B超原理的简单分析

南国知心

超声诊断具有无侵袭，不影响人体，适应性广等优点，目前它已成为临床诊断上不可缺少的手段，特别是以超声图像技术为中心的B型超声系统已成为普遍使用的医学检查手段，在临床各个领域中的应用已趋广泛，它作为一种主要的诊疗手段，显示其在各类疾病的应用价值，超声技术的迅速发展，由于B超系统结构复杂故障频繁，设备引进时多数没有维修手册，给设备维修带来了很大困难，本文通过了解B超仪的工作原理，详细分析系统基本结构和信号流程，
1、超声系统的结构与原理分析  
       目前常用的B超系统的扫描方式可分为线阵扫描和相控扇扫两种。线阵扫描B超系统的基本原理是将若干组超声换能器依直线排列，由控制系统控制，连续依次激励各组换能器，形成扫描波束。同时，换能器接收回波信号。当前一组换能器完全接收回波后，下一相邻组换能器，才开始工作。同时，采用相控技术进行波束聚焦，使得回波信号得到增强，并将其送到信号处理系统，信号处理系统再将回波信号根据需要进行处理后，变成视频信号输出，供给显示器，图像记录仪进行记录，相控扇扫B超系统的原理与线阵扫描B超系统的原理相同，不同之处只是换能器的扫描控制方式。相控扇扫是利用控制器，按特定的时差规律顺序，使换能器被等级差时间延迟的激励脉冲激发发射超声波，通过不同相位超声波的功率叠加，形成特定角度的波束，改变各换能器的发射相位差，可以使波束角度改变，形成扇扫波束。下面就以相控阵超声系统为例，分析B型超声系统的主要结构和原理；可分为两大部分，即控制系统部分和成像系统部分。控制器系统部分是整个系统控制中心，它接受操作者的控制命令。成像系统又由扫描器子系统和扫描转换器子系统两部分组成，在扫描器子系统分配器单元及前端处理器单元能根据需要选择相应的探头，对探头发送激励电压，且接受相应的回波信号，延时电路是扫描器的心脏部分，它分成粗延时和细延时两部分，提供发射和接收时聚焦和相控所需要的延时，图像检测电路和多普勒检测电路包括二维M方式下成像所需要的所有滤波和检测电路，以及对多普勒信号和血流信号进行检测处理，产生的超声回波合成信号供给扫描转换器子系统进行进一步处理。TGC电路产生对应于TGC前控制面版上设定的电压并为延时电路提供时钟信号。扫描器通过RS232与其他子系统通讯。  
        扫描转换器子系统由以下部分组成：  
        (1)扫描器I／O接口电路；  
        (2)多普勒处理器单元；  
        (3)彩色血流处理器电路对从扫描器I／O电路接收到的数字化血流信号进行检测，然后把血流信号和二维信号叠加在一起；  
        (4)M方式、生理频谱电路把M方式生理信号、多普勒等数字信号，根据需要进行处理后，送人视频I／O接口板；  
        (5)坐标变换电路利用特定的算法将声数据的报坐标信号变换成光输出的直角坐标信号；  
        (6)图像存储器单元用于存储图像信号，供给视频输入输出电路；  
        (7)图像处理单元；  
        (8)视频输入／输出电路将各种图像、字符、信号合成输出到彩色监视器供操作者观察，同时向视频打印机和录像机提供视频信号。