B超的工作原理


人耳的聽覺範圍有限度,隻能對20-20000赫茲的聲音有感覺,20000赫茲以上的聲音就無法聽到,這種聲音稱為超聲。和普通的聲音一樣,超聲能向一定方向傳播,而且可以穿透物體,如果碰到障礙,就會產生回聲,不相同的障礙物就會產生不相同的回聲,人們通過儀器將這種回聲收集並顯示在屏幕上,可以用來了解物體的內部結構。利用這種原理,人們將超聲波用於診斷和治療人體疾病。在醫學臨床上應用的超聲診斷儀的許多類型,如A型、B型、M型、扇形和多普勒超聲型等。B型是其中一種,而且是臨床上應用最廣泛和簡便的一種。通過B超可獲得人體內髒各器官的各種切麵圖形比較清晰。B超比較適用於肝、膽腎、膀胱、子宮、卵巢等多種髒器疾病的診斷。B超檢查的價格也比較便宜,又無不良反應,可反複檢查。
平時說的“B超”就是向人體發射超聲波,同時接受體內髒器的反射波,將所攜信息反映在屏幕上。
基本原理
超聲在人體內傳播,由於人體各種組織有聲學的特性差異,超聲波在兩種不同組織界麵處產生反射、折射、散射、繞射、衰減以及聲源與接收器相對運動產生多普勒頻移等物理特性。應用不同類型的超聲診斷儀,采用各種掃查方法,接收這些反射、散射信號,顯示各種組織及其病變的形態,結合病理學、臨床醫學,觀察、分析、總結不同的反射規律,而對病變部位、性質和功能障礙程度作出診斷。
用於診斷時,超聲波隻作為信息的載體。把超聲波射入人體通過它與人體組織之間的相互作用獲取有關生理與病理的信息。一般使用幾十mW/cm2以下的低強度超聲波。當前超聲診斷技術主要用於體內液性、實質性病變的診斷,而對於骨、氣體遮蓋下的病變不能探及,因此在臨床使用中受到一定的限製。
用於治療時,超聲波則作為一種能量形式,對人體組織產生結構或功能的以及其它生物效應,以達到某種治療目的。一般使用幾百-幾千mW/cm2-以上高強度超聲波。
儀器結構
超聲診斷儀有各種檔次,先進的高檔儀器結構複雜,具有高性能、多功能、高分辨率和高清晰度等特點。它們的基本構件包括發射、掃查、接收、信號處理和顯示等五個組成部分,分為兩大部件,即主機和探頭。
一個主機可以有一個、兩個或更多的探頭,而一個探頭內可以安裝1個壓電晶片(例如A型和M型超聲診斷探頭),或數十個以至千個以上晶片,如實時超聲診斷探頭,由1至數個晶片組成一個陣元,依次輪流工作、發射和接收聲能。晶片由電致伸縮材料構成,擔任電、聲或聲、電的能量轉換,故也稱為換能器。按頻率有單頻、多頻和寬頻探頭。實時超聲探頭按壓電晶片的排列分線陣、環陣、凸陣等,按用途又有體表、腔內、管內各種名稱,有的探頭僅數毫米,可進入冠狀動脈內。
發展
超聲診斷儀涉及聲學、機械學、光學和電子學,隨著聲學材料、電子技術、集成電路、微計算機的迅速發展,尤其是DSC(數字掃描轉換器)和DSP(數字信號處理器)的引用,它的性能不斷提高,有的日益專門化,顯示的空間由一維、二維向三維發展。
超聲診斷主要應用超聲的良好指向性和與光相似的反射、散射、衰減及多普勒(Doppler)效應等物理特性,利用其不同的物理參數,使用不同類型的超聲診斷儀器,采用各種掃查方法,將超聲發射到人體內,並在組織中傳播,當正常組織或病理組織的聲阻抗有一定差異時,它們組成的界麵就會發生反射和散射,再將此回聲信號接收,加以檢波等處理後,顯示為波形、曲線或圖像等。由於各種組織的界麵形態、組織器官的運動狀況和對超聲的吸收程度等不同,其回聲有一定的共性和某些特性,結合生理、病理解剖知識與臨床醫學,觀察、分析、總結這些不同的規律,可對患病的部位、性質或功能障礙程度作出概括性以至肯定性的判斷。
超聲診斷由於儀器的不斷更新換代,方法簡便,報告迅速,其診斷準確率逐年提高,在臨床上已取代了某些傳統的診斷方法。
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