超声波机器中的信号路径是一个多信道收发系统,数据速率快得令人瞠目。工程师们在设计这些复杂机器时,需要权衡众多选项。
要点
在治疗方面,内科医生利用超声波来完成击碎肾结石等工作,在诊断方面则用它来探查患者体内情况。
诊断用超声波可分为常规B超、脉冲波多普勒、连续波多普勒。
发射路径把数字脉冲或DAC作用于高压放大器。
信号接收路径类似于相控阵雷达系统的接收路径。
空间分辨率是信号路径的信道数量和信噪比的函数。
诊断用超声波机器开发者们必须仔细考虑这些设备的设计及其预定应用,对信噪比(SNR)、信道数量、ADC的选择、多普勒与常规技术、脉冲波(PW)与连续波(CW)方式、功耗、电缆的选择、成本等因素进行折中。随着电子技术的进步,更小更快的机器不断涌现,它们可用于各种新型应用。在这个不断发展的领域,便携式以及三维和四维机器也在取得进展。
超声波设备综合参数考量
诊断用超声波技术可产生患者体内器官的图像,并可测量血流(图1)。该技术目前还被用于靶向给药等治疗应用。在此情况下,机器发射某个脉冲波形,后者与患者血液中的微球体耦合;脉冲击破这些球体,由此准确地向预定目标给药。其它应用包括化学增强和兽医,前者帮助化疗药物找到并消灭癌瘤,而后一情形中的患者无法自行描述症状。
图1,便携式超声波机器使医生能获得关于损伤和紧急情况的早期信息。美国陆军医护人员将SonoSite公司生产的这台机器捐献给了伊拉克的哈威加医院。第25步兵师的Charles Buck少校向伊拉克的一名内科医生说明如何使用这台机器(美国陆军的Sean Kimmons中士提供)。