超声探头（超声
换能器）是超声诊断设备的前端组件，承担超声波发射与回声接收的双重功能，其性能直接决定超声图像的分辨率、穿透力与诊断准确性。作为“电声转换桥梁”，超声探头通过压电 晶体（压电 陶瓷或单晶材料）将电脉冲转换为超声波，再将人体组织反射的回声转换为电信号，为后续图像处理提供原始数据。其广泛应用于腹部、心血管、妇产、浅表器官等临床诊断场景，不同类型探头适配差异化解剖部位与诊断需求。本文从原理、主流类型、关键参数、选型要点及故障排查五方面，提供全面技术参考。
一、工作原理与结构组成 超声探头的工作机制基于压电 效应（正/逆效应），形成“电信号-超声波-电信号”的闭环转换：当高频电脉冲施加于压电 晶体时，晶体产生机械振动，发射特定频率的超声波（逆压电 效应）；超声波在人体组织中传播，遇到不同声阻抗界面时发生反射，回声作用于晶体使其产生振动，转换为微弱电信号（正压电 效应），经后续放大、滤波处理后生成超声图像。
结构由五层组成：① 压电 晶体阵元：转换单元，阵元数量与排列方式决定扫描模式；② 匹配层：减少超声波在晶体与人体组织间的反射损耗，提升声能传输效率；③ 声透镜：聚焦超声波束，优化成像分辨率；④ backing 层（背衬层）：吸收晶体背面的杂散声波，减少干扰；⑤
电缆与连接器：传输电信号，保障与主机的稳定连接。
二、主流类型与临床适配特性 超声探头按扫描方式与应用部位分类，主流类型及特性如下：
1. 凸阵探头：
晶片呈弧形凸面排列，扫描区域为扇形，近场视野窄、远场视野宽，穿透力强（频率 2-5MHz）。适配腹部（肝胆胰脾肾）、盆腔、产科胎儿等深层组织检查，是临床通用的探头类型。
2. 线阵探头：晶片线性紧密排列，扫描区域为矩形，近场分辨率高、成像视野均匀，穿透力相对较弱（频率 5-15MHz）。适用于浅表器官（甲状腺、乳腺）、外周血管（颈动脉、四肢动静脉）及肌肉肌腱检查，部分高频型号可用于皮肤精细成像。
3. 相控阵探头：晶片呈小尺寸矩形阵列，通过
电子延迟控制声束偏转聚焦（无需机械摆动），扫描区域为扇形，探头接触面小。频率 2-4MHz，适配心脏（经胸超声心动图）、颅脑（婴儿囟门）等狭小窗口检查场景。
4. 腔内探头：专为体腔设计，尺寸小巧、频率高（5-10MHz），可近距离贴近目标器官，避开腹部气体与脂肪干扰。细分经阴道（妇科、早孕评估）、经直肠（前列腺、精囊检查）、经食道（心脏术中监测）等亚型。
5. 容积（4D）探头：晶片呈二维矩阵排列，可实时获取三维容积数据，实现动态 4D 成像（如胎儿立体结构观察、心脏三维重建），频率 2-8MHz，适配产科、心血管专科诊断。
三、关键技术参数 1. 频率：参数，决定分辨率与穿透力。高频探头（≥7.5MHz）分辨率高，适配浅表组织；低频探头（≤5MHz）穿透力强，适配深层组织。多频探头可灵活切换频率，兼顾不同诊断需求。
2. 阵元数量：阵元越多，声束控制精度越高，成像越细腻。常规凸阵/线阵探头阵元数 64-192 个，相控阵探头 64-128 个，三维容积探头可达数千个阵元。
3. 带宽：指探头有效工作频率范围，带宽越宽，图像对比度与分辨率越优，多频探头通常具备更宽的带宽特性。
4. 声输出安全：需符合 GB 9706.237-2020 国标要求，关键指标包括热指数（TI）与机械指数（MI），避免超声能量过高对人体组织造成损伤，尤其适用于胎儿、眼部等敏感部位检查。
5. 防护等级：临床使用需具备防水、防腐蚀能力，常规探头防护等级≥IPX7，可耐受耦合剂浸泡与常规消毒；术中探头需具备更高防护等级，支持无菌消毒处理。
四、选型要点 1. 临床场景精准匹配：① 综合科室：优先配置凸阵探头（通用深层检查）+ 线阵探头（浅表检查）；② 心血管专科：选相控阵探头，若需术中监测可增配经食道探头；③ 妇产专科：配置凸阵探头（产科常规）+ 经阴道探头（妇科精细检查）；④ 超声介入：选择带穿刺架接口的线阵/凸阵探头，保障穿刺引导精度。
2. 设备兼容性：需确认探头与超声主机的品牌、型号匹配，不同厂商接口协议存在差异（如 GE、迈瑞、飞利浦专用接口），避免出现无法识别或成像异常问题。
3. 性能与成本平衡：常规体检可选基础款 PZT 陶瓷探头（性价比高）；专科精准诊断可选用压电 单晶探头（性能优越但成本较高）；高频精细成像需求需选择 10MHz 以上线阵探头，同时兼顾设备主机的信号处理能力。
4. 合规性要求：必须选择通过 NMPA 注册、符合 GB 9706 系列标准的产品，提供完整的生物相容性、电气安全与声输出安全检测，保障临床使用安全。
五、常见故障与排查方案 1. 图像质量异常：① 图像模糊/衰减：多为声透镜污染、破损或耦合剂不足，清洁透镜后涂抹足量耦合剂，若透镜有气泡、破损需更换探头或修复透镜；② 图像出现黑影/亮白带：可能是压电 晶体老化或短路，通过测量晶体电容值、供电电压定位故障阵元，更换损坏晶体。
2. 信号传输故障：① 主机不识别探头：检查电缆连接器是否松动、氧化，重新插拔或清洁接口，若电缆外皮破损、内部断裂需修复或更换电缆；② 图像出现重影/干扰：多为电缆屏蔽层损坏，远离
变频器、电机等干扰源，或更换屏蔽性能良好的电缆。
3. 机械结构故障：① 外壳破裂/渗漏：外力撞击或磨损导致，需立即停止使用，防止耦合剂渗入内部腐蚀晶片，联系厂家维修外壳密封；② 声头松动：检查固定螺丝，重新紧固，避免影响声束聚焦精度。
4. 预防性维护：日常使用后用软布蘸柔性肥皂水清洁探头，避免使用强溶剂；存放时避免过度弯曲电缆、挤压声头；定期（每 6 个月）检测声输出参数与成像质量，确保符合安全标准。
综上，超声探头选型的是“临床需求-性能参数-合规安全”的精准匹配，其运维质量直接影响诊断准确性与设备使用寿命。通过规范选型、正确操作与定期维护，可充分发挥超声设备的临床价值，为疾病早期诊断提供可靠支撑。
