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A型超声

　　1.A型超声仪的工作原理

　　A型单向超声诊断仪由主控电路、发射电路、高频信号放大器、补偿电路、检波器、视频信号放大器、时基电路、示波管和换能器组成。

　　主控电路产生触发反射电路和时基扫描电路的同步脉冲信号。增加同步信号的重复频率，可提高荧光屏的亮度，但重复频率过高，探测深度就受到限制。目前所采用的多为400～1000Hz的重复频率，最低者为50Hz。

　　发射电路受同步信号触发时，产生一个持续时间为1.5～5μs的高频电振荡。输出脉冲的幅度和持续时间可通过并联在输出端的电位器来调节。

　　接收电路包括高频放大器、检波器和视频放大器三部分，有的仪器加入补偿电路。接收电路中，设有增益和抑制两个调节旋钮。增益旋钮用来调节输出的放大倍数，抑制旋钮用来调节门限电平，以除去门限以下的无用小波，而不影响门限以上的信号。回声信号最后由视频放大器放大到足够的幅度，送到示波管的Y轴偏转板，产生Y向偏移。偏移的幅度基本和信号大小成正比。

　　时基电路产生锯齿波电压，经后级放大至足够的幅度，送至示波管的X轴偏转板，产生扫描线。锯齿波的重复频率由主控电路决定。一般在400～1000Hz范围。锯齿波电压变化的快慢（斜坡速度）和探测深度相关。变化越慢，最大探测深度越深。仪器的深度调节或比率调节，就是调节锯齿波电压的斜率。

　　2.A型超声的特点与限度

　　A型（amplitudemodulationmode）超声诊断即超声示波诊断，亦即幅度调制型超声。它是利用超声波的反射特性来获得人体组织内的有关信息，从而诊断疾病的。当超声波束在人体组织中传播遇到不同声阻抗的两层邻近介质界面时，在该界面上就产生反射回声，每遇到一个界面，产生一个回声，该回声在示波器的屏幕上以波的形式显示，界面两侧介质的声阻抗差愈大，其回声的波幅愈高；反之，界面两侧介质的声阻抗差愈小，其回声的波幅愈低。若超声波在没有界面的均匀介质中传播，即声阻抗差为零时则呈现无回声的平段。根据回声波幅的高低、多少、形状等对组织状态作为判断。

　　临床上常用此法测量组织界面的距离、脏器的径线，探测肝、胆、脾、肾、子宫等脏器的大小和病变范围，也用于眼科及颅脑疾病的探查。现时，A型超声的许多诊断项目已逐渐被B型超声所取代。然而它对于脑中线的探测、眼轴的测量、浆膜腔积液的诊断、肝脓肿的诊断以及穿刺引流定位等，由于其简便易行、价廉，仍有不可忽视的实用价值。

 B型超声

　　1.B型超声仪的工作原理

　　B型超声仪的工作原理与A型仪基本相同。它是由主控电路、发射电路、接收电路（高频信号放大器、视频信号放大器）、扫描发生器、图像显示器（电子枪、偏转系统、荧光屏）和换能器构成的。

　　主控电路又称同步触发信号发生器，它周期地产生同步触发脉冲信号，分别触发发射电路和扫描发生器中的时基扫描电路。超声脉冲发射的重复频率是由它控制的，通常同步触发信号的重复频率就是超声脉冲发射的重复频率。

　　发射电路在受同步信号触发时，产生高频电脉冲激励换能器。

　　接收电路接收由人体受检组织反射的超声信息，有以下几个主要过程：①对高频超声信号放大和对数压缩；②对高频超声信号检波，转变为视频信号；③对视频信号进行放大；④把放大了的视频信号显示在显示器上。

　　换能器将回波信号转换成高频电信号后，被检波器检出的视频包络信号要经过视频信号放大器放大和处理，然后加到显示器的栅极进行亮度调制。

　　扫描发生器产生扫描电压，使电子束按一定的规律扫描，在显示器上显示出切面图像。

　　超声回波信号的显示是通过显示器件来实现的，常见的显示器是阴极射线管（CRT）。阴极射线管有静电式（示波管）和磁偏转式（显像管）两种，两者的基本结构相同，主要区别是前者采用电场偏转，而后者采用磁偏转系统。

　　电子板的作用是发射高速且很细的电子束。偏转系统的作用是控制电子束，使其随外加电压的变化而偏转。

　　A型和B型超声仪工作原理的主要不同点是：①B型将A型的幅度调制显示改为辉度调制显示，它将放大后的回声脉冲电信号送到显示器的阴极（或控制栅上），使显示的亮度随信号大小变化；②B型的时基深度扫描一般加在显示器的垂直方向，声束必须扫描，和显示器水平方向上的位移扫描相应，以构成一幅切面显示图。因此，B型仪器也称为切面显像仪或二维显像仪。

　　2.B型超声的特别与限度

　　B型（brightnessmodulationmode）超声，为辉度调制型，其原理与A型相同，其不同点有三：①它将回声脉冲电信号放大后送到显示器的阴极，使显示的亮度随信号的大小而变化；②B型超声发射的声束必经扫描，加在显示器垂直方向的时基扫描与声束同步，以构成一幅二维切面声像图；③医生根据声像图所得之人体信息诊断疾病，而不是像A型超声那样根据波型所反映的人体信息诊病。

　　B型超声具有如下特点：它将从人体反射回来的回波信号以光点形式组成切面图像。此种图像与人体的解剖结构极其相似，故能直观地显示脏器的大小、形态、内部结构，并可将实质性、液性或含气性组织区分开来。

　　超声的传播速度快，成像速度快，每次扫描即产生一幅图像，快速地重复扫描。产生众多的图像组合起来便构成了实时动态图像。因而能够实时地观察心脏的运动功能、胎心搏动，以及胃肠蠕动等。

　　由于人体内组织的密谋不同，相邻两种组织的声阻抗也不同，当声阻抗差达千分之一时，两组织界面便会产生回声反射，从而将两组织区分开来。超声对软组织的这种分辨力是X射线的100倍以上。

　　此外，B型超声尚具操作简便，价格便宜、无损伤无痛苦，适用范围广等特点，因而已被广大患者和临床医师所接受。

　　B型超声也还存在下述问题：①显示的是二维切面图像，对脏器和病灶的空间构形和空间位置不能清晰显示；②由于切面范围和探查深度有限，尤其扇扫时声穿较小，对病变所在脏器或组织的毗邻结构显示不清；③对过度肥胖病人，含气空腔（胃、肠）和含气组织（肺）以及骨骼等显示极差，影响显像效果和检查范围。

 M型超声

　　1.M型超声仪的工作原理

　　主控电路是一个高重复频率的多谐振荡器，由它产生的同步触发脉冲控制有关电路工作。

　　发射电路产生电脉冲激励换能器工作。

　　接收电路由射频放大器、时间增益补偿电路、检波器、视频放大器和信号处理等单元组成。射频放大器采用集中调谐放大电路，前三级为阻容耦合宽带放大器，第四级为调谐放大器。总增益大于85dB，带宽大于900kHz。时间增益补偿电路是一个波形叠加器，产生控制曲线，用此曲线同时控制高频放大器第二级和第三级，最高可达负60dB的增益补偿。并设有“近区”、“中区”（斜坡）和“远区”调节。“近区抑制”可以避免振幅过高的脉冲使放大器过载阻塞，提高浅层的分辩力。斜坡的位置和斜率调节恰当，可清晰地显示室间隔左右室面。“远区调节”用以清晰显示左室后壁内外膜面。

　　检波器检出的视频信号可直接由射频放大器放大送给显示器显示，也可经过信号处理后才放大。

　　时基电路和A型的相同，但是加在显示器的垂直方向上，而显示器的水平方向则是加入慢扫描电路产生的锯齿波信号以形成时间扫描。

　　按国际标准，点阵时标电路产生上下相邻两点间距为1cm，左右两行相距为0.5s的占阵时标，供测量之用。

　　脉位调制电路利用脉冲位置调制的方法，使参考信号（心电、心音或其它参数）和心动图同步显示在荧光屏上。

　　2.M型超声的特点与限度

　　M型（motionmode）超声是辉度调制型中的一个特殊类型，主要用于心脏及大血管检查，早期将之称为M型超声心动图（M-ultrasoundcardiogram&echocardiogram）。它是在辉度调制型中加入慢扫描锯齿波，使光点自左向右缓慢扫描。其纵坐标为扫描时间线，即超声的传播时间及被测结构的深度、位置；横坐标为光点慢扫描时间。由于探头位置固定，心脏有规律地收缩和舒张，心脏各层组织和探头间的距离便发生节律性的改变。随着水平方向的慢扫描，便把心脏各层组织展开成曲线。所以它所描记的是声束所经心脏各层组织结构的运动轨迹。根据瓣膜的形态、厚度、反射强弱、活动速度等改变，它可确诊二尖瓣狭窄、瓣膜赘生物、腱索断裂、心肌肥厚等病变。对心房粘液瘤、附壁血栓及心包积液等诊断较准确。对先天性心脏病、瓣膜脱垂等可提供重要的诊断资料。与心电图及心机械图配合则可测定多项心功能指标。

　　与A型超声一样，M型超声是由单晶片发射，单声束进入人体，因而只能获得一条线上的回波信息；较之B型超声能获得一个切面的信息量要少得多。当然，A型超声能准确地显示人体组织内各部位间的距离，而M型超声则可看出各部位间在一定时间内相互的位移关系，即心动状态。

 彩色多普勒

　　1.彩色多普勒血流显像仪的工作原理

　　彩色多普勒血流仪与脉冲波和连续波多普勒一样，也是利用红细胞与超声波之间的多普勒效应实现显像的。彩色多普勒血流仪包括二维超声显像系统、脉冲多普勒（一维多普勒）血流分析系统、连续波多普勒血流测量系统和彩色多普勒（二维多普勒）血流显像系统。震荡器产生相差为π/2的两个正交信号，分别与多普勒血流信号相乘，其乘积经模/数（A/D）转换器转变成数字信号，经梳形滤波器滤波，去掉血管壁或瓣膜等产生的低频分量后，送入自相关器作自相关检测。由于每次取样都包含了许多个红细胞所产生的多普勒血流信息，因此经自相关检测后得到的是多个血流速度的混合信号。把自相关检测结果送入速度计算器和方差计算器求得平均速度，连同经FFT处理