B超中的數(shù)字掃描變換器
B超中的DSC是一個存儲裝置,，將信息以一種格式存入存儲器，而以另一種格式讀出,。在超聲成像系統(tǒng)中,，換能器運動方式以及超聲波回波方式，決定了出入為X-Y二維輸入格式,，而輸出格式是標準的電視光柵,。
由DSC構成的超聲成像系統(tǒng)可以分為兩部分：一是包括超聲換能器在內(nèi)的超聲回波信號提取和處理部分，是模擬電壓信號通道,；二是以DSC為核心的數(shù)字信號處理部分,。除了處理探頭來的高頻超聲波信號外，還有心電,、心音等生理參數(shù),，與超聲回波信號同時送入A/D，以實現(xiàn)一機多用,。
DSC的核心部件是半導體圖像存儲器,。數(shù)據(jù)經(jīng)圖像存儲器緩沖，一方面解決了較慢的超聲回波信號提取與高速顯示之間的矛盾，另一方面依靠圖像存儲器寫入地址與讀出地址的變換,，實現(xiàn)了掃描制式的變換,。
存儲器容量的大小取決于顯示屏幕上像素點的多少。對于幀頻為50Hz PAL制式的顯示器,，水平掃描線為625行,，屏幕上大約可見到580行。每根掃描線上,，視覺可辨的像素點為640點,。其中，512行掃描線用于斷層圖像顯示,，余下掃描線中的64行用作心電圖顯示,。每一根掃描線為640點。其中,，512點用作圖像顯示,，左64點作為灰階顯示和人體標記顯示區(qū)，右64點作為增益控制曲線以及字符（病例號,，姓名等資料）顯示區(qū),。
如果回波信號提取深度為40cm（最大情況），那么,，掃描線的深度增量為0．78mm,，可以分辨出1．56mm的空間。盡管模擬掃描變換器可以提供1000×1000個象素單元,，但是通常掃描電子束的尺寸已經(jīng)占據(jù)了好幾個像素單元,。結(jié)果，其分辨率只是相當于200－300根電視掃描線,。根據(jù)電視屏幕區(qū)域的安排,，對應于512行×512點的圖像顯示區(qū)，可以采用512×512主存儲器陣列,，其他區(qū)域的顯示采用輔助存儲器實現(xiàn),。
存儲器的字長直接決定像素的灰度等級。根據(jù)數(shù)字電視的試驗結(jié)果,，將連續(xù)模擬電壓量化時,，字長至少要5個bit，更好一點需要6個bit,，才能保證顯示細微部分,，并避免在顯示幅度連續(xù)慢變化的信號時出現(xiàn)人造邊界。另外,，人的視覺能識別的灰度等級的極限值是10級,，這是在區(qū)分獨立的各個灰度式樣情況下作的試驗,。而真正的圖像則是由不同灰度等級數(shù)據(jù)構成，灰度很小的差別會由于“馬赫條紋”現(xiàn)象而被突出,。目前,，在不同的成像設備中，一般字長采用4bit或5bit,，即是有16個或者32個灰度等級（或稱灰階）,。在這里有兩點需要注意：第一，在一個4bit掃描變換系統(tǒng)中,，其灰階為16級,。如果輸入信號范圍為40dB，那么,，每一灰度等級分配的增益量至少為2．5dB，已經(jīng)超過臨界值,。第二,，掃描變換器輸出的數(shù)據(jù)，要經(jīng)過變換函數(shù)的處理之后再送去顯示,，但是由于數(shù)據(jù)字長有限,，會使圖像產(chǎn)生可見輪廓線，使得這種后處理能力受到限制,。
圖像存儲器的讀寫方式?jīng)Q定圖像的顯示方式,。而圖像顯示方式又分為以下幾種：
（1）圖像實時顯示：這是一種常規(guī)顯示方式,。超聲回波數(shù)據(jù)實時寫入存儲器,，再按照視頻時鐘讀出，隨寫隨讀,，便得到實時圖像,。
（2）圖像凍結(jié)顯示：停止向存儲器寫數(shù)據(jù),，存儲器的圖像數(shù)據(jù)反復讀出,，只顯示一幅固定圖像。只讀不寫便得到凍結(jié)圖像,。
?。?）圖像極性反轉(zhuǎn)：存儲器內(nèi)數(shù)據(jù)可以按照原碼輸出，也可以按照其反碼輸出,，便得到兩種極性圖像,。
（4）變焦讀出圖像放大：一般情況下,，存儲器512×512個點對應電視屏幕512×512個像素點,。超聲回波提取的空間范圍即為顯示器顯示的圖像范圍，即采用“一一對應”的讀出方式。一種最有用的讀出方式是采用“一一對應”或者“一二對應”等,。以“一二對應”為例,，選定存儲器某一區(qū)域256×256單元，在顯示器作兩行掃描時,，都對存儲器同一行單元讀取數(shù)據(jù),。這樣，一行數(shù)據(jù)顯示成兩行,。同時,，顯示器在作一行掃描時，每兩個像素都從存儲器同一個單元中讀取數(shù)據(jù),，這樣,，一個單元顯示成兩個像素點。對于選定的256×256個單元,，可以顯示成512×512個像素,，結(jié)果，像素放大了4倍,。
?。?）圖像左右、上下翻轉(zhuǎn)：改變存儲器讀出首地址及計數(shù)方向便可完成,。這種顯示方式的目的在于滿足操作人員觀察圖像時對方位的要求,。
（6）兩個時間相位心率同步靜止顯示：只允許選定的2個時相的圖像數(shù)據(jù)寫入存儲器,，便可得到兩個時間相位心率同步靜止的斷層圖像,。
（7）慢動作顯示：每一個心率錯開一定時間,，就重新更換心率同步靜止像,。由于心臟活動可以慢速顯示出來，所以各個心臟時間相位的圖像都可以動畫式的進行觀察,。
圍繞圖像存儲器,，還需要設置一些外圍部件。首先是A/D變換器,，完成回波信號的數(shù)字化變換后的數(shù)據(jù)進入輸入通道,。輸入通道包括回波信號預處理器和輸入數(shù)據(jù)緩沖器。緩沖后的數(shù)據(jù)在存儲器寫時鐘控制下寫入圖像存儲器,。與此同時,，圖像存儲器在視頻時鐘控制下讀出數(shù)據(jù)，送入輸出數(shù)據(jù)緩沖器,，經(jīng)處理后,，由D/A變換為模擬電壓信號,，與視頻同步信號混合后送電視監(jiān)視器顯示。
來自探頭掃描器的位置信號和回波幅度信號分別送入象素地址單元和A/D變換器,。變換后的數(shù)字信號,，經(jīng)過緩沖器，把數(shù)字信號由串行變?yōu)椴⑿?，送入圖像存儲器,；再經(jīng)過D/A變換器，恢復為符合視頻信號,，就可以送入TV監(jiān)視器或照相顯示器進行觀察和照相記錄,。除此之外，還有協(xié)調(diào)整機工作的主時鐘和讀/寫地址發(fā)生器等單元,。DSC為圖像的數(shù)字處理提供了條件,，而數(shù)字圖像處理則為得到高質(zhì)量的圖像提供了可能。
在成像系統(tǒng)中,，除了B型超聲DSC之外,，還有M型超聲DSC和A型超聲DSC。
隨著高性能計算機的引入,，當代B超診斷儀圖像質(zhì)量和操作功能都得到大幅度提高。如能給TV監(jiān)視器以無閃爍的活動圖像,；能凍結(jié)所需要的超聲圖像,；能測量監(jiān)視器上所顯示的探察體的尺寸；能提供不同的顯示內(nèi)容,，如B型,、M型、A型,。某些B超主要用于腹部檢查及婦產(chǎn)科檢查,，機內(nèi)有根據(jù)B超圖像中胎囊長度、雙頂骨直徑,、頂臀長度,、胸廓直徑等各部位的尺寸按設計者預先寫入的公式進行胎齡計算、直接顯示其結(jié)果,，并根據(jù)最初打入的當天日期直接顯示預產(chǎn)期,。有的儀器還可由使用者直接寫入計算表格，而按使用者給出的表格估算胎齡及預產(chǎn)期,，而且圖像也更加清晰逼真,。所有這些都與DSC技術分不開?？梢哉f,，這項技術目前已經(jīng)成為現(xiàn)代超聲成像系統(tǒng)的一個重要標志,。
