超聲探頭(一)

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1、探頭專題（一）大綱：一、換能器（傳感器）；二、超聲換能器；三、探頭的聲場特性；一、換能器（傳感器）1.換能器的定義；2.換能器的分類；1.換能器（傳感器Transducer）的定義換能器是將傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號的器件。一種物理能量變?yōu)榱硪环N物理能量的器件。凡能將其它物理能量轉(zhuǎn)變?yōu)槌暷芰康钠骷鶠閾Q能器。2.換能器的分類：可以用不同的觀點對傳感器進行分類：按轉(zhuǎn)換原理(傳感器工作的基本物理或化學(xué)效應(yīng))、用途、輸出信號類型以及制作的材料和工藝等。1）.根據(jù)傳感器轉(zhuǎn)換原理，可分為物理傳感器和化學(xué)傳感

2、器二大類物理傳感器（物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)）：諸如壓電效應(yīng)，磁致伸縮現(xiàn)象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。根據(jù)輸入物理量分為張力傳感器、壓力傳感器、速度傳感器、溫度傳感器、氣敏傳感器等化學(xué)傳感器：包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器，被測信號量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號。有些傳感器既不能劃分到物理類，也不能劃分為化學(xué)類。大多數(shù)傳感器是以物理原理為基礎(chǔ)運作的?；瘜W(xué)傳感器技術(shù)問題較多，例如可靠性問題，規(guī)模生產(chǎn)的可能性，價格問題等2）.按其用途，傳感器可分類為：力敏傳感器位置傳感器　液面?zhèn)鞲衅鳏S能耗傳

3、感器　速度傳感器熱敏傳感器　振動傳感器濕敏傳感器　　　磁敏傳感器氣敏傳感器　　真空度傳感器生物傳感器等加速度傳感器射線輻射傳感器3）.根據(jù)工作原理分為:電感式、電容式、電阻式、電勢式等；4）.按輸出信號分為：模擬傳感器——將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成模擬電信號。　　數(shù)字傳感器——將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號(包括直接和間接轉(zhuǎn)換)。5）.根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理分為有源和無源式傳感器。二.超聲換能器相關(guān)超聲換能器的工作原理；超聲探頭的分類；3.B超探頭的組成；4.B超探頭的分類；5.各類B超探頭的臨床應(yīng)用；6.

4、常見B超探頭的比較7.常用探頭規(guī)格的識別；大綱：超聲探頭醫(yī)用超聲探頭：是各種型號的超聲診斷儀借以將高頻電能轉(zhuǎn)換為超聲機械能向外輻射，并接收超聲回波將聲能轉(zhuǎn)換為電能的一種聲-電可逆轉(zhuǎn)換器件在醫(yī)學(xué)實驗中常用的換能器有張力（機械－電）換能器和壓力換能器兩類。醫(yī)用超聲探頭具有兩大特性：1）使用特性：使用特性實際上是探頭與儀器配合使用的綜合性能，它并不等于換能器本身的性能，包括工作頻率(fc)、頻帶寬度(BandWidth)、靈敏度(Sensitivity)、分辨力(Resolution)。2）聲學(xué)特性：超聲探頭的聲學(xué)特性主要與探頭中

5、超聲換能器所用材料的特性有關(guān)，包括頻率特性、換能特性、暫態(tài)特性、輻射特性和吸收特性。1.超聲換能器的工作原理探頭的核心：壓電晶體或復(fù)合壓電材料壓電效應(yīng)：正電壓效應(yīng)：機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽ń邮艹暡ǎ┠鎵弘娦?yīng)：電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能（發(fā)射超聲波）工作原理：主機通過電纜在陣元上施加電信號，使陣元振動，發(fā)出超聲波，超聲波經(jīng)物體反射吸收再作用在陣元上，使陣元兩端產(chǎn)生電信號，通過電纜傳送至主機處理、顯示。1）按診斷部位分類：眼科探頭、心臟探頭、腹部探頭和顱腦探頭等；2）按應(yīng)用方式分類：體外探頭、體內(nèi)探頭、穿刺活檢探頭；3）按探頭中換能器所用

6、振元數(shù)目分類：單元探頭和多元探頭；4）按波束控制方式分類：線掃探頭、相控陣探頭、機械扇掃探頭和方陣探頭等；5）按探頭的幾何形狀分類（慣用的分類方法）:矩形探頭、柱形探頭、弧形探頭（又稱凸形）、圓形探頭等。還有其它的一些分類方法，通常工作中，習(xí)慣使用較多的是按①、④、⑤三種方式分類。2.超聲探頭分類3.B超探頭的組成：聲透鏡壓電陶瓷(陣元)背襯材料襯套電纜匹配層物體發(fā)射反射聲透鏡（acousticlens）（橫/縱軸）軸向聚焦匹配層（layer）用于減少由于皮膚與探頭之間聲阻抗的差別所造成的多重反射。壓電陶瓷發(fā)射/接收超聲波背

7、襯材料（Back）減輕來自晶片的振動，縮短波長并提高軸向分辨率4.B超探頭的分類：1).凸陣探頭(ConvexArrayTransducer)2).高頻線陣探頭（7.5-12M）(HighFrequencyLinearArrayTransducer)1.對等間隔排列的多個陣元同時施加脈沖激勵2.疊加聲束的傳播方向和探頭表面垂直3.順序掃描3).微凸探頭(Mirco-convexArrayTransducer)4).腔體探頭（陰道探頭和直腸探頭）(CavityArrayTransducer)分為兩種：一種為單平面主要用于婦產(chǎn)科

8、另一種為雙平面，主要用于經(jīng)直腸探查前列腺。但現(xiàn)在很多醫(yī)院為了節(jié)省資金只購買一種單平面探頭兼作兩種檢查。常規(guī)頻率：3.5~5.0MHz5).相控陣探頭1.對等間隔排列的多個陣元施加脈沖時間不同2.疊加聲束的傳播方向按一定規(guī)律自動改變方向主要用于心臟也可兼作頭顱探查常規(guī)頻率：2.5~5.0MH