超声波发生器常见问题与维修 超声波换能器结构原理图解( 四 )


心脏诊断是非常重要的超声应用 , 换能器探头需要置于肋骨之间间隙 , 以避免肋骨对声波的散射影响图像 , 所以心脏探头采用声窗较小的相控阵 , 但利用大角度波束偏转 , 经过较窄的近场 , 覆盖较宽的中远场视野 。由于需要波束偏转 , 阵元间隔间距要满足工作频率半波长的要求 , 才能避免由栅瓣引入的图像伪影 。相控阵探头阵元数通常为64-96 , 成人相控阵中心频率在2-3.5MHz左右 , 中频相控阵在3.5-5MHz左右 , 高频相控阵在6-8MHz左右 。相控阵工作频率较低 , 一方面受半波长阵元间距的工艺要求限制 , 另一方面 , 扫查心脏要穿过胸腔外有较高衰减的脂肪和肌肉层 , 需要使用较低的频率 。另外除心脏外 , 中高频相控阵也有用于新生儿颅脑和腹部检查的 。
诊断肝肾器官及孕妇胎儿的腹部大凸探头 , 由于没有扫查窗口的限制 , 而且扫查深度较深 , 所以大凸探头声窗尺寸比较大;工作频率也较低 , 和相控阵相仿 。大凸探头阵元数一般在128-192范围 , 也有256阵元的高密度探头 。大凸探头曲率在50-60毫米;小型凸阵探头曲率在25-40毫米范围 , 用于小儿腹部;微凸探头曲率在10毫米左右 , 主要用于腔内 。
线阵探头的工作频率可以从6MHz至20MHz不等 。低频线阵大致为5-7MHz , 用于检查下肢深部血管 , 所需穿透力在6厘米以上;中频线阵大致在7-10MHz , 用于颈动脉、甲状腺、乳房、肌骨等各种应用 , 扫查深度在3-5厘米左右;高频线阵大致在10-15MHz , 用于浅表肌骨、浅表小器官、乳房等 , 扫查深度在2-4厘米左右;甚高频线阵在15MHz以上 , 用于眼科、皮肤科等 , 扫查深度在几毫米至2厘米 。以上范围并没有严格划分 , 有些高灵敏度宽频线阵可以覆盖多种应用 。低频线阵探头阵元数一般为128;中高频探头更多地采用192阵元 , 也有用256甚至更多阵元的 。最典型的线阵长度为4厘米;为获取更宽的视野 , 很多系统开始标配5厘米长的线阵探头;特别的应用 , 比如全乳扫查 , 使用长达6-8厘米的线阵探头 。
另外 , 特殊应用探头 , 如经食道TEE、腔内双平面、曲棍术中探头、用于3维图像的容积探头;还有近年来国际高端系统配置的面阵探头、使用微纳结构的电容性超声探头(CMUT)等 , 由于篇幅限制 , 就不一一在这里介绍了 。

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