普通超声探头（共7篇）
普通超声探头 篇1
超声引导穿刺用于活组织的检查和疾病的穿刺治疗具有重要作用[1], 可提高检查或治疗的效果[2], 专用超声穿刺探头实用性局限;但一般超声探头价格不菲, 且穿刺时可引发较多并发症, 因此限制了该诊疗项目的推广和应用[3], 尤其不适合在一些基层医院开展[4]。普通凸阵探头具有实用、方便、易操作、价格相对低廉等优点[5]。笔者所在医院2010年起将普通凸阵探头加用穿刺架用于超声实时引导穿刺中, 效果满意, 现将结果报道如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选择101例2010年1月-2013.年12月在笔者所在医院进行超声引导穿刺的患者为研究对象, 患者年龄29~72岁, 平均 (39.21±4.91) 岁, 其中男51例, 女50例, 60例行活组织穿刺检查, 41例行穿刺治疗。活组织检查采用18~21 G检查针, 治疗采用18~20 G的导管穿刺针[2]。
1.2 纳入及排除标准
1.2.1 纳入标准
依从性佳;年龄满18周岁。
1.2.2 排除标准
有精神疾病史;有严重心脑血管疾病;高热感染及凝血异常等。
1.3 方法
需穿刺活检区先作常规超声扫查后, 按皮肤常规消毒, 将凸阵探头装上消毒好穿刺架, 根据靶病灶距表皮的深度, 测算进针深度及角度并作好标记, 将消毒好装上穿刺架的凸阵探头置于穿刺点的一侧并能最佳显示靶病灶, 用穿刺针直接刺入皮肤, 适当调整探头使屏幕上能显示出针尖, 在确定针尖走向正确后, 嘱患者屏住呼吸并将针插入靶病灶。活组织检查时以切割针芯送出时针尖不触及靶病灶对侧为度。整个穿刺过程应实时监视针尖及针道的位置[2]。
2 结果
2.1 101例患者活组织检查和治疗情况分析
60例患者活组织检查部位, 41例患者治疗病种情况见表1。101例患者中, 最浅病灶为1.2 cm, 最深病灶为10 cm。60例进行活组织检查的患者引导穿刺术后仅2例出现右肾周局限性血肿, 余患者均无明显不适感。15例肾囊肿患者在进行治疗性穿刺后2例出现轻微疼痛感, 后自行消退;胸腔积液及肝胆管引流患者在穿刺后各1例出现低烧, 后自动恢复, 见表1。
2.2 101例患者的进针次数分析
101例进行引导穿刺的患者中1针到位的比例高达86.14%, 见表2。
2.3 101例患者引导穿刺效果分析
101例患者针尖显示率高达100%, 取材成功率为100%, 一次性成功率高达98.02%, 其中有1例肾穿因全身浮肿胸腹水影响呼吸、1例肥胖腹腔肝脏活组织检查的患者第一次穿刺未成功, 均第2次穿刺成功。60例进行活组织检查的患者检查敏感性为93.33%, 见表3。
2.4 41例治疗患者疗效比较
41例患者39例经穿刺治疗后均治愈, 治愈率为95.12%;肝内胆管置管引流术后患者临床症状如黄疸明显减退或消失。
3 讨论
专用穿刺探头价格高而且实用性局限, 日常工作中只有普通凸阵探头经常使用[6,7,8,9];Koelmans等[3]报道使用普通凸阵探头进行引导穿刺不仅实惠, 且安全性高, 穿刺后并发症及不适感均较轻微。本研究中进行活组织检查的患者在引导穿刺后均未出现明显不适或严重不良反应, 而进行治疗性穿刺的患者仅6例出现低烧或轻微疼痛, 或局限性肾周血肿, 这和文献报道相符, 提示使用普通凸阵探头配上穿刺架用于引导穿刺, 安全性高, 患者不适减少。
据Koelmans等[3,10,11]报道将凸阵探头用于超声时的引导穿刺, 可提高一针到位率。Colt等[4]的一项临床研究显示, 普通凸阵探头用于超声实时引导穿刺可提高进针效率, 减少二次及三次进针率。本研究中, 101例进行引导穿刺的患者中1针到位的比例高达86.14%, 仅3例患者需要3次进针。这和文献报道一致。提示使用凸阵探头配上穿刺架可有效提高进针效率、更完美。
在引导穿刺时探头的活组织检查敏感性及针尖显示率多检查的效果影响很大。其中针尖显示效果是凸阵探头引导穿刺成功的重要影响因素和关键点。Koelmans等[3]报道普通凸阵探头具有高敏感性和针尖显示率 (高达100%) , 且价格较低, 用于穿刺时一次性成功率高。本研究显示, 101例患者凸阵探头针尖率显示高达100%, 一次性成功率为98.02%, 进行活组织检查的患者检查敏感性为93.33%, 这和相关文献报道接近, 提示普通凸阵探头配上穿刺架引导穿刺时的活组织检查敏感度高, 针尖显示效果理想。
Colt等[4]报道凸阵探头用于引导穿刺时可提高治疗有效率, 利于患者尽早恢复。本研究中41例患者39例经穿刺治疗后均治愈, 治愈率高达95.12%。说明凸阵探头配上穿刺架用于穿刺的辅助治疗时可提高治疗效果。
综上所述, 普通凸阵探头配上穿刺架用于实时引导穿刺, 实用而经济、安全性高、敏感性佳。只要使用时严格按照要求操作规范, 掌握相关适应证, 该种辅助诊疗手段非常容易掌握, 尤其适合在广大基层医院推广应用。
摘要：目的:探讨凸阵探头加用穿刺架在超声实时引导穿刺中的应用价值。方法:对101例进行超声实时引导穿刺患者的检查、治疗结果进行分析。结果:60例中进行活组织检查的患者引导穿刺后58例未出现明显不适感, 2例肾穿刺12 h后出现右肾周局限性血肿。15例肾囊肿患者在进行治疗性穿刺后2例出现轻微疼痛感, 后自行消退;8例胸腔积液及9例肝内胆管患者在穿刺置管术后2例出现低烧, 后自动恢复。101例进行引导穿刺的患者中1针到位的比例高达86.14%。101例患者针尖显示率高达100%, 取材成功率为100%, 一次性成功率高达98.02%。60例进行活组织检查的患者检查敏感性为93.33%。41例患者39例经穿刺治疗后均治愈, 治愈率为95.12%;肝内胆管置管引流术后黄疸明显减退或消失。结论:普通凸阵探头加用穿刺架用于实时引导穿刺, 实用、安全性高、敏感性佳。
关键词：超声引导,凸阵探头,穿刺架,价值
普通超声探头 篇2
1 资料与方法
1.1 临床资料
对我院2010年至2012年间来自感染科的各类肝病患者进行腹部超声常规检查, 排除腹水及合并其他脏器的严重病变、出血倾向的患者, 对44例肝病患者进行了无引导架普通超声探头引导下经皮肝穿术, 并对其标本进行细胞学和组织学检查。男26例, 女18例, 年龄20～61岁。
1.2 仪器和方法
使用SIEMENS Antares型、SIEMENS G60型超声诊断仪。穿刺前做好以下准备: (1) 调整仪器的深度、聚焦、灰阶, 前场与后场一样清晰。 (2) 在超声显示屏的前后场做中点连线并标记。 (3) 选择普通3.5Hz凸阵探头, 在探头声束发射面中心点做标记。 (4) 在患者身下铺好腹部固定带, 嘱患者仰卧位或左侧卧位, 全面对肝脏进行扫查, 一般取肝右叶作为穿刺部位。 (5) 对患者吸气和屏气进行反复训练, 使患者能在较长的屏气时间内配合穿刺医师完成穿刺操作。 (6) 在皮肤肋间隙选择穿刺点, 当患者屏气时要调整肝脏内靶点到超声显示屏前后场中点连线上, 此时探头声束发射面中心点下的皮肤既为穿刺点, 并在皮肤上标记好, 此时探头长轴与皮肤表面的角度就是穿刺角度。 (7) 避开较大的血管及胆道, 确定好穿刺深度:本组皮肤距肝被膜的距离11～23mm, 肝被膜距靶点的距离20～50mm。穿刺时探头使用一次性的隔离薄膜进行包裹或进行福尔马林熏蒸消毒, 对穿刺部位及周期皮肤进行严格消毒后铺洞巾。用2%利多卡因进行局部皮下麻醉, 用18G可调式自动弹射式活检枪经皮对肝内靶点进行穿刺活检。穿刺后观察患者呼吸及心率、血压及表面出血等情况, 无特殊则局部盐袋加压腹带包扎, 术后第2天复查肝脏超声。
2 结果
本组44例肝病患者通过无引导架普通超声探头引导下经皮肝穿术后, 1次穿刺成功41例, 成功率达93.18%。2例通过2次重复穿刺达到所需活检的标本量, 1例因患者情绪紧张穿刺失败。图1为为穿刺前确定穿刺点、深度, 图2为穿刺后第2天复查超声时的改变, 可见穿刺针道强回声。
3 讨论
本组使用无引导架的普通探头进行超声引导经皮肝穿, 取得很好效果。主要有以下体会: (1) 调整超声诊断仪很重要, 聚焦、深度和灰阶可以使靶点显示更清楚, 调整好前后场尽量排除伪像干扰。 (2) 在超声显示屏的前后场做中点连线并标记是定位的关键, 中点连线起到引导线的作用, 而探头的声束发射面中心点所发射的声束对应着超声显示屏前后场中点连线的超声图像[2], 当靶点位于这条引导线上时, 探头声束发射面中心点下的皮肤点既被确定为穿刺点。 (3) 反复训练呼吸也对定位起到至关重要作用, 肝脏会随呼吸运动移动, 所以要尽量延长屏气时间来确定穿刺点, 对穿刺范围小及周围有较大血管的肝脏, 要更多地训练患者吸气、屏气, 反复调整进针深度和角度到最合适, 才能提高穿刺的准确率。 (4) 因为通过肉眼估测进针角度, 所以会出现偏差, 这需要穿刺医师与超声引导医师进行充分沟通合作, 皮肤消毒铺洞巾前反复调试进针角度, 做到心中有数。通过超声医师与穿刺活检医师的默契配合, 可以做到可孰能生巧。 (5) 术前谈话尤为重要, 避免患者情绪紧张, 过度紧张患者不配合使定位很困难, 患者会有较多症状体征:心慌、胸闷、气短、全身颤抖、出汗等, 这样就不能强迫穿刺了。本组失败1例就是因为患者过度焦虑不能配合穿刺所致。 (6) 对患者的选择。有出血倾向的患者、出现腹水及有其他脏器严重病变的患者要禁忌穿刺。不能配合穿刺的患者也要避免穿刺, 如有呼吸系统疾病, 不停咳嗽、气短等, 其他如精神疾病。此外对于避不开大血管或穿刺范围太小的患者要谨慎。无引导架普通超声探头引导下经皮肝穿术不需先进设备, 方法简单, 可重复穿刺, 经济, 实用性强, 适用于基层医院和无专业穿刺探头、无引导架时紧急穿刺, 快捷方便适合到床旁操作。此法还适应于胸腔积液、腹腔积液、附件囊肿等病变的穿刺, 值得基层广泛推广。缺点是比有制导的超声探头定位的准确性差些, 肉眼估测进针角度, 对过小范围的病变不能精确制导, 限制其发展。
参考文献
[1]寿仕新, 胡丽萍, 王朋会.B超检查在闭合性肝外伤诊断中的应用价值[J].中国全科医学, 2009, 12 (10) :1800.
普通超声探头 篇3
1 超声探头日常保养及注意事项
断电插拔;探头的插拔必须在主机断电的情况下进行。假如在通电的情况下进行, 就有可能因瞬间导通产生强大的电流而烧坏探头内部线材或芯片, 也会易氧化探头插头针脚使其与主机接触不良。
禁止撞击, 浸入液体;撞击易使探头内的晶振损坏, 浸入液体会引起内部线路短路及电路板烧坏。
使用合格的耦合剂, 保持探头干燥;使用不合格耦合剂或未及时清洁探头表面, 易使探头表面的声透镜层腐蚀损坏, 探头表面可用软布浸水清洗, 不可用硬纸等擦洗。
避免在强电磁和强功率干扰的地方使用;在强电磁干扰的环境里使用, 容易造成显示图像干扰。同时也要避免与强功率设备或振动设备同时使用, 否则探头易损坏。
2 探头故障类型
外观不良;此故障可通过肉眼直接观察到, 主要有声透镜层破损, 使图像质量下降。声透镜起泡进空气, 则导致起泡位置在使用时必须用力下压才能得到图像。
超声显示区有暗道;其原因可能为:一、探头的晶片中某一个振片坏掉;二、电缆线中某些信号线断掉;三、探头与机器相连得插槽部分接触点氧化;四、探头内信号板某些元器件虚焊或烧坏等等。
显示图像模糊;其原因可能为:一、探头本身自然损耗, 老化;二、探头屏蔽线及地线没有接或破损, 从而受到干扰引起图像模糊;三、探头使用环境恶劣, 例如在强磁场环境中以及电源电压波动过大时, 都可能引起仪器损坏, 影响图像质量。
3 探头常见故障分析及维修
晶片故障;晶片的老化, 损伤时会出现图像信号衰减, 黑影, 干扰等现象。这些故障一般是由探头晶片短路损坏导致的。可通过测量晶片的供电电压来判断, 若某一晶片或晶片组的供电电压较其它的为低, 则可判断该晶片或晶片组内有短路。也可以通过测量各个晶片插针引脚对地的电容值, 看其是否在规定的容值内。找到相应损坏的晶片并更换, 就可以使得探头恢复以前的特性。
电缆线故障;由于电缆线长期弯曲, 扭转, 使得其外保护层以及屏蔽层出现破皮, 断裂。更严重的出现信号线断裂, 图像就会出现干扰和缺失。解决方法是打开外层皮套, 将总的屏蔽线横向划开, 挑出断裂线, 焊好后, 用透明胶带缠上一层, 用万用表测量其是否导通, 导通后, 将此根导线的屏蔽接好并缠好胶带。外层皮套用高压电缘塑料胶带作固定, 以免割开出容易打折。
透镜故障;由于声透镜与人体直接接触, 长期使用之后会造成透镜的磨损、开裂、腐蚀、脱胶、起泡等, 尤其是耦合剂进入下层造成腐蚀, 不仅会造成伪影等盲区, 影响医生诊断, 严重的会损伤探头晶体或造成漏电, 危及病人的身体, 给病人和机器带来伤害。对于声透镜层起泡可用液体硅橡胶注入脱胶处并赶出气泡, 用纱布带用力将探头绑紧放置24小时后松绑, 故障消失, 探头恢复正常使用。证明该故障是由声透镜层与匹配层之间脱胶所致。在处理这种故障时, 使用液体硅橡胶作探头声透镜的修补材料以及声透镜层与匹配层之间的粘合材料, 实践证明效果良好。对于破损严重的层透镜层只能用相应物理特性的匹配层更换。
电路板故障;电路板的维修会相对比较麻烦一些, 需要使用万用表或示波器等测量仪器, 来判定具体的哪一个元器件或芯片损坏, 再将损坏的元器件更换下来, 焊接上相应类型的元器件。
参考文献
[1]陈智文.B型超声诊断仪原理调试与维修[M].湖北科学技术出版社, 2000.
[2]王心纲.超声诊断仪的故障分类及检修[J].医疗装备, 2010 (07) :56-57.
普通超声探头 篇4
与CT、X-ray、MRI相比,超声影像具有安全,无辐射,轻便,实时成像,价格低廉等优势,超声影像在医学手术中有着广泛的应用[1]。三维超声图像相比二维超声图像能够提供更加直观的视图和精确的空间定位,其应用范围更广泛,特别是在手术操作中。目前,重建三维超声影像的方法主要有三种:二维超声探头机械扫描、三维超声探头实时成像,手持二维超声探头扫描[2]。前两种方法的超声探头体积较大,在手术导航特别是在微创手术中,由于体积大小的约束所采用的是手持二维超声探头扫描。而手持二维超声探头扫描重建三维图像过程的第一步需要完成超声探头标定。目前,人们已经提出了若干种模型和方法来实现超声探头的标定,其中最为广泛应用的方法之一是N线模型方法[3,4]。当超声探头扫描N线模型时在超声图像上产生3个亮斑,手动或自动识别或/和拾取三个亮斑的坐标后,通过左右2 个亮斑到中间亮斑的距离之比,并结合模型的设计约束,可以重建出N形目标与成像平面交点在设计坐标系中的3D坐标值。通过同一个目标在超声图像坐标系和位置传感器坐标系中的测量,即可解算出标定变换关系[5,6]。针对传统方法,本文设计了一个标定模型,并在NDI光学定位跟踪系统下进行标定,提高了探头标定的精度。
1 标定仪器
超声成像仪主要负责获取实时的超声图像并通过视频图像端口传给计算机(深圳迈瑞公司生产的DC-8系列)。
光学定位跟踪系统主要负责跟踪超声探头的位置和姿态(加拿大公司生产的NDI Polaris Spectra)。
计算机主要负责超声图像的信息及位置信息的实时采集,光学定位器数据的收集和处理(DELL服务器,处理器为Intel Xeon,内存为64 GB)。此外计算机上安装了用于采集超声仪图像的图像视频采集卡(维真VT133)。
2 标定模型
目前,标定模型有点型、线型、面型等等,其中最常用的是N线型。本标定采用的标定模板如图1所示,其实际尺寸为200 mm×100 mm×60 mm,由8个已知模板坐标点的锥形孔组成。
3 标定方法
根据实验情况有四个坐标系,分别设为图像坐标系I,标定模板坐标系C,光学定位发射器坐标系T,光学定位接收器坐标系R,三个空间变换矩阵,分别设为TIR、TRT、TTC,其中TIR是坐标系I到坐标系R的变换矩阵,TRT是坐标系R到坐标系T的变换矩阵,TTC是坐标系T到坐标系C的变换矩阵。超声探头的标定的实质就是求解超声图像相对超声探头的空间变换矩阵即TIR的过程。
设模板中有一点P处于某幅图像当中,则P点在坐标系C和坐标系I中的坐标转换关系可表示为:
式中PI为P点在超声图像平面中的坐标,u, v分别表示二维超声图像中的列序号和行序号(像素),sx, sy分别表示二维超声图像在u和v方向上的比例系数(mm/像素),一般情况下sx=sy,可以令sx=sy=s。
3.1 光学定位发射器相对于接收器的坐标转换矩阵(TRT)
按照要求组装实验装置,TRT可以直接由光学定位接收器读取数据并计算得出,假设读数为(x, y, z, w,a, b, c),则TRT如下式(3)求出。
式中:x,y,z分别是坐标系R相对于坐标系T在x轴,y轴,z轴方向的平移量(mm),w,a,b,c分别是坐标系R相对于坐标系T的旋转量的4元数表示,w是标量表示旋转角度(°),(a,b,c)是矢量表示旋转轴。
3.2光学定位接收器相对于模板的坐标转换矩阵(TTC)
为了求出TTC,本文设计了一个图1所示的模板,在模板上有8个锥形小孔,模板系的坐标由设计尺寸获得,发射器中的坐标由图2所示tracker尖端依次接触模板上的小孔读取数据并计算尖端补偿得到。转换矩阵TTC的求解过程是找出两个坐标系之间的旋转矩阵和平移矩阵,使得两个坐标系中的点通过矩阵转换后能尽可能重合或接近。可以根据公式(4)利用最小二乘法优化得到最优的TTC[7]。
3.3 超声图像相对于光学定位发射器的坐标转换矩阵(TIR)
根据公式(1)和已求的值,知道图像中一些点在超声图像中的坐标和模板中的坐标就可以求出转换矩阵TIR。点的模板系坐标已知,相应点在超声图像中显示为圆形亮点,手动选择亮点的区域位置,得到点的像素坐标。
因此,转换矩阵TIR的求解过程和TTC类似。可以根据公式(5)利用最小二乘法优化得到最优的TIR[8]。
4 标定实验和评估
实验主要包括4个步骤。
步骤1:将图1所示模板放置在水槽中,为了尽可能降低水温对声速的影响,在水槽中灌入50oC热水作为介质[9]。用特制固定架把超声探头(图3)固定在图3模板的弧形固定槽上(图4)。超声图像标定过程见图5。
步骤2:将图2所示NDI tracker插入模板的第一个即最上面的锥形孔中,可以由NDI定位设备得到tracker尖端点即锥形孔的位置信息,记为PC(1);由NDI定位设备得出TRT;由计算机捕捉超声图像上该尖端点的位置信息,如图6中的P1所示,得到一个圆形亮点,得到PC(1) 。
步骤3:同理,将tracker插入模板上的其余的7个锥形孔中,得到相应的参数。8个锥形孔的模板位置信息和超声图像位置信息分别记为PC(i),Pl(i)(i=1, 2,3……8)。
步骤4:由公式(1)和已求的值,利用最小二乘法优化求出TIR及sx, sy,完成超声探头的标定。
由于三维超声标定算法精度直接决定图像配准与三维重建的精度,因此不同的应用领域都有一定的标定精度要求[10]。标定矩阵精度的计算的直接方法是求各个矩阵元素的平均值和标准偏差,另一种方法是计算空间固定的一点经过标定矩阵变换从超声图像坐标映射到模板坐标中,计算模板坐标与实际坐标的绝对差的平均值。本方法采用第二种方法进行评估。通过图像采集卡传到计算机的图像是1 680×1 050大小的8位灰度图像,进行3组实验分别捕捉模型中8个点的超声图像3幅,共得到图像24幅,每个点随机取1幅图像作为标定求出变换矩阵,剩下的16幅图像根据公式(6)作为误差评定。
将本方法所得标定精确度与其他文献的比较情况如表1所示。可见,本方法获得的精确度比国内文献比较有明显的提高,接近了国外文献水平。
5 结论
对于超声引导介入手术应用中,需要对光学定位接收器和超声图像之间的位姿关系进行标定,该方法在传统方法上利用已知坐标点的模板进行标定,操作简便且能够在超声图像上清晰的找出特征点;利用NDI光学定位系统能够得到坐标变换矩阵且高于利用摄像机的标定精度。
本文研究最终得到满足医学要求的探头标定精度且在传统方法上精度有所提高,为进一步的三维重构奠定了基础。
摘要：在超声引导介入手术等应用中,为了利用三维定位系统对超声成像平面进行跟踪,需要对超声探头与超声图像的几何关系进行标定。为此,在传统的N线型模型基础上,设计了一个已知8个坐标点的模型,并结合NDI光学定位跟踪系统进行标定。该标定方法过程分为三步:首先将光学定位接收器绑定在超声探头上,当超声探头扫描模板时,超声图像上将依次显示已知8个坐标点的亮点;其次由光学定位跟踪系统能得到接收器到发射器的坐标变换,发射器到模型的坐标变换;最后以模板中已知点作为特征点,利用最小二乘法进行标定计算,得到光学定位接收器与超声图像的位姿关系矩阵,实现超声探头标定。实验证明该方法简单易行,标定精度为2.72 mm,满足超声引导的需求且比传统标定精度有所提高,为进一步三维重构了奠定基础。
关键词：超声探头标定,光学定位系统,超声图像
参考文献
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医学超声单晶探头的进展及新技术 篇5
医学超声换能器, 工作于医学超声系统与患者接触的最前端, 是拥有最高技术密集度的核心关键部件。最近十多年来, 医学超声换能器领域涌现出许多新的技术, 例如多压电层结构、 压电复合材料、 压电单晶材料、 细声束多维换能器、微机械加工的电容式超声换能器c MUT (Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducers) 和微机械加工的压电式超声换能器p MUT (Piezoelectric Micromachined Ultrasound Transducers) 等等。
压电单晶换能器的研制, 是其中的一个重要研究领域, 而铅基压电单晶由于其卓越的性能, 仍然是高性能探头研发者的主攻方向。国际上已有多家公司成功的将铅基压电单晶探头产业化。各种性能优异的压电单晶成功的量产及制备, 对医学超声换能器的核心压电材料做出了重要而丰富的补充, 探头的性能和应用范围得到极大延伸。
2.压电单晶的发展现状
1997 年, Park和Shrout等人成功生长出尺寸达20mm×20mm的PZN–PT和PMN–PT单晶, 其压电性能 (d33>2000 p C/N) 远高于压电陶瓷, 高品质大尺寸单晶材料的成功制备, 真正将这类高性能压电材料推向了实用化[1]。在压电单晶探头的整个发展阶段中, 生产出尺寸满足换能器应用的晶体一直是科学家们最为重要的任务之一。
包括美国H.C. Materials公司、TRS Tech-nologies公司、英国Morgan Electro Ceramics公司、日本JFE公司、中国中科院上海硅酸盐研究所、西安交通大学电子材料所、韩国Ceracomp公司、i Blue Photonics等多家国内外研究机构, 为了获得性能一致性更好、尺寸更大、高的矫顽场、高机械品质因子、温度稳定性更佳的弛豫压电单晶材料, 对单晶的成分进行不断地完善, 到现阶段已经开发了三代单晶产品, 具体性能参数列于下表1。其中, 第一代压电单晶PMN-PT已经满足了医疗超声探头商业化的需求。
H.C. Materials和TRS Technologies公司等都采用改良的Bridgeman法生长出直径3~4 英寸 (约75~100 mm) , 长度达150 mm的PMN-PT晶体, 如图1 所示, 大尺寸PMN-PT晶体生长工艺已较为成熟, 可满足绝大多数换能器的应用要求[2,3]。
3.商业化医用单晶超声换能器
由于铅基压电单晶材料的优异性能, 众多知名跨国公司如Philips, GE, Siemens, Hitachi, Toshiba, TRS Technologies, Humanscan, Boston Scientific, H.C. Materials等都开展了压电单晶医学超声探头产品的研发。20 世纪90 年代, 东芝公司就率先开始了PZN-PT单晶相控阵的研究, 其研制的3.7MHz单晶相控阵, 比PZT陶瓷探头的带宽和灵敏度分别高出25% 和5d B[4]。2004年11 月, Philips推出了第一款面向市场的低频Pure Wave (Single Crystal) 单晶换能器。Philips的S5-1 型探头, 运用了Pure Wave单晶技术, 并采用了独特的匹配层和背衬材料设计, 在二维图像质量和彩超多普勒信号灵敏度上树立了一个新的标杆。S5-1 单晶换能器的优势体现在:1) 可实现高质量二维图像的快速径向推进, 大大提高了观察部位血流的分辨率;2) 高质量的超声图像, 使得可以精确地观察血液和组织的界面;3) 提高了穿透能力;4) 有效克服了心脏内膜和细微组织结构所形成的假象;5) 带宽足以覆盖回波的二次谐波, 增强了图像的分辨率, 极大地丰富了医学诊断信息。随后, GE、Siemens和Hitachi公司也分别于2008 和2009 年相继推出单晶换能器。
Philips公司的新型X7-2 探头, 如图2 所示, 整体外形尺寸为3.7cm×2.84cm×8.53cm, 包含2500个独立工作单元, 支持多种成像模式。该探头首次整合了Pure Wave单晶技术和x MATRIX技术, 利用单晶材料的性能优势, 使得三维解剖结构的显示图像更加清晰, 同时探头的尺寸进一步缩小, 结构更加紧凑, 可应用于先天性心脏疾病的经胸影像评测以及心外膜成像介导等应用。
表2列举了一些医疗影像设备厂商的主要单晶探头型号、类型及工作频率。从表中分析的结果可知, 尽管铅基压电单晶探头已经在国外成功产业化, 探头的带宽、灵敏度得到大幅提高, 图像质量更清晰, 医学影像信息更丰富, 但是, 单晶探头的工作频率基本上集中在中低频, 而基于压电单晶材料的高频换能器阵列以及各种专业探头尚未广泛应用于临床诊疗, 因此成为新的研究方向和热点。
4.单晶探头的新研究方向及技术进展
4.1 单晶复合材料换能器
复合材料既可以用来做单波束超声换能器, 也可以做多波束超声换能器, 压电单晶复合材料的探头研制, 同样有这两种发展方向。
用单晶复合材料来设计单波束换能器的优势是非常明显的, 且单晶复合材料, 也多是采用1-3型或2-2 型复合方式, 改变了压电材料中压电相的振动模式, 从而有效提高了单晶的机电耦合系数k33, 如图3 所示。切割- 填充法仍然是目前比较通用的单晶复合材料制备方法。相比PZT, 单晶材料脆而硬, 内应力更大, 在划槽时更易崩边并产生内部微小裂纹, 所以在切割过程中需要选择合适的刀片, 同时对切割速度、深度以及支撑材料进行调整优化[2]。当探头的工作频率设计高于20MHz时, 单晶柱的宽度将小于50μm, 传统的机械切割工艺将难以实现。TRS公司采用了光刻及干法刻蚀等微加工技术, 可实现批量加工, 获得更小的加工精度, 但同时也存在刻蚀速度慢、耗时过长, 对加工设备及场地要求高而导致的生产成本增高等问题[6]。
Oakley和Zipparo2000 年报道了中心频率为4MHz和6MHz的单晶1-3 复合材料单波束超声换能器, 其-6d B带宽分别达到100% 和114%[7]。Ritter等报道了PZN-PT单晶复合材料研制的单波束探头系列, 工作频率为3.5~4.5 MHz, -6d B带宽为75~141%[8]。Hackenberger报道了PMN-PT单晶1-3 复合的单阵元多普勒探头, 带宽范围覆盖到1.75MHz到7.0MHz[9]。
有不少文献报道用复合材料设计医学超声线阵或是其他多波束换能器, 也有公司采用复合材料生产某些种类的线阵换能器, 但是复合材料的使用会影响压电材料的有效面积, 从而影响换能器的阻抗, 并不适用于所有的多波束探头。
2010 年, Changgeng LIU等人利用微加工制作流程, 结合光刻以及干法刻蚀技术, 制备了基于PMN-PT单晶1-3 复合材料的平面环形相控阵, 如图4 所示。PMN-PT微柱体的尺寸为9μm×9μm, 干法刻蚀的速度~160 nm/min。为满足高密度阵元的有效连接, 采用了特殊设计的电子连接板来实现阵元的连通, 各通道对应的导线嵌在绝缘材料中并与连接盘接通。脉冲回波测试结果表明, 该平面圆环阵探头的中心频率为50MHz, -6d B带宽接近90%, 中心频率处的插入损耗为-19.5d B, 阵元间串扰为-35d B[10]。
2011 年, Dan ZHOU等人用32% 的单晶与环氧树脂的体积比, 制备出PMN-PT单晶1-3 复合材料 (kt~0.81, Z~12Mrayl, Qm~11) 。将尺寸为30.08mm×11mm×0.165mm的单晶复合材料, 粘接匹配层以及背衬后, 绕铜管定型, 实现了中心频率为6.9MHz的64 阵元电子环扫换能器, 外径为10mm, 如图5 所示。换能器-6d B的带宽~102%, 插入损耗为-32.3d B, 这种宽带换能器阵列结构可以应用于某些内镜超声成像领域[11]。
由于铅基压电单晶本身就存在成分一致性较不稳定的问题, 再加上单晶复合材料工艺的复杂性, 很多研究者采用的是干法刻蚀的工艺, 速度慢耗时长, 较适合小尺寸高频探头的研制。如果用此复合材料来制作多波束探头, 将大幅地增加工艺程序, 也就意味着增加了产品的生产成本。
4.2 单晶高频血管内超声应用
铅基压电单晶相比于PZT陶瓷, 具有较高的介电常数, 在超高频细径探头领域, 例如血管内超声探头中有广泛的应用前景。
Jue PENG等于2007 年开始了单晶血管内超声探头的研究, 在获得了PMNT-on-substrate美国专利授权的基础上, 开发了超高频细径血管内超声探头, 如图6 所示。单阵元探头的中心频率设计为35MHz, 通过机械扫描来实现血管内壁扫查成像。探头的-6d B带宽~38%, 中心频率处插入损耗达到8.3d B[12,13]。
2008 年Boston Scientific Imaging与TRS Technologies公司联合报道了用PMN-PT单晶1-3复合材料研制60MHz单阵元探头, 用于血管内壁机械扫查成像, 如图7 所示。单晶1-3 复合材料, 采用的是深度反应离子刻蚀 (Deep Reactive Ion Etching, DRIE) 技术, 单晶微柱宽12~14µm, 间距4µm, 刻蚀深度为40µm, 单晶与环氧树脂的体积百分比为40%。其后, 粘接一层匹配层, 实现了中心频率为60MHz的单阵元换能器, -6d B带宽为77%。将单元换能器安装在机械旋转式导管内, 对猪的血管仿体内壁进行了扫查成像, 血管壁的中间层以及内膜层都可以清晰显示[14]。
4.3 单晶小型化高密度探头
由于PMN-PT单晶的介电常数较高, 在高密度阵列设计制作中, 可以实现比较可观的电容, 从而获得较佳的信噪比。基于单晶材料的高密度1D、1.5D以及2D换能器也是重要的发展方向。
2014 年, Bezanson等用光刻技术制备了40MHz, 64 阵元的PMN-PT单晶介入式超声换能器, 如图8 所示。封装后的探头尺寸为2.5mm×3.1mm, 可以比较方便的通过颅骨缝隙, 对猪的脑部病变区域进行成像, 探头-6d B带宽为55%[15]。
为实现1D线阵换能器在仰角方向动态聚焦, 降低切片厚度, 同时又避免2D换能器灵敏度低、阵元引线复杂等工艺难题, 彭珏等设计开发了基于PMN-PIN-PT的1.5D高密度相控阵换能器, 如图9 所示, 尺寸为24mm×16mm, 中心频率设计为2~3MHz, 独立阵元数目为320 个, 测得-6d B带宽~70%。常规的医用1D线阵换能器由于声透镜焦点固定, 聚焦深度有限, 在焦点处的切片厚度为3~5mm, 而在偏离焦点区域, 切片厚度将会扩散至10mm, 导致图像分辨率迅速下降, 侧向分辨率在聚焦平面上不对称。设计的压电单晶1.5D换能器, 具有3 到7 列平行排列的阵元, 可以在Z平面上调节聚焦, 提高了空间分辨率和对比度, 使得无论是近场还是远场, 图像的一致性得到增强。
CG Liu等研制了基于PMN-PT单晶的1-3复合材料的256 阵元面阵换能器, 中心频率为50MHz, -6d B带宽达到60%, 换能器及频谱响应如图10 所示[16]。
Hu Zhenhua等利用压电单晶PMN-PT, 研制了中心频率为9MHz~20MHz, 可用于眼科超声的8 通道环型电子相控阵换能器, 如图11 所示, 其-6d B带宽达到73.7%。9MHz换能器的轴向和侧向分辨率分别为188µm和650µm[17]。
4.4 高居里温度单晶及无铅单晶探头
为解决铅基单晶相变温度低的问题, 第二代以及第三代高居里温度单晶以及探头的研制受到重视。Ruimin Chen等设计了3~4MHz 32 阵元PMN-PT和PIN-PMN-PT单晶换能器, 实验发现, 160˚C时探头的-6d B带宽达到66%, 插入损耗为37d B[18]。
随着欧盟颁布WEEE/Ro HS/ELV法案, 探索无铅压电单晶, 研究环境友好型压电材料及其产品也是一项紧迫任务。Li Nb O3和KNb O3单晶作为无铅单晶材料, 已被证明具有与PZT陶瓷相当的kt值, 较低的介电常数和较大的纵向声速, 是制备大尺寸的高频高灵敏度的单波束探头的理想单晶材料。Silverman就报道了75MHz的高频Li Nb O3探头, -6d B的带宽为75%, 插入损耗为9d B[19]。基于无铅单晶的复合材料单波束探头, 同样有学者开展研究。C. Bantignies等研制了基于KN/epoxy的128 阵元换能器, 工作频率为30MHz, -6d B带宽达到48.5%[20]。
5.展望
单晶换能器的发展得益于单晶材料的发展, 压电单晶近些年的发展趋势并不在于提高其压电性能, 而是克服其体系本身的一些缺陷。未来, 如何进一步改善单晶成分的均匀性和温度稳定性, 探索新的单晶探头加工工艺, 开发新的单晶探头种类, 完善高密度单晶探头的引线难题, 能耗散热问题, 如何减轻探头的质量等等, 都值得所有探头研究工作者思考。
摘要：现代医学的发展, 使得临床医生对医学超声影像系统不断提出新的要求和需求。医学超声换能器, 是工作于医学超声系统与患者接触的最前端, 是拥有最高技术密集度的核心关键部件。探头的性能, 直接影响到图像的质量和产品的功能应用。各种性能优异的压电单晶的成功生长及制备, 对探头的核心压电材料做出了重要而丰富的补充, 探头的性能和应用范围得到极大地延伸。本文对医学单晶材料超声换能器的应用及国内外相关研究进展, 做简要介绍。
普通超声探头 篇6
关键词：水膜法,管材,超声检测,跟踪系统
0引言
在石化、电力、造船、核能等重要工业领域大量使用小口径管材,由于这些管材在特殊环境下使用,所以对质量要求很严格。为确保产品的安全性,国家有关部门要求生产企业必须按照产品标准开展管材的生产检测[1]。出厂前需要对管材进行无损检测,以提前排除安全隐患。除外部缺陷外,管材在加工过程中形成的主要内部缺陷有裂纹、分层、折叠、夹杂等,这些缺陷分布于管材壁厚中不同部位。超声检测可以实现对管材整个壁厚方向的检测,最重要的是可以检测内壁缺陷[2],而且检测灵敏度高、快速、准确,所以超声检测是管材检测中应用的主要方法之一[3]。超声水膜法现广泛应用于大口径管材的超声检测上,但由于小口径钢管曲率大,应用还不成熟,所以需要开发一种适合小口径管材水膜法检测的跟踪系统。本文设计了一种小口径管材超声水膜法探头跟踪系统,2013 年开始在钢管企业应用后,在离线检测和在线检测实际应用中效果均很好。
1水膜法检测原理
管材超声水膜法检测是在探头和钢管表面形成一层很薄的水膜作为耦合剂,超声波从超声探头中的晶片激励出后,先从有机玻璃做成的楔块中穿过,再穿过这层水膜传播到钢中( 由于水膜厚度很小,所以声程忽略不计) ,最后通过折射的横波进行检测; 当折射的横波在钢管管壁传播过程中遇到缺陷时,会反射回来,反射回来的横波再穿过水膜传播到超声探头中,然后通过超声检测仪接收该信号,即可判断是否存在缺陷。水膜法具体原理如图1 所示。
α—入射角。
实际检测中要求用完全的横波,所以要使纵波发生全反射,这样入射角 α 就需要大于第一临界角[4],即
式中: CL1为楔块( 有机玻璃) 中纵波声速,2 730m / s; CL2为钢中纵波声速,5 900 m /s。计算可得α ≥ 27 . 56 ° 。
为了能检测到钢管内壁的伤,要求声束至少要与钢管内壁相切,所以入射角 α 要小于折射的横波声束与钢管内壁相切时的入射角,即:
式中: CS2为钢中横波声速,3 230 m /s; r为钢管内半径; R为钢管外半径。r和R根据实际情况确定。
以壁厚为8 mm、直径为76 mm规格的管材为例,当r = 30 mm、R = 38 mm时,按式( 2) 计算可得 α ≤ 41. 86° 。所以!理论计算取值范围为:27 . 56 ° ≤ α ≤ 41 . 86 ° ,即入射角在该范围内可以得到完全横波并能检测到内壁上的伤。在实际应用中,为了获得最大能量的横波,还需要考虑横波在有机玻璃和钢表面的往返透射率[5],经过理论计算和实验,我们选择入射角为35. 5°,并有 ± 2°的调节范围。
水膜法操作方便,检测图形较简单,判断容易,检出缺陷灵敏度高[6]。实际检测时,由进水孔充入足量的水,在探头和钢管外表面形成一层水膜,要求该水膜均匀、厚度不变、没有气泡等杂质,探头要保持恒定的入射角,但由于小口径管材曲率大,而且表面可能有翘皮、生锈,或者管子本身弯曲,影响检测效果,因此为了满足以上检测条件,需要设计出一种适合小口径管材使用的、稳定可靠的探头跟踪系统,以配置到管材整套检测设备上使用。
2探头跟踪系统设计
由于小口径管材的曲率大,所以传统的适用于大口径金属管的水膜法检测系统达不到预期效果,笔者根据现场测试情况设计了分离式双探法探头跟踪系统。该系统根据发射方向把探头分成两组,每组单独固定在探头架上,每个探头架上都有跟踪轮、缓冲器、固定楔等,这些构件配合使用既能保证探头和管材的耦合效果,又能起到很好的保护探头的作用。探头跟踪系统示意图如图2 所示。
该系统的探头固定在探头架上,钢管螺旋前进,进行全覆盖扫描。主要特点如下:
( 1) 探头架上侧设计安装2 个缓冲器1,与上横梁相连; 探头架四周设计安装4 个缓冲器2,与竖梁相连; 探头架4 个角处安装4 个缓冲器3与下横梁相连。其中缓冲器1 和缓冲器3 配合使用可以避免检测过程中探头上下方向的移动,缓冲器2 能避免钢管前进和旋转过程中造成的探头向四周方向的移动; 缓冲器1、缓冲器2 和缓冲器3 配合使用既可以获得良好的跟踪性能,同时又可以利用缓冲器3 去调节探头的高度来灵活控制入射角,以获得最好的信号。
( 2) 根据不同的管径设计不同大小间距的跟踪轮,使得探头与钢管之间水层均匀、厚度不变,既保证了耦合效果,又可以起到很好的随动作用,而且避免了探头和钢管直接接触,很好地保护探头不被钢管磨坏或者撞坏。如果实际生产中钢管椭圆度引起水膜厚度变化,则可启用超声检测仪的闸门跟踪功能来消除水膜厚度变化对探伤效果的影响。
( 3) 为了获得良好的耦合效果,改进设计了独特的水路系统。该水路系统采用2 个总进水孔分8 个小出水孔,8 个小出水孔分别在8 个小探头中心,而且探头两边均有出水孔,保证金属管正反转时都能很好的耦合。
( 4) 在探头架4 个侧面都设有固定楔,固定楔1 和固定楔2 配合使用能很好地固定住探头,确保不松动,避免了只有一侧有固定楔导致探头滑动的问题,既能调节入射角又能保证检测过程中入射角不变。
( 5) 可调节的探头架升降设计,通过汽缸自动控制,可以与缓冲系统配合达到跟踪效果。
系统中缓冲器1 和缓冲器3 主要起平衡上下方向的作用,缓冲器2 主要起平衡四周方向的作用,缓冲器3 还可适当调节探头入射角,在调节过程中要配合使用缓冲器1 和缓冲器3,使之发挥最佳的作用; 当静态调试出期望效果时,在进行动态测试前要通过固定楔1 和固定楔2 将探头固定住,以免动态测试过程中入射角发生变化而影响测试结果; 由于该系统水路分流较多,所以一定要做好进水的过滤工作,防止杂质堵塞水孔。
3现场测试结果
我们选取直径为76 mm、壁厚为8 mm的小口径无缝钢管作为典型管材对系统跟踪效果进行测试,按照国家标准[7]规定在管材内壁和外壁分别制作L2 级别的纵向人工缺陷。采用8 通道的超声检测仪器,探头分2 组,每组有4 个小探头分别向管材周向的2 个不同方向发射和接收超声信号,探头检测频率为5 MHz。按照钢管自动超声探伤系统综合性能测试办法( YB /T4082 —2011 )[8]中规定的周向差、内外壁差、信噪比、稳定性进行测试,实际测试结果如表1 所示,漏报率、误报率均为0。
从表1 可以看出,8 个通道的周向差、内外壁差、信噪比、稳定性、漏报率、误报率测试数据都达到了国家和行业标准的要求。经现场动态测试,使用该系统可以实现小口径管材在线超声检测,各种性能和效果均能达到预期要求。
4结束语
本文设计的小口径管材水膜法超声探头跟踪系统经现场测试,探头耦合、跟踪效果均良好,能实现对外径73 ~ 89 mm的小口径管材的超声检测; 所得检测信号灵敏度高、稳定性好、干扰波少,各项指标均达到国家和行业标准; 该系统配合其他附件进行工作可以大大提高管材的检测效率。
参考文献
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普通超声探头 篇7
1 肝、胆疾病
1.1 早期肝硬化
肝硬化是肝脏慢性疾病的最终发展结果, 是肝组织纤维化不断进展的终期病变, 超声高频探头可精确显示肝包膜及包膜下部份肝实质的较细微变化, 较准确地诊断肝硬化早期病变, 包括肝表面呈凹凸不平, 肝实质散在强弱不均回声光斑等。
1.2 肝脏肿瘤
小儿肝脏肿瘤种类很多, 肿瘤除了分为原发性肿瘤, 也分为肿瘤的转移而病变的肿瘤, 成为转移性肿瘤。细微分辨率较低, 对肿瘤内部细微结构、肿瘤与周围组织的关系、血供情况等显示欠清晰这一缺陷, 使得常规超声在细微的诊断上存在不足, 为肝脏肿瘤的诊断、治疗和手术的选择等提供相对准确的理论依据[1]。高频超声探头能较清晰显示肝脏表浅的细微结构, 对于肝内的小病灶, 尤其是肝近场靠近膈面的小病灶常规低频超声容易漏诊, 而高频超声则能提高小病灶的检出率, 在肝内小于10mm, 特别是2~5mm微小病灶的检出率亦有明显的优势, 使用高频超声可有效地诊断出肝内小肝癌。患有肝硬化时, 最重要是做好肝硬化结节和肝内小肝癌的鉴别诊断[2], 然而, 为鉴别诊断肝硬化结节和肝内小肝癌提供依据:肝内小肝癌内部和四周血供较繁多复杂, 因高频超声具有穿透力强、分辨率高等特点, 所以能更好地显示出肝内小肝癌血管数目;也因其声波不间断, 且很容易就可以描绘出动脉性频谱[3]。
1.3 肝外伤
小儿肝脏外伤并不少见, 由于小儿自述能力差, 确定损伤部位存在困难, 因此超声的探查尤为重要, 常规低频超声检查具有较强的穿透力, 能清楚判断肝脏损伤的部位、程度、范围以及腹腔出血量情况, 但对小儿肝脏的包膜显示不够清晰, 因此对肝包膜的裂伤及包膜下血肿的显示并不理想, 高频超声探头分辨率高, 可清楚显示肝包膜断裂程度范围及包膜下局部积血情况, 为外科手术方式的选择提供正确的依据, 弥补常规低频超声的不足[4]。
1.4 慢性肝炎
感染了HBV、HCV的婴幼儿若不及时诊断和治疗, 容易使其成为HBV、HCV的慢性携带者, 肝组织逐渐衰退, 最后病变为肝硬化, 但是肝纤维化属于肝组织的细微变化, 常规超声检查难以显示清晰, 故而难以做出明确诊断, 而高频探头分辨率有很大程度的提高, 从而使得肝内复杂的结构显示越来越清晰精确, 据相关报道, 通过回声在研究肝纤维化过程中使用高频超声, 来描述肝实质内高回声的形态变化, 研究人员将肝实质进行分期, 依据颗粒的不同程度 (细、较粗、粗) 和条纹 (窄、宽、条) 等形态来进行分期, 从而判断肝脏纤维化的程度。高频探头均能较清晰分辨肝脏内细微的结构变化, 因此打破了肝纤维化程度量化分期的不可能性, 虽然高频探头在医学上提供了很多有力的依据, 人的主观判断依然是影响肝纤维化程度量化分期还没有得到认可的因素, 但是要想更好地观察肝内细微结构回声变化, 高频探头的使用必不可少。1.5新生儿胆道疾病新生儿腹壁薄, 经腹部探查肝管及胆总管深度在4cm以内, 因此高频超声在新生儿胆道系统检查, 能够更好、更清晰地显示出新生儿胆道系统[5]。 (1) 先天性胆总管囊肿:常规超声检查能明确诊断新生儿胆总管囊肿, 并准确的对囊肿内结石、肝内胆管梗阻扩张等胆总管囊肿的并发症做出诊断, 可是绝大部份新生儿中, 胆囊充盈不佳, 多发生在早产儿身上, 常规超声常不能显示胆囊, 经常会造成误诊, 导致延误治疗, 高频超声可以清晰地显示各种充盈状态的胆囊, 因此在胆总管囊肿的诊断中较常规超声有明显的优势。 (2) 先天性胆道闭锁:又称肝外胆管进行性、闭塞性病变, 常发生在婴幼儿时期, 若诊治不及时, 婴幼儿的生命就岌岌可危了, 其发病率为1/10000~1/14000。1996年, 韩国学者Choi等指出胆道闭锁的特殊特征, 并在超声检查时可以显示, 李士星等[8]利用高频超声探头扫查TC征, 显示率明显高于低频超声探头[6]。
2 肠道疾病
2.1 阑尾炎
小儿常见的急腹症有很多, 而急性阑尾炎便是其中一种, 临床诊断证明, 急性阑尾炎具有发热、转移性右下腹疼痛等症状, 但由于婴幼儿的语言表达能力不足, 临床往往不能及时明确诊断, 因此超声检查就成为明确诊断的重要依据。急性阑尾炎超声诊断标准如下:急性单纯性阑尾炎:阑尾肿大、僵硬不蠕动, 肿大的阑尾从纵切面看呈长管回声状或蜡肠状, 管壁变厚, 像手指状, 厚度大多在0.3~0.5cm, 呈“同心圆”结构的是横切面, 高频超声显示清晰阑尾黏膜层、肌层、浆膜层3层结构, 阑尾腔内有积液, 可有粪石[7], 急性化脓性阑尾炎:阑尾明显增粗, 直径>1.0cm, 高频探头显示管壁增厚, 水肿明显, 光点、光斑可在肠腔中看见, 穿透力差, 肠间及盆腔常可见少量积液, 急性坏疽性阑尾炎:阑尾壁厚度明显增加, 管腔与阑尾管壁的界线不清, 非正常结构, 直径>0.7cm, 阑尾壁厚度不均匀, 回声不均匀, 阑尾区常呈不规则杂乱回声, 高频超声探头可以清晰显示周围可见局限性积液及气体强回声反射。高清探头清晰显示阑尾外形和管壁各层结构及阑尾腔内透声情况、阑尾与周围器官的联系, 进一步确保了阑尾炎的正确诊断。
2.2 肠套叠
肠套叠是婴儿期最常见的急腹症, 分原发性和继发性, 是肠管一部分进入另一段肠腔中, 形成特有的超声像特征:横断面可呈现肿块回声, 团块中为大小环套叠的同心圆状或强回声光环中心为低回声的靶环征, 纵切面呈多层管壁的管状结构, 形成套管状, 病变近端可见肠黏膜水肿肠壁增厚[8]。高频超声探头不仅可以全面显示肠套叠特有的声像特征, 可更清楚地显示肠管各层结构, 还可对肠套叠原发性及继发性进行鉴别。
2.3 肠旋转不良
胚胎期肠管以肠系膜上动脉为轴心的旋转运动不能正常运转, 致使肠管位置发生改变和肠系膜不完全附着, 容易引起肠梗阻的一种先天性病变, 既肠旋转不良, 只有少数婴儿及儿童期不出现症状[9]。婴幼儿出生后可引起不完全或完全性肠梗阻, 高频超声探头可在肠系膜根部探及螺旋样环状或低回声包块, 中间为肠系膜上动脉, 旋涡征即, 在肠系膜及肠系膜上肠管形成、静脉的分层样结构, 红蓝相间的螺旋状血流信号彩色多普勒血流图显示。
2.4 肠系膜淋巴结肿大
超声确定淋巴结肿大的标准:同一区域肠系膜上有2个以上淋巴结显像, 淋巴结长轴直径>10mm, 短轴直径>5mm, 纵横比≥2mm为肿大。淋巴结内血流的分布, 血流信号沿淋巴门分布[10], 通过高频超声探头扫描可以清晰显示腹腔内成散或成簇排列的多发性肿大淋巴结;淋巴结形态失常, 体积增大、长短之比<2, 更严重者比为1:1, 呈类圆形, 内部为低回声甚至接近无回声, 回声不匀称, 淋巴门结构消失, 彩色多普勒显示血流信号多样, 瘤体以不同的形状分布。
2.5 过敏性紫癜
婴幼儿时期常见的毛细血管变态反应性疾病—过敏性紫癜, 常见症状腹痛, 阵发性绞痛是其特点。局部肠管扩张, 肠壁增厚, 回声不均匀, 肠壁血管增粗, 血流信号丰富, 肠蠕动明显减弱。这是在高频超声探查中看到的。
2.6 腹股沟嵌顿疝
腹股沟嵌顿疝患儿经常会又哭又闹非常不安, 腹部肠管扩张, 在腹股沟有肿块凸起, 内见肠管、腹股沟区可见混合性包块, 肠气回声。
3 小结
综上所述, 高频超声因其较高的分辨能力, 对小儿腹部疾病的显示较常规低频超声有明显的优势, 对大部份小儿腹部疾患, 能给临床诊疗提供重要的诊断依据, 因此高频超声可作为小儿腹部疾病诊断的首选检查手段。
摘要：目的 研究超声高频探头在小儿腹部疾病诊断中的应用。方法 通过对小儿腹部疾病进行超声高频探头诊断, 发现问题进行及时治疗。结果 超声高频探头对小儿腹部疾病的诊断效果明显。结论 超声高频探头在小儿腹部疾病诊断中的应用显著, 可以在小儿腹部疾病进行诊断中推广应用。
关键词：超声高频探头,小儿肝,胆疾病,胃肠道疾病
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