轴向分辨力和横向分辨力的同时,仍保留了良好的穿透性。例如现在可以用大约
7MHz 工作频率的探头观察成人的肝脏。
≥
高频超声(
20MHz )的研究是另一个迅速成长的领域,其不断推广应
用于诸如皮肤科、口腔科、眼科、肌肉骨骼系统疾病的诊断。(图
.2 )例如初步发
展的研究包括:对直径
100-300μm
≤
血管中极低速血流(
0.5mm/s )的测
≥
量观察。超高频(
50MHz )超声的研究,包括三维成像技术对于眼角膜及眼
前段构造病变的精确描绘和测量也是非常有价值的;但是,虽然多种不同的专
用换能器已经应用于科学研究,但是它们中的大多数还没有达到商业应用。
3
. 调制脉冲和扫描线
如前所述,新型压电材料具有灵活调制功能,发出脉冲的频率、带宽、振幅、
相位、脉冲长度都可调。脉冲的相位变化只有相对于参考波形或者其他脉冲才能
显示出来。这在应用中可以通过相邻振元发出的脉冲的相位变化,构成多线束形
成器(如
Acuson
公司的
coherent image formation )。
不同的商业公司开发了多种多样的脉冲调制方法,但是,技术细节通常是
不公开的。我们以下介绍一些近来发明的具有重大影响的超声技术。这些新方法
是根据换能器发出脉冲数量或扫描线数来分类的。
a.
单脉冲技术
基于单脉冲技术,脉冲调制通过以下方法实现:
(
1 )通过减少发射脉冲的频率带宽,限制基波频率与谐波频率的重叠,通常
减小发射频率的带宽可使脉冲加长而使轴向分辨力受损。但波形经过精确调节发
出的脉冲可以准确地区分基波和谐波,从而得到轴向分辨率很好谐波图像(图
.
3
)。
(
2
)发射一个线性调频脉冲(
Acuson ),即发射一个长的,经过特别调节
的脉冲(线性调频脉冲),在其发射期间改变频率和振幅。当接收回波时,回波
经过滤波器,该滤波器是按照发出脉冲的精确时间反转复制的。滤波器输出的信
“
”
号是一些
高而窄
的小散射体,其效果是声波穿透力提高,提高了信噪比,
图像轴向分辨率也得到很大提高。
b.
多脉冲技术
编码发射模式(
GE
,
Esaote ):扫描仪发出的不是单脉冲信号,而是
有序编码的
8-22 个短而高频的,具有不同相位的调制脉冲信号。比较处理发射
脉冲和接收信号时应用匹配滤波器(解码器)以很高的采样频率进行后处理。
(图
.4
)
[7] 。这一技术很早已经应用于雷达和声纳应用,以提高成像穿透力
且不削弱轴向分辨力,并可提高发射峰值电压。
多脉冲技术基于发射反相位连续脉冲。一种方法叫做反相脉冲技术(
ATL-