型超声诊断仪原理框图 >现代数字超声诊断仪原理框图
超声成像的性能指标
1
超声成像的性能指标 脉冲持续时间 分辨力（横向分辨力、纵向分辨力） 穿透深度 动态范围 频率（工作频率、帧频、脉冲重复频率） 灰阶级 时间增益控制
超声成像的原理
2
超声成像(Ultrasonic Imaging)
受检 对象
超声脉冲 反射回波
超声 探头
处理系统
图像 显示
超声成像的几个假定前提
声束在介质中沿直线传播 在各种介质中声速均匀一致 各种介质中介质对超声波的吸收系数 均匀一致 （上述假设在人体中近似成立）
3
超声诊断成像模式分类
脉冲回声式
时间（距离）
A型超声成像原理框图
5
M型超声成像
B型超声成像探头扫描方式
扇形扫描（扇扫）
¾低速手动扇扫（较少见） ¾机械扇扫（低档机器中使用） ¾电子扇扫（又称相控阵）
线阵扫描
¾平面线阵扫描 ¾凸阵扫描
6
B型超声成像探头扫描方式
扇形扫描（扇扫）
¾低速手动扇扫（较少见）
¾机械扇扫（低档机器中使用）
¾电子扇扫（又称相控阵）
线阵扫描
¾平面线阵扫描
¾凸阵扫描
13
凸阵探头 凸阵探头的B超成像
14
传统B型超声诊断仪的组成结构
B型超声原理结构图
超声探头
发射 电路
前置 放大
多路
可变
转换
孔径
聚焦 合成
动态 滤波
时间增 益补偿
滤波 放大
沟边
检波
对数 放大
数字扫描 变换DSC
输出 显示
微控 制器
Hale Waihona Puke 电源15B型超声原理结构图
超声探头
10
B型超声成像探头扫描方式
扇形扫描（扇扫）
¾低速手动扇扫（较少见） ¾机械扇扫（低档机器中使用） ¾电子扇扫（又称相控阵）
线阵扫描
¾平面线阵扫描
¾凸阵扫描
线阵探头
11
线阵探头 线阵探头的B超成像
12
线阵探头的B超成像
B型超声成像探头扫描方式
扇形扫描（扇扫）
¾低速手动扇扫（较少见） ¾机械扇扫（低档机器中使用） ¾电子扇扫（又称相控阵）
发射 电路
前置 放大
多路
可变
转换
孔径
聚焦 合成
动态 滤波
TI
时间增 益补偿
滤波 放大
沟边
检波
对数 放大
数字扫描 变换DSC
输出 显示
微控 制器
电源
信号处理效果——动态滤波
menu
16
信号处理效果——时间增益补偿（TGC，） menu
信号处理效果——对数放大
menu
17
信号处理效果——检波
menu
¾A型（Amplitude mode） ¾M型（Motion mode） ¾B型（Brightness mode） ¾其他B型延伸类型：C型、F型、BP型等
差频回声式（应用多普勒效应）
¾通过获取回声差频信息来成像。 （后面章节专门介绍）
超声成像模式（A型、M型、B型）
4
A型（Amplitude mode）超声成像原理 回 波 脉 冲 幅 度
信号处理效果——滤波
menu
18
德州仪器公司提供的超声诊断仪结构框图
思考题
传统模拟超声仪与现 代数字超声仪相比， 有哪些差异
19
线阵扫描
¾平面线阵扫描 ¾凸阵扫描
扇扫探头的B超成像
7
扇扫探头的B超成像 扇扫探头的B超成像
8
B型超声成像探头扫描方式
扇形扫描（扇扫）
¾低速手动扇扫（较少见） ¾机械扇扫（低档机器中使用）
¾电子扇扫（又称相控阵）
线阵扫描
¾平面线阵扫描 ¾凸阵扫描
电子扇扫（相控阵）探头
9
电子扇扫（相控阵）探头 电子扇扫（相控阵）探头B超成像