b型超声仪工作原理与故障诊断

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1、B型超声仪工作原理与故障诊断李仁同 李松青（广东医学院附属医院 广东湛江 524001）  [摘要]本文通过解释B超仪的工作原理，详细分析了B超仪系统的基本结构和信号流程，对B超仪常见故障产生的原因进行了诊断，并总结了故障排除的方法。[关键词] B型超声仪原理故障诊断排除方法 ThePrincipleofB-ModeUltrasonicApparatusandFailuresDiagnosis Abstract  Theessayexplainstheworkingprinciple,basicstructureandsignalprocessofB-modeultrasonicapparat

2、us,makingdiagnosisoftheraesonswhichthecommonfailuresproduceandconcludingtheexclusionmethodsofthefailures.KeyWords B-modeultrasonicapparatus；principle；failurediagnosis； exclusionmethods    超声波是一种超出人耳听力范围的声波，发射频率在2万赫兹以上，通过人体组织后反射回来显示在荧光屏上，形成很多亮暗不一的光点，构成一幅切面图像来诊断疾病。由于它采用灰度调剂，这种切面超声显像的第一英语字母为“B”，因此称为B型超

3、声波。在临床诊断上，超声诊断具有无侵袭，不影响人体，适应性广等优点，目前已成为不可缺少的手段，特别是以超声图像技术为基础的B型超声系统已成为普遍使用的医学检查手段，在临床各领域的应用较为广泛。但由于B超系统结构复杂、故障频繁，设备引进时多数没有配备维修手册，这就给设备维修带来了很大的困难。   一、B型超声仪的结构与原理                目前常用的B超系统的扫描方式可分为线阵扫描和相控扇扫两种。线阵扫描B超系统的基本原理是将若干组超声换能器依直线排列，由控制系统控制，连续依次激励各组换能器，形成扫描波束，换能器接收回波信号。当前一组换能器完全接收回波后，下一相邻组换能器才开始工作

4、。同时，采用相控技术进行波束聚焦，使得回波信号得到增强，并将其送到信号处理系统，信号处理系统再将回波信号根据需要进行处理后，变成视频信号输出，供给显示器，图像记录仪进行记录。相控扇扫B超系统的原理与线阵扫描B超系统的原理相同，不同之处只是换能器的扫描控制方式。相控扇扫是利用控制器，按特定的时差规律顺序，使换能器被等级差时间延迟的激励脉冲激发发射超声波，通过不同相位超声波的功率叠加，形成特定角度的波束，改变各换能器的发射相位差，可以使波束角度改变，形成扇扫波束。   现以相控阵超声系统为例，分析B型超声系统的主要结构和原理。其可分为两大部分，控制系统部分和成像系统部分。控制器系统部分是整个系统的

5、控制中心，它接受操作者的控制命令。成像系统又由扫描器子系统和扫描转换器子系统两部分组成，在扫描器子系统分配器单元及前端处理器单元能根据需要选择相应的探头，对探头发送激励电压，并且接受相应的回波信号。延时电路是扫描器的心脏部分，它分成粗延时和细延时两部分，提供发射和接收时聚焦和相控所需要的延时，图像检测电路和多普勒检测电路包括二维M方式下成像所需要的所有滤波和检测电路，以及对多普勒信号和血流信号进行检测处理，产生的超声回波合成信号供给扫描转换器子系统进行进一步处理。TGC电路（见图1）产生对应于TGC前控制面版上设定的电压并为延时电路提供时钟信号。扫描器通过RS232与其他子系统通讯。     

6、                                                         图1 典型的TGC电路    扫描转换器子系统由以下部分组成：（1）扫描器I／O接口电路；（2）多普勒处理器单元；（3）彩色血流处理器电路对从扫描器I／O电路接收到的数字化血流信号进行检测，然后把血流信号和二维信号叠加在一起；（4）M方式、生理频谱电路把M方式生理信号、多普勒等数字信号，根据需要进行处理后，送入视频I／O接口板；（5）坐标变换电路利用特定的算法将声数据的报坐标信号变换成光输出的直角坐标信号；（6）图像存储器单元用于存储图像信号，供给视频输入输出电路；（7）图像处理单

7、元；（8）视频输入／输出电路将各种图像、字符、信号合成输出到彩色监视器供操作者观察，同时向视频打印机和录像机提供视频信号。    二、B型超声仪常见故障的诊断与检修   一般来讲，根据系统的自检程序提供的错码，分析系统信号流程和电路原理，并根据操作者对故障的描述或结合维修经验进行综合判断。 故障1死机现象例如，一台日立EVB-515超声诊断仪，开机有光栅，但干扰多，按面板一直有死机现象，彩色多普勒