超聲基礎(chǔ)--LIUYU

1、超聲診斷的基礎(chǔ)和原理超聲診斷的基礎(chǔ)和原理沈陽醫(yī)學(xué)院附屬中心醫(yī)院 電診科 劉宇第一節(jié) 診斷超聲的物理特性 一、定義 1.超聲 為物體的機械振動波，屬于聲波的一種，其振動頻率超過人耳的聽覺上限閾值20000Hz。 2.超聲診斷 應(yīng)用較高頻率（2.210MHz）超聲作信息載體，從人體內(nèi)部獲得某幾種聲學(xué)參數(shù)的信息后，形成圖形（聲像圖、血流圖）、曲線（A型振幅曲線，M型心動曲線，流速頻譜曲線）或其他數(shù)據(jù)，用以分析臨床疾病。近年來在聲像圖的引導(dǎo)下，可以作各種穿刺、取活檢、造影或作治療（介入性超聲）。二、聲源、聲束、聲場與分辨力 聲源 能發(fā)生超聲波的物體稱為聲源（sound source）。超聲聲源又名超聲

2、換能器（transducer），通常采用壓電陶瓷、壓電有機材料或混合壓電材料組成。用超聲換能器制成的可供手持檢查用的器件則稱超聲探頭。探頭可分為：單晶片機掃型、多晶片電子掃描型、多晶片相控扇掃型、相控環(huán)陣機掃型等等。逆壓電效應(yīng)逆壓電效應(yīng)( (發(fā)生發(fā)生) ) 正壓電效應(yīng)正壓電效應(yīng)( (接收接收) ) 在交變電場的作在交變電場的作用導(dǎo)致厚度的交替改用導(dǎo)致厚度的交替改變從而產(chǎn)生聲振動，變從而產(chǎn)生聲振動，即由電能轉(zhuǎn)變?yōu)槁暷?。即由電能轉(zhuǎn)變?yōu)槁暷堋?。- 。+。 。 。- 。+ 由聲波的壓力變化使由聲波的壓力變化使壓電晶體兩端的電極隨聲壓電晶體兩端的電極隨聲波的壓縮波的壓縮( (正壓正壓) )與弛張與弛張

3、( (負負壓壓) )發(fā)生負電位交替變化。發(fā)生負電位交替變化。超超 聲聲 的的 發(fā)發(fā) 生生 在交變電場的作廠導(dǎo)致厚度的交在交變電場的作廠導(dǎo)致厚度的交替改變從而產(chǎn)生聲振動，即由電能轉(zhuǎn)替改變從而產(chǎn)生聲振動，即由電能轉(zhuǎn)變?yōu)槁暷茏優(yōu)槁暷苣鎵弘娦?yīng)逆壓電效應(yīng)(Inverse Piezoelectric effect) 由聲波的壓力變化使壓電晶由聲波的壓力變化使壓電晶體兩端的電極隨聲波的壓縮體兩端的電極隨聲波的壓縮( (正壓正壓) )與弛張與弛張( (負壓負壓) )發(fā)生負電位交替變發(fā)生負電位交替變化化正壓電效應(yīng)正壓電效應(yīng)(Piezoelectric effect ) 利用逆壓電效應(yīng)將利用逆壓電效應(yīng)將電能轉(zhuǎn)換

4、成超聲能發(fā)電能轉(zhuǎn)換成超聲能發(fā)射超聲，利用正壓電射超聲，利用正壓電效應(yīng)將超聲能量轉(zhuǎn)換效應(yīng)將超聲能量轉(zhuǎn)換成電能接收超聲成電能接收超聲。超聲的物理特性超聲的物理特性具有波長（具有波長（）、頻率（）、頻率（f f）和傳播速度（）和傳播速度（） f f超聲是機械波超聲是機械波超聲的物理特性超聲的物理特性超聲的頻率單位為赫茲（Herze, HzHerze, Hz）診斷用的超聲頻率在2.5MHzMHz - 20,0MHzMHz 常用的3.5MHzMHz - 5.0MHzMHz其單位用兆赫（Mega Herze,Mega Herze, MHzMHz） 聲束（sound beam） 是指從聲源發(fā)出的聲波，一般它

5、在一個較小的立體角內(nèi)傳播。聲束的中心軸線稱為聲軸（sound axis），它代表超聲在聲源發(fā)生后其傳播的主方向。 近場與遠場 聲束各處寬度不等。在鄰近探頭的一段距離內(nèi)，聲束幾乎相等，成為近場區(qū)（Fresnel zone或near field），近場區(qū)為一復(fù)瓣區(qū)，此區(qū)內(nèi)聲強高低起伏；遠方為遠場區(qū)（Fraunhoffer zone或far field），聲束開始擴散，遠場區(qū)內(nèi)聲強分布均勻。近場區(qū)的長度與聲源的面積成正比，而與超聲的波長成反比。分辨力（resolution power） 基本分辨力與圖像分辨力。 1.基本分辨力 指根據(jù)單一聲束線上所測出的分辨兩個細小目標的能力。 （1）軸向分辨力（a

6、xial resolution）：沿聲束軸線方向的分辨力。影響靶標在淺深方向的精細度。35MHz的探頭，軸向分辨力為1mm。（2）側(cè)向分辨力（lateral resolution）：指在與聲束軸線垂直的平面上，在探頭長軸方向的分辨力。聲束越細，側(cè)向分辨力越好，其分辨力好壞由晶片形狀、發(fā)射頻率、聚焦效果及距離換能器遠近等因素決定。在聲束聚焦區(qū)，33.5MHz的側(cè)向分辨力應(yīng)在1.52.0mm。 （3）橫向分辨力（transverse resolution）：指在與聲束軸線垂直的平面上，在探頭短軸方向的分辨力（國內(nèi)有稱厚度分辨力）。超聲探頭具有一定厚度。超聲切面圖像，是一個較厚的斷面信息的疊加圖像。

7、橫向分辨力是探頭在橫向方向上聲束的寬度，它與探頭的曲面聚焦及距離換能器的距離有關(guān)。橫向分辨力越好，圖像上反映的組織切面越真實。2.圖像分辨力圖像分辨力 是指構(gòu)成整幅圖像是指構(gòu)成整幅圖像的目標分辨力。的目標分辨力。 （1）細微分辨力：用以顯示散射點的大小。）細微分辨力：用以顯示散射點的大小。與接收放大器通道數(shù)成正比。而與靶標的與接收放大器通道數(shù)成正比。而與靶標的距離成反比。故先進超聲診斷儀采用距離成反比。故先進超聲診斷儀采用128獨獨立通道的發(fā)射接收放大器。獲得立通道的發(fā)射接收放大器。獲得-20dB的的細小光點的細微聲像圖。細小光點的細微聲像圖。 （2）對比分辨力：用以顯示回聲信號間的）對比分辨

8、力：用以顯示回聲信號間的微小差別。一般為微小差別。一般為-40-60dB間，而間，而-50dB更適中。在使用數(shù)字掃描變換技術(shù)更適中。在使用數(shù)字掃描變換技術(shù)（DSC）后，可獲得優(yōu)越的對比分辨力。）后，可獲得優(yōu)越的對比分辨力。3.多普勒超聲分辨力多普勒超聲分辨力 指多普勒超聲指多普勒超聲系統(tǒng)測定流向、流速、及與之有關(guān)系統(tǒng)測定流向、流速、及與之有關(guān)方面的分辨力。方面的分辨力。 （1）多普勒側(cè)向分辨力：與基本分辨力相）多普勒側(cè)向分辨力：與基本分辨力相同。系在與聲束軸線垂直的平面上，在探同。系在與聲束軸線垂直的平面上，在探頭長軸方向上的分辨力。頭長軸方向上的分辨力。 （2）多普勒流速分布分辨力：指在聲速

9、軸）多普勒流速分布分辨力：指在聲速軸線上，于距離選通門的取樣區(qū)內(nèi)，在瞬時線上，于距離選通門的取樣區(qū)內(nèi)，在瞬時內(nèi)能對各種不同流速的同時處理、顯示的內(nèi)能對各種不同流速的同時處理、顯示的能力。在聲譜圖上再現(xiàn)為譜寬及灰度分布。能力。在聲譜圖上再現(xiàn)為譜寬及灰度分布。 （3）多普勒流向分辨力：指在聲束軸線的）多普勒流向分辨力：指在聲束軸線的距離取樣區(qū)內(nèi)，能敏感地顯示血流方向的距離取樣區(qū)內(nèi)，能敏感地顯示血流方向的能力。有時在一瞬間可能存在兩種相反方能力。有時在一瞬間可能存在兩種相反方向的流向。則應(yīng)在聲譜圖曲線上表現(xiàn)為同向的流向。則應(yīng)在聲譜圖曲線上表現(xiàn)為同一時間零基線上下同時呈現(xiàn)的流速曲線。一時間零基線上下同

10、時呈現(xiàn)的流速曲線。 （4）多普勒最低流速分辨力：指在脈沖式）多普勒最低流速分辨力：指在脈沖式多普勒系統(tǒng)中，能預(yù)測出最低流速的能力。多普勒系統(tǒng)中，能預(yù)測出最低流速的能力。在雙功儀中，這種低流速分辨力更為重要。在雙功儀中，這種低流速分辨力更為重要。一般一般45MHz多普勒超聲低流速分辨力應(yīng)多普勒超聲低流速分辨力應(yīng)在在310mm/s間。間。4.彩色多普勒分辨力彩色多普勒分辨力 彩色多普勒系統(tǒng)是將血彩色多普勒系統(tǒng)是將血管（心臟）腔內(nèi)的血流狀態(tài)用彩色標示并完管（心臟）腔內(nèi)的血流狀態(tài)用彩色標示并完全重疊在實時灰階聲像圖上。包括：全重疊在實時灰階聲像圖上。包括： （1）空間分辨力）空間分辨力 指彩色血流信號

11、的邊緣光指彩色血流信號的邊緣光滑程度以及這種彩色信號能在正確解剖學(xué)滑程度以及這種彩色信號能在正確解剖學(xué)的管腔內(nèi)顯示的能力，還包括同時正確的的管腔內(nèi)顯示的能力，還包括同時正確的在空間清晰顯示幾條血管中血流方向、流在空間清晰顯示幾條血管中血流方向、流速及血流狀態(tài)的能力。速及血流狀態(tài)的能力。 （2）時間分辨力：指彩色多普勒系統(tǒng)能迅）時間分辨力：指彩色多普勒系統(tǒng)能迅速地反映實時成像中不同彩色及彩色譜地速地反映實時成像中不同彩色及彩色譜地能力。時間分辨力即反映心動周期中血流能力。時間分辨力即反映心動周期中血流地不同位相的能力。地不同位相的能力。三、人體組織的聲學(xué)參數(shù)三、人體組織的聲學(xué)參數(shù) 1.密度密度

12、2.聲速聲速 聲波在介質(zhì)中的傳播速度。一般，聲波在介質(zhì)中的傳播速度。一般，凡固體物含量高者，聲速最高，含纖維高凡固體物含量高者，聲速最高，含纖維高者，聲速較高，含水量較高的軟組織，聲者，聲速較高，含水量較高的軟組織，聲速較低，體液的聲速更低，而含氣臟器中速較低，體液的聲速更低，而含氣臟器中的氣體，聲速最低。的氣體，聲速最低。 3.聲特性阻抗（聲特性阻抗（acoustic impendance）（Z） 為密度與聲速為密度與聲速c的乘積。為超聲診斷的乘積。為超聲診斷中最基本的物理量。聲像圖中各種回聲顯中最基本的物理量。聲像圖中各種回聲顯像均主要由于聲阻抗差別造成。像均主要由于聲阻抗差別造成。當當Z

13、 Z1 1與與Z Z2 2相差相差0.1%0.1%時即有回聲反射時即有回聲反射聲阻抗（聲阻抗（acoustic impedance） Z1 = 1 C1 Z2 = 2 C2 4.界面（界面（boundary）兩種聲阻抗不同的物體接觸）兩種聲阻抗不同的物體接觸在一起時，形成一個界面。接觸面的大小稱界面在一起時，形成一個界面。接觸面的大小稱界面尺寸。尺寸小于超聲波長時，為小界面，尺寸大尺寸。尺寸小于超聲波長時，為小界面，尺寸大于超聲波長時，為大界面。于超聲波長時，為大界面。 均質(zhì)體與無界面區(qū)均質(zhì)體與無界面區(qū) 在一個臟器、組織中如由分布在一個臟器、組織中如由分布十分均勻的小界面組成，為均質(zhì)體。無界面

14、區(qū)僅十分均勻的小界面組成，為均質(zhì)體。無界面區(qū)僅在清晰的液性暗區(qū)中出現(xiàn)。液性區(qū)內(nèi)個小點的聲在清晰的液性暗區(qū)中出現(xiàn)。液性區(qū)內(nèi)個小點的聲阻抗完全一致。人體內(nèi)無界面區(qū)在生理阻抗完全一致。人體內(nèi)無界面區(qū)在生理情況情況下可見于膽囊內(nèi)膽汁、膀胱內(nèi)尿液、成熟濾泡以下可見于膽囊內(nèi)膽汁、膀胱內(nèi)尿液、成熟濾泡以及眼球玻璃體。在病理情況下可見于胸水、腹水、及眼球玻璃體。在病理情況下可見于胸水、腹水、心包積液、盆腔積液、囊腫、腎盂輸尿管積水等。心包積液、盆腔積液、囊腫、腎盂輸尿管積水等。四、人體組織對入射超聲的作用四、人體組織對入射超聲的作用 1.散射（散射（scattering）小界面對入射超聲產(chǎn)生散）小界面對入射超

15、聲產(chǎn)生散射現(xiàn)象。使入射能量的部分向各個空間方向分散射現(xiàn)象。使入射能量的部分向各個空間方向分散輻射。無方向性。但是，散射回聲來自臟器內(nèi)部輻射。無方向性。但是，散射回聲來自臟器內(nèi)部的細小結(jié)構(gòu)，其臨床意義十分重要。的細小結(jié)構(gòu)，其臨床意義十分重要。 2.反射（反射（reflection）大界面對入射超聲產(chǎn)生反射）大界面對入射超聲產(chǎn)生反射現(xiàn)象。入射超聲能量中的較大部分向一個方向折現(xiàn)象。入射超聲能量中的較大部分向一個方向折返，大界面反射遵循返，大界面反射遵循Snell定律，即（定律，即（1）入射和）入射和反射回聲在同一平面上（反射回聲在同一平面上（2）入射和反射回聲在）入射和反射回聲在法線的兩側(cè)（法線的兩

16、側(cè)（3）入射角和反射角相等。平滑大）入射角和反射角相等。平滑大界面如入射角過大，可以使反射聲束偏離聲源，界面如入射角過大，可以使反射聲束偏離聲源，則回聲失落而在聲像圖上不顯示此一界面。則回聲失落而在聲像圖上不顯示此一界面。 3.折射（折射（refraction）由于人體個組織、臟器中的）由于人體個組織、臟器中的聲速不同，聲束在經(jīng)過這些組織間的大界面時，聲速不同，聲束在經(jīng)過這些組織間的大界面時，產(chǎn)生聲束前進方向的改變。折射角與入射角的正產(chǎn)生聲束前進方向的改變。折射角與入射角的正弦比值與界面兩側(cè)的聲速比值相等。弦比值與界面兩側(cè)的聲速比值相等。 4.全反射（全反射（total reflection）

17、如第二介質(zhì)中聲速）如第二介質(zhì)中聲速大于第一介質(zhì)，則折射角大于入射角。入射角增大于第一介質(zhì)，則折射角大于入射角。入射角增大至某一角度時，可使折射角等于大至某一角度時，可使折射角等于90度，即折射度，即折射聲束與界面平行。此時的入射角為臨界角。入射聲束與界面平行。此時的入射角為臨界角。入射角大于臨界角時折射聲束完全返回至第一介質(zhì)，角大于臨界角時折射聲束完全返回至第一介質(zhì)，為為“全反射全反射”。不遵守。不遵守Snell定律中的第三個條件。定律中的第三個條件。全反射發(fā)生時，不能使聲束進入第二介質(zhì)，該區(qū)全反射發(fā)生時，不能使聲束進入第二介質(zhì)，該區(qū)因因“失照射失照射”而出現(xiàn)而出現(xiàn)“折射聲影折射聲影”。 5.

18、繞射（繞射（diffraction）又名衍射。在聲束邊緣與）又名衍射。在聲束邊緣與界面之間的距離，等于界面之間的距離，等于12個波長時，聲束傳播個波長時，聲束傳播方向改變，趨向這一界面。名繞射現(xiàn)象。聲束繞方向改變，趨向這一界面。名繞射現(xiàn)象。聲束繞過物體后又以原來的方向偏斜傳播。過物體后又以原來的方向偏斜傳播。 6.衰減（衰減（attenuation）聲束在介質(zhì)中傳播時，因）聲束在介質(zhì)中傳播時，因小界面散射、大界面反射，聲束的擴散及軟組織小界面散射、大界面反射，聲束的擴散及軟組織對超聲能量的吸收等，造成了超聲的衰減。故需對超聲能量的吸收等，造成了超聲的衰減。故需要在儀器設(shè)計中使用要在儀器設(shè)計中使

19、用“深度增益補償（深度增益補償（DCG）”。 7.會聚（會聚（convergence）聲束在經(jīng)越圓形低聲速）聲束在經(jīng)越圓形低聲速區(qū)后，可致聲束的會聚。液性的囊腫或膿腫后方區(qū)后，可致聲束的會聚。液性的囊腫或膿腫后方空間聲束會聚逐步收縮變細，呈蝌蚪尾狀。在聲空間聲束會聚逐步收縮變細，呈蝌蚪尾狀。在聲束經(jīng)越梭狀的腹壁脂肪時，亦可有一些聲束會聚束經(jīng)越梭狀的腹壁脂肪時，亦可有一些聲束會聚產(chǎn)生。產(chǎn)生。 8.發(fā)散（發(fā)散（divergence）聲束在經(jīng)越圓形高聲速區(qū)）聲束在經(jīng)越圓形高聲速區(qū)后，可致聲束的發(fā)散。實質(zhì)性含纖維成分較多的后，可致聲束的發(fā)散。實質(zhì)性含纖維成分較多的圓形腫塊后方可見聲束發(fā)散，呈圓形腫塊后

20、方可見聲束發(fā)散，呈“八八”字形。有字形。有些腫瘤含纖維較多，其后方常呈發(fā)散現(xiàn)象。些腫瘤含纖維較多，其后方常呈發(fā)散現(xiàn)象。 9.多普勒效應(yīng)（多普勒效應(yīng)（doppler effect）入射超聲遇到活）入射超聲遇到活動的小界面或大界面后，散射或反射回聲的頻率動的小界面或大界面后，散射或反射回聲的頻率發(fā)生改變，名多普勒頻移。界面活動朝向探頭時，發(fā)生改變，名多普勒頻移。界面活動朝向探頭時，回聲頻率增高，呈正頻移。反之呈負頻移。頻移回聲頻率增高，呈正頻移。反之呈負頻移。頻移的大小與活動速度呈正比。因此利用多普勒效應(yīng)的大小與活動速度呈正比。因此利用多普勒效應(yīng)可測算出有無血流或組織的活動、活動方向及活可測算出有

21、無血流或組織的活動、活動方向及活動速度。發(fā)展成彩色多普勒超聲血流成像系統(tǒng)。動速度。發(fā)展成彩色多普勒超聲血流成像系統(tǒng)。多普勒效應(yīng)（多普勒效應(yīng)（Doppler effect） = 聲源與物體作相聲源與物體作相對運動時，頻率增對運動時，頻率增高。高。=聲源與物體作背聲源與物體作背向運動時，頻率減向運動時，頻率減低。低。=這種聲波頻率變這種聲波頻率變化的現(xiàn)象為多普勒化的現(xiàn)象為多普勒效應(yīng)。效應(yīng)。 多普勒頻移多普勒頻移(Doppler Shift)(Doppler Shift)多多 普普 勒勒 效效 應(yīng)應(yīng)Doppler effect 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng) (Doppler effect) fd = f f

22、o = 2v f o Cos / C f d = 02fCVCosfd 為頻移為頻移,fo ,fo 為入射超聲頻率為入射超聲頻率V V 為活動物體的速度為活動物體的速度( (血流速度血流速度) )C C 為介質(zhì)的聲速為介質(zhì)的聲速CosCos為移動方向與聲軸方向的角度余弦為移動方向與聲軸方向的角度余弦 即即( (血流方向與聲束探測方向間的角度余弦血流方向與聲束探測方向間的角度余弦) )利用聲波的多普勒效應(yīng)，使用多種方式利用聲波的多普勒效應(yīng)，使用多種方式顯示多普勒頻移，從而對疾病作出診斷顯示多普勒頻移，從而對疾病作出診斷五、入射超聲對人體組織的作用五、入射超聲對人體組織的作用 中樞神經(jīng)系統(tǒng)、視網(wǎng)膜

23、、視神經(jīng)、生殖腺、早孕期胚芽及三個月內(nèi)早孕、孕期胎兒顱腦、胎心等對超聲敏感。 生理性生理性 病理性病理性 無回聲型無回聲型 液性無回聲液性無回聲 膽汁膽汁 胸腹水胸腹水 衰減性無回聲衰減性無回聲 骨骼后方骨骼后方 纖維化后方纖維化后方 均質(zhì)性無回聲均質(zhì)性無回聲 淋巴結(jié)淋巴結(jié) 淋巴瘤淋巴瘤 低回聲型低回聲型 心肌心肌 甲減甲減 強回聲型強回聲型 包膜包膜 葡萄胎葡萄胎 全反射型全反射型 氣體氣體人體組織的反射類型人體組織的反射類型 第二節(jié)第二節(jié) 超聲診斷的顯示方式及其超聲診斷的顯示方式及其意義意義超聲診斷的顯示方式很多，最常用的是超聲診斷的顯示方式很多，最常用的是2類類5型型 一、脈沖回聲式一、

24、脈沖回聲式 ：發(fā)射短脈沖超聲：發(fā)射短脈沖超聲 脈沖脈沖重復(fù)頻率重復(fù)頻率5001000Hz。1.A型型 振幅調(diào)制型，單條聲束在傳播途振幅調(diào)制型，單條聲束在傳播途徑中遇到各個界面所產(chǎn)生的一系列的散徑中遇到各個界面所產(chǎn)生的一系列的散射和反射回聲，在示波屏時間軸上以振射和反射回聲，在示波屏時間軸上以振幅高度表達。幅高度表達。A- modeA- mode A A型型Amplitude mode Amplitude mode 回聲以波型顯示回聲以波型顯示型儀型儀 幅度調(diào)制型幅度調(diào)制型 以波幅的高低代表界以波幅的高低代表界面反射信號的強弱。面反射信號的強弱。 反射強，波幅高。反射強，波幅高。 反射弱，波幅低

25、。反射弱，波幅低。 目前巳基本淘汰目前巳基本淘汰 2.B型型 為灰度調(diào)制型（為灰度調(diào)制型（brightness modulation）。本型基本原理為將單條聲）。本型基本原理為將單條聲束傳播途徑中遇到的各個界面所產(chǎn)生的一束傳播途徑中遇到的各個界面所產(chǎn)生的一系列散射和反射回聲，在示波屏時間軸上系列散射和反射回聲，在示波屏時間軸上以光點的灰度表達。以光點的灰度表達。B型超聲診斷儀的完整型超聲診斷儀的完整含義為超聲成像診斷儀，它包括下列含義為超聲成像診斷儀，它包括下列3個重個重要概念：回聲界面以光點表達。各界面回要概念：回聲界面以光點表達。各界面回聲強度以灰度表達。聲束順序掃查臟器時聲強度以灰度表達

26、。聲束順序掃查臟器時每一單條聲束線上的光點群按次分布成一每一單條聲束線上的光點群按次分布成一切面聲像圖。本型又分灰階（切面聲像圖。本型又分灰階（grey scale）、彩階（）、彩階（color scale）及雙穩(wěn)態(tài)）及雙穩(wěn)態(tài)（bi-stable）顯示，與實時（）顯示，與實時（real-time）及靜態(tài)（及靜態(tài)（static）顯示等。最適于臨床診斷）顯示等。最適于臨床診斷者為實時（幀頻大于者為實時（幀頻大于24f/s）及灰階（灰階）及灰階（灰階數(shù)大于數(shù)大于64）或彩階儀器。）或彩階儀器。Brightness mode 輝度調(diào)制型輝度調(diào)制型 以不同輝度光點反射以不同輝度光點反射信號的強弱。信號的

27、強弱。 反射強則亮，反射弱反射強則亮，反射弱則暗。則暗。 采用多聲束連續(xù)掃描，采用多聲束連續(xù)掃描，顯示臟器的二維圖像，是顯示臟器的二維圖像，是目前使用最為廣泛的超聲目前使用最為廣泛的超聲診斷法。診斷法。 B B超圖像由不同亮度超圖像由不同亮度的像素構(gòu)成，像素亮度的像素構(gòu)成，像素亮度由反射回聲的強弱所決由反射回聲的強弱所決定。定。黑色：沒有反射黑色：沒有反射灰色：中等反射灰色：中等反射白色：反射較強白色：反射較強 像素在屏幕上形成不像素在屏幕上形成不同亮度的層次，既為灰同亮度的層次，既為灰階。階?；译A（灰階（Gray scaleGray scale） 根據(jù)探頭與掃查方式又可分為線掃（根據(jù)探頭與掃

28、查方式又可分為線掃（linear scan）、扇掃（）、扇掃（sector scan）、凸弧掃）、凸弧掃（convex linear scan）及圓周掃（）及圓周掃（radial scan）。）。 3.M型型 為活動顯示型（為活動顯示型（time-motion mode）其）其原理為：單聲束取樣獲得界面回聲?；芈暬叶日{(diào)原理為：單聲束取樣獲得界面回聲。回聲灰度調(diào)制。示波屏制。示波屏y軸為時間軸，代表界面深淺。軸為時間軸，代表界面深淺。x軸為軸為另一外加的慢掃描時間基線，代表在一段較長時另一外加的慢掃描時間基線，代表在一段較長時間內(nèi)（數(shù)秒至數(shù)十秒）的超聲與其他有關(guān)生理參間內(nèi)（數(shù)秒至數(shù)十秒）的超聲與

29、其他有關(guān)生理參數(shù)的顯示線。數(shù)的顯示線。M型獲得型獲得“距離距離-時間時間”曲線，豐富曲線，豐富完善扇掃的診斷。完善扇掃的診斷。M M mode M mode M型型Time Time motion mode motion mode回聲以光點顯示，回聲以光點顯示，采用時間展開，形采用時間展開，形成波群曲線。成波群曲線。M M型超聲心動圖型超聲心動圖 二、差頻回聲式二、差頻回聲式 （frequency shifted mode）發(fā)射固定）發(fā)射固定頻率的脈沖式或連續(xù)式超聲。提取頻率已經(jīng)變化的回聲頻率的脈沖式或連續(xù)式超聲。提取頻率已經(jīng)變化的回聲（差頻回聲）。將差頻回聲頻率與發(fā)射頻率相比，取得兩（差頻回

30、聲）。將差頻回聲頻率與發(fā)射頻率相比，取得兩者間的差別量值及正負值。顯示?？煞謨尚停赫唛g的差別量值及正負值。顯示?？煞謨尚停?1.D型為差頻示波型。型為差頻示波型。 2.D型彩色描繪型彩色描繪CDFI。用自相關(guān)技術(shù)以迅速獲得一個較大。用自相關(guān)技術(shù)以迅速獲得一個較大腔室或管道中的全部差頻回聲信息，然后予以彩色編碼顯腔室或管道中的全部差頻回聲信息，然后予以彩色編碼顯示。一般要求為：（示。一般要求為：（1）彩色分離，通常用紅）彩色分離，通常用紅-黃色譜代表黃色譜代表一種血流方向?；@一種血流方向?；@-綠色譜代表另一方向。并用紅色代表綠色譜代表另一方向。并用紅色代表低流速，愈往黃色，流速愈高，最高流速為亮

31、色。以藍色低流速，愈往黃色，流速愈高，最高流速為亮色。以藍色代表另一方向的低流速，愈往綠色，流速愈高，最高流速代表另一方向的低流速，愈往綠色，流速愈高，最高流速為白色。（為白色。（2）彩色實時顯示：用以追蹤小血管行徑。）彩色實時顯示：用以追蹤小血管行徑。 mode mode 型型Doppler modeDoppler mode頻譜顯示頻譜顯示超聲射向流動的紅細胞，超聲射向流動的紅細胞，接收到紅細胞散射回聲，接收到紅細胞散射回聲，提取提取Doppler shift Doppler shift （多普勒頻移）（多普勒頻移）, ,經(jīng)經(jīng)處理，形成頻譜顯處理，形成頻譜顯示。頻譜在示。頻譜在 base l

32、inebase line以上者為迎向探頭的血以上者為迎向探頭的血流，流，base linebase line以下者以下者為離開探頭的血流。為離開探頭的血流。base line彩彩 色色 多多 普普 勒勒 血血 流流 顯顯 示示Color Doppler Flow Imaging CDFIColor Doppler Flow Imaging CDFI 用自相關(guān)處理提取到的多普勒信息用自相關(guān)處理提取到的多普勒信息, ,再用偽彩色編碼再用偽彩色編碼, ,形成形成彩色血流圖像彩色血流圖像, ,疊加到二維聲像圖上疊加到二維聲像圖上, ,形成彩色多普勒血流圖。形成彩色多普勒血流圖。三、時距測速式三、時距測

33、速式 不用多普勒原理，而直不用多普勒原理，而直接用短脈沖超聲測定一群紅細胞在單位接用短脈沖超聲測定一群紅細胞在單位時間內(nèi)所流動的距離，從而算出流速。時間內(nèi)所流動的距離，從而算出流速。用彩色編碼后顯示血流的彩色流動。本用彩色編碼后顯示血流的彩色流動。本法能獲得連續(xù)的瞬時流速剖面及血管內(nèi)法能獲得連續(xù)的瞬時流速剖面及血管內(nèi)徑，故可用超聲計算符合正確理論要求徑，故可用超聲計算符合正確理論要求的血管內(nèi)血流量。的血管內(nèi)血流量。四、非線性血流成像四、非線性血流成像 五、其他五、其他第三節(jié)常見的超聲效應(yīng)與圖像偽差(imaging artifact) 一、混響效應(yīng) 聲束掃查體內(nèi)平滑大界面時，部分聲能量返回探頭表

34、面之后，又從探頭的平滑面再次反射，又第2次進入體內(nèi)。因此，這是多次反射中的一種，由于第次反射再進入體內(nèi)的聲強明顯減弱，故在一般實質(zhì)臟器成像時，其微弱的二次圖形疊加在一次圖形中，不被察覺；但如大界面下為較大液性暗區(qū)時，此微弱二次圖形可在液區(qū)的前壁下方隱約顯示。所顯示的圖形為大界面上方圖形的重復(fù)、移位。偶然，在上方組織較薄弱或提高儀器增益后，可出現(xiàn)三次圖像，移置于二次圖形的下方，更為暗淡。混響效應(yīng)多見于膀胱前壁及膽囊底、大囊腫前壁，可被誤認為壁的增厚、分泌物、或腫瘤?；祉憘蜗窕祉憘蜗?reverberations)(reverberations) 鏡面型大界面如其兩側(cè)聲阻抗差別較大，而第一界面中物

35、質(zhì)的衰減甚小或厚度甚小時最易發(fā)生。 混響偽像混響偽像(reverberations)多次內(nèi)部混響多次內(nèi)部混響 (multiple internal reverberations)(multiple internal reverberations) 超聲在靶超聲在靶(target)內(nèi)部來回反射，形成彗尾征內(nèi)部來回反射，形成彗尾征(comet tail sign)，利用子宮內(nèi)彗尾征可以識別金利用子宮內(nèi)彗尾征可以識別金屬節(jié)育環(huán)的存在。屬節(jié)育環(huán)的存在。二、振鈴效應(yīng)ringing effect 又名聲尾 系聲束在傳播途徑中，遇到一層甚薄的液體層，且液體下方有極強的反射界面為其條件。通常在胃腸道及肺部容易

36、產(chǎn)生。膽囊壁內(nèi)膽固醇小體伴少量液體時，其后方的彗尾亦為振鈴效應(yīng)。三、鏡像效應(yīng)mirror effect、亦名為鏡面折返虛像。 聲束遇到深部的平滑鏡面時，反射回聲如測及離鏡面較接近的靶標后按入,射途徑反,射折返回探頭。此時在聲像圖上所顯示者，為鏡面深部與此靶標距離相等形態(tài)相似的聲像圖。連同聲束整體掃查時所顯示該靶標的實際圖形一并顯示。鏡像效應(yīng)必須在大而光滑的界面上產(chǎn)生。常見于橫膈附近。一個、實質(zhì)性腫瘤或液性占位可在橫隔兩側(cè)同時顯示。較橫隔淺的一處為、實影；深者為虛影或鏡像。鏡鏡 面面 偽偽 像像 在良好平整的界面前方的靶，聲像圖上會在在良好平整的界面前方的靶，聲像圖上會在界面后方出現(xiàn)一個對稱的虛

37、像，切不可當真界面后方出現(xiàn)一個對稱的虛像，切不可當真!四、側(cè)壁失落效應(yīng) 大界面回聲具明顯角度依賴現(xiàn)象。入射角較大時，回聲轉(zhuǎn)向他側(cè)不復(fù)回探頭，則產(chǎn)生回聲失落現(xiàn)象?；芈暿鋾r此1界面不可能在屏幕上顯示辨認。囊腫或腫瘤其外周包以光滑的纖維包膜，超聲可顯示其細薄的前后壁，但側(cè)壁不能顯示。五、后壁增強效應(yīng) 聲束在傳播過程中必然隨深度的增加而不斷增加其衰減，在常規(guī)調(diào)節(jié)DGC系統(tǒng)下發(fā)生的圖像顯示效應(yīng)，而不是聲能量在后壁被其他任何物理能量所增強的效應(yīng)。DGC調(diào)節(jié)使與軟組織衰減的損失一致時，獲正補償圖。而在整體圖形正補償，但其中某一小區(qū)的聲衰減特別小時，例如液區(qū)，則回聲在此區(qū)的補償過大，成過補償區(qū)其后壁亦因補償

38、過高而較同等深度的周圍組織明亮過多，名后壁增強效應(yīng)posterial wall enhancement effect。常出現(xiàn)在囊腫、膿腫及其他液區(qū)的后壁，幾乎不出現(xiàn)在血管腔的后壁。有些小腫瘤的后壁也可略見增強后方回聲增強后方回聲增強(enhancement of behind echo)(enhancement of behind echo) 當病灶或靶的聲衰減甚小時，其后方回聲將強于同當病灶或靶的聲衰減甚小時，其后方回聲將強于同等深度的周圍回聲，稱為后方回聲增強，囊腫和其他液等深度的周圍回聲，稱為后方回聲增強，囊腫和其他液性結(jié)構(gòu)的后方會出現(xiàn)回聲增強，可利用它作鑒別診斷。性結(jié)構(gòu)的后方會出現(xiàn)回聲

39、增強，可利用它作鑒別診斷。六、聲影 指在常規(guī)DGC正補償調(diào)節(jié)后，在組織或病灶后方所演示的回聲低弱甚或接近無回聲的平直條狀區(qū)。系聲路中具較強衰減體所造成。高反射系數(shù)物體如氣體下方具聲影、高吸收系數(shù)物體如骨骼、結(jié)石、瘢痕下方具聲影。兼具高反射及高吸收系數(shù)者更具明顯聲影。聲影聲影(acoustic shadow)(acoustic shadow) 有強反射或聲衰減甚大的靶存在，使超聲能量急劇減弱或消失，有強反射或聲衰減甚大的靶存在，使超聲能量急劇減弱或消失，致其后方?jīng)]有超聲到達，當然也檢測不到回聲，稱為聲影，聲影可以致其后方?jīng)]有超聲到達，當然也檢測不到回聲，稱為聲影，聲影可以作為結(jié)石、鈣化和骨骼等存

40、在的診斷依據(jù)。作為結(jié)石、鈣化和骨骼等存在的診斷依據(jù)。七、側(cè)后折射聲影 posterio-lateral Shadowing due to refraction 圓形病灶如周圍有纖維包膜時，則在入射角大于臨界角時出現(xiàn)全反射現(xiàn)象同時，而出現(xiàn)其界面下方第二介質(zhì)內(nèi)的失照射，即在圓形病灶的兩測測后方顯示為直線形或銳角三角形的清晰聲影。折折 射射 聲聲 影影(refractive shadow)(refractive shadow) 有時在球形結(jié)構(gòu)的兩側(cè)壁后方會各出現(xiàn)一條細狹的有時在球形結(jié)構(gòu)的兩側(cè)壁后方會各出現(xiàn)一條細狹的聲影，稱為折射聲影，這是因為超聲折射，使后方有一聲影，稱為折射聲影，這是因為超聲折射，

41、使后方有一小區(qū)失照射，沒有回聲所致，不可誤為結(jié)石或鈣化。小區(qū)失照射，沒有回聲所致，不可誤為結(jié)石或鈣化。八、旁瓣效應(yīng) SIDE L0BE effect 系指第一旁瓣成像重疊效應(yīng)。聲源所發(fā)射的聲束具一最大的主瓣，它一般處于聲源的中心，其軸線與聲源表面垂直，名為主瓣。主瓣周圍具對稱分布的數(shù)對小瓣，稱旁瓣。旁瓣聲軸與主瓣聲軸間形成大小不同的角度。最靠近主瓣的旁瓣名第1旁瓣，與主瓣聲軸間呈10-15度角。通常第1旁瓣的發(fā)射超聲能量為主瓣能量的15%21%間。主瓣在掃查成像時旁瓣亦同時在掃查成像。但旁瓣對同一靶標的測距長，圖形甚淡。旁瓣圖重疊在主瓣圖上形成各種虛線或虛圖。常在顯示子宮膽囊橫隔處發(fā)生。表現(xiàn)為膀胱暗區(qū)內(nèi)的薄紗狀弧形帶膽囊暗區(qū)內(nèi)的斜形細淡光點分布及多條橫隔線段。旁瓣偽像(side lobe artifact)由超聲束的旁瓣回聲造成，在結(jié)石等強回聲兩側(cè)出現(xiàn)由超聲束的旁瓣回聲造成，在結(jié)石等強回聲兩側(cè)出現(xiàn)九、部分容積效應(yīng) 病灶尺寸小于聲束寬度或者雖然大于束寬，但部分處聲束內(nèi)時，則病灶回聲與周圍正常組織的回聲重疊，產(chǎn)生部分容積效應(yīng)partial volume effect多見于小型液性病灶。如小型肝囊腫