第一章超声基本原理

第一章 肺源性心脏病
三、超声诊断的种类
1. 超声示波法 即A型超声，此法是将回声以波的形式显示 出来，为一维超声，现已淘汰（图 1-16）。
2. 切面超声显像法 即B型超声，又称灰阶超声、声像图， 因显示出的图像为切面，属二维图像，也叫二维超声。 此法是将回声信号以不同亮度的光点构成一幅图像， 为 灰度调制型。早期的为静态扫查，扫描速度慢，分辨率 低，当今的二维超声扫描速度非常快，每秒超过 24帧， 称实时超声（real time ultrasound），可生动地描绘 出脏器的活动状态（如心跳）（图 1-17）。
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3. 超声光点扫描法 此法使回声光点从左到右自动移行 扫描，亦称 M型法。纵坐标代表深度，横坐标代表光点 扫描时间，常用此法检查心脏（图 1-18）。 4. 超声频移法 即多普勒诊断法。此法利用多普勒效 应，对运动目标进行检测，主要用于血流的测定。此法 又分为脉冲多普勒（PW）和连续多普勒（CW），前者以 脉冲形式发射，可确定某一部位的血流信号，以明确信 号性质（图1-19A）；后者以连续形式发射，同时接受取 样线上的所有血流信号，主要用于高速血流的测定（图 1-19B）。
第八节 超声诊断仪介绍
一、线阵探头超声 此类仪器构造相对简单，功能单一，造价较低，仪器探头多 为3.5～5.0MHz，探头晶片线性排列，切面为矩形，适合于基 层单位的腹部及妇产科疾病的检查（图 1-24）。 二、凸阵探头超声仪 此类仪器相对复杂，探头晶片以凸阵形式排列，频率多为 3.5~5.0MHz，切面为类扇形，由于探头与体表接触面较小， 深部显像较开阔，受气体和骨骼干扰少，故显示深部组织器 官较线阵好，适合检查腹部及妇产科疾病（图 1-25）。
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所有波的基本特征是速度决定频率和波长，关系式如下：
f λ= v 式中v代表速度,它等于频率（f）和波长（λ）的乘积。此式 适用于任何波，包括水波、超声波、无线电波，甚至 X线。此 公式还表明波长缩短时频率加快。频率和波长很重要，因为 波长可确定分辨力，而频率可确定被显像的组织深度。声波 是一种机械波，当通过一个介质时此物质的分子密度会发生 改变：起初分子被压缩至高密度状态（在一个半波长上）， 然后扩张至稀疏状态（在另半个波长上），如图 1-2所示。在 液体和软组织中，这种密度变化伴有静水压的变化，所以超 声波是一种压力波。
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5. 彩色多普勒血流显像（CDFI） 此法多在二维图像 的基础上，用彩色编码方式将血流信号取样， 将冲向探 头的血流编为红色，背离探头的血流编为蓝色，湍流信 号编为五彩血流。以色彩的深浅表示血流的速度，从而 确定血流的方向、速度和性质 （图1-20）。 6. 彩色多普勒能量图（CDE） 此法是通过多普勒效应 来探查血管内的血流量的多少和方向，较 CDFI更为敏 感，又称多普勒血管造影（图1-２１）。
次之，瘢痕组织回声减低。
第一章 肺Hale Waihona Puke 性心脏病第五节 聚焦与显像
一、 分辨率 分辨率是指超声能区分空间相邻两个界面之间最短距离的能
力。分辨率高的超声仪图像清晰。 超声分辨率有三种： 1． 纵向（深度）分辨率 纵向分辨率是指超声能区分在声
束传播方向（声轴）的两个相邻界面的最小距离，它与 脉冲长度有关。理论上纵向分辨率为 1/2波长（图18），但实际分辨率受多种因素影响而为 2~3个波长。 5MHz探头的纵向分辨率为0.3~0.45mm。 2． 横向（侧向）分辨率 横向（侧向）分辨率是指超声能 区分垂直于声轴、位于探头长轴方向上两个相邻界面的 最小距离。它与声束的宽度有关。图 1-9表示声束宽度与 横向分辨率的关系。声束越细，横向分辨率越高，图像 越细腻。在声束聚焦区内，3.0~3.5MHz探头的横向分辨 率为1.5~2.0mm。
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7. 三维立体超声 此法利用计算机对二维图像进行重建，从 而形成三维立体图像（图1-２２），对心血管的观察和胎儿 有独到的显示，目前已经应用于临床。 8. 腔内超声 此法将较小的探头插入体腔（管腔）内，实时 地显示组织器官的细微结构，较体表超声探查清晰度高，现 主要有经食管超声、胃肠内窥镜超声、经直肠超声、经阴道 超声、经尿道超声、冠状动脉内超声等（图 1-２３）。
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第六节 超声波的生物效应及安全剂量
超声波是一种非电离传播，对患者的危害很小，但 当超声能量达到一定强度时可由于其空化、切力和加热 作用使机体受到伤害。通常诊断用超声能量很低，在较 短的检查时间内不会造成人体组织器官的损害。
对于超声波的安全剂量许多国家的学者作了动物 及人体试验。有的人用常规的诊断用超声剂量照射青蛙 和鱼的受精卵，在发育的前 11天内照射２４小时，结果 未发现异常。国内曾有人用声强为２０ mw/cm2对一万名 妊娠妇女作常规检查，未见一例胎儿发生异常。因此， 超声的安全性是由超声能量的强度及检查时间来决定的。 国际上及我国（1978年）均规定超声对人体的安全阈值
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二、诊断原理
超声波发出后在人体组织器官内传播，遇到各组 织界面时发生反射、散射、透射、绕射等物理现象， 反射、散射回来的超声波遇到探头后发生正压电效 应，使探头的压电晶片振动，从而转变成电能，电信 号进入仪器的高频放大器，经放大后进入视频信号放 大器，再到显示器，形成图像显示出来（图 1-15）。
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三、黑白复合超声仪 此类仪器具有多种探头和多种功能，可同时具有线阵、凸 阵和扇扫探头，且探头频率从2.5～7.0MHz不等，除可进行 B型扫查，还可进行M型检查，故可用于腹部、妇产科、小 器官及心脏的检查，属中档仪器（图 1-26）。 四、彩色多普勒超声显像仪 此类仪器构造复杂，价格昂贵，除具有各种频率、各种形 状的探头外，还具有能探查血流的多普勒探头，且探头频 率多能变频，有的运用宽频带技术或融合影像技术使表浅 至深部组织器官均能清晰地显示，可同时具有二维、脉冲 及连续多普勒、彩色多普勒、能量图等显像功能，尤其适 用于心血管疾病的检查（图1-27）。
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第九节 超声波伪像
一、多重反射（近场干扰） 二、后壁回声增强（增强效应） 三、回声衰减 四、声影 五、侧壁效应（边缘声影） 六、旁瓣伪像 七、彗星尾征（光芒征） 八、容积效应（切面厚度像）
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第十节 超声图像的获得方法及观察内容
超声显像是将探头放置于患者体表来获得的一种剖面图像， 根据探头放置的位置不同可获得各种不同的图像。探头沿 人体或器官的长轴方向扫查时可获得长（纵）轴切面，沿 横轴扫查可获得横（短）轴切面，沿器官冠状轴扫查可获 得冠状面，其余均为斜切面。
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3． 厚度分辨率 厚度分辨率是指超声能区分垂直于声轴、 位于探头短轴方向上的两个相邻界面的最小距离。超声探 头有一定的厚度，厚度分辨率就是探头厚度方向上声束的 宽度，厚度分辨率越高，组织断层越薄，形成的二维图像 就越真实。
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二、超声束的聚焦 超声显像中在某一深度超声束的宽窄是确定侧向分辨 率的直接指标，它是靠聚焦来实现的。聚焦可分为固 定聚焦和可变电子聚焦。图 1-10显示为未聚焦的超声 束。声波的传播物理特性导致了两个区域 ——近场和 远场。非聚焦探头只在一个很短的距离（近场）内有 好的分辨率。 图1-11示一个聚焦探头，近场延长，声束变细，分辨 率提高。
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二、 人体组织、体液回声强度的一般规律
1． 均质性液体如胆汁、尿液为无回声。 2． 非均质液体如尿液混有血液沉淀，液体内回声增加。 3． 血液常是无回声的，但新鲜出血可为强回声。 4． 脂肪在皮下为低回声，但在肝脏内、肾窦内多为强回声。 5． 炎症水肿可使回声减低，结石、钙化回声最强，纤维化
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二、声与超声波
人耳对声波频率的反应范围为20~20 000 Hz，超过20 000 Hz 为超声频率范围，见图1-3。
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第二节 声能、声强、声压和分贝
我们可以用不同的术语来描述超声能。当超声波传播至介 质某处时，此处静止的质点开始振动，从而具有动能， 同时，质点又离开其平衡位置，故还具有势能。动能与 势能之和构成振动质点的总能量。 与超声显像关系最密 切的是声压和声强。声压与超声波在组织中的介质振荡 幅度成正比，也与施加在探头上的电压成正比。通过组 织单位面积的声能叫能量密度（声强），与任一点的压 力平方成正比，单位是w/cm2、mw /cm2、μw/cm2（表11）。我们通常用声能、声强或声压来表示这些量，其相 关的测量单位是分贝（dB），定义为：
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聚焦方式可分为机械（固定）聚焦和电子（动态）聚焦。 1. 机械聚焦 利用与光学聚焦的相似原理，在探头的 匹配层上连接一个超声透镜，可使探头短轴方向声束聚 焦变细（图1-12），提高探头厚度分辨率。 2. 电子聚焦 可变电子聚焦可以通过电子学方法来改 变聚焦点，从而避免横向分辨率和聚焦深度的矛盾（图 1-13）。近几年随着科学技术的迅猛发展，许多先进的 聚焦技术均应用于探头制作上，如惠普公司的频率融合 控制技术，东芝公司的动态声速控制。
名师手把手教你学超声诊断
第四军医大学出版社
第一章 超声基本原理
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第一节 波、声波及超声波
一、波 波在日常生活中是一种常见的现象，如声波、光波和水
波，其中水波最能说明这些波的共同特性。图 1-1显示 了水通过一个固定于湖底的浮标的情况，借此我们可以 得出三个概念——频率、速度和波长。 波的频率是由通过浮标的波峰次数决定的，即每秒通过多 少个波峰。波的速度是指波峰相对于空间参照物（浮标） 所移动的速度。波长是在任意时间内波峰之间的距离。 据此可以总结为：频率表示声源在单位时间内完成的全 振动的次数，声速指声波在介质中传播的速度，波长表 示一个完整波的长度。