全數字黑白超聲診斷設備簡介與演示B超工作原理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。超聲波之因此被廣泛用于醫療領域是由于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,使得我們有也許向確定方向上發射超聲波；2.聲波是縱波,可以順利地在人體組織里傳播；3.超聲波碰到不一樣的介質交接面時會產生反射波；這些特點構成了今天超聲儀器在醫學領域廣泛應用的基礎。B超成像的基本原理就是：向人體發射一組超聲波,按一定的方向進行掃描。根據監測其回聲的延遲時間,強弱就可以判斷臟器的距離及性質。通過電子電路和計算機的處理,形成了B超圖像。B超的關鍵部件就是超聲探頭(probe),其內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,就是在晶體特定方向上加上電壓,晶體會發生形變,反過來當晶體發生形變時,對應方向上就會產生電壓,實現了電信號與超聲波的轉換。其原理類似于聲納成像B超工作原理B超的構成一臺B超重要由如下三部分構成：1.探頭；2.主機；3.顯示屏顯示屏主機探頭B超探頭探頭構造

B超探頭探頭分類1.凸陣探頭；2.高頻線陣探頭；3.微凸探頭；4.腔體探頭（陰道探頭和直腸探頭）；B超探頭凸陣探頭：合用于腹部（包括肝、腎、膽囊、胰腺）等部位的檢查；高頻線陣（淺表）探頭：合用于小器官（甲狀腺、乳腺、睪丸、新生兒、外周血管及前列腺）等部位的檢查；微凸探頭：合用于心臟（包括成人、小朋友心臟）等部位的檢查；腔體探頭：一般指陰道探頭，合用于婦科（包括子宮、卵巢）、產科（包括早孕、基本產科、完全產科、多胎、胎兒回聲）的檢查；B超探頭探頭規格的識別：常見的探頭規格有：R50、R60、R10、R13、R20、L40等。這里面，R表達探頭掃描方式為凸陣掃描；背面的數字表達掃描的曲率半徑；L表達探頭掃描方式為線陣掃描；背面的數字表達掃描的寬度。例如：R60表達此探頭為凸陣探頭，掃描曲率半徑為60mm。B超探頭探頭掃描角度的計算:根據探頭的掃描半徑我們可以計算探頭的實際掃描角度。80陣元的R60探頭陣元間距為0.78mm128陣元的R60探頭陣元間距為0.50mm那么我們可以根據公式來計算角度80（陣元）×0.78（陣元間距）2×π×60（半徑）計算出來的成果就是此探頭的掃描角度了R=60mm×360°探頭聲透鏡超聲探頭的頻帶探頭的中心頻率：指探頭工作時的重要發射頻率，如：常見的凸陣探頭標稱3.5MHz，這就是此探頭的中心頻率。變頻：超聲頻率越高探測深度越淺但回波信號辨別率越好，頻率越低，探測深度越深，但回波信號辨別率越差。探測不一樣檢測部位，就需要變動探頭的發射頻率，以到達最佳的效果。探頭的變頻組數以及變頻點位置可以根據招投標規定修改B超的工作頻率：指所有探頭的發射頻率范圍。如：ZQ-9902，支持凸陣探頭，探頭變頻范圍為2.0-5.0MHz支持高頻線陣探頭，探頭變頻范圍為5.0-10.0MHz，支持腔體探頭，探頭變頻范圍為5.0-8.0MHz，那么ZQ-9902的工作頻率就是2.0-10.0MHz。組織諧波成像諧波成像:由于聲在人體組織內傳播過程產生的非線性以及組織界面入射/反射關系的非線性，使得當發射的聲波頻率為f0時，回波（由于反射或散射）頻率中除有f0（稱基波），尚有2f0，3f0……等成分（稱為諧波），其中以二次諧波（2f0）的能量最大。運用回聲（反射或散射）中的二次諧波所攜帶的人體信息形成的聲像圖稱為超聲諧波成像。（TissueHarmonicImaging）一般縮寫為THI如圖：藍線為基波，當發射頻率為2.5MHz時，紅線為二次諧波頻率為5.0MHz。

寬帶接受近場遠場發射頻譜2f0f0寬帶發射B超顯示屏一般分為CRT顯示屏和LCD（液晶）顯示屏CRT顯示屏又有黑白顯示屏和彩色顯示屏體現顯示屏的性能的技術指標就是看顯示屏所能到達的辨別率；辨別率的體現為橫向掃描線數×縱向掃描線數。如：辨別率為800×600，表明此時顯示屏橫向掃描線數為800線，縱向掃描線數為600線。通道和陣元通道：可等同于物理通道。對接受通道而言，通道即指具有接受隔離、前置放大、TGC控制等詳細電路的硬件。在多聲束形成技術中，每一物理通道（對應一種陣元）將分為多種虛擬通道（或稱邏輯通道），產生不一樣的延遲時間后與相鄰的陣元信號相加，形成不一樣的聲束陣元：將探頭換能器（壓電陶瓷）均衡的進行切割提成80份或128份，每一分就是一種陣元，提成80份的探頭就是80陣元的探頭，提成128份的探頭就叫128陣元的探頭。通道和陣元在進行信號發射時，每個通道對應一種陣元B超進行超聲發射時，由每個通道給對應的陣元一種信號，對應的陣元就發射一束聲波，第一時間里就有32（1-32）個陣元收到信號發射了聲波，此時第一通道對應第一陣元，第二通道對應第二陣元，以此類推。11632801322162通道和陣元11632801322162第二次發射時仍然有32（2-33）個陣元收到信號發射了聲波，此時第一通道對應第二陣元，第二通道對應第三陣元，以此類推，第三十二通道對應第三十三陣元。當第80陣元被激活發射了聲波，收到回波信號后此時第一幅超聲圖像得以形成。31733線有關線數：每幀圖像有多少根線低密度發射：每線以一種陣元間距為線間距進行發射，構成的超聲圖像；在此密度下發射，圖像的線密度在數量上等于探頭陣元數。高密度發射：每線以1/2個陣元間距為線間距進行發射，構成的超聲圖像；在此密度下發射，圖像的線密度在數量上等于2倍的探頭陣元數。a11632陣元數80128低密度80線/幀128線/幀高密度160線/幀256線/幀幀有關幀有關：是一種濾除噪聲，對圖像進行平滑的功能。由于噪聲是雜亂無章的，因此每個時間段里噪聲的位置是不一樣的，而人體組織在短時間內幾乎沒有什么變化，因此把2幅圖像進行重疊后可以使噪聲淡化、消除，而人體組織的圖像進行加強。幀有關是圖像在時間域的平均。ab圖1ac圖2ab圖3c幀頻幀頻：也叫成像幀率，是指每秒成像的幀數。幀頻越高，圖像顯示就越平穩，實時性也越好。幀頻的高下取決于成像設備的性能、與否使用多聲束形成技術和探測深度，其中探測深度對成像幀率起決定性的作用。探測深度越小，成像幀率就越高；使用多聲束形成技術，成像幀率也可深入提高。幀頻可以通過以下公式進行計算：幀頻=1/[2×顯示深度（單位m）/聲速（1540m/s）×線密度（80陣元：160線/幀；128陣元：256線/幀）×焦點數]幀頻與陣元數、線數、焦點數、探測深度有關，都成反比。探頭發射角度可變可調：通過減小探頭發射角度，可以提高圖像幀頻DBPP雙波束并行處理技術采用先進的全通道數字化高速雙波束并行處理技術；發射一次，同步接受兩個方向的回聲信號，進行高速數字信號運算處理；有效提高圖像幀頻，提高圖像的時間辨別率，而不犧牲圖像的空間辨別率。前處理、后處理DSC：數字掃描變換器，重要完畢圖像的坐標變換以及插值處理，將聲線的數字信號轉變為超聲圖像的處理過程前處理：在接到超聲信號到進行DSC處理之前進行的數據處理都叫前處理（如：線有關、橫向濾波、包絡檢波、對數壓縮等）。后處理：在進行DSC處理之后，對圖像進行的有關處理叫后處理（如：左右翻轉、上下翻轉、正負翻轉、伽馬校正、邊緣增強等）。灰階、動態范圍灰階：以不一樣的亮度級來顯示振幅強弱。灰階數越大，能辨別的灰度越多，越能顯示微小病灶。目前常見的是256灰階，表達有0—255個灰度級。動態范圍:接受信號的動態變化幅度，單位為分貝（dB），動態范圍越大，其信號應用區域就越廣，而病灶的包容量就越大。（如：當顯示屏的動態范圍為0-30dB時，表明該顯示屏只能接受并顯示0-30dB范圍內的信號，當輸入的信號超過30dB時，就會導致超過范圍的信號丟失，使得顯示的圖像不完整，需要進行對數壓縮進行圖像還原）對應于軟件中的DR1-DR4（一般可對應為DR1：30dB、DR2：60dB、DR3：90dB、DR4：120dB），可以根據招投標規定修改聲功率聲功率：是指換能器發射出的超聲波的功率。

提高聲功率可提高探測深度。不過提高聲功率要增大電路的發射電壓。這不僅給整機設計帶來困難，并且必須要限制聲功率在安全劑量閾值內設計和使用，尤其對胎兒和小朋友要減少和避兔使用超聲作檢查，必要使用時必須使用低功率的超聲診斷儀。全數字超聲診斷系統采用數字聲束形成技術，在接受模擬人體信號的過程中，在探頭部分實行所有數字化編碼，使信號完全數字化，能提高設備的抗外界干擾能力，減少噪音、提高圖像質量，以便地對圖像進行存儲、更改、放大等操作。模擬B超和數字B超的最大區別就在于與否擁有數字聲束形成技術全數字波束形成技術數字式波束形成器:回波信號只被簡樸放大后就被轉換成數字信號，然后用數字電路實現以往需要用模擬器件實現的信號延遲、相加等處理。其優劣勢為：信號延遲精度高，系統的靈活性大，可靠性好；但其性能一般與A/D轉換的精度、回波信號處理的通道數等原因有關。

數字式波束形成器包具有：全數字波束合成（DBF）、數控動態頻率掃描（DFS）、實時逐點動態接受聚焦（DRF）、實時動態孔徑成像（RDF）、實時動態聲束變跡（DRA）等全數字波束合成在同一時間里，每個陣元對同一點位置均有一束回波信號,探頭在接受到信號后通過簡樸的放大，就將每個信號所有轉換成數字信號，然后將這80路數字信號進行數字合成，成為一種信號。11632801322162DBF10bit10bit10bit15bit數控動態頻率掃描（DFS）在B超診斷中,超聲的頻率越高,其縱深方向的辨別率愈好。對細小目的點就顯示得細膩清晰,超聲圖象質量就高。但由于超聲在人體中傳布時伴隨超聲頻率增高,聲能的衰減愈大,以致使可穿透的診斷深度就愈短。因此超聲的辨別率與穿透力是互為矛盾的。寬頻帶探頭多頻率同步發射，接受時系統內的數字化自適應帶通濾波器，根據檢查部位深淺差異，自動選擇最佳的接受頻率，有效地處理了辨別率和穿透力之間的矛盾，在同一幅圖像上實現了最佳辨別率和最高穿透力

數控動態頻率掃描（DFS）3.5MHz5.0MHzab探頭同步發射出涵蓋3.5MHz-5.0MHz頻帶的寬頻超聲波，a處的距離較近，因此此處的回波只接受5.0MHz頻率的，b處探測距離較深因此此處的回波只接受3.5MHz頻率的，這樣在同一幅圖像上實現了最佳辨別率和最高穿透力

實時逐點動態接受聚焦（DRF）由于探頭表面呈弧，各陣元發射出的聲束在同一點所產生的回波抵達各陣元的時間各不相似，為了使各陣元接受到的回波信號能到達一致，就需要對不一樣的陣元回波信號進行延時，由于探測深度的變化，各陣元回波信號的延時各不相似。通過數字控制，使得在不一樣深度的回波信號的延時伴隨深度的變化進行動態變化，這樣每個陣元在每個探測深度點的回波信號能同步抵達以實現逐點聚焦。ab實時動態孔徑成像（RDF）接受孔徑伴隨回波的深度實時動態地持續的變化，保證了遠近場具有均勻一致的高辨別率,實時動態孔徑開關是逐漸漸變的。實時動態聲束變跡（DRA）在接受到所有回波信號后，根據探測深度的不一樣，實時控制對應陣元信號的強弱變化，有效減少背景噪聲,獲得最高信噪比，實現高清晰度圖像。1264537a目前需在a點成像，單1，7等位置的陣元離a點較遠發射的聲束對a點的成像意義不大，故將其關閉，但假如將2，3，5，6直接關閉就會導致成像呈階梯狀，因此，通過數字控制對此處各點的信號按遠近不一樣各乘以對應系數，以到達漸變效果，這樣形成的圖像邊界光滑，不會呈階梯狀。焦點、聚焦發射聚焦：選定探測深度的某一點，以此點的延時為基準來發射聲束，該點就被稱為焦點。一般規定1-4焦點發射，16種發射焦點組合。發射焦點附近的超聲圖像會改善，發射焦點越多，圖像辨別率越好，幀頻越慢；在招投標過程中，測量側向以及縱向辨別率時，可以采用4焦點，測量不一樣深度位置的側向以及縱向辨別率，可以將焦點位置移動至對應區域；在招投標過程中，測量圖像幀頻時，將采用單焦點，可獲得最大圖像幀頻。嵌入式計算機平臺優勢嵌入式計算機平臺優勢采用嵌入式計算機作為主控平臺，使得超聲診斷設備界面更人性化，控制更智能化，操作更簡樸化借助于計算機的強大圖像處理能力，做超聲圖像進行多種數字化后處理，大大提高了圖像質量集成了海量圖文管理系統，病歷信息數據庫系統，診斷測量公式預設系統，產科、婦科、小器官、心臟、泌尿等科室的自動診斷軟件系統，以及自動診斷匯報生成系統等，實現了智能化的多功能診斷，在臨床使用上使醫生切實感受到超聲診斷設備全數字化帶來的全面益處嵌入式計算機平臺優勢實時在線協助與導航提醒系統使醫生操作更以便，大多數狀況下無需再參看闡明書體標根據診斷科室的選擇會伴隨智能變換，以便醫生操作；體標全屏選擇；體標智能變換以及全屏選擇的功能絕大多數廠商沒有可以通過軌跡球將圖像持續無級放大，更以便醫生選用合適的觀測區域集成常用輸入法：英文、拼音、五筆字型等；集成產科、婦科、小器官、心臟、泌尿等科室常用專業詞庫（500個詞組以上），專業詞庫具有增長修改功能；這些功能可以大大增長醫生注釋、輸入病歷、打印匯報的效率臨床診斷系統