超声诊断视野为什么是扇形的?

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5个答案
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我来补充一下,首先超声的视野不全是扇形的,不同的模式下会有不同的形状,扇形、矩形、方形、半圆形的视野都有。

比如应用在浅表器官和血管的线扫是方形或是矩形的

图为我的颈总动脉,飞利浦11-3L线阵探头应用甲状腺扫描程序,成像区域是矩形

而在心脏超声检查中很重要的M型超声扫描是条带状的

图为我的左心室,波动的亮线是左心室前壁的心外膜,应用的是飞利浦S4探头,成像区域是扇形

关于超声成像的基本原理,@ 红色荒漠 已经说得挺清楚了,这里不再赘述。
但在为何呈扇形上我有不同意见。现在的新型超声机都是电子聚焦相控阵探头,无论你用哪种扫描模式,都会应用电子聚焦技术来提高分辨率,如果机器够好你又乐意,甚至可以在整个视野里全程保持多重聚焦让声束尽量不发散【但这样帧率会很低,只能用来看不会动的器官】。我觉得有的视野呈扇形与其说是配合聚焦,不如说是为了临床应用起来方便——相比直直的矩形线扫,从一个很小的体表透声 “窗口”进行扇面扫描获得更广阔的内部图像,这对需要在肋骨间隙寻找狭小透声窗的心脏超声检查来说是极好的。

图上黑乎乎的为73年开发的线阵模式,由于胸骨、肋骨和肺的阻挡,很难获得满意的图像,但74年开发的机械扇扫就好多了。


图为我的颈总动脉,飞利浦11-3L线阵探头应用心脏扫描程序得到的图像就是扇形的,从图中可以发现图像的默认纵深比之前的甲状腺程序大得多(因为心脏比甲状腺深得多啊),我的颈动脉在图像中只有一小点。



一句话概括,扇形和矩形等等视野形状的不同,是实践中面对不同情况采用的不同程序带来的。
主任叫我去干活了,下班补充



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莫俊宏超声波无损检测员

2013-12-29 11:27

这里采用一种超声相控阵技术,可以形成在某入射点形成一定角度的扇形扫查范围,即S扫描成像,又称扇形扫描成像。

超声相控阵技术是借鉴相控阵雷达技术的原理而发展起来的,采用这种技术的超声探头里面由多个独立的小晶片单元组成阵列,常见的有直线排列的线阵或者环形排列的面阵探头。

基本原理:
通过控制探头阵列中各个晶片阵元激励(或接收)脉冲的时间延迟,改变由各阵元发射(或接收)声波到达(或来自)物体内某点时的相位关系,就可实现聚集点和声束方位的变化,从而实现扫描成像,理论上可以现实B、C、D扫描成像,当然也包括楼主所提及的扇形扫描成像。

说白了,就相当于多个小探头分工协作,例如改变各个小晶片发射超声波的先后顺序,或者改变接收反射信号的延迟时间,然后由仪器的软件分析反馈的数据,整合后把直观的成像影像提供给我们。

至于为什么视野采用扇形,我个人看法是:这是在探头聚焦保证图像的清晰度和实现尽可能大的观察面,这两方面权衡利弊下的结果。如果是矩形,不能聚焦在一点上,则不能保证最深处的图像的清晰度。扇形则可以使合成波阵面形成一定曲率的圆弧面,声束指向曲面圆心。

上面的内容不感兴趣可以直接跳过,来个正面回答如下:
其实扇形的形成的原因是聚焦的声束汇聚在一个区域,然后又扩散,这样就自然形成扇形。
理论上聚焦声束最后会汇聚在一点,实际上由于声波的波动性,存在干涉,所以最后并非完全汇聚于一点,因此聚焦声束的焦点是一个聚焦区。

参考资料:
超声检测,第五章超声检测方法分类与特点:超声成像方法

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B超和彩超的腹部探头形状为弧形,所以发射和接受超声的范围是扇形的,小器官探头是平的,图像就是矩形的。其他各B超视野形状也与使用的探头形状有关

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只和发射器阵列的样子有关 要是用预警雷达上的那种阵列(圆形的) 图像估计是圆锥状的

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