超聲基礎(chǔ)知識培訓(xùn)

超聲基礎(chǔ)知識培訓(xùn)超聲波定義超聲設(shè)備構(gòu)成及成像原理彩超的定義及臨床應(yīng)用范圍超聲診斷優(yōu)勢探頭種類常見成像模式彩超基本術(shù)語詳解彩超的各模式調(diào)節(jié)參數(shù)

內(nèi)容提要2超聲波定義什么是超聲概念：超聲波是一種機(jī)械振動，可以通過介質(zhì)進(jìn)行傳播。聲音頻譜：4定義超聲波

人們能聽到的聲音，大約是20～20000Hz，高于20000Hz的聲音就是人們通常所說的超聲波。

臨床上用于超聲診斷的頻率范圍通常為1～40MHz。

常見探頭頻率范

腹部2-5MHz

淺表器官

5-10MHz

心臟

2-4MHz

腔內(nèi)4-8MHz5超聲的物理特性超聲波是機(jī)械波，必須在介質(zhì)中傳播在不同密度的介質(zhì)分界面上，聲波將發(fā)生反射、折射、干涉、衍射、散射等現(xiàn)象隨著超聲的傳播，超聲信號強(qiáng)度不斷在衰減超聲在密度越高的介質(zhì)中傳播越快，在空氣中迅速衰減6超聲設(shè)備構(gòu)成及成像原理

超聲診斷儀器的基本結(jié)構(gòu)：探頭、主機(jī)、控制面板、顯示器、電源

面板發(fā)射與接收探頭中央控制單元（含DSC）監(jiān)視器控制信號視頻信號控制信息增益控制超聲設(shè)備構(gòu)成及成像原理8超聲的物理基礎(chǔ)多普勒效應(yīng)(Dopplereffect)

在聲源與觀察者作相對運(yùn)動時，聲波密集，頻率增高；在背向運(yùn)動時聲波疏散，頻率減低，這種引起聲波頻率變化的現(xiàn)象為多普勒效應(yīng)。99

換能器發(fā)出一定頻率超聲波，遇到活動的大界面或小界面，反射或散射回聲的頻率發(fā)生改變，反射回聲與入射回聲之差稱為頻移。在超聲醫(yī)學(xué)診斷中，超聲多普勒技術(shù)可用于檢測心血管內(nèi)的血流方向、流速和湍流程度等。1010多普勒效應(yīng)（一）定義：當(dāng)振源（聲源）與接受器之間出現(xiàn)相對運(yùn)動時，接到的振動（聲波）頻率與振源（聲源）的發(fā)射頻率有一定差異，這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。其變化的頻差稱頻移，如界面朝向探頭運(yùn)動，頻率升高；若界面背離探頭運(yùn)動，則頻率減低；界面運(yùn)動越快，頻移數(shù)值越大。心壁、血管壁、瓣膜等的運(yùn)動和血液流動均可引起多普勒效應(yīng)。11彩超的定義及臨床應(yīng)用范圍定義彩超在二維超聲圖的基礎(chǔ)上，用彩色圖像實(shí)時顯示血流的方向和相對速度的超聲診斷技術(shù)，稱為彩色多普勒血流成像法（CDFI）或彩色血流圖（CFM）。簡稱彩超。多普勒超聲血流檢測技術(shù)主要用于測量血流速度，確定血流方向，確定血流種類：如層流、射流等；獲得速度、時間積分，壓差等有關(guān)血流的參數(shù)。

13彩超臨床應(yīng)用范圍腹部：肝膽胰脾、雙腎、膀胱等婦產(chǎn)科：盆腔、胎兒及胎兒心臟等淺表臟器：甲狀腺、頜下腺、腮腺、乳腺、淋巴結(jié)、睪丸、眼球心臟：成人、兒童TCD血管：頸部血管、上、下肢大血管等神經(jīng)、肌肉骨骼腔內(nèi)超聲術(shù)中超聲14彩超診斷優(yōu)勢超聲診斷的優(yōu)勢超聲與CT、X線、MRI及核醫(yī)學(xué)被稱為四大醫(yī)學(xué)影像技術(shù)。獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：安全、無輻射，對人體無損傷對實(shí)質(zhì)性臟器有很好的分辨力可應(yīng)用于心臟檢查血管的檢查，動態(tài)血流顯示，無需造影劑診斷范圍廣泛，易于重復(fù)檢查實(shí)時性操作，及時出結(jié)果設(shè)備可移動，成本低。16探頭種類超聲探頭transducer

（壓電換能器）超聲探頭的核心是壓電晶片，其作用是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，亦將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。超聲探頭最重要的部件是壓電振子。探頭匹配層的最主要的作用是使探頭與皮膚聲阻抗相匹配，有利于聲波傳播。18探頭組成

匹配層：為了人體與壓電元件之間

實(shí)現(xiàn)聲學(xué)匹配提高換能器的性能，

可以改善靈敏度、帶寬等

聲透鏡：為使超聲波束有效的聚焦，

提高分辨力

背襯材料：為抑制不必要的振動，消除壓電元件背面的反射以及提高整機(jī)的軸向分辨力

關(guān)注點(diǎn)：

壓電陶瓷：壓電晶片的厚度與

超聲波頻率成反比

19晶片陣元晶片是探頭的最小組成單位，若干個晶片相并聯(lián)組成一個陣元（振子）。

常規(guī)探頭陣元數(shù)有：64陣元，128陣元高密度探頭陣元有：192，256陣元，512陣元二維面陣探頭已達(dá)到3600陣元

20探頭種類單頻探頭寬頻探頭1～15MHz寬頻是指探頭的工作頻率比較寬寬頻帶探頭是實(shí)現(xiàn)變頻的基礎(chǔ)變頻探頭可選擇頻率數(shù)≥3個是指改變同一個探頭的頻率寬頻+變頻=有效地解決探頭穿透力與分辨率的矛盾單頻三變頻寬頻2.03.55.021探頭分類電子凸陣探頭（腹部探頭）沿圓弧排列并按一定組合和順序工作，向外發(fā)射并接收超聲脈沖的換能器陣為主體的探頭。臨床常用于腹部、婦產(chǎn)科的檢查。電子線陣探頭（淺表探頭、小器官探頭）以沿一直線排列并按一定的組合和順序工作的換能器為主體的超聲波探頭。臨床常用于淺表器官、外周血管、軟組織等。相控陣探頭（心臟探頭）通過適當(dāng)調(diào)整、控制各單元激勵信號的相延(或時延)，以實(shí)現(xiàn)聲束偏轉(zhuǎn)的換能器陣為主體的超聲波探頭。臨床常用于心臟的檢查22CompleteTransducerFamily彩超探頭群常規(guī)探頭腹部高頻心臟腔內(nèi)特殊探頭容積探頭術(shù)中探頭經(jīng)食道探頭小兒心臟探頭超高頻線陣探頭雙平面探頭23電子凸陣探頭－腹部探頭名稱：TC50探頭頻率：2-6MHz陣元：128臨床應(yīng)用：用于腹部及婦產(chǎn)科檢查24電子線陣探頭－血管、小器官探頭名稱：TL40探頭頻率：5-12MHz陣元：128臨床應(yīng)用：用于血管、小器官、肌骨、神經(jīng)檢查25電子相控陣探頭－心臟探頭名稱：TP16探頭頻率：2-5MHz陣元：64臨床應(yīng)用：主要用于成人、小兒心臟檢查

26電子微凸陣探頭－腔內(nèi)探頭名稱：TC10探頭頻率：5-10MHz陣元：128角度：145°臨床應(yīng)用：用于婦產(chǎn)科檢查

27常見成像模式常見成像模式脈沖回波幅度法利用脈沖超聲回波的幅度變化來傳遞人體組織的解剖結(jié)構(gòu)情

況的技術(shù)都屬于脈沖回波幅度法。大體可分為A型、B型、M型、三維顯像等。多普勒法利用多普勒信號傳遞人體組織運(yùn)動信息的技術(shù)都屬于多普勒法。大體可分為CFM型、D型（分為PW、CW、HPRF）。29即幅度調(diào)制型在顯示器上以波形的大小表示人體組織回波幅度變化的顯示模式稱為幅度調(diào)制式，以反映人體組織空間一維信息。A型掃描成像不是通常意義上的超聲成像，目前巳基本淘汰。A型成像30即輝度調(diào)制型以亮度表示回波幅度，反映人體組織二維信息，提供人體組織的切面圖?；夭ㄐ盘枏?qiáng)度決定圖像象素的亮度（回聲)B型成像31M型成像M型和B型一樣，都是以亮度表示回波幅度，但提供的是組織界面的時間---運(yùn)動曲線。X軸表示時間或時相，Y軸代表檢測深度。323D成像定義：是在二維超聲的基礎(chǔ)上，利用計算機(jī)對一系列二維圖像進(jìn)行處理及重建，從而構(gòu)成三維圖像。優(yōu)點(diǎn)：可顯示組織結(jié)構(gòu)的立體形態(tài)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、表面特征、空間位置關(guān)系等較二維超聲顯像更直觀、信息更加豐富、病灶空間定位和容積測量更準(zhǔn)確。缺點(diǎn)：333D成像分類靜態(tài)三維成像：采用自由臂方式掃查，只能重建一幅圖像。動態(tài)三維成像：掃查速度比較快，數(shù)據(jù)采集時間較短，可以實(shí)現(xiàn)三維數(shù)據(jù)的動態(tài)顯示。

實(shí)時三維成像：成像速度達(dá)到每秒24容積幀以上，采用二維面陣探頭進(jìn)行的高速成像技術(shù)。34在二維超聲圖的基礎(chǔ)上，用彩色圖像實(shí)時顯示血流的方向和相對速度的超聲診斷技術(shù)，稱為彩色多普勒血流成像法（CDFI）或彩色血流圖（CFM）。彩色定義:以紅、藍(lán)、綠三基色組成，規(guī)定以紅色表示朝探頭方向運(yùn)動的血流，以藍(lán)色表示背離探頭方向運(yùn)動的血流。單純紅色或藍(lán)色表示層流。綠色表示湍流。綠色的混合比率與血流的湍流程度成正比。顏色愈鮮亮表示速度愈快，愈暗表示速度愈慢。CFM型35能量多普勒基本原理基于紅細(xì)胞散射的能量總積分,配以紅色為血流信息的圖像顯示的,彩色的亮度表示多普勒信號能量的大小.優(yōu)點(diǎn)：不受聲束與血流夾角的影響，無彩色信號混疊現(xiàn)象，它與血流中紅細(xì)胞的數(shù)量有關(guān)，對于低速血流檢測靈敏度高缺點(diǎn)：不能直觀顯示血流速度、方向。易受呼吸、運(yùn)動影響。36

綜合了彩色多普勒血流圖和彩色多普勒能量圖的優(yōu)勢，CCD提供的彩色多普勒速度圖具有血流平均流速和方向的信息，也提供彩色多普勒能量圖的敏感度，當(dāng)多普勒信號微弱時，彩色多普勒速度能量圖將顯示彩色編碼的能量信息。既顯示血流的存在，也顯示血流運(yùn)動的方向。方向性能量圖37脈沖多普勒以頻譜顯示，與二維超聲相結(jié)合，可以選擇心臟或血管內(nèi)任一部位的小容積血流顯示血流實(shí)時頻譜。具有距離選通能力，可設(shè)定取樣容積的尺寸，測值相對準(zhǔn)確，但檢查深部及高速血流受到限制。38連續(xù)多普勒連續(xù)波多普勒（CW）不能提供距離信息，即不具有距離選通性，不受深度限制，能測深部血流，無折返現(xiàn)象，可測高速血流。39彩超基本術(shù)語及參數(shù)詳解彩超基本術(shù)語及參數(shù)詳解像素：圖像中一個最小的基本單位。圖像：若干個像素的集合組成圖像?；译A：圖像中像素亮度等級的差別，取決于由黑色到白色的亮度范圍?；译A級數(shù)越多，圖像對比分辨力越好。

一幅圖像的質(zhì)量，取決于像素的多少和灰階的級數(shù)?；译A41彩超基本術(shù)語及參數(shù)詳解預(yù)設(shè)是針對不同部位的特點(diǎn)，將動態(tài)范圍、增益、掃描深度、濾波、取樣容積等條件設(shè)置在一定的范圍，在檢查時選擇與臟器相匹配的條件設(shè)置，略加改變便能快速、準(zhǔn)確的顯示出高質(zhì)量的圖像。出廠預(yù)設(shè)可自定義42電影回放

是一種能連續(xù)存貯和動態(tài)回放，為使用者提供重復(fù)檢索的技術(shù)。它能將凍結(jié)前的若干幅圖像重放，便于操作者在發(fā)現(xiàn)疑點(diǎn)之后，捕捉回它發(fā)生前的某些細(xì)節(jié)。是臨床上常用的一種方法。

電影回放43重要參數(shù)部分重要參數(shù)動態(tài)范圍灰階曲線通道數(shù)幀頻掃查深度血流速度取樣容積44動態(tài)范圍

定義：是指圖像及血流數(shù)據(jù)從最強(qiáng)到最弱的信號跨度，單位用分貝（dB）表示。范圍：290dB意義：動態(tài)范圍值越高，儀器獲取的信息量越豐富，分辨力就越高，圖像層次豐富、清晰，也就越有利于醫(yī)生對病變的觀察、分析與判斷。45灰階曲線也稱壓縮、灰階變換、灰階圖。表示二維圖像的灰階信息量的顯示范圍，、圖像表現(xiàn)為對比度強(qiáng)弱分明不同儀器灰階曲線不同低灰階曲線圖像高灰階曲線圖像46

通道數(shù)

定義：發(fā)射和接收聲波的電路為通道，它們的個數(shù)稱為通道數(shù)。臨床設(shè)備中有256、512、1024、9216通道等。振子通道與陣元的關(guān)系：一個陣元可包括4－6個振子。256個振子只有64陣元，可與64個采集通道相對應(yīng)。意義：陣元與通道越多，成像質(zhì)量越好。

47幀頻每秒顯示圖像的幅數(shù)，又稱成像速率。反映彩色多普勒血流顯像儀性能好壞的最主要指標(biāo)之一。性能好：幀頻高影響因素：掃查深度彩色顯示角度48掃查深度概述：最大探測深度，代表超聲的穿透力。q9最大穿透深度達(dá)36CM。

深度深度49多普勒測量重要參數(shù)S---收縮期峰值流速D---舒張末期流速S/D---收縮期與舒張期流速之比PI---搏動指數(shù)RI---阻力指數(shù)PI=收縮期峰值流速-舒張末期流速平均速度———————————————RI=收縮期峰值流速-舒張末期流速———————————————收縮期峰值流速平均速度：是指血流速度積分除以心動周期時間。它是計算血流量普遍使用的參數(shù)，單位cm/s50血流速度收縮期峰值流速舒張末期流速時間速度收縮期峰值流速：

是指取樣容積內(nèi)運(yùn)動最快的紅細(xì)胞的速度。對于動脈，往往是在快速射血期末達(dá)到峰值流速。它可以通過視覺判斷直接在頻譜圖上測量，單位為cm/s，m/s舒張末期血流速度：

是指心動周期末的血流速度。也可以通過視覺判斷直接在頻譜圖上測量，單位為cm/s，cm/s51高速血流

適用范圍：

Q9最高血流速度：

±30m/s52最低測量速度

反應(yīng)彩色多普勒血流顯像儀性能好壞的最主要指標(biāo)。性能好：對低速血流檢出的敏感度高。通常儀器能檢測到最低血流速度2mm/s。Q9最低血流速度為0.1mm/s。最低速度53取樣容積概述：在心臟和血管檢查中，多應(yīng)用PW/CW技術(shù)，通過取樣容積可獲得心腔內(nèi)、血管內(nèi)等感興趣區(qū)域的血流動力學(xué)資料。形態(tài)：形似閘門狀的間距可調(diào)的兩條平行線，有的取樣容積內(nèi)設(shè)方向箭頭。位置：置于感興趣區(qū)域或所檢血管的中央。寬度：決定頻譜能否反應(yīng)血流的真實(shí)情況。一般為管徑的1/3-1/4。一般范圍為1-20mm。取樣容積54二維模式常規(guī)調(diào)節(jié)及應(yīng)用55二維模式

BMode以黑白灰階圖像顯示組織、器官和病灶的形狀、大小、部位、結(jié)構(gòu)和運(yùn)動等信息圖像明暗度取決于所觀察部位的密度和對超聲波反射的強(qiáng)弱程度按“2D”按鈕開啟二維模式常用調(diào)節(jié)：總增益、時間增益補(bǔ)償、側(cè)向增益補(bǔ)償深度、焦點(diǎn)融合模式心臟肝臟56增益

Gain含義：超聲回波信號強(qiáng)度增加的程度，單位為分貝（dB），在超聲圖像上直觀地表現(xiàn)為圖像的亮度對圖像的影響增益高：圖像亮，信息多，噪聲多增益低：圖像暗，信息少，噪聲少使用方法：旋轉(zhuǎn)“2D”按鈕順時針旋轉(zhuǎn)：增大增益逆時針旋轉(zhuǎn)：減小增益57時間增益補(bǔ)償TGC

含義：分別調(diào)節(jié)不同深度部位的增益，從而使圖像整體均勻一致對圖像的影響增益高：圖像亮，信息多，噪聲多增益低：圖像暗，信息少，噪聲少使用方法：滑動“TGC”滑塊向右滑動：增大該深度部位的增益向左滑動：減小該深度部位的增益58深度

Depth含義：超聲圖像所能顯示的縱向距離對圖像的影響深度深：顯示深處部位的信息，圖像縮小深度淺：顯示淺表部位的信息，圖像放大使用方法：按“Depth”鍵按該鍵上方：增大深度按該鍵下方：減小深度59焦點(diǎn)

Focus含義：對超聲波進(jìn)行聚焦以獲得更好的圖像質(zhì)量，聚焦的位置即焦點(diǎn)所在的位置對圖像的影響聚焦部位的圖像有較好的分辨率焦點(diǎn)越多，聚焦效果越好，但幀率會下降使用方法“Focus”按鍵調(diào)節(jié)焦點(diǎn)位置及增加焦點(diǎn)個數(shù)60穿透力與分辨力相矛盾探頭頻率與穿透力及分辨力的關(guān)系：頻率越小：穿透力越強(qiáng)（也就是探查深度越大），分辨力越弱。頻率越大：穿透力越弱（也就是探查深度越表淺），分辨力越強(qiáng)超聲成像的最大難題61解決問題的方法：一、采用變頻探頭探頭具有多個頻率根據(jù)不同的診斷深度選擇高頻或低頻。62彩色模式應(yīng)用與調(diào)節(jié)63彩色模式

ColorMode根據(jù)多普勒原理顯示血流的位置、狀態(tài)、方向和速度按“Color”鍵開啟彩色模式常規(guī)調(diào)節(jié)：取樣框位置、大小取樣框角度偏轉(zhuǎn)彩色增益彩色量程彩色反轉(zhuǎn)頸動脈（紅）和頸靜脈（藍(lán)）64取樣框位置

Position含義：彩色模式僅在選定的范圍（取樣框）內(nèi)顯示血流，移動取樣框到需要觀察的部位使用方法：移動“軌跡球”彩色取樣框與血流方向調(diào)整：調(diào)整取樣框位置或調(diào)整切面使取樣框與血流方向的夾角盡可能小，以獲得更加準(zhǔn)確的血流圖像。65取樣框角度偏轉(zhuǎn)

AngleSteer含義：線陣探頭彩色取樣框左右兩條邊線的角度代表超聲束發(fā)射的方向，根據(jù)多普勒原理，該方向不能與血流方向垂直，改變該方向使之與血流方向的夾角盡可能小，以獲得更加準(zhǔn)確的血流圖像對圖像的影響與血流方向不垂直：血流顯示好與血流方向垂直：血流顯示差，甚至無顯示使用方法：旋轉(zhuǎn)“Angle”旋鈕（僅線陣探頭可用）順時針旋轉(zhuǎn)：向右偏轉(zhuǎn)逆時針旋轉(zhuǎn)：向左偏轉(zhuǎn)彩色66取樣框大小

Size含義：血流顯示范圍的大小對圖像的影響取樣框大：血流顯示范圍廣，幀率低取樣框小：血流顯示范圍窄，幀率高使用方法：按“Select”鍵激活大小調(diào)節(jié)功能，此時取樣框顯示為虛線，移動“軌跡球”調(diào)節(jié)大小，再次按“Select”鍵以確認(rèn)。彩色67增益

Gain含義：血流信號強(qiáng)度增加的程度，單位為分貝（dB），在超聲圖像上直觀地表現(xiàn)為血流信息的多少對圖像的影響增益高：血流信息豐富，噪聲多增益低：血流信息不足，噪聲少使用方法：旋轉(zhuǎn)“C/DGain”旋鈕順時針旋轉(zhuǎn)：增大增益逆時針旋轉(zhuǎn)：減小增益彩色68量程

Scale含義：相鄰兩個超聲波脈沖發(fā)射的時間間隔，對不同速度血流的顯示有重大影響對圖像的影響調(diào)高量程：高速血流顯示好，低速血流和噪聲被抑制，過高會出現(xiàn)血流顯示不足降低量程：低速血流顯示好，過低會影響高速血流顯示出現(xiàn)混疊，噪聲也會明顯增加使用方法：按控制面板上Scale鍵向上按：升高量程向下按：降低量程彩色69彩色反轉(zhuǎn)

Invert含義：對調(diào)相反方向血流的顯示顏色使用方法：按屏幕底部軟鍵中的“色標(biāo)反轉(zhuǎn)”鍵彩色70頻率

Frequency含義：探頭發(fā)射彩色多普勒的頻率，改變頻率以適應(yīng)不同深度血流的顯示。對圖像的影響高頻：適宜顯示表淺部位血流低頻：適宜顯示深部血流使用方法：按屏幕下方的軟鍵中的“頻率”選擇相應(yīng)的頻率。彩色71多普勒頻譜分析72彩色血流圖多普勒取樣線取樣容積角度校正線彩色血流圖頻譜圖多普勒取樣線取樣容積角度校正線頻譜圖橫向：時間縱向：速度方向方向時間速度73頻譜分析頻帶頻窗基線量程頻譜包含信息基線量程頻帶頻窗舒張末期收縮期峰值收縮期峰值（S）舒張末期（D）74脈沖及連續(xù)多普勒模式

PW/CW根據(jù)多普勒原理顯示血流的運(yùn)動頻譜，包括方向和速度等信息，可測量和計算血流動力學(xué)指標(biāo)按“PW”按鈕開啟PW模式按“CW”鍵開啟CW模式常規(guī)調(diào)節(jié)：取樣容積位置、大小取樣線角度偏轉(zhuǎn)、角度校正量程、基線頻譜反轉(zhuǎn)、增益頸動脈75取樣容積位置

SV(SampleVolume)Position含義：PW模式僅對流經(jīng)取樣容積的血流進(jìn)行探測，移動取樣容積到血管的中央CW模式只對取樣線上的血流進(jìn)行探測，移動取樣線到所要觀察的部位使用方法：移動“軌跡球”PW76取樣容積大小

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