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王新房<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />
华中科技大学同济医学院附属协和医院
近年来，三维超声成像技术飞速发展，在临床诊断上已取得良好的成效。2001年6月笔者在西雅图美国超声心动图学会年会上观看了实时三维超声心动图(real-time three-dimensional echocardiography, RT3DE) 的表演，2002年10月11日武汉协和医院在国内首次应用此仪器检查患者，通过临床试用，我们发现此仪器操作简便，成像快速，图像清晰，能逼真地显示心脏各个结构的立体方位与活动规律，深感这是超声医学中的一项划时代的新突破。现就实时三维超声心动图换能器的结构、三维图像数据库的形成与发展前景等有关问题探讨如下：
一、换能器的结构
实时三维超声成像所用的矩阵型(matrix)排列换能器是由美国Duke大学提出，经过Philips公司精心研于最近获得成功的。换能器晶体片的频率为2.5兆赫，被纵向、横向多线均匀切割为呈矩阵型排列的多达60×60=3，600(或80×80=6，400)个正方形的振元(element)，振元非常微小，直径细如发丝。按照人体工程学的设计矩阵型换能器的振元置于探头的顶端，能接触体表，便于超声的发射和接收；在换能器振元的后侧，探头内密布150个微型线路板；所有振元分别经过10，000多条线路结构(channel architecture)可与探头内的微型线路板及主机相连接。
二、声束的转向与三维图像数据库的形成
矩阵型换能器由计算机控制，依据多方位声束快速扫描原理进行工作。发射时由电子计算机控制着每一发射脉冲通向各振元的时间，使各产生一小的点状声源，依Huygens原理，这许多点状声源在前进时渐次形成一共同的波阵面。如发射脉冲同时激励所有振元，声束前进方向与探头的法线方向平行。如果调节不同的延迟时间，发射脉冲经电子计算机延迟装置处理后在相位上有所差异，波阵面的方向可有改变，使声束的倾斜角可左可右，可上可下，声束的焦距深浅也可变化，故探头虽然固定不动，指向不变，但所发出的声束却能自动转向，到达靶区内的任何方向。当发射的声束沿预定方向X轴前进时，可形成一条扫描线(即一维显示)；按相控阵方式沿Y轴进行方位转向(azimuth steering)形成二维图像；再使二维图像沿Z轴方向扇形移动进行立体仰角转向(elevation steering)，由于声束在互相垂直的三个方向进行扫描，故最后形成一个覆盖靶区各个区域立体结构的金字塔形三维图像数据库。 | 
