首先讓我們談談什么是超聲波,大家知道人耳能聽到的聲音頻率為20Hz----20KHz,低于20Hz的聲波為次聲波,人耳是聽不到的,高于20KHz的聲波為超聲波,人耳也是聽不見的。超聲波之所以被廣泛用于醫(yī)療領域是因為他有許多奇妙的特點： 1.由于超聲波頻率高,、波長短,他可以像光那樣沿直線傳播,使得我們有可能向某已確定方向上發(fā)射超聲波,2.聲波是縱波,可以順利地在人體組織里傳播,。3. 超聲波遇到不同的介質(zhì)交接面時會產(chǎn)生反射波,這些特點構成了今天超聲儀器在醫(yī)學領域廣泛應用的基礎。
B超成像的基本原理就是：向人體發(fā)射一組超聲波,按一定的方向進行掃描,。根據(jù)監(jiān)測其回聲的延遲時間,強弱就可以判斷臟器的距離及性質(zhì),。經(jīng)過電子電路和計算機的處理, 形成了我們今天的B超圖像。B超的關鍵部件就是我們所說的超聲探頭 (probe),其內(nèi)部有一組超聲換能器,是由一組具有壓電效應的特殊晶體制成,。這種壓電晶體具有特殊的性質(zhì),就是在晶體特定方向上加上電壓,晶體會發(fā)生形變,反過來當晶體發(fā)生形變時,對應方向上就會產(chǎn)生電壓,實現(xiàn)了電信號與超聲波的轉換,。下面是一個B超的一般原理圖：
一般的B超工作過程為： 當探頭獲得激勵脈沖后發(fā)射超聲波, （同時探頭受聚焦延遲電路控制,實現(xiàn)聲波的聲學聚焦。） 然后經(jīng)過一段時間延遲后再由探頭接受反射回的回聲信號,探頭接收回來的回聲信號經(jīng)過濾波,對數(shù)放大等信號處理,。然后由DSC電路進行數(shù)字變換形成數(shù)字信號,在CPU控制下進一步進行圖像處理, 再同圖表形成電路和測量電路一起合成視頻信號送給顯示器形成我們所熟悉的B超圖像,也稱二維黑白超聲圖像,。
以上我們談到了黑白B超,再讓我們談談彩色B超,即”彩超”,。其實彩超并不是看到了人體組織的真正的顏色,而是在黑白B超圖像基礎上加上以多普勒效應原理為基礎的偽彩而形成的,。那么何謂多普勒效應呢,當我們站在火車站臺上聽有遠處開來的火車笛叫聲會比遠離我們的火車笛叫聲音調(diào)要高,也就是說對于靜止的觀測者來說,向著觀測者運動物體發(fā)出的聲波頻率會升高,相反頻率會降低,這就是著名的多普勒效應。現(xiàn)代醫(yī)用超聲就是利用了這一效應,當超聲波碰到流向遠離探頭液體時回聲頻率會降低,流向探頭的液體會使探頭接收的回聲信號頻率升高,。利用計算機偽彩技術加以描述,使我們能判定超聲圖像中流動液體的方向及流速的大小和性質(zhì),并將此疊加在二維黑白超聲圖像上,形成了我們今天見到的彩超圖像,。
有以下性能指標可以大致判定一臺超聲性能的好壞。
一．黑白超聲：
1. 灰 階： 早期機器在16—64灰階,現(xiàn)代機器多在256灰階,。
2. 分 辨 率： 要用專用模塊檢測,,由經(jīng)驗的超聲醫(yī)生用肉眼也可以判斷,。
3. 功 能： 有 M型,多普勒功能,多種測量能力(距離,面積,周長,體積),多幅圖像存儲,多段 STC自由控制,動態(tài)聚焦,可配寬頻探頭,由變頻功能。
4. 探 頭： 可配多種探頭能力,如：心臟,、腹部,、凸陣、相控,、陰道探頭,、直腸探頭、 食道探頭 ,、穿刺探頭,、術中探頭、高頻探頭等等。
5. 圖像處理：黑白翻轉,圖像邊緣處理,平滑處理, γ修正等.
6. 主要黑白B超廠家有: 我國汕頭超聲研究所,海鷹廠,四川綿陽,；德國西門子,美國GE,荷蘭philips,日本東芝,日本阿洛卡,日本島津,日本福田電子等,。
二. 彩超:
1． 圖象質(zhì)量： 優(yōu)良的二維黑白圖象,彩色圖象顏色均勻,無小方塊感覺。
2． 全數(shù)字化寬頻技術: 指超聲發(fā)射,；接收,；延遲等全部數(shù)字化。
3． 具有二次諧波技術: 利用造影劑增強血管現(xiàn)影效果,。
4． 三維血管造影技術： 利用計算機進行三位重建,。
5. 豐富的計算功能: 產(chǎn)科軟件包(BPD,CRL,FL,HC,AC,GS,CI,APD, BD.) 心臟軟件包. 泌尿軟件包。
主要生產(chǎn)廠家:我國的深圳安科公司,沈陽東大阿爾派,德國西門子,美國HP,GE,ATL,百勝,阿克松,日本東芝,阿洛卡,韓國麥迪遜等,。
最后我們探討一下B超領域的新技術：
1．超聲內(nèi)窺鏡：這是B超技術與內(nèi)窺鏡技術的結合,通俗地講就是制作一條細長的B超探頭借助現(xiàn)代內(nèi)窺鏡技術進行內(nèi)臟超近距離B超檢查,可以更加細致地觀察,。目前有經(jīng)食道心臟超聲,經(jīng)胃/十二指腸內(nèi)窺鏡超聲,腹腔鏡超聲等。
2．超 聲 CT ：在二維超聲圖象上移動超聲焦點,對局部臟器進行放大,實施細微觀察,。它的應用局限性是所觀察器官與周圍器官解剖位置不清析,。此技術由西門子公司率先開發(fā)。
3．三 維 超 聲： 用專用探頭對臟器進行容積式掃描,然后利用計算機進行三位重建,獲得三維圖象,。
4．四 維 超 聲： 實際上此種技術是在三維超聲基礎上加上時間參數(shù),形成三維立體電影回放圖象,。
5.血 管 內(nèi)超 聲：有一種直徑只有幾個毫米的特制超聲探頭,利用介入技術將探頭插入血管內(nèi),對血管內(nèi)情況進行仔細觀察,為介入治療提供可靠的依據(jù)。
6． 手提式彩色超聲：隨著現(xiàn)代電子技術的發(fā)展,使彩超這種復雜的電子儀器小型化了,在保證主要功能的前提下出現(xiàn)了手提式彩超,。這種彩超主要應用于術中或集診急救,另外在軍隊野外作戰(zhàn)也廣范用途,。(end)
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