[实用新型]超声心动探头以及包括该探头的超声心动诊断仪

说明书

[技术领域]

本实用新型设计一种医疗仪器，特别是涉及一种医疗用超声诊断仪。 

[背景技术]

超声检查由于无创伤、无痛苦、无电离辐射影响，一般无需使用对比剂便可获得人体各部位软组织器官和病变及管腔结构的高清晰度断层图像；提供解剖结构形态学信息，并能反映心血管等运动器官的重要生理功能，应用超声多普勒技术可无创地检测有关血流动力学参数以及观察组织器官血流灌注等。因此超声诊断已广泛应用于内、外、妇产、儿科和眼科等临床各科。它已成为许多内脏、软组织器官病变首选的影像学检查方法。 

超声波，简称超声（ultrasound）是指振动频率大于20000Hz，即超过人耳的听觉阈值上限的声波。临床诊断常用超声频率为2.5-10MHz，最常用的是3.5-5MHz。超声波的物理特性：超声波在弹性介质中以规则的纵波形式传播，有波长（λ）、频率（f）和声速（c）三个基本物理量，它们的关系是：c＝f×λ。超声波在固体中传播速度最快，液体中次之，气体中最慢。一般人体软组织的平均声速为1540m/s，由于声速基本确定，频率愈高，则波长愈短；反之，频率愈低，则波长愈长。由于频率极高，波长极短，故在介质中呈直线传播，具有良好的束射性或指向性，这便是超声对人体器官进行定向探测的基础。声阻抗（acoustic impedance，Z）用来表示介质传播超声波能力的一个重要物理量，等于介质的密度（ρ）与超声波在该介质中传播速度（c）的乘积，即Z＝ρ×c。两种不同声阻抗物体的接触面，称界面。超声波在介质中的传播过程中，由于不同介质的声阻抗不同，可能发生反射、折射及散射等现象。超声波在介质中传播时，由于介质的粘滞性和导热性等因素的影响，使声能耗损的现象成为吸收。由于声能的吸收、超声束在远场的扩散和在界面上的反射与折射等，均使声能在介 质中随传播距离的增加而逐渐减弱，这称为衰减。超声束遇到运动的反射界面时，其反射波的频率将发生改变，此即超声波的多普勒（Doppler）效应。当声源与接收器作相对运动时，接收器所接收到的声波频率增高，如两者的运动方向相反时，则接收频率减低，多普勒超声血流检测技术主要用于测量血流速度等系列参数，确定血流方向、血流种类如层流、射流等。 

超声心动图是利用超声的特殊物理学特性检查心脏和大血管的解剖结构及功能状态的一种首选无创性技术。1954年首次应用超声诊断心脏病。临床常用的有三种：M型、二维和多普勒超声心动图。正在研究已开始初步用于临床的有实时三维超声心动图、各种负荷超声心动图（包括运动和药物诱发）、经食道超声心动图、声学造影及组织多普勒等。 

探头发出超声束，通过心脏各层组织，反射的回波在探头发射超声波的间隙被接收，通过正压电效应转变为电能，再经检波、放大，在荧光屏上显示为强弱不同的光点，超声波脉冲不断穿透组织及产生回波。不同时间反射回来的声波，依反射界面的先后而呈一系列纵向排列的光点显示于荧光屏上。慢扫描电路的水平偏转板使纵向排列的光点在示波屏上从左向右扫描，呈现连续波动的曲线及图形。横坐标为时间，心脏各层结构反射的光点随时间而展开，即形成一幅显示距离、时间、幅度及光点强弱的位置、时间曲线图，此即M型超声心动图。二维超声心动图的原理与M型相似，不同之处是探头产生的声束进入胸壁后呈扇形扫描，根据探头的部位和角度不同，可得不同层次和方位的切面图。此法能在透声窗较窄的情况下，避开胸骨和肋骨的阻挡，显示较大范围的心内各结构的空间方位，图像比较清晰，是目前主要的检查法。造影超声心动图是通过静脉或心导管注射声学造影剂，使心腔内均匀的血液产生较大的声阻差，超声束通过时产生密集的云雾状回声，与正常时心腔的暗区形成鲜明的对比，此法对心内分流性疾患和三尖瓣关闭不全的诊断帮助较大。多普勒超声心动图是在二维及M型超声技术的基础上，利用多普勒原理检测心脏及大血管内血流的一种新技术。 

现有超声诊断仪基本结构包括：探头、发射/接收单元、数字扫描转换器、监视照像记录系统、面板控制系统和电源装置等组成。分述如下： 

一、探头：是由多晶片排列构成的长条状探头。探头一般宽度为1cm、长度 为10～15cm，探头中的晶片个数一般在64—128只范围内；晶片的尺寸随使用的超声频率不同而不同；晶片之间不但有良好的电绝缘，同时尽可能作到完全的声隔离。为此在制造工艺上一般采用光刻的方法，在一个大晶片上刻制成相互分离的多个晶片。晶片后面附以吸声材料，用以吸收反向辐射的能量；晶片的前端（接触人体部分）用透声材料做成声透镜，在长条状探头的短轴方向形成声聚焦。每个阵元都是独立的，在长条状探头的长轴方向，用电子延迟线技术形成电子聚焦和多点聚焦，从而提高B型线性超声诊断仪的空间分辨率。