b超是什么原理 b超的工作原理是什么
B超(B-scan ultrasonography)是由英國蘇格蘭格拉斯哥大學(xué)的伊恩·唐納德(Ian Donald)教授于1950年發(fā)明的,并首次應(yīng)用于婦科檢查。小編整理了b超的工作原理,歡迎閱讀!
b超的工作原理
人耳的聽覺范圍有限度,只能對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(chǎn)生回聲,不相同的障礙物就會產(chǎn)生不相同的回聲,人們通過儀器將這種回聲收集并顯示在屏幕上,可以用來了解物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。利用這種原理,人們將超聲波用于診斷和治療人體疾病。在醫(yī)學(xué)臨床上應(yīng)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(yīng)用最廣泛和簡便的一種。通過B超可獲得人體內(nèi)臟各器官的各種切面圖形比較清晰。B超比較適用于肝、膽腎、膀胱、子宮、卵巢等多種臟器疾病的診斷。B超檢查的價格也比較便宜,又無不良反應(yīng),可反復(fù)檢查。
平時說的“B超”就是向人體發(fā)射超聲波,同時接受體內(nèi)臟器的反射波,將所攜信息反映在屏幕上。
基本原理
超聲在人體內(nèi)傳播,由于人體各種組織有聲學(xué)的特性差異,超聲波在兩種不同組織界面處產(chǎn)生反射、折射、散射、繞射、衰減以及聲源與接收器相對運動產(chǎn)生多普勒頻移等物理特性。應(yīng)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(tài),結(jié)合病理學(xué)、臨床醫(yī)學(xué),觀察、分析、總結(jié)不同的反射規(guī)律,而對病變部位、性質(zhì)和功能障礙程度作出診斷。
用于診斷時,超聲波只作為信息的載體
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(guān)生理與病理的信息。一般使用幾十mW/cm2以下的低強(qiáng)度超聲波。當(dāng)前超聲診斷技術(shù)主要用于體內(nèi)液性、實質(zhì)性病變的診斷,而對于骨、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制。
用于治療時,超聲波則作為一種能量形式
對人體組織產(chǎn)生結(jié)構(gòu)或功能的以及其它生物效應(yīng),以達(dá)到某種治療目的。一般使用幾百-幾千mW/cm2-以上高強(qiáng)度超聲波。
儀器結(jié)構(gòu)
超聲診斷儀有各種檔次,先進(jìn)的高檔儀器結(jié)構(gòu)復(fù)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(gòu)件包括發(fā)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(jī)和探頭。
一個主機(jī)可以有一個、兩個或更多的探頭,而一個探頭內(nèi)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(shù)十個以至千個以上晶片,如實時超聲診斷探頭,由1至數(shù)個晶片組成一個陣元,依次輪流工作、發(fā)射和接收聲能。晶片由電致伸縮材料構(gòu)成,擔(dān)任電、聲或聲、電的能量轉(zhuǎn)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(huán)陣、凸陣等,按用途又有體表、腔內(nèi)、管內(nèi)各種名稱,有的探頭僅數(shù)毫米,可進(jìn)入冠狀動脈內(nèi)。
發(fā)展
超聲診斷儀涉及聲學(xué)、機(jī)械學(xué)、光學(xué)和電子學(xué),隨著聲學(xué)材料、電子技術(shù)、集成電路、微計算機(jī)的迅速發(fā)展,尤其是DSC(數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器)和DSP(數(shù)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(fā)展。
超聲診斷主要應(yīng)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(yīng)等物理特性,利用其不同的物理參數(shù),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(fā)射到人體內(nèi),并在組織中傳播,當(dāng)正常組織或病理組織的聲阻抗有一定差異時,它們組成的界面就會發(fā)生反射和散射,再將此回聲信號接收,加以檢波等處理后,顯示為波形、曲線或圖像等。由于各種組織的界面形態(tài)、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(jié)合生理、病理解剖知識與臨床醫(yī)學(xué),觀察、分析、總結(jié)這些不同的規(guī)律,可對患病的部位、性質(zhì)或功能障礙程度作出概括性以至肯定性的判斷。
超聲診斷由于儀器的不斷更新?lián)Q代,方法簡便,報告迅速,其診斷準(zhǔn)確率逐年提高,在臨床上已取代了某些傳統(tǒng)的診斷方法。
B超的發(fā)展過程
普通B超
B超經(jīng)過了三個發(fā)展階段,最早采用的是黑白超聲診斷技術(shù),也就是普通B超。通過超聲探頭測得的圖像是黑白的,只能觀測到胎兒的組織結(jié)構(gòu),測量頭有多大、身有多長。
彩色B超
上世紀(jì)80年代在普通B超的基礎(chǔ)上出現(xiàn)了彩色-多普勒超聲波探測診斷技術(shù),觀測到的圖像以紅藍(lán)兩色為主,面向探頭的呈現(xiàn)紅色,反之為藍(lán)色。
這種技術(shù)能夠觀測到胎兒的血液流動情況,有利于及時發(fā)現(xiàn)胎兒的異常,例如胎兒頸部如有血流環(huán),則意味著發(fā)生了可導(dǎo)致窒息死亡的臍帶繞頸。
三維B超
普通B超和彩色B超都是二維平面圖像,這兩種技術(shù)仍在使用,但由于觀測效果較為依賴羊水量和胎兒體位,一旦在懷孕晚期羊水減少或者胎兒面向母親的背部,觀測效果就不太理想。而且,二維圖像不能滿足準(zhǔn)媽媽們“看到”寶寶模樣的愿望。因此,最近幾年,隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,又出現(xiàn)了三維B超,也就是將二維圖像合成模型,透過屏幕可從各個方位觀察胎寶寶。
四維B超
簡稱4D超聲,是目前世界上最先進(jìn)的彩色超聲設(shè)備。第四維是指時間這個矢量。對于超聲學(xué)來說,4D超聲技術(shù)是新近發(fā)展的技術(shù),4維超聲技術(shù)就是采用3維超聲圖像加上時間維度參數(shù)。該技術(shù)能夠?qū)崟r獲取三維圖像,超越了傳統(tǒng)超聲的限制。它提供了包括腹部、血管、小器官、產(chǎn)科、婦科、泌尿科、新生兒和兒科等多領(lǐng)域的多方面的應(yīng)用。
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