应用于身体各个部位的超声探头优劣比较分析[特制荟萃].ppt
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1、B超探头,知 识 讲 解,1,优选课程,B超探头的工作原理 B超探头的分类 B超探头组件的构成 探头使用注意事项 B超探头参数 B超生产厂家,B超探头的常见故障 B超探头问题的常见判定方法 探头组件的故障分析及维修 十. 探头的维护保养,目录:,2,优选课程,一、 B超探头的工作原理,超声诊断仪是通过探头产生入射超声波(发射波)和接收反射超声波(回波)的,它是诊断设备的重要部件。而超声探头的任务是就是将电信号变换为超声波信号或相反地将超声波信号变换为电信号。目前探头可以发射和接收超声,进行电声、信号转换,能够将由主机送来的电信号转变为高频振荡的超声信号,又能将从组织脏器反射回来的超声信号转变为
2、电信号而显示于主机的显示器上。超声探头就是利用这一工作原理制成。,3,优选课程,既然探头能够将电能转换成超声波,那这一原理又是怎样的呢?,担任这一重要任务的硬件是探头内部组成部分的晶片,在通电状态下 ,它能产生弹性形变,从而产生超声声波;相反情况下,当超声声波通过晶片时,又能引起它产生弹性形变,继而引起电压的变化,最后通过信号处理板对相应电信号变化的处理来完成被探测物的图像探查。这一处理过程称之为压电效应。,4,优选课程,压电效应泛指晶体处于弹性介质中所具有的一种声-电可逆特性,此现象为 法国物理学者居里兄弟于1880 年所发现,故也称居里效应。 具有压电效应性质的晶体,称为压电晶体。,压电效
3、应:,目前常用于超声探头的晶体片有锆酸铅、钛酸钡、石 英、硫酸锂等人工或天然晶体 。钛酸钡及锆酸铅是在高温下烧结的多晶陶瓷体 ,把毛坯烧结成陶瓷体后,经过适当的研磨修整 ,得到所需的几何尺寸,再用高压直流电场极化后,就具有压电性质,成为换能器件。,5,优选课程,压电效应又分为正压电效应和逆压电效应。,1、正压电效应 在晶体或陶瓷的一定方向上,加上杌械压力,使其变形,晶体或陶瓷的两个受力面上,产生符号相反的电荷;变形方向相反,两面的电荷极性随之变换电荷密度同施加的机械力成正比这种因机械力作用而激起表面的电荷效应,称为正压电效应,6,优选课程,逆压电效应 在晶体或陶瓷表面沿轴方向施加电压,在电场作
4、用下引起几何应变,电压方向改变,机械应变方向亦随之改变,形变与电场成比例。这种因电场作用而引起的形变效应,称为逆压电效应。超声诊断仪探头在发射超声波时是逆压电效应。接收超声回波时产生压电效应,晶体和陶瓷片因切割方位和几何尺寸的不同, 产生机械振动的固有频率也不 同,当外加的交变电压的频率与固有频率一致时, 产生的机械振动最强;当外加的 机械力的频率与固有频率一致时,所产生的电荷也最多。在超声波诊断仪中激励 脉冲的频率必须与探头的固有频率相同。,7,优选课程,二、B超探头分类,(一) 超声探头可以从以下不同方面来分类:,按诊断部位分类:有眼科 探头、心脏探头、腹部探头、颅脑探头、腔内探头和儿童探
5、头等之分;,按应用方式分类: 有体外探头、体内探头、穿刺活检探头之分;,按探头中换能器所用振元数目分类: 又有单元探头和多元探头之说;,8,优选课程,按波束控制方式分类: 则有线扫探头、相控阵探头、机械扇扫探头和方阵探头等;,按探头的几何形状分类: 用在不同诊则有矩形探头、柱断部位的各形探头、弧形探类超声探头(又称凸形)、 圆形探头等。,注: 通常工作中,习惯使用较多的是按、 3种方式分类,9,优选课程,(二) 一般常见的B超探头 1、凸阵探头 3.5MHz 2、线阵探头 3.5MHz 3、高频线阵 7.5MHz 4、腔体探头 6.5MHz 5、心脏探头 3.2MHz 6、相控阵探头 3.0M
6、Hz 7、三维探头 3.5MHz,10,优选课程,凸阵探头,线阵探头,腔体探头,高频线阵,11,优选课程,( 三 ) 动物探头 1、微凸探头 3.2MHz和 5.0MHz 2、腔体探头 6.5MHz 3、线阵探头 5.0MHz和7.5MHz,12,优选课程,(四) 常见扫描图形,线阵式,扇形式,凸阵式,13,优选课程,三、B超探头组件的构成,14,优选课程,探头组件的构成,1.插头组件,2.探头,3.电缆线,晶片 声透镜 匹配层 吸声块 支撑架 声头外壳,15,优选课程,1.插头组件,探头组件是通过插头与B超机连接的,而插头的连接由里面的插针与B超机的插座相连接的,常见的插针数量有:24P 、
7、96P 、 156P 、 260P 等等。,16,优选课程,2.探头,17,优选课程,其探头结构组成中,晶片、吸声块、匹配层、吸声块是比较重要的部分。,晶片是探头中最重要的部件,用于接收电脉冲产生机械超声振动,完成声电和电-声转换工作。其几何形状和尺寸是根据诊断要求来设计的,上、下电极分别焊有一根引线,用来传输电信号; 探头中一般有多个晶片构成,有的将振子沿直线排列为一行,组成线阵探头;有的将振子沿弧形排列,构成凸阵探头;有的将振子成矩阵排列,构成矩阵探头等多种多元超声换能器。,18,优选课程,吸声块会聚或发散声波的声学元件。声波通过声速不同的媒质的界面时发生折射而改图形的光流分布变传播方向,
8、这就可能使声波会聚或发散,会聚作用称为声聚焦。声透镜材料的选择大致可以从三方面考虑,首先是声速高于周围媒质的声速,这样焦距短,以减小像差和传播损失;二是声阻抗率与周围媒质匹配,以减小反射损失;三是声衰减小,以减小插入损失。常用的声透镜材料及其特性如下表所示。,19,优选课程,匹配层处于声透镜和晶片阵列之间。由于声透镜同时与晶体振元和人体接触,两者的声阻抗差别甚 6 2 大压电晶体振元的阻抗 Zf(2035)10 kgs m ,人体组织的阻抗 Ze(1.581.7)106 ? kgsm2,难于使声透镜的特性阻抗同时与两者匹配 。超声经不 同阻抗界面传播 ,将产生反射,会 增加能量损耗并影响分辨力
9、, 因此,往往需要采用匹配层来实现探头与负载之间的匹配。对匹配层除厚度与声阻抗的要求外,还要求其声阻尼要小,以减小对超声能 量的损耗。在工,20,优选课程,吸收块又称为吸声块。用于衰减并吸收压电振子背向辐射的 超声能量,使之不在探头中来回反射而使振 子的振铃时间加长,因此要求垫衬具有较大的衰减能力,并具有与压电材料接近的声阻抗,以使来自压电振子背向辐射的声波全部进入垫衬中并不再反射回到振子中去。 吸声材料一般为环氧树脂加钨粉,或铁氧体粉加橡胶粉配合而成。,艺上应保证其同时与晶体振元和声透镜接触良好。 匹配层材料通常也采用环氧加钨粉配制。,21,优选课程,声头外壳,晶片,22,优选课程,注:在不
10、同型号的B超,可能会将信号处理板集成在B超探头组件里。如果该信号处理部分集成在B超机里面,则探头组件无须再加信号处理板,否则探头组件处要加信号处理板,而有的集成在探头里,有的则集成在插头里。,信号处理板,23,优选课程,3.电缆线,常见的电缆线有:48芯、84芯、198芯 264芯等。,24,优选课程,四、使用注意事项,B超探头首先是属于B超诊断系统的,所以使用时必须连接到诊断系统中去才能正常工作,此时要注意的是:连接探头前是在断电关机下进行 ;当其从主机上插拔探头前,也必须先把主机电源切断。,1、断电插拔。,假如该操作是在开机通电的情况下进行,探头的插拔会因为反复接触导通与断开而快速老化而影
11、响寿命,甚至会因电流的多次瞬间导通而产生强大的电流而烧坏探头内的线材或者芯片等。,25,优选课程,B超探头是B超机的重要核心部件,在使用过程中严禁敲打、跌落、碰撞。,2、禁止撞击。,探头不用时应放入机器的探头保护盒中,保护盒中应保持干燥和清洁。,3、保持干燥、洁净环境。,使用合格的超声耦合剂,严禁含油或含其它化学溶剂成分。,4、试用合格的耦合剂。,26,优选课程,探头使用结束后须经清洁处理,探头表面可用软布浸水清洗,不可用硬纸等擦洗 ,否则易损坏探头的声透镜。,5、软物擦拭清洁。,6、避免外界仪器的震动损坏。,27,优选课程,探头结构是非水密的 ,一旦有液体浸入探头内部 ,有可能造成内部线材的
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