三章医学超声仪器.pptx
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1、会计学1三章医学超声仪器三章医学超声仪器 四十年代末,超声医学作为一门学科已初四十年代末,超声医学作为一门学科已初具雏形。五十年代,超声心动图仪,即具雏形。五十年代,超声心动图仪,即MM型仪型仪器器取代了取代了A A型超声仪器,它可对心脏瓣膜的运型超声仪器,它可对心脏瓣膜的运动规律作连续的动态描记。在此基础上,又动规律作连续的动态描记。在此基础上,又出现了手动扫描二维断层成像仪,这为发明出现了手动扫描二维断层成像仪,这为发明自动扫描二维断层成像仪即自动扫描二维断层成像仪即B B型超声仪器打下型超声仪器打下了基础。其间,还有人提出将超声多普勒效了基础。其间,还有人提出将超声多普勒效应用于医学临床
2、诊断。六十至七十年代是应用于医学临床诊断。六十至七十年代是B B型型超声仪器超声仪器出现并极大发展的时期,出现了机出现并极大发展的时期,出现了机械直线扫描、机械扇形扫描、电子直线扫描械直线扫描、机械扇形扫描、电子直线扫描及电子扇形扫描等仪器,并且超声及电子扇形扫描等仪器,并且超声CTCT的研究的研究工作开始进行,工作开始进行,A A型超声仪器也逐渐被淘汰。型超声仪器也逐渐被淘汰。第1页/共38页 八十年代,随着微型计算机研究与应用八十年代,随着微型计算机研究与应用的飞速发展,超声智能化的步伐加快。利用的飞速发展,超声智能化的步伐加快。利用微机与超声诊断仪器相结合,可以简化临床微机与超声诊断仪器
3、相结合,可以简化临床操作,实现信号处理、变换、计算和判断等操作,实现信号处理、变换、计算和判断等过程的自动进行。另外,将过程的自动进行。另外,将脉冲超声多普勒脉冲超声多普勒血流仪血流仪与与B B超相结合,还产生了双功能超声超相结合,还产生了双功能超声诊断仪。进入九十年代,诊断仪。进入九十年代,彩色彩色B B超超诞生,它诞生,它可以在显示动态心脏黑白图像的同时,显示可以在显示动态心脏黑白图像的同时,显示动态多普勒血流的彩色图像在心脏内的分布,动态多普勒血流的彩色图像在心脏内的分布,不论在图像的分辨率和清晰度上,还是疾病不论在图像的分辨率和清晰度上,还是疾病诊查的可靠性上,都达到了相当高的水平,诊
4、查的可靠性上,都达到了相当高的水平,是目前医院必备的医学诊断仪器。是目前医院必备的医学诊断仪器。第2页/共38页 医学诊断上所使用的超声波频率一般为0.5MHz15MHz,多是由压电晶体一类的材料制成的超声探头产生的。利用压电陶瓷或晶体的正压电效应和逆压电效应,可以将其做成超声波发射和人体组织反射波接收的器件,即超声换能器,它是超声诊断仪器的重要部件,也称探头。第3页/共38页压电效应及超声探头压电效应及超声探头第4页/共38页 如果知道超声波的传播速度与传播时间,便可算出超声波在人体内传播的深度,其表达式见公式:c=c=f f 其中,c是超声波的声速,是超声波波长,f是超声波频率。医学上正是
5、通过探查某些组织的深度或大小来判断病灶的性质和状况。第5页/共38页医学超声波诊断仪医学超声波诊断仪A型超声波诊断仪M型超声波诊断仪B型超声波断层显像仪超声多普勒血流仪、成像仪与彩超 超声三维成像系统(超声CT)第6页/共38页3.1 A型超声波诊断仪型超声波诊断仪 A A型超声诊断仪是型超声诊断仪是19471947年出现的幅度调制式的年出现的幅度调制式的仪器,我国于仪器,我国于19581958年开始生产。年开始生产。A A超的同步电路产超的同步电路产生几百生几百HzHz到到2 2KHzKHz的正负电脉冲,使发射电路产生的正负电脉冲,使发射电路产生持续持续1.551.55ss的高频电脉冲。探头
6、在高频电脉冲的的高频电脉冲。探头在高频电脉冲的激励下,产生超声振动,发射超声波。超声波在激励下,产生超声振动,发射超声波。超声波在人体内传播,遇到不同组织的界面时,产生反射人体内传播,遇到不同组织的界面时,产生反射波波回波。探头接收反射波后,将其转换成电脉回波。探头接收反射波后,将其转换成电脉冲,进入接收电路,再通过检波和放大等电路,冲,进入接收电路,再通过检波和放大等电路,送到示波器的垂直偏转板上,而示波器的水平偏送到示波器的垂直偏转板上,而示波器的水平偏转板上加载的是时基锯齿波,即扫描电压。因此,转板上加载的是时基锯齿波,即扫描电压。因此,示波器的荧光屏上的横坐标代表超声波的传播时示波器的
7、荧光屏上的横坐标代表超声波的传播时间,一般以间,一般以13.3313.33ss为一大格;而纵坐标显示的是为一大格;而纵坐标显示的是回波的幅度与形状。回波的幅度与形状。第7页/共38页 A超可以应用于医学各科的检查,尤其对眼科和妇科疾病方面的病灶深度、大小、脏器厚薄以及病灶的物理性质等检查比较方便准确。但A超的回波图只能体现局部组织信息,无法反映解剖形态,现已被M超和B超取代。第8页/共38页A型超声仪器工作原理方框图型超声仪器工作原理方框图 第9页/共38页 同步电路(主控振荡器)产生同步脉冲同步电路(主控振荡器)产生同步脉冲来同时触发发射电路和扫描电路,使两者同来同时触发发射电路和扫描电路,
8、使两者同时工作。发射电路在同步电路发出的触发脉时工作。发射电路在同步电路发出的触发脉冲作用下,产生高频振荡波,一方面将此波冲作用下,产生高频振荡波,一方面将此波送入放大电路进行放大,加至示波器的垂直送入放大电路进行放大,加至示波器的垂直偏转板上显示发射波;另一方面激励探头产偏转板上显示发射波;另一方面激励探头产生一次超声振荡,并进入人体。人体组织反生一次超声振荡,并进入人体。人体组织反射回来的微弱的回波信号经探头接收并转换射回来的微弱的回波信号经探头接收并转换成电脉冲后,由接收电路放大、检波后,送成电脉冲后,由接收电路放大、检波后,送至示波器的垂直偏转板上并显示出来。另外,至示波器的垂直偏转板
9、上并显示出来。另外,在同步脉冲作用下,在示波器的水平偏转板在同步脉冲作用下,在示波器的水平偏转板上加时基锯齿波电压上加时基锯齿波电压扫描电压,使荧光屏扫描电压,使荧光屏上显现出回波的波形与变化。上显现出回波的波形与变化。第10页/共38页3.2 M型超声波诊断仪型超声波诊断仪 M M型超声波诊断仪是继型超声波诊断仪是继A A超之后发展出的辉度调制式仪器,诞超之后发展出的辉度调制式仪器,诞生于生于19541954年,至今临床上还在使用,目前主要用于心脏疾病的诊断,年,至今临床上还在使用,目前主要用于心脏疾病的诊断,尤其用于观察心脏瓣膜的活动情况。尤其用于观察心脏瓣膜的活动情况。MM超与超与A A
10、超有共同之处,即都超有共同之处,即都是利用探头向人体发射超声脉冲并接收反射脉冲。不同的是是利用探头向人体发射超声脉冲并接收反射脉冲。不同的是MM超的超的发射波和回波信号加到了示波器的栅极或阴极。信号的强弱控制发射波和回波信号加到了示波器的栅极或阴极。信号的强弱控制了到达荧光屏的电子束的强弱,反映到荧光屏上就是光点的明暗,了到达荧光屏的电子束的强弱,反映到荧光屏上就是光点的明暗,即即辉度调制辉度调制。第11页/共38页 示波器的水平和垂直偏转板都被加入锯齿波示波器的水平和垂直偏转板都被加入锯齿波电压,垂直偏转板上的锯齿波与发射脉冲同步,电压,垂直偏转板上的锯齿波与发射脉冲同步,水平偏转板上的锯齿
11、波频率要低于它。水平偏转板上的锯齿波频率要低于它。因此荧光因此荧光屏上光点在垂直方向的距离表示探测深度,在水屏上光点在垂直方向的距离表示探测深度,在水平方向的移动表示时间的进行,光点的亮度表示平方向的移动表示时间的进行,光点的亮度表示回波信号的强弱。回波信号的强弱。MM超常用于检测心脏疾病,当超常用于检测心脏疾病,当心脏收缩和舒张时,其各层组织的界面与固定放心脏收缩和舒张时,其各层组织的界面与固定放置于人体表面的探头之间的距离随时改变,导致置于人体表面的探头之间的距离随时改变,导致光点随之移动,在水平扫描电压下,光点水平展光点随之移动,在水平扫描电压下,光点水平展开,描绘出各层组织结构的活动曲
12、线图,因此也开,描绘出各层组织结构的活动曲线图,因此也叫超声心动图,它能显示心脏各部分结构的活动叫超声心动图,它能显示心脏各部分结构的活动情况、动态变化、心室排血量以及可以得出室间情况、动态变化、心室排血量以及可以得出室间隔、动脉等结构的定量数据等,是临床心脏疾病隔、动脉等结构的定量数据等,是临床心脏疾病诊断中比较准确实用的工具。诊断中比较准确实用的工具。第12页/共38页 M型超声心动图的产生原理型超声心动图的产生原理 第13页/共38页 上图是上图是MM超的简要方框图。其原理与超的简要方框图。其原理与A A超基本相超基本相同,只是同步电路控制发射电路与深度扫描电路同同,只是同步电路控制发射
13、电路与深度扫描电路同时工作,回波信号为辉度调制。为便于测量,原来时工作,回波信号为辉度调制。为便于测量,原来采用照相机将图像照相后再进行测量的方法逐渐淘采用照相机将图像照相后再进行测量的方法逐渐淘汰,现在一般采用由微机控制,利用汰,现在一般采用由微机控制,利用CRTCRT电视监视电视监视器显示图像,并能够储存和自动测量的超声心动图器显示图像,并能够储存和自动测量的超声心动图仪。仪。第14页/共38页 微机控制的超声心动图微机控制的超声心动图仪与仪与B B超和多普勒血流超和多普勒血流仪三者合一的多功能的仪三者合一的多功能的超声诊断仪,采用了数超声诊断仪,采用了数字扫描变换技术,即利字扫描变换技术
14、,即利用标准电视光栅扫描格用标准电视光栅扫描格式显示信号。使用此仪式显示信号。使用此仪器一般先用器一般先用B B超和多普超和多普勒仪定位,然后用勒仪定位,然后用MM超超将图像将图像“冻结冻结”在一个在一个需要的位置上,用仪器需要的位置上,用仪器中的测量光标或微机自中的测量光标或微机自动测量功能获得各种参动测量功能获得各种参数。数。扇形扫描多功能诊断仪的B型与M型的同屏幕显示第15页/共38页3.3 B型超声波断层显像仪型超声波断层显像仪 自从自从19671967年首次出现至今,因其诊断功能强、年首次出现至今,因其诊断功能强、技术先进,技术先进,B B超已经成为临床中最常规和重要的超已经成为临床
15、中最常规和重要的诊断仪器。诊断仪器。B B超与超与MM超一样,都是辉度调制式仪超一样,都是辉度调制式仪器。但二者也有不同。器。但二者也有不同。MM超的探头是固定不变的,超的探头是固定不变的,而而B B超的探头是连续移动的或是发射的超声波束超的探头是连续移动的或是发射的超声波束不断变动发射方向。不断变动发射方向。前者分为手动扫描和机械扫前者分为手动扫描和机械扫描,后者为电子扫描。描,后者为电子扫描。MM超显示的是组织边界的超显示的是组织边界的超声心动图像,如要使显示器上图迹的位置和病超声心动图像,如要使显示器上图迹的位置和病人体内某个二维平面中产生回波的结构位置一一人体内某个二维平面中产生回波的
16、结构位置一一对应,就能产生体内软组织的断层图像。而对应,就能产生体内软组织的断层图像。而B B超超显示的正是探头移动线和声束方向构成的显示的正是探头移动线和声束方向构成的平面上平面上人体组织的二维断层图像,人体组织的二维断层图像,即超声影像图即超声影像图 。第16页/共38页超声影像图超声影像图 第17页/共38页 按扫描方式分类,按扫描方式分类,B B超已经发展了四代,超已经发展了四代,包括手动直线扫描、包括手动直线扫描、机械扫描、电子直机械扫描、电子直线扫描和电子扇形线扫描和电子扇形扫描。扫描。1.1.手动直线扫描手动直线扫描 由医务人员掌握探头的移动方向,探头的由医务人员掌握探头的移动方
17、向,探头的直线移动导致显示器在直线移动导致显示器在X X方向上出现与之对应方向上出现与之对应的光点,的光点,Y Y 轴仍为深度轴,回波幅度由图像辉轴仍为深度轴,回波幅度由图像辉度表示。图像就是探头移动所经过直线方向上度表示。图像就是探头移动所经过直线方向上的二维切面图,但只能用于观察静止的脏器的二维切面图,但只能用于观察静止的脏器(如肝脏等),此种仪器现已淘汰。(如肝脏等),此种仪器现已淘汰。第18页/共38页 2.2.机械扫描机械扫描 机械扫描是由电机带动探头作直线移动、往复摆机械扫描是由电机带动探头作直线移动、往复摆动或旋转,从而产生机械直线扫描、机械扇形扫描动或旋转,从而产生机械直线扫描
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- 医学 超声 仪器
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