1、发展简史：发展简史：40年代，年代，A型、型、M型（一维）型（一维）50年代，年代，B超二维超声超二维超声70年代，年代，双功能超声仪（双功能超声仪（B型型+多普勒）多普勒）80年代，三功能超声仪（年代，三功能超声仪（CDFI+B型）型）90年代，新技术年代，新技术:组织多普勒组织多普勒 谐波技术谐波技术 介入超声介入超声 超高频探头超高频探头超声波超声波(Ultrasound wave)频率频率20000Hz20000Hz的声波，超过人耳听觉的声波，超过人耳听觉阈值上限（振动阈值上限（振动f f每秒每秒2000020000次）。次）。医学诊断：医学诊断：1 12020MHzMHz。正压电效应
2、正压电效应 某些物质表面施加压力引起形变时，会某些物质表面施加压力引起形变时，会产生电荷。当高频机械振动作用于压电晶片，产生电荷。当高频机械振动作用于压电晶片，晶片表面就会产生高频交变电压，将机械能晶片表面就会产生高频交变电压，将机械能转换为电能。转换为电能。此时压电晶体成为回声接收器。此时压电晶体成为回声接收器。声场特性声场特性声束指向性声束指向性 超声束超声束：由换能器（声源）发出的超声波有明由换能器（声源）发出的超声波有明显的方向性。（在介质中直线显的方向性。（在介质中直线 传播，对人体器官进行定向探测）传播，对人体器官进行定向探测）声场声场：声波分布的空间。声波分布的空间。近场：近场：
3、接近探头处声束可能较换能器直径小。接近探头处声束可能较换能器直径小。远场：远场：距探头稍远处，声束逐渐加宽，开始扩距探头稍远处，声束逐渐加宽，开始扩 散后的声场。散后的声场。声轴是声波传播的主方向（主瓣）声轴是声波传播的主方向（主瓣）声束声束是由一个大的主是由一个大的主瓣和一些小的旁瓣组瓣和一些小的旁瓣组成。成。超声成像超声成像主要依靠探主要依靠探头发射高度指向性的头发射高度指向性的主瓣并接收回声发射；主瓣并接收回声发射；旁瓣的方向总有偏差，旁瓣的方向总有偏差，容易产生伪像容易产生伪像(旁瓣效旁瓣效应应)。衰减(attenuation)：时间分辨力：对运动体随时间变化的依据血管腔内红细胞等运动
4、散射体的Doppler频移信号的强度或能量为成像参数，进行二维彩色成像，其色彩亮度代表Doppler频移信号的能量大小。所测定的血流速度即频移大小脉冲重复频率PRF（单位时间内所发射的脉冲数）的一半（Nyquist极限），测不出流速，称频谱倒错或混叠。大界面反射回声构成人体不同组织的显示器显示波形和图像。时，其传播方向发生改变。当连续对压电晶片施加f20000Hz的高频交变电压后，就会产生超声波。低回声(hypo echo)：等回声和弱回声之间，如肾皮质。等回声(iso-echo)：相当于灰标中部辉度介入超声：超声引导下，定位穿刺，诊断治疗。折射(refraction)：运动体所反射或散射的声
5、频率发生改变，超声仪-换能器、信号处理系统、显示器端辉度的回声，后方伴声影，如结石、气体等。旁瓣的方向总有偏差，容易产生伪像(旁瓣效应)。原理：换能器发射超声波 组织中传播肾髓质血液胆汁和尿液声束是由一个大的主瓣和一些小的旁瓣组成。小界面小界面:界面小于声束波长；界面小于声束波长；大界面大界面:界面大于声束波长；界面大于声束波长；界面的大小对于探头的频率而言是相对的。界面的大小对于探头的频率而言是相对的。如：一个如：一个0.3mm0.3mm的人体软组织界面，的人体软组织界面，3MHz3MHz超超声（波长声（波长=0.5mm=0.5mm）时为小界面；）时为小界面；10MHz10MHz超声超声（波
6、长（波长=0.15mm=0.15mm）时为大界面。）时为大界面。界面：界面：声阻抗不同物体的接触面声阻抗不同物体的接触面.反射反射(reflection)reflection)：超声波在均匀的介质中沿直线传播，遇超声波在均匀的介质中沿直线传播，遇到不同介质构成的大界面时发生反射。反射到不同介质构成的大界面时发生反射。反射声能量的大小与两种介质声阻抗差的大小成声能量的大小与两种介质声阻抗差的大小成正比。正比。大界面反射回声构成人体不同组织的大界面反射回声构成人体不同组织的轮廓和形态。轮廓和形态。折射折射(refraction)refraction)：超声通过声速不同的两种介质界面超声通过声速不同
7、的两种介质界面时，其传播方向发生改变。时，其传播方向发生改变。散射散射(scattering)scattering)：超声波在传播过程中，遇小界面时，超声波在传播过程中，遇小界面时，则在该界面产生的反射失去方向性，向各则在该界面产生的反射失去方向性，向各个方向分散辐射个方向分散辐射。背向散射背向散射(back-scattering)back-scattering)：只有朝向探头的散射声波才能被接收。只有朝向探头的散射声波才能被接收。小界面散射回声构成组织内部复杂小界面散射回声构成组织内部复杂而细微的结构。而细微的结构。衰减衰减(attenuation)：超声波在传播过程中，超声能量逐渐超声波在
8、传播过程中，超声能量逐渐减弱。主要由于反射、散射、扩散及组织减弱。主要由于反射、散射、扩散及组织 吸收引起的。吸收引起的。一般规律一般规律:骨、钙、肺骨、钙、肺瘢痕瘢痕肌腱、软骨肌腱、软骨脑、肝、脑、肝、肌肉、心、肾肌肉、心、肾脂肪脂肪血液、血清血液、血清尿液、尿液、胆汁、囊肿液、胸腹水胆汁、囊肿液、胸腹水分辨力（分辨力（ResolutionResolution）距离分辨力：单一声束线上能分辨两距离分辨力：单一声束线上能分辨两 个细小目标最小距离的能力。个细小目标最小距离的能力。时间分辨力：对运动体随时间变化的时间分辨力：对运动体随时间变化的 分辨能力。分辨能力。对比分辨力：对信号强弱差别的分
9、辨对比分辨力：对信号强弱差别的分辨 能力。能力。生物学效应生物学效应(Bioeffects)超声在人体内传播，当声强的空间峰超声在人体内传播，当声强的空间峰值时间平均强度达到一定水平时，对组织值时间平均强度达到一定水平时，对组织产生一定影响，包括机械效应、热效应和产生一定影响，包括机械效应、热效应和空化作用。空化作用。剂量声强作用时间。剂量声强作用时间。(诊断时诊断时100衰减程度高，后方伴声影。低回声(hypo echo)：等回声和弱回声之间，如肾皮质。超声图像切面的扫查方法脉冲波Doppler：此时压电晶体成为回声接收器。大界面:界面大于声束波长；多普勒效应（Doppler effect）
10、骨、钙、肺瘢痕肌腱、软骨脑、肝、肌肉、心、肾脂肪血液、血清尿液、胆汁、囊肿液、胸腹水10MHz超声（波长=0.则在该界面产生的反射失去方向性，向各超声在人体内传播，当声强的空间峰声束是由一个大的主瓣和一些小的旁瓣组成。小界面散射回声构成组织内部复杂骨骼肾窦胰肝脾肾皮质15mm）时为大界面。等回声(iso-echo)：相当于灰标中部辉度15mm）时为大界面。超声波在均匀的介质中沿直线传播，遇 矢状面扫查矢状面扫查 横向扫查横向扫查 斜向扫查斜向扫查 冠状面扫查冠状面扫查超声图像超声图像方法方法l矢状面扫查：矢状面扫查：扫查面由前向后与扫查面由前向后与人体长轴平行。人体长轴平行。l横向扫查：横向扫
11、查：扫查面与人体扫查面与人体长轴垂直。长轴垂直。l斜向扫查：斜向扫查：扫查面与人体扫查面与人体长轴成一定角度。长轴成一定角度。l冠状面扫查：冠状面扫查：扫查面与人体扫查面与人体侧腹部平行。侧腹部平行。人体组织回声强度分为人体组织回声强度分为6 6级：级：1.1.等回声等回声(iso-echo)iso-echo)：相当于灰标中部辉度相当于灰标中部辉度的回声，如肝、脾。的回声，如肝、脾。2.2.强回声强回声(strong echo)strong echo)：相当于灰标最上：相当于灰标最上端辉度的回声，后方伴声影，如结石、气体等。端辉度的回声，后方伴声影，如结石、气体等。3.3.弱回声弱回声(poo
12、r echo)poor echo)：相当于灰标最下端辉：相当于灰标最下端辉度的回声，如淋巴结，肾锥体。度的回声，如淋巴结，肾锥体。4.4.高回声高回声(hyper echo)hyper echo)：等回声和强回声之等回声和强回声之间，不伴声影，如肾窦，皮肤。间，不伴声影，如肾窦，皮肤。5.5.低回声低回声(hypo echo)hypo echo)：等回声和弱回声之：等回声和弱回声之间，间，如肾皮质。如肾皮质。6.6.无回声无回声(anecho)anecho)：辉度同声像图的本底，辉度同声像图的本底，即噪声外，无可见的回声，如尿液，胆汁。即噪声外，无可见的回声，如尿液，胆汁。囊性：无回声以解剖形
13、态学为基础，依据各种组织结构间的声阻抗的大小，以明暗之间不同的灰度来反映回声之有无和强弱，分辨解剖结构层次，显示脏器和病变的形态、轮廓、大小及某结构的物理性质。50年代，B超二维超声等回声(iso-echo)：相当于灰标中部辉度等回声(iso-echo)：相当于灰标中部辉度强回声(strong echo)：相当于灰标最上运动体所反射或散射的声频率发生改变，直观、实时显示各脏器形态结构、空间所测定的血流速度即频移大小脉冲重复频率PRF（单位时间内所发射的脉冲数）的一半（Nyquist极限），测不出流速，称频谱倒错或混叠。界面：声阻抗不同物体的接触面.散射(scattering)：观察形态学、血流
14、动力学参数，血流灌注等。散射(scattering)：显示心血管内某一断面的血流信号，血原理：换能器发射超声波 组织中传播人体组织回声的一般规律与产生频移信号的红细胞数有关。称为Doppler频移。折射(refraction)：以解剖形态学为基础，依据各种组织结构间的声阻抗的大小，以明暗之间不同的灰度来反映回声之有无和强弱，分辨解剖结构层次，显示脏器和病变的形态、轮廓、大小及某结构的物理性质。人体组织器官声学类型人体组织器官声学类型反射类型反射类型组织器官组织器官二维图像二维图像无反射型无反射型血液、尿液、胆汁血液、尿液、胆汁液性暗区（无回声）液性暗区（无回声）少反射型少反射型心肌、肝、脾等心
15、肌、肝、脾等低回声区低回声区多反射型多反射型心瓣膜、肝包膜等心瓣膜、肝包膜等高回声区高回声区全反射型全反射型肺气、肠气等肺气、肠气等极高回声区后伴声影极高回声区后伴声影人体组织回声的一般规律人体组织回声的一般规律 骨骼骨骼 肾窦肾窦 胰胰 肝肝 脾脾 肾皮质肾皮质 肾髓质肾髓质 血液血液 胆汁和尿液胆汁和尿液病变特征病变特征 囊性：无回声囊性：无回声 实性实性：等、低、弱、高、强回声等、低、弱、高、强回声 囊实性：混合性回声囊实性：混合性回声声衰减声衰减 水分水分衰减程度低，后方增强效应；衰减程度低，后方增强效应；胶原或钙质胶原或钙质衰减程度高，后方伴声影。衰减程度高，后方伴声影。强回声(st
16、rong echo)：相当于灰标最上超声成像主要依靠探头发射高度指向性的主瓣并接收回声发射；小界面:界面小于声束波长；等回声(iso-echo)：相当于灰标中部辉度能够显示恶性肿瘤浸润到周围组织的微血管灌注，能准确地反映病灶的真实大小及范围。90年代，新技术:组织多普勒 谐波技术恶性肿瘤的硬度是良性肿瘤的2-3倍，其弹性成像评分显著高于良性病变。声束是由一个大的主瓣和一些小的旁瓣组成。大界面:界面大于声束波长；声场特性声束指向性换能器（transducer）：用压电材料制成的产 生和接收超声的器械。A型：以波幅变化反映反射回声强弱，幅度 调制型远场：距探头稍远处，声束逐渐加宽，开始扩衰减(at
17、tenuation)：胶原或钙质衰减程度高，后方伴声影。频谱空窗（图像输出），声音悦耳（音频输出）。原理：换能器发射超声波 组织中传播多普勒效应（Doppler effect）运动体所反射或散射的声频率发生改变，部位、大小、部位、大小、外形、边缘、内部回声、外形、边缘、内部回声、后壁及后方回声、血流、周围回声及毗邻后壁及后方回声、血流、周围回声及毗邻关系、位置及活动度、量化分析等。关系、位置及活动度、量化分析等。应描述应描述 超声检查技术超声检查技术 普通超声检查普通超声检查 某些物质表面施加压力引起形变时，会旁瓣的方向总有偏差，容易产生伪像(旁瓣效应)。高回声(hyper echo)：等回声
18、和强回声之间，不伴声影，如肾窦，皮肤。弹性系数中等的组织显示为绿色,借图像色彩反映组织的硬度。超声波在均匀的介质中沿直线传播，遇低回声(hypo echo)：等回声和弱回声之间，如肾皮质。无回声(anecho)：辉度同声像图的本底，即噪声外，无可见的回声，如尿液，胆汁。某些物质表面施加压力引起形变时，会强回声(strong echo)：相当于灰标最上心血管内声束一条线上全部血流信号的总和。原理：换能器发射超声波 组织中传播光点亮度相应于该目标回波信号的幅度，也是一种采用辉度调制的显示方式。流图像实时二维显示，直观，异常血流位置，人体组织回声强度分为6级：运动体所反射或散射的声频率发生改变，根据
19、不同组织间弹性系数不同,在受到外力压迫后组织发生变形的程度不同,将受压前后回声信号移动幅度的变化转化为实时彩色图像,弹性系数小、受压后位移变化大的组织显示为红色；时，其传播方向发生改变。某些物质表面施加压力引起形变时，会骨骼肾窦胰肝脾肾皮质逆压电效应 某些物质表面施加电压后，会发生形变。1.二维超声二维超声 直观、实时显示各脏器形态结构、空间直观、实时显示各脏器形态结构、空间 位置、连续关系等，为超声检查的基础。位置、连续关系等，为超声检查的基础。2.M型超声型超声 沿声束传播方向各目标位移随时间而变沿声束传播方向各目标位移随时间而变化的一种显示方式。光点亮度相应于该目标化的一种显示方式。光点
20、亮度相应于该目标回波信号的幅度，也是一种采用辉度调制的回波信号的幅度，也是一种采用辉度调制的显示方式。显示方式。常用于探测心脏等活动脏器。常用于探测心脏等活动脏器。3.频谱频谱Doppler超声超声 脉冲波脉冲波Doppler：心血管内某一点血流方向、心血管内某一点血流方向、部位、部位、速度及性速度及性质定量分析。质定量分析。可鉴别正常、异常血流。可鉴别正常、异常血流。所测定的所测定的血流速度即频移大小脉冲重复频率血流速度即频移大小脉冲重复频率PRF（单位（单位时间内所发射的脉冲数）时间内所发射的脉冲数）的一半（的一半（NyquistNyquist极极限），测不出流速，称频谱倒错或混叠。限），
21、测不出流速，称频谱倒错或混叠。频谱空窗（图像输出），声音悦耳（音频输出）。频谱空窗（图像输出），声音悦耳（音频输出）。连续波连续波Doppler：心血管内声束一条线上全部血流信号心血管内声束一条线上全部血流信号的总和。可测定高速血流，不能分辨距的总和。可测定高速血流，不能分辨距离，不能定点定位。离，不能定点定位。频谱充填，声音粗糙。频谱充填，声音粗糙。显示心血管内某一断面的血流信号，血显示心血管内某一断面的血流信号，血流图像实时二维显示，直观，异常血流位置，流图像实时二维显示，直观，异常血流位置，方向、角度与范围。方向、角度与范围。新技术新技术 1.组织多普勒成像组织多普勒成像TDI 采用低通
22、滤波器，将来自心腔内的红细胞采用低通滤波器，将来自心腔内的红细胞运动的高频低振幅多普勒频移信号滤除，只提运动的高频低振幅多普勒频移信号滤除，只提取来自心壁、瓣膜和大血管壁的低频高振幅信取来自心壁、瓣膜和大血管壁的低频高振幅信号，将其输送至自相关系统和速度计算单元进号，将其输送至自相关系统和速度计算单元进行彩色编码，通过数模转换器以二维、行彩色编码，通过数模转换器以二维、M型显型显示。用于定量观察、分析心肌局部运动及心脏示。用于定量观察、分析心肌局部运动及心脏功能测定等。功能测定等。2.彩色多普勒能量图彩色多普勒能量图 依据血管腔内红细胞等运动散射体的依据血管腔内红细胞等运动散射体的Dopple
23、r频移信号的强度或能量为成像参数，进行二维彩色频移信号的强度或能量为成像参数，进行二维彩色成像，其色彩亮度代表成像，其色彩亮度代表Doppler频移信号的能量大频移信号的能量大小。与产生频移信号的红细胞数有关。观察血流灌小。与产生频移信号的红细胞数有关。观察血流灌注。注。3.腔内超声腔内超声 经食道、直肠、阴道、胃十二指肠、血管内，经食道、直肠、阴道、胃十二指肠、血管内，心腔内超声。心腔内超声。4.4.三维超声三维超声 二维图像，经计算机处理二维图像，经计算机处理-三维立体显示，三维立体显示，重建重建-实时显示实时显示 小界面散射回声构成组织内部复杂超声波在传播过程中，遇小界面时，50年代，B
24、超二维超声光点亮度相应于该目标回波信号的幅度，也是一种采用辉度调制的显示方式。小界面:界面小于声束波长；心血管内声束一条线上全部血流信号的总和。观察形态学、血流动力学参数，血流灌注等。50年代，B超二维超声散射(scattering)：A型：以波幅变化反映反射回声强弱，幅度 调制型以解剖形态学为基础，依据各种组织结构间的声阻抗的大小，以明暗之间不同的灰度来反映回声之有无和强弱，分辨解剖结构层次，显示脏器和病变的形态、轮廓、大小及某结构的物理性质。距离分辨力：单一声束线上能分辨两无回声(anecho)：辉度同声像图的本底，即噪声外，无可见的回声，如尿液，胆汁。所测定的血流速度即频移大小脉冲重复频
25、率PRF（单位时间内所发射的脉冲数）的一半（Nyquist极限），测不出流速，称频谱倒错或混叠。个细小目标最小距离的能力。以解剖形态学为基础，依据各种组织结构间的声阻抗的大小，以明暗之间不同的灰度来反映回声之有无和强弱，分辨解剖结构层次，显示脏器和病变的形态、轮廓、大小及某结构的物理性质。超声波(Ultrasound wave)端辉度的回声，后方伴声影，如结石、气体等。当连续对压电晶片施加f20000Hz的高频交变电压后，就会产生超声波。超声仪-换能器、信号处理系统、显示器当高频机械振动作用于压电晶片，5.5.超声造影超声造影 将将超声造影剂超声造影剂经血管注入体内，使相应心经血管注入体内，使
26、相应心腔大血管和靶器官显像。腔大血管和靶器官显像。能够显示恶性肿瘤浸润到周围组织的微血能够显示恶性肿瘤浸润到周围组织的微血管灌注，能准确地反映病灶的真实大小及范围。管灌注，能准确地反映病灶的真实大小及范围。恶性肿瘤恶性肿瘤多表现为不均匀增强，时间多表现为不均匀增强，时间-强度曲强度曲线以快进慢出型为主；线以快进慢出型为主；良性病变良性病变以均匀性增强为主，时间以均匀性增强为主，时间-强度曲线强度曲线以快进快出型及慢进快出型多见。以快进快出型及慢进快出型多见。l根据不同组织间弹性系数不同根据不同组织间弹性系数不同,在受到外力压在受到外力压迫后组织发生变形的程度不同迫后组织发生变形的程度不同,将受
27、压前后回将受压前后回声信号移动幅度的变化转化为实时彩色图像声信号移动幅度的变化转化为实时彩色图像,弹性系数小、受压后位移变化大的组织显示为弹性系数小、受压后位移变化大的组织显示为红色红色；弹性系数大、受压后位移变化小的组织；弹性系数大、受压后位移变化小的组织显示为显示为蓝色蓝色；弹性系数中等的组织显示为；弹性系数中等的组织显示为绿色绿色,借图像色彩反映组织的硬度。借图像色彩反映组织的硬度。l恶性肿瘤的硬度是良性肿瘤的恶性肿瘤的硬度是良性肿瘤的2-32-3倍，其弹性倍，其弹性成像评分显著高于良性病变。成像评分显著高于良性病变。超声检查的优点和限度超声检查的优点和限度 无创伤、无痛苦、无电离辐射，
28、断层图像。无创伤、无痛苦、无电离辐射，断层图像。观察形态学、血流动力学参数，血流灌注等。观察形态学、血流动力学参数，血流灌注等。介入超声：超声引导下，定位穿刺，诊断治疗。介入超声：超声引导下，定位穿刺，诊断治疗。对骨骼、肺及胃肠道显示较差。对骨骼、肺及胃肠道显示较差。操作人员依赖性技术操作人员依赖性技术。声束声束是由一个大的主是由一个大的主瓣和一些小的旁瓣组瓣和一些小的旁瓣组成。成。超声成像超声成像主要依靠探主要依靠探头发射高度指向性的头发射高度指向性的主瓣并接收回声发射；主瓣并接收回声发射；旁瓣的方向总有偏差，旁瓣的方向总有偏差，容易产生伪像容易产生伪像(旁瓣效旁瓣效应应)。超声图像特点与分
29、析超声图像特点与分析l斜向扫查：斜向扫查：扫查面与人体扫查面与人体长轴成一定角度。长轴成一定角度。人体组织回声强度分为人体组织回声强度分为6 6级：级：1.1.等回声等回声(iso-echo)iso-echo)：相当于灰标中部辉度相当于灰标中部辉度的回声，如肝、脾。的回声，如肝、脾。2.2.强回声强回声(strong echo)strong echo)：相当于灰标最上：相当于灰标最上端辉度的回声，后方伴声影，如结石、气体等。端辉度的回声，后方伴声影，如结石、气体等。3.3.弱回声弱回声(poor echo)poor echo)：相当于灰标最下端辉：相当于灰标最下端辉度的回声，如淋巴结，肾锥体。
30、度的回声，如淋巴结，肾锥体。4.4.高回声高回声(hyper echo)hyper echo)：等回声和强回声之等回声和强回声之间，不伴声影，如肾窦，皮肤。间，不伴声影，如肾窦，皮肤。5.5.低回声低回声(hypo echo)hypo echo)：等回声和弱回声之：等回声和弱回声之间，间，如肾皮质。如肾皮质。6.6.无回声无回声(anecho)anecho)：辉度同声像图的本底，辉度同声像图的本底，即噪声外，无可见的回声，如尿液，胆汁。即噪声外，无可见的回声，如尿液，胆汁。人体组织回声的一般规律人体组织回声的一般规律 骨骼骨骼 肾窦肾窦 胰胰 肝肝 脾脾 肾皮质肾皮质 肾髓质肾髓质 血液血液 胆汁和尿液胆汁和尿液 新技术新技术
