超 声 成 像 概 述
彩超技术概述-谐波成像
彩色多普勒超声诊断仪成像技术
二维灰阶成像 频谱多普勒系统（PW、CW……） 彩色多普勒血流成像（CDFI、CDE、CCD、TDI） 谐波成像（自然组织谐波、造影剂谐波） 三维成像功能单元
谐波
根据法国数学家傅立叶(M．Fourier)分析原理证明： 任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列 为基波倍数的谐波的正弦波分量。 谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率，幅度 和相角。 谐波频率是基波频率的整倍数。
②基波声束旁瓣会产生明显的旁瓣伪像，而二次谐波声束旁瓣能 量与中心声束能量相比呈反比例降低，即使二次谐波信号强度放大与基波 的信号强度相当时，二次谐波的旁瓣仍比基波旁瓣低很多。在二次谐波成 像时，就能明显地消除声束旁瓣伪像并使主瓣变细。
基波二次谐波声束轮廓示意图
2)消除近场混响 声束在表浅组织内表层与肋骨之间产生混响, 对图像显示常 出现模糊雾状改变。因此时尚未形成明显的谐波能量，这些 混响是由基波频率的能量形成，当声束穿过表浅层进入组织 后，谐波信号能量明显。在接收时，消除基波后，二次谐波 成像使紊乱和模糊影像被消除，得到了更为清晰的图像。
2)基波与谐波冲击UCA微气泡产生反射与散射的增强 信号，即U只接取2f0的谐波信号，但它是二种效果的综合。
即：
①频率为2f0的入射谐波和微气泡对此反射的二次谐 波。频率为f0 的入射基波和微气泡界面对比的非线性反射产 生的2f0的谐波。对于自然组织谐波成像，它包括：声速非线 性而产生的谐波即2f0；
9/ GE / June 7, 2004
3).基波能量与谐波能量的非线性改变
谐波频率能量的高低与基波频率能量有关，弱的基波 频率几乎不产生谐波频率能量，而强的基波产生较大的谐波 能量。
超声学基础(1)
超声波成像的条件
• 自身条件：人体组织与入射超声的相互作用。方向性、穿透 性、反射、散射、折射、绕射、衰减、发散多普勒效应等。
• 外部条件：界面的存在。两种物质的声阻抗差别，只要有 0.01%以上的差别，就会形成一个界面，有界面才有反射， 有反射，才有回声。
超声诊断的显示方式
脉冲回声式：
• A型：为振幅调制型，已基本淘汰。 • B型：为辉度调制型 各个界面所产生的一系列散射和反射回声。 （1）回声界面以光点表达。 （2）回声振幅（或强度）以辉度（灰度）表达。 （3）声束顺序扫切脏器时，每一单条声束线上的光点
差频回声式
工作原理： •发射固定频率的脉冲式或连续式超声； •提取频率已经变化的回声（差频）； •将差频回声频率与发射频率相比，取得差别量值及正负值； •显示。
•彩色多普勒（CDFI）：将差频进行彩色编码已显示方向， 以红色代表朝向探头的血流、兰色代表背离探头的血流。 •脉冲多普勒（PW）：以频谱显示，多普勒频移(fd)与发射 频率(fo)、血流速度(V)、超声束与血流间夹角(θ)的余弦 成正比，与声速(C)成反比，公式为：fd=± 2v cosθ /C fo；V=fd C/2fo cosθ（θ=0 时血流速度最大， θ=90 时血流速度为零）。 •连续被多普勒（CW）：以频谱显示，接收取样线经过部位 上所有频移信号，其优点为可以测定高速血流，常用于测 定心脏瓣口狭窄或返流的高速血流。缺点为不能区分信号 来源深度。
超声新技术在肝脏中的应用
超声造影： 弹性成像： 介入性超声：
弹性的基本概念
软
变形程度大
施加相同的外力
变形程度小
硬
弹性成像判断肝纤维化程度
F0
F1
F2
F3
超声基础知识介绍
频谱多普勒
多普勒波包括以下含义(数据) －速度 －速度范围（宽度） －血血流量大大小小 －血血流方方向
一一个心心跳周期
宽的速度范围
快 迎向 基准线 逆流 快 最高高峰 时间 慢 背向
收缩 舒张 舒张结束
脉冲波多普勒和连续多普勒
脉冲波多普勒（PW） Pulse Wave
Ø 发射和接收是同一一个晶片片 Ø 卓越的距离分辨率 (Range Resolution) Ø 流速测量上限值受奈奎斯特频率限制 Ø 脉冲重复频率（PRF）决定流速的测量 范围，极限约 5 ~ 7m/s
无无法显示示图像。您的计算机可能因内存不足足而而无无法打开图 像，或图像已遭损坏。请重新启动计算机，然后再次打开 该文文件。如果仍然显示示红色色 x ，则可能需要删除此图像， 然后重新插入入该图像。
潜艇
5. 超声诊断的优点
• 安全、无无辐射。适用用于胎儿儿诊断。 • 设备可移动，成本低。 • 实时成像 • 通过扫描角角度变化，获得更佳的图像。 • 多普勒－检测血血流量信息。
彩色色多普勒
受角角度影响、受其他运动影响、易混迭
能量多普勒及与彩色色多普勒的区别
能量多普勒基本原理：
是取其红细胞的能量总积分，配以红色色成为血血流 信息的图像显示示。彩色色亮度表示示多普勒信号能量的大大小小。 血血流信号显示示与血血流方方向无无关
二二者的区别：
• 彩色色多普勒—速度信息，能量多普勒—能量信息。 • 显示示与血血流方方向的关系： 彩色色多普勒—有关（红迎蓝离），能量多ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ勒—无无关 显示示与角角度及混叠的关系 彩色色多普勒—有关， 能量多普勒—无无关
超声原理
超声波仪器的成像原理
• 探头发射声波 • 不同组织界面面反射声波 • • • 探头接收声波 信号处理（主机） 显示示图像（显示示器）
超声课件ppt
定期清洁和保养探头，保持其 性能和精度。
图像显示及分析方法
图像调节
通过调节亮度、对比度、焦距等参数，优化 图像质量。
图像测量
使用测量工具对图像进行测量，获取病灶大 小、距离等信息。
图像冻结
将动态图像冻结，以便进行分析和诊断。
诊断分析
结合临床资料和其他检查结果，进行诊断分 析。
04
常见疾病的超声诊断
泌尿系统疾病的超声诊断
肾结石
超声可见肾脏内强回声团伴声影，可 随体位变化移动。
肾囊肿
超声可见肾脏内无回声区，壁薄、内 壁光滑。
输尿管结石
超声可观察输尿管扩张、结石梗阻部 位有较强回声团伴声影。
前列腺增生
超声可观察前列腺体积增大、中央沟 变浅。
妇科疾病的超声诊断
子宫肌瘤
子宫内膜异位症
超声可见子宫形态失常、回声不均匀，肌 瘤部位回声增强。
接收电路
接收探头拾取的反射回的超声 波，将其转化为电信号。
信号处理电路
对接收到的信号进行处理，如 放大、滤波、数据转换等。
图像显示电路
将处理后的信号转化为图像， 显示在屏幕上。
探头及使用方法
探头类型
分为凸阵探头、线阵探头和相 控阵探头等。
探头选择
根据检查部位和目的选择合适 的探头。
探头使用
将探头放置在检查部位，调整 探头角度和焦点等参数。
诊断准确率高
随着超声技术的不断发展，超声诊断的准 确率不断提高，对于一些常见病和多发病 的准确率已经非常高。
超声诊断的限度及未来发展
技术限制
虽然超声诊断具有很多优点，但 是其也受到一些技术上的限制。 例如，对于一些肥胖、疤痕、气 体等干扰因素，超声检查的图像
超声基础
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二、基础与原理
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二、基础与原理
主瓣
声源发射的声束具有一最大的主瓣，它一般 位于声源的中心，其轴线与声源表面垂直。
旁瓣
主瓣周围具有对称分布的数对小瓣
第１旁瓣
旁瓣效应 部分容积效应 折射重影效应
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二、基础与原理
伪像的特点
• 伪像在声像图中十分常见； • 理论上讲几乎任何声像图上都存在一定的伪像； • 任何先进的现代超声诊断仪均无例外； • 只是伪像在声像图上表现的形式和程度上有差别 而已。
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二、基础与原理
识别超声伪像的重要性
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二、基础与原理
结果
• 较弱的混响：使胆囊、膀胱、肝、肾等器官的 表浅部位出现假回声。
• 强烈的混响：多见于含气的肺和肠管表面，产 生强烈的多次反射，伴有声影，俗称“气体反 射”
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二、基础与原理
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二、基础与原理
减少伪像的方法
• 适当测动探头： 使声束勿垂直胸壁或腹壁，减少伪像。
头
衰减。
） 接收
超声图像 （A、B、M、D）
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第二节、超声诊断仪
脉 冲 回 声 超式 声 显 示 方差 式频 回 声 式
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A型、B型、M型
频谱多谱勒 连续波多普勒(CW)
（
（D）
多
脉冲波多普勒(ＰW)
颈动脉超声检查技术概要
颈动脉超声检查技术一、颈部血管超声检查的原理和成像超声是指振动频率每秒在 20000次（Hz ，赫兹）以上，超过人耳听阈值上 限的声波。
超声检查是利用超声波的物理特性和人体器官组织声学特性相互作用 后产生的信息，并将其接收、放大和信息处理后形成的图像和数据。
借此进行疾 病诊断的无创性检查方法。
超声成像基本原理和过程主要是依据超声波在介质中 传播的物理特性，其中，主要包括一下三方面：①声阻抗特性②声衰减特性③多 普勒特性。
1、多普勒效应（Doppler effect ）是指声源与接收体发生相对运动时，所接 收的声波频率会发生改变的现象， 年首先由奥地利物理学家克约斯琴多普勒频移f d 公式为：f d = f r — f0= 2v ・fc ） *cos 丁c\/ fd C V cos2fo 公式中fd 、cos 0仪器均可显示, 超声波在介质中的传播速度，B 超声波与反射体运动方向间的夹角。
由此而知, f o 和V 均为零时，声源与接收器之间不产生多普勒频移。
多普勒频移与血流速度成正比。
2、多普勒超声成像类型：（1） 连续超声波多普勒技术 （continuous ultrasonic wave Doppler technique : 以频谱显示。
应用连续超声波接收运动物体的多普勒频移信号，简称 CW 。
其优 点为可以测定高速血流，常用于测定心脏瓣口狭窄或返流的高速血流。
缺点为没 有距离分辨能力，不能区分信号来源深度。
（2） 脉冲超声波多普勒技术（pulse ultrasonic wave Doppler technique ）:亦 以频谱显示，与二维超声相结合。
用一定宽度的调制脉冲获得心脏或血管内某一这种差别称之为多普勒频移或差频 （f d ）。
1842 ?约翰?多普勒提出的。
利用多普勒效应原理检 测物体的运动。
多普勒频移（fd ）与发射超声波的频率（fo ）、反射物体运动的 速度（V ）、超声束与血流之间夹角B ）的余弦成正比，与声速（C ）成反比, 声波的频率；f r 接收到的超声波频率;f d 多普勒频移；V 反射物体运动的速度；Cfo 及C 为已知，可以计算出V 。
超声诊断学
《医学影像学》超声部分-总论（讲稿）授课对象：本科临床医学授课时间:授课教师:一、教学目的与要求（一）熟悉1、超声诊断的一些基本概念2、超声成像的优点和局限性3、超声成像诊断主要临床应用4、超声诊断方法二、教学重点、难点难点：1、超声成像基本原理。
建议：制作超声成像动态示意图，图文并茂，动静图像结合，便于理解掌握。
2、超声诊断的优点和局限性。
建议：使用图文并茂，动静态图像结合，教学课件，举例说明。
疑点：二、教具或教学手段教材：吴恩惠冯敢生《医学影像学》第七版，全国高校教材供基础、临床、预防、口腔医学类专业用1、通过课件，图文并茂，举例说明；2、特殊部分，动态图像，印象深刻；3、提问互动，精力集中，提高效果；四、教学内容1、超声诊断学的定义1.1超声是指物体振动频率每秒在20000次（Hz）以上，超过人耳听觉阈值上限的声波，简称超声。
1.2超声诊断学的定义超声诊断学是利用超声波的物理特性和人体器官组织声学特性相互作用后产生的信息，并将其接收、放大和信息处理后形成图形（声像图）、曲线（M型心动图、频谱曲线）、波形图（A 型）或其他数据，结合解剖、病理、生理知识和受检者的病史、临床表现、其他实验室或影像学等检查，综合分析，借此进行疾病判断的一种影像学诊断方法。
1.3 范围临床一般分为4 类①低频超声超声频率在1~2.75MHz；②中频超声超声频率在3~10MHz （常规用）③高频超声超声频率在12~20MH；z④甚高频超声超声频率在20MHz以上;一般中等身材腹部脏器检查选用3~4MHz浅表脏器检查选用7.5~10MHz小儿腹部可选用5MHz冠状动脉内超声检查选用20MHz1 、超声成像基本原理2.1人体组织的声学参数：密度、声阻抗、界面密度（p）：各种组织、脏器的密度为重要声学参数中声阻抗的基本组成之一。
人体内不同组织、脏器的密度不同，以骨骼——颅骨的密度最高，1 .658g/cm 3；体液——血液、血浆、脑脊液、羊水、软组织、脑组织、肌肉、肝脏密度低些，1.013~1.074g/cm 3；脂肪的密度更低些，0 . 955g/cm 3；而含气脏器中的空气的密度最低，0.00118g/cm3。
超声诊断学基础
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超声诊断仪
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超声诊断仪基本的结构
(一) 探头（probe） 探头由换能器（transducer）、 外壳、电缆和插头组成，换能器是探头的关键部 件。通常由压电陶瓷构成，担负电↔声转换的作 用，也即发射超声和接收超声的作用。
超声诊断学基础
总论 滕州市中心人民医院彩超室 王磊
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几个常见概念
超声医学（ultrasonic medicine）是利用超声波的物理特性 与人体器官、组织的声学特性相互作用后得到诊断或治疗 效果的一门学科。
超声诊断学（ultrasonic diagnostics）是向人体发射超声， 并利用其在人体器官、组织中传播过程中，由于声的透射、 反射、折射、衍射、衰减、吸收而产生各种信息，将其接 收、放大和信息处理形成波型、曲线、图像或频谱，籍此 进行疾病诊断的方法学。
超声治疗学（ultrasonic therapeutics） ：是利用超声波的能 量（热学机制、机械机制、空化机制等），作用于人体器 官、组织的病变部位，以达到治疗疾病和促进机体康复的 目的方法学
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超声诊断的发展历史
超声治疗（ultrasonic therapy）的应用早于超声诊断，1922年德国就有 了首例超声治疗机的发明专利，超声诊断到1942年才有德国Dussik应 用于脑肿瘤诊断的报告。但超声诊断发展较快，20世纪50年代国内外 采用A型超声仪，以及继之问世的B型超声仪开展了广泛的临床应用， 至20世纪70年代中下期灰阶实时（grey scale real time）超声的出现，获 得了解剖结构层次清晰的人体组织器官的断层声像图，并能动态显示 心脏、大血管等许多器官的动态图像，是超声诊断技术的一次重大突 破，与此同时一种利用多普勒（Doppler）原理的超声多普勒检测技术 迅速发展，从多普勒频谱曲线能计测多项血流动力学参数。20世纪80 年代初期彩色多普勒血流显示（Color Doppler flow imaging, CDFI）的 出现，并把彩色血流信号叠加于二维声像图上，不仅能直观地显示心 脏和血管内的血流方向和速度，并使多普勒频谱的取样成为快速便捷， 80 ~ 90年代以来超声造影、二次谐波和三维超声的相继问世，更使超 声诊断锦上添花。
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五、超声显示法
1、A型——为组织或脏器的一维成像 2、B型——为组织或脏器的二维成像 3、M型——为组织或脏器的一维成像 4、D型： （1）Doppler型——为血流的一维成像 （2）CDFI型——为血流的二维成像
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1、A型（A－mode） 为超声示波诊断法。属 于振幅调制型，回声形式是波。
物理特性、功能状态进行判断的方法。
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5、多普勒效应
多普勒效应（或多普勒频移）是奥地利物 理学家克约斯琴·约翰·多普勒于1842年首次提 出的。描述了声源与接收器之间相对运动时， 声波频率升高或降低的现象。这种相对运动引 起的接收频率与发射频率之间的差别称为 Doppler频移或Doppler效应。
回 声 强 度
回声深度
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2、B型（B－mode） 为超声显像诊断法。属 灰度调制型，回声形式是光点。
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2、B型（B－ •m线o阵d型e）：适用于乳腺、甲状腺的检查。
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2、B型（B－mode）
• 扇形型：适用于声窗小的部位扫查。
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2、B型（B－ m• 凸o阵d型e）：适用于全身各个部位。
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四、检 查 方 法
（一)检查前病人准备
1、上腹部检查 胆囊、胆道、胰腺、胃 等检查，需空腹。
2、盆腔检查 如早孕、妇科肿块及盆腔 深部病变均应充盈膀恍。
时血流显像，由红、蓝、绿三种基本颜色组成。
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六、超声基本术语
※无回声－没有回声。如正常尿液和胆汁为无 回声，即内部没有回声。 ※高回声－用来描述比周围邻近组织更明亮的 组织，如骨骼、肾周脂肪、胆囊壁和硬化的肝 脏。 ※ 低回声－用来描述比周围邻近组织更暗淡 的组织，如淋巴结、某些肿瘤。
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※内部回声－来自器官内部不同密度组织的超 声反射。如内部回声可由胆囊内结石、脓肿内 坏死碎屑产生。
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一、优点及临床应用
5、对活动界面能动态实时显示。 6、检测体腔有无积液。 7、检测脏器功能、预测孕龄。 8、超声引导下穿刺，协助诊断及治疗。
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二、缺 点
1、超声穿透性差。 2、由于超声本身的一些复杂物理效应，常在
图像中伴有伪像。 3、仪器的优劣对超声的分辨率也有很大影响
。经体腔和经体表探头相比，经体腔探头 频率高，分辨率高，图像清晰度高。
2、混 响 3、声影伪像 4、后方回声增强 5、折射声影
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第二节 超声诊断的临床应用
一、优点及临床应用 二、缺点 三、超声诊断应用范围 四、检查方法 五、图像回声分析
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一、优点及临床应用 1、无放射性损伤，简便易行，可重复检 查，动态随访。 2、图像层次清楚，信息量丰富。 3、超声分辨力强，能分辨1—2mm病灶。 4、可清晰显示各种管腔结构。
超声诊断学
甘肃中医学院附属医院功能科
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第一节 超声诊断概述
一、基本概念 二、超声的物理特性 三、超声成像原理 四、诊断超声的分辨力 五、超声显示法 六、超声基本术语 七、超声伪像
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第一节 超声诊断概述 一、基本概念
1、什么是超声波：＞20000HZ的声波。
诊断用超声波频率在1－20MHZ 。
2、什么是超声诊断： 利用超声波对人体软组织的形态结构、
※混合性肿块－含有实质性、液性部分的肿块， 超声表现为有回声和无回声两部分，图像为不 均匀回声和无回声区域并存，也可以是高回声 和低回声并存。
※实性－是对不含液体或空腔的组织的一种描 述，如实性肿瘤、肝脏、肌肉、肾皮质，实性 内部的声波呈中度衰减。
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Hale Waihona Puke 七、超声伪像伪像是一种附加的、缺失的、扭曲的图像。 1、多次反射
4、妊娠 早孕、胎心、胎动、羊水、胎盘(发育、附 着部位、低置、前置、早期剥离等)、胎儿(存活、发育、 多胎、各种畸形)等。
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（三）引导与监测 1、超声引导下穿刺活检或治疗
a 细针穿刺细胞学和(或)病理学检查。 b 超声引导下治疗囊肿或脓肿抽液、
肿瘤内局部注药治疗。
2、超声引导与监测介入治疗并评价即刻疗效 3、外科术中监测 4、急救室及监护室的应用
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三、超声诊断应用范围
（一）部位
适用于全身各部位软组织及软组织脏器疾病的诊断。 1、头颈部 颅脑、眼内及眶内、额面部、颈部、甲状腺疾 病、淋巴。 2、胸部 乳腺、胸壁、胸腔、胸膜、肺、纵隔、心脏等。 3、腹部 肝、脾、胆囊、胆道、胰、食管、胃肠、腹腔、 腹 膜后、肾、输尿管、膀恍、前列腺、阴囊、睾丸、阴 茎、精囊、子宫、卵巢及附件、妊娠、胎儿、胎盘等。 4、血管 全身各部位内脏及外周血管，移植血管、人工血 管、肿瘤血管等。 5、关节 软组织等。
4
三、超声成像原理
超声诊断仪： 主机（计算机） + 探头（换能器 ）
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便携式超声诊断仪
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凸阵探头
线阵探头
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腔内探头
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超声检查场景
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三、超声成像原理
声像图
正压电效应 （电 声）
逆压电效应 （电 声）
探头
人体
主机
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四、诊断超声的分辨力 • 1、纵向分辨率 • 2、横向分辨率 • 3、厚度分辨率
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（二）诊断疾病
1、各部位的急性炎症、脓肿、囊肿、积液、结石、异 物、良性与恶性肿瘤、创伤(挫伤水肿、内脏破裂、出血、 血肿、粉碎等)，空腔脏器穿孔。
2、血管疾病 全身各部位动脉硬化斑块、动脉瘤、动 静脉瘘、静脉血栓、创伤及窃血。
3、心脏疾病 各种先心病、瓣膜病、心内膜炎，冠心 病 (心肌缺血、急性与陈旧性梗死、室壁瘤、心内血栓、 室壁穿孔等)，心肌病等。心包积液及心内肿瘤等。
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3、M型（M－mode）为超声光点扫描诊断法。 属辉度加幅度调制型，回声形式是曲线。
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4、D型：为超声频移诊断法。
（1）频谱多普勒（Doppler-D）型 属于幅度调制
型，回声形式是频移形成的示波曲线。
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（2）彩色多普勒血流显像 (color Doppler flow imaging，CDFI) 它是在实时二维图像上叠加彩色编码的实
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1、纵向分辨力 （又称轴向分辨力 和深度分辨力）
是指在声束轴 线上，超声能够区 分两个细小目标间 最短距离的能力。
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2、横向分辨力（又称 侧向分辨力和水平分 辨力）
是指与声束轴线 垂直的平面上，超声 能够区分两个细小目 标间最短距离的能力。
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3、厚度分辨率 为探头在厚度方向上声束的宽度，它与探头的