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数据采集卡应用于超声成像

超声波的概念

频率在2万赫兹以上的机械振动波,称为超声波(ultrasonic wave),简称超声(ultrasound)。能够传递超声波的物质,称为传声介质,它具有质量和弹性,包括各种气体、液体和固体;传声介质有均匀的、不均匀的;有各向同性的、各向异性的等。超声波在传声介质中的传播特点是具有明确指向性的束状传播,这种声波能够成束地发射并用于定向扫查人体组织。

超声成像的原理

(一)超声成像的基础超声成像(ultrasonic imaging)是利用超声波的声成像。目前的医用超声诊断仪都是利用超声波照射人体,通过接收和处理载有人体组织或结构性质特征信息的回波,获得人体组织性质与结构的可见图像的方法和技术。它有自己独特的优点,是其它成像所不能代替的:

1.有高的软组织分辨力:组织只要有1‰的声阻抗差异,仪器就能检测出并显示其反射回波。目前,超声成像已能在近二十厘米的检测深度范围,获取优于1毫米的图像空间分辨力。

2. 具有高度的安全性:当严格控制声强低于安全阈值时,超声可能成为一种无损伤的诊断技术,对医务人员更是十分安全。

3. 实时成像:它能高速实时成像,可以观察运动的器官,并节省检查时间。

4. 使用简便,费用较低,用途广泛。

工程上的超声扫描分为以下几种:

A扫描(线扫描):

是对某一定点(线)接收到的超声信号进行成像处理,所成的像为一条直线,横坐标为时间,纵坐标为超声信号,可以反映缺陷的位置、大小信息。用数据采集卡采集的时候,只需要采集直线上面移动的超声信号。

B扫描(面扫描):

是对某一截面内的超声波信号以灰度的形式显示在二维平面内,横坐标代表扫查机构的位移方向,纵坐标代表超声波传播的深度方向。用数据采集卡采集时,需要采集平面移动的超声探头发出的信号,很多时候是通过数据采集卡自带的IO口控制探头的平面移动。

C扫描(三维扫描):

是对某一深度的截面进行扫描,是二维平面内移动并选取A扫描特定深度的点的信号成像,显示的是水平截面的缺陷信息。三维扫面是在二维的基础上发展而来的,成像时间更长,但能看到所扫描物品内部的缺陷,除了控制超声探头扫描意外,还需要控制超声的频率,不同超声所穿透的深度是不一样的,这和激光扫面三维成像非常类似。由于Spectrum的数据采集卡有4个IO口,可以分别控制超声换能器的移动,极大的简化了超声设备的结构。