[實用新型]超聲心動探頭以及包括該探頭的超聲心動診斷儀

有效

• 申請號: 201320255972.6
• 申請日: 2013-05-13
• 公開（公告）號: CN203263430U
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 丁茜;朱天剛;陳紅
• 申請（專利權）人: 北京大學人民醫院
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00
• 代理公司: 北京冠和權律師事務所 11399
• 代理人: 龔建華;朱健

[技術領域]

本實用新型設計一種醫療儀器，特別是涉及一種醫療用超聲診斷儀。?

[背景技術]

超聲檢查由于無創傷、無痛苦、無電離輻射影響，一般無需使用對比劑便可獲得人體各部位軟組織器官和病變及管腔結構的高清晰度斷層圖像；提供解剖結構形態學信息，并能反映心血管等運動器官的重要生理功能，應用超聲多普勒技術可無創地檢測有關血流動力學參數以及觀察組織器官血流灌注等。因此超聲診斷已廣泛應用于內、外、婦產、兒科和眼科等臨床各科。它已成為許多內臟、軟組織器官病變首選的影像學檢查方法。?

超聲波，簡稱超聲（ultrasound）是指振動頻率大于20000Hz，即超過人耳的聽覺閾值上限的聲波。臨床診斷常用超聲頻率為2.5-10MHz，最常用的是3.5-5MHz。超聲波的物理特性：超聲波在彈性介質中以規則的縱波形式傳播，有波長（λ）、頻率（f）和聲速（c）三個基本物理量，它們的關系是：c＝f×λ。超聲波在固體中傳播速度最快，液體中次之，氣體中最慢。一般人體軟組織的平均聲速為1540m/s，由于聲速基本確定，頻率愈高，則波長愈短；反之，頻率愈低，則波長愈長。由于頻率極高，波長極短，故在介質中呈直線傳播，具有良好的束射性或指向性，這便是超聲對人體器官進行定向探測的基礎。聲阻抗（acoustic?impedance，Z）用來表示介質傳播超聲波能力的一個重要物理量，等于介質的密度（ρ）與超聲波在該介質中傳播速度（c）的乘積，即Z＝ρ×c。兩種不同聲阻抗物體的接觸面，稱界面。超聲波在介質中的傳播過程中，由于不同介質的聲阻抗不同，可能發生反射、折射及散射等現象。超聲波在介質中傳播時，由于介質的粘滯性和導熱性等因素的影響，使聲能耗損的現象成為吸收。由于聲能的吸收、超聲束在遠場的擴散和在界面上的反射與折射等，均使聲能在介?質中隨傳播距離的增加而逐漸減弱，這稱為衰減。超聲束遇到運動的反射界面時，其反射波的頻率將發生改變，此即超聲波的多普勒（Doppler）效應。當聲源與接收器作相對運動時，接收器所接收到的聲波頻率增高，如兩者的運動方向相反時，則接收頻率減低，多普勒超聲血流檢測技術主要用于測量血流速度等系列參數，確定血流方向、血流種類如層流、射流等。?

超聲心動圖是利用超聲的特殊物理學特性檢查心臟和大血管的解剖結構及功能狀態的一種首選無創性技術。1954年首次應用超聲診斷心臟病。臨床常用的有三種：M型、二維和多普勒超聲心動圖。正在研究已開始初步用于臨床的有實時三維超聲心動圖、各種負荷超聲心動圖（包括運動和藥物誘發）、經食道超聲心動圖、聲學造影及組織多普勒等。?

探頭發出超聲束，通過心臟各層組織，反射的回波在探頭發射超聲波的間隙被接收，通過正壓電效應轉變為電能，再經檢波、放大，在熒光屏上顯示為強弱不同的光點，超聲波脈沖不斷穿透組織及產生回波。不同時間反射回來的聲波，依反射界面的先后而呈一系列縱向排列的光點顯示于熒光屏上。慢掃描電路的水平偏轉板使縱向排列的光點在示波屏上從左向右掃描，呈現連續波動的曲線及圖形。橫坐標為時間，心臟各層結構反射的光點隨時間而展開，即形成一幅顯示距離、時間、幅度及光點強弱的位置、時間曲線圖，此即M型超聲心動圖。二維超聲心動圖的原理與M型相似，不同之處是探頭產生的聲束進入胸壁后呈扇形掃描，根據探頭的部位和角度不同，可得不同層次和方位的切面圖。此法能在透聲窗較窄的情況下，避開胸骨和肋骨的阻擋，顯示較大范圍的心內各結構的空間方位，圖像比較清晰，是目前主要的檢查法。造影超聲心動圖是通過靜脈或心導管注射聲學造影劑，使心腔內均勻的血液產生較大的聲阻差，超聲束通過時產生密集的云霧狀回聲，與正常時心腔的暗區形成鮮明的對比，此法對心內分流性疾患和三尖瓣關閉不全的診斷幫助較大。多普勒超聲心動圖是在二維及M型超聲技術的基礎上，利用多普勒原理檢測心臟及大血管內血流的一種新技術。?

現有超聲診斷儀基本結構包括：探頭、發射/接收單元、數字掃描轉換器、監視照像記錄系統、面板控制系統和電源裝置等組成。分述如下：?

一、探頭：是由多晶片排列構成的長條狀探頭。探頭一般寬度為1cm、長度?為10～15cm，探頭中的晶片個數一般在64—128只范圍內；晶片的尺寸隨使用的超聲頻率不同而不同；晶片之間不但有良好的電絕緣，同時盡可能作到完全的聲隔離。為此在制造工藝上一般采用光刻的方法，在一個大晶片上刻制成相互分離的多個晶片。晶片后面附以吸聲材料，用以吸收反向輻射的能量；晶片的前端（接觸人體部分）用透聲材料做成聲透鏡，在長條狀探頭的短軸方向形成聲聚焦。每個陣元都是獨立的，在長條狀探頭的長軸方向，用電子延遲線技術形成電子聚焦和多點聚焦，從而提高B型線性超聲診斷儀的空間分辨率。?