超聲波傳感器是如何檢查身體的？

超聲波（或超聲波檢查法）是利用高頻聲波及其回聲的醫(yī)學(xué)圖像技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)和蝙蝠、鯨魚、海豚的回聲測(cè)定以及潛水艇的聲吶技術(shù)有相似之處。下面就是超聲波的工作原理：

（1）超聲波儀器通過探頭將高頻聲波脈沖（1～5MHz）傳給身體。

（2）聲波穿越身體，到達(dá)組織的邊界。

（3）有些聲波反射回探頭，而其他聲波會(huì)繼續(xù)傳播直到到達(dá)另外一個(gè)邊界并且得到反射。

（4）反射回來的聲波由探頭收集，并傳回機(jī)器。

（5）超聲波儀器對(duì)探頭到達(dá)組織或器官的距離和每組回聲所需時(shí)間進(jìn)行計(jì)算。

（6）超聲波儀器通過屏幕顯示出距離和回聲的強(qiáng)度，形成一個(gè)二維的圖像。

在通常的超聲波檢查中，每秒有數(shù)百萬計(jì)的脈沖和回聲發(fā)出和返回探頭可以在病人的體表移動(dòng)，與體表成一定的角度來獲得圖像。超聲波儀器，一個(gè)基本的超聲波儀器由幾部分組成。如果我們了解了各個(gè)部分的功能，就能理解整個(gè)機(jī)器的工作原理。下面我們就分別來看看超聲波儀器的各個(gè)組成部分：

1.傳感器探頭

傳感器探頭是超聲波儀器的主要組成部分，它產(chǎn)生聲波，并且接受回聲我們可以把傳感器探頭想象成超聲波儀器的嘴巴和耳朵。傳感器探頭通過名叫壓電效應(yīng)的原理來產(chǎn)生和接收聲波。在探頭中，有個(gè)或者多個(gè)石英晶體稱為壓電晶體。當(dāng)這些晶體接通電流的時(shí)候，它們迅速改變形狀晶體迅速變化的形狀或者說是震蕩會(huì)產(chǎn)生向外傳播的聲波。反過來說，當(dāng)聲波或壓力波及晶體的時(shí)侯，晶體也會(huì)釋放出電流。所以，同樣的晶體可以被用來發(fā)送和接收聲波。探頭還擁有吸收聲音的東西，可以消除探頭自身的反射除此之外，它的聲能透鏡還可以將發(fā)出的聲波進(jìn)行聚焦。

超聲波傳感器探頭可以有不同的形狀和體積。探頭的形狀決定視野范圍，而它所發(fā)出的聲波的頻率則決定了聲波穿透的深度和圖像的清晰度。傳感器探頭可能包含一種或多種晶體成分；在多成分探頭中，每一種晶體都有其自身特定的流程。多成分探頭的優(yōu)勢(shì)在于，可以通過改變各種成分的通電時(shí)間來調(diào)整超聲波的射線，這種調(diào)控對(duì)于心臟超聲波來說尤為重要。除了些可以在病人體表移動(dòng)的探頭之外，有些探頭還被設(shè)計(jì)用來插入身體的開放部位（如食道），這樣它們可以更加接近需要檢查的器官的檢查。如胃部進(jìn)行更詳細(xì)的檢查。

2.CPU（中央處理器）

CPU是超聲波儀器的大腦。CPU基本上是一臺(tái)電腦，其中包含微處理器、存儲(chǔ)器，放大器以及為微處理器和傳感器探頭提供能量。CPU向傳感器探頭輸送電流來產(chǎn)生聲波，并且接受探頭所產(chǎn)生的電流，這些電流由回聲產(chǎn)生。CPU負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理過程中所有的運(yùn)算。在原始數(shù)據(jù)經(jīng)過處理之后，CPU在檢測(cè)器上形成圖像。CPU還能夠在硬盤上面儲(chǔ)存處理過的數(shù)據(jù)和圖像。

3.脈沖控制傳感器

脈沖控制傳感器使控制器（稱之為超聲波檢査儀）可以設(shè)置改變超聲波脈沖的頻率和持續(xù)時(shí)間，并且能夠改變機(jī)器的掃描方式?？刂破魉l(fā)出的命令被轉(zhuǎn)換成變化的電流通向傳感器探頭中的壓電品體。

4.三維超聲波圖像

在過去的幾年中，可以產(chǎn)生三維立體圖像的超聲波儀器被開發(fā)出來。在這些儀器中，通過在病人體表移動(dòng)探頭，或者轉(zhuǎn)動(dòng)插人的探頭，可以得到一些二維的圖像。然后，通過專門的電腦軟件，二維的掃描再被合成為三維圖像。

5.多普勒超聲波

多普勒超聲波基于多普勒效應(yīng)。當(dāng)反射超聲波的物體移動(dòng)的時(shí)候，回聲的頻率會(huì)發(fā)生變化；當(dāng)向靠近探頭的方向移動(dòng)的時(shí)候，聲波的頻率會(huì)升高，反之則降低。頻率變化的程度決定于物體移動(dòng)的速度。多普勒超聲波對(duì)回聲頻率的改變進(jìn)行測(cè)量，從而可以計(jì)算出物體移動(dòng)的速度。多普勒超聲波多用于測(cè)量心臟和主要血管中血液流動(dòng)的速度。超聲波在很多情況下都可以發(fā)揮作用，包括產(chǎn)科學(xué)與婦科學(xué)、心臟病學(xué)和癌癥的檢測(cè)。超聲波的主要優(yōu)勢(shì)在于可以避免使用射線而檢查某些部位。同時(shí)，超聲波檢查比X光檢査和其他放射性照相技術(shù)所耗費(fèi)的時(shí)間要少很多。