超声基础知识培训

超声基础知识培训超声波定义超声设备构成及成像原理彩超的定义及临床应用范围超声诊断优势探头种类常见成像模式彩超基本术语详解彩超的各模式调节参数

内容提要2超声波定义什么是超声概念：超声波是一种机械振动，可以通过介质进行传播。声音频谱：4定义超声波

人们能听到的声音，大约是20～20000Hz，高于20000Hz的声音就是人们通常所说的超声波。

临床上用于超声诊断的频率范围通常为1～40MHz。

常见探头频率范

腹部2-5MHz

浅表器官

5-10MHz

心脏

2-4MHz

腔内4-8MHz5超声的物理特性超声波是机械波，必须在介质中传播在不同密度的介质分界面上，声波将发生反射、折射、干涉、衍射、散射等现象随着超声的传播，超声信号强度不断在衰减超声在密度越高的介质中传播越快，在空气中迅速衰减6超声设备构成及成像原理

超声诊断仪器的基本结构：探头、主机、控制面板、显示器、电源

面板发射与接收探头中央控制单元（含DSC）监视器控制信号视频信号控制信息增益控制超声设备构成及成像原理8超声的物理基础多普勒效应(Dopplereffect)

在声源与观察者作相对运动时，声波密集，频率增高；在背向运动时声波疏散，频率减低，这种引起声波频率变化的现象为多普勒效应。99

换能器发出一定频率超声波，遇到活动的大界面或小界面，反射或散射回声的频率发生改变，反射回声与入射回声之差称为频移。在超声医学诊断中，超声多普勒技术可用于检测心血管内的血流方向、流速和湍流程度等。1010多普勒效应（一）定义：当振源（声源）与接受器之间出现相对运动时，接到的振动（声波）频率与振源（声源）的发射频率有一定差异，这种现象称为多普勒效应。其变化的频差称频移，如界面朝向探头运动，频率升高；若界面背离探头运动，则频率减低；界面运动越快，频移数值越大。心壁、血管壁、瓣膜等的运动和血液流动均可引起多普勒效应。11彩超的定义及临床应用范围定义彩超在二维超声图的基础上，用彩色图像实时显示血流的方向和相对速度的超声诊断技术，称为彩色多普勒血流成像法（CDFI）或彩色血流图（CFM）。简称彩超。多普勒超声血流检测技术主要用于测量血流速度，确定血流方向，确定血流种类：如层流、射流等；获得速度、时间积分，压差等有关血流的参数。

13彩超临床应用范围腹部：肝胆胰脾、双肾、膀胱等妇产科：盆腔、胎儿及胎儿心脏等浅表脏器：甲状腺、颌下腺、腮腺、乳腺、淋巴结、睾丸、眼球心脏：成人、儿童TCD血管：颈部血管、上、下肢大血管等神经、肌肉骨骼腔内超声术中超声14彩超诊断优势超声诊断的优势超声与CT、X线、MRI及核医学被称为四大医学影像技术。独特的优点：安全、无辐射，对人体无损伤对实质性脏器有很好的分辨力可应用于心脏检查血管的检查，动态血流显示，无需造影剂诊断范围广泛，易于重复检查实时性操作，及时出结果设备可移动，成本低。16探头种类超声探头transducer

（压电换能器）超声探头的核心是压电晶片，其作用是将电能转换为机械能，亦将机械能转换为电能。超声探头最重要的部件是压电振子。探头匹配层的最主要的作用是使探头与皮肤声阻抗相匹配，有利于声波传播。18探头组成

匹配层：为了人体与压电元件之间

实现声学匹配提高换能器的性能，

可以改善灵敏度、带宽等

声透镜：为使超声波束有效的聚焦，

提高分辨力

背衬材料：为抑制不必要的振动，消除压电元件背面的反射以及提高整机的轴向分辨力

关注点：

压电陶瓷：压电晶片的厚度与

超声波频率成反比

19晶片阵元晶片是探头的最小组成单位，若干个晶片相并联组成一个阵元（振子）。

常规探头阵元数有：64阵元，128阵元高密度探头阵元有：192，256阵元，512阵元二维面阵探头已达到3600阵元

20探头种类单频探头宽频探头1～15MHz宽频是指探头的工作频率比较宽宽频带探头是实现变频的基础变频探头可选择频率数≥3个是指改变同一个探头的频率宽频+变频=有效地解决探头穿透力与分辨率的矛盾单频三变频宽频2.03.55.021探头分类电子凸阵探头（腹部探头）沿圆弧排列并按一定组合和顺序工作，向外发射并接收超声脉冲的换能器阵为主体的探头。临床常用于腹部、妇产科的检查。电子线阵探头（浅表探头、小器官探头）以沿一直线排列并按一定的组合和顺序工作的换能器为主体的超声波探头。临床常用于浅表器官、外周血管、软组织等。相控阵探头（心脏探头）通过适当调整、控制各单元激励信号的相延(或时延)，以实现声束偏转的换能器阵为主体的超声波探头。临床常用于心脏的检查22CompleteTransducerFamily彩超探头群常规探头腹部高频心脏腔内特殊探头容积探头术中探头经食道探头小儿心脏探头超高频线阵探头双平面探头23电子凸阵探头－腹部探头名称：TC50探头频率：2-6MHz阵元：128临床应用：用于腹部及妇产科检查24电子线阵探头－血管、小器官探头名称：TL40探头频率：5-12MHz阵元：128临床应用：用于血管、小器官、肌骨、神经检查25电子相控阵探头－心脏探头名称：TP16探头频率：2-5MHz阵元：64临床应用：主要用于成人、小儿心脏检查

26电子微凸阵探头－腔内探头名称：TC10探头频率：5-10MHz阵元：128角度：145°临床应用：用于妇产科检查

27常见成像模式常见成像模式脉冲回波幅度法利用脉冲超声回波的幅度变化来传递人体组织的解剖结构情

况的技术都属于脉冲回波幅度法。大体可分为A型、B型、M型、三维显像等。多普勒法利用多普勒信号传递人体组织运动信息的技术都属于多普勒法。大体可分为CFM型、D型（分为PW、CW、HPRF）。29即幅度调制型在显示器上以波形的大小表示人体组织回波幅度变化的显示模式称为幅度调制式，以反映人体组织空间一维信息。A型扫描成像不是通常意义上的超声成像，目前巳基本淘汰。A型成像30即辉度调制型以亮度表示回波幅度，反映人体组织二维信息，提供人体组织的切面图。回波信号强度决定图像象素的亮度（回声)B型成像31M型成像M型和B型一样，都是以亮度表示回波幅度，但提供的是组织界面的时间---运动曲线。X轴表示时间或时相，Y轴代表检测深度。323D成像定义：是在二维超声的基础上，利用计算机对一系列二维图像进行处理及重建，从而构成三维图像。优点：可显示组织结构的立体形态、内部结构、表面特征、空间位置关系等较二维超声显像更直观、信息更加丰富、病灶空间定位和容积测量更准确。缺点：333D成像分类静态三维成像：采用自由臂方式扫查，只能重建一幅图像。动态三维成像：扫查速度比较快，数据采集时间较短，可以实现三维数据的动态显示。

实时三维成像：成像速度达到每秒24容积帧以上，采用二维面阵探头进行的高速成像技术。34在二维超声图的基础上，用彩色图像实时显示血流的方向和相对速度的超声诊断技术，称为彩色多普勒血流成像法（CDFI）或彩色血流图（CFM）。彩色定义:以红、蓝、绿三基色组成，规定以红色表示朝探头方向运动的血流，以蓝色表示背离探头方向运动的血流。单纯红色或蓝色表示层流。绿色表示湍流。绿色的混合比率与血流的湍流程度成正比。颜色愈鲜亮表示速度愈快，愈暗表示速度愈慢。CFM型35能量多普勒基本原理基于红细胞散射的能量总积分,配以红色为血流信息的图像显示的,彩色的亮度表示多普勒信号能量的大小.优点：不受声束与血流夹角的影响，无彩色信号混叠现象，它与血流中红细胞的数量有关，对于低速血流检测灵敏度高缺点：不能直观显示血流速度、方向。易受呼吸、运动影响。36

综合了彩色多普勒血流图和彩色多普勒能量图的优势，CCD提供的彩色多普勒速度图具有血流平均流速和方向的信息，也提供彩色多普勒能量图的敏感度，当多普勒信号微弱时，彩色多普勒速度能量图将显示彩色编码的能量信息。既显示血流的存在，也显示血流运动的方向。方向性能量图37脉冲多普勒以频谱显示，与二维超声相结合，可以选择心脏或血管内任一部位的小容积血流显示血流实时频谱。具有距离选通能力，可设定取样容积的尺寸，测值相对准确，但检查深部及高速血流受到限制。38连续多普勒连续波多普勒（CW）不能提供距离信息，即不具有距离选通性，不受深度限制，能测深部血流，无折返现象，可测高速血流。39彩超基本术语及参数详解彩超基本术语及参数详解像素：图像中一个最小的基本单位。图像：若干个像素的集合组成图像。灰阶：图像中像素亮度等级的差别，取决于由黑色到白色的亮度范围。灰阶级数越多，图像对比分辨力越好。

一幅图像的质量，取决于像素的多少和灰阶的级数。灰阶41彩超基本术语及参数详解预设是针对不同部位的特点，将动态范围、增益、扫描深度、滤波、取样容积等条件设置在一定的范围，在检查时选择与脏器相匹配的条件设置，略加改变便能快速、准确的显示出高质量的图像。出厂预设可自定义42电影回放

是一种能连续存贮和动态回放，为使用者提供重复检索的技术。它能将冻结前的若干幅图像重放，便于操作者在发现疑点之后，捕捉回它发生前的某些细节。是临床上常用的一种方法。

电影回放43重要参数部分重要参数动态范围灰阶曲线通道数帧频扫查深度血流速度取样容积44动态范围

定义：是指图像及血流数据从最强到最弱的信号跨度，单位用分贝（dB）表示。范围：290dB意义：动态范围值越高，仪器获取的信息量越丰富，分辨力就越高，图像层次丰富、清晰，也就越有利于医生对病变的观察、分析与判断。45灰阶曲线也称压缩、灰阶变换、灰阶图。表示二维图像的灰阶信息量的显示范围，、图像表现为对比度强弱分明不同仪器灰阶曲线不同低灰阶曲线图像高灰阶曲线图像46

通道数

定义：发射和接收声波的电路为通道，它们的个数称为通道数。临床设备中有256、512、1024、9216通道等。振子通道与阵元的关系：一个阵元可包括4－6个振子。256个振子只有64阵元，可与64个采集通道相对应。意义：阵元与通道越多，成像质量越好。

47帧频每秒显示图像的幅数，又称成像速率。反映彩色多普勒血流显像仪性能好坏的最主要指标之一。性能好：帧频高影响因素：扫查深度彩色显示角度48扫查深度概述：最大探测深度，代表超声的穿透力。q9最大穿透深度达36CM。

深度深度49多普勒测量重要参数S---收缩期峰值流速D---舒张末期流速S/D---收缩期与舒张期流速之比PI---搏动指数RI---阻力指数PI=收缩期峰值流速-舒张末期流速平均速度———————————————RI=收缩期峰值流速-舒张末期流速———————————————收缩期峰值流速平均速度：是指血流速度积分除以心动周期时间。它是计算血流量普遍使用的参数，单位cm/s50血流速度收缩期峰值流速舒张末期流速时间速度收缩期峰值流速：

是指取样容积内运动最快的红细胞的速度。对于动脉，往往是在快速射血期末达到峰值流速。它可以通过视觉判断直接在频谱图上测量，单位为cm/s，m/s舒张末期血流速度：

是指心动周期末的血流速度。也可以通过视觉判断直接在频谱图上测量，单位为cm/s，cm/s51高速血流

适用范围：

Q9最高血流速度：

±30m/s52最低测量速度

反应彩色多普勒血流显像仪性能好坏的最主要指标。性能好：对低速血流检出的敏感度高。通常仪器能检测到最低血流速度2mm/s。Q9最低血流速度为0.1mm/s。最低速度53取样容积概述：在心脏和血管检查中，多应用PW/CW技术，通过取样容积可获得心腔内、血管内等感兴趣区域的血流动力学资料。形态：形似闸门状的间距可调的两条平行线，有的取样容积内设方向箭头。位置：置于感兴趣区域或所检血管的中央。宽度：决定频谱能否反应血流的真实情况。一般为管径的1/3-1/4。一般范围为1-20mm。取样容积54二维模式常规调节及应用55二维模式

BMode以黑白灰阶图像显示组织、器官和病灶的形状、大小、部位、结构和运动等信息图像明暗度取决于所观察部位的密度和对超声波反射的强弱程度按“2D”按钮开启二维模式常用调节：总增益、时间增益补偿、侧向增益补偿深度、焦点融合模式心脏肝脏56增益

Gain含义：超声回波信号强度增加的程度，单位为分贝（dB），在超声图像上直观地表现为图像的亮度对图像的影响增益高：图像亮，信息多，噪声多增益低：图像暗，信息少，噪声少使用方法：旋转“2D”按钮顺时针旋转：增大增益逆时针旋转：减小增益57时间增益补偿TGC

含义：分别调节不同深度部位的增益，从而使图像整体均匀一致对图像的影响增益高：图像亮，信息多，噪声多增益低：图像暗，信息少，噪声少使用方法：滑动“TGC”滑块向右滑动：增大该深度部位的增益向左滑动：减小该深度部位的增益58深度

Depth含义：超声图像所能显示的纵向距离对图像的影响深度深：显示深处部位的信息，图像缩小深度浅：显示浅表部位的信息，图像放大使用方法：按“Depth”键按该键上方：增大深度按该键下方：减小深度59焦点

Focus含义：对超声波进行聚焦以获得更好的图像质量，聚焦的位置即焦点所在的位置对图像的影响聚焦部位的图像有较好的分辨率焦点越多，聚焦效果越好，但帧率会下降使用方法“Focus”按键调节焦点位置及增加焦点个数60穿透力与分辨力相矛盾探头频率与穿透力及分辨力的关系：频率越小：穿透力越强（也就是探查深度越大），分辨力越弱。频率越大：穿透力越弱（也就是探查深度越表浅），分辨力越强超声成像的最大难题61解决问题的方法：一、采用变频探头探头具有多个频率根据不同的诊断深度选择高频或低频。62彩色模式应用与调节63彩色模式

ColorMode根据多普勒原理显示血流的位置、状态、方向和速度按“Color”键开启彩色模式常规调节：取样框位置、大小取样框角度偏转彩色增益彩色量程彩色反转颈动脉（红）和颈静脉（蓝）64取样框位置

Position含义：彩色模式仅在选定的范围（取样框）内显示血流，移动取样框到需要观察的部位使用方法：移动“轨迹球”彩色取样框与血流方向调整：调整取样框位置或调整切面使取样框与血流方向的夹角尽可能小，以获得更加准确的血流图像。65取样框角度偏转

AngleSteer含义：线阵探头彩色取样框左右两条边线的角度代表超声束发射的方向，根据多普勒原理，该方向不能与血流方向垂直，改变该方向使之与血流方向的夹角尽可能小，以获得更加准确的血流图像对图像的影响与血流方向不垂直：血流显示好与血流方向垂直：血流显示差，甚至无显示使用方法：旋转“Angle”旋钮（仅线阵探头可用）顺时针旋转：向右偏转逆时针旋转：向左偏转彩色66取样框大小

Size含义：血流显示范围的大小对图像的影响取样框大：血流显示范围广，帧率低取样框小：血流显示范围窄，帧率高使用方法：按“Select”键激活大小调节功能，此时取样框显示为虚线，移动“轨迹球”调节大小，再次按“Select”键以确认。彩色67增益

Gain含义：血流信号强度增加的程度，单位为分贝（dB），在超声图像上直观地表现为血流信息的多少对图像的影响增益高：血流信息丰富，噪声多增益低：血流信息不足，噪声少使用方法：旋转“C/DGain”旋钮顺时针旋转：增大增益逆时针旋转：减小增益彩色68量程

Scale含义：相邻两个超声波脉冲发射的时间间隔，对不同速度血流的显示有重大影响对图像的影响调高量程：高速血流显示好，低速血流和噪声被抑制，过高会出现血流显示不足降低量程：低速血流显示好，过低会影响高速血流显示出现混叠，噪声也会明显增加使用方法：按控制面板上Scale键向上按：升高量程向下按：降低量程彩色69彩色反转

Invert含义：对调相反方向血流的显示颜色使用方法：按屏幕底部软键中的“色标反转”键彩色70频率

Frequency含义：探头发射彩色多普勒的频率，改变频率以适应不同深度血流的显示。对图像的影响高频：适宜显示表浅部位血流低频：适宜显示深部血流使用方法：按屏幕下方的软键中的“频率”选择相应的频率。彩色71多普勒频谱分析72彩色血流图多普勒取样线取样容积角度校正线彩色血流图频谱图多普勒取样线取样容积角度校正线频谱图横向：时间纵向：速度方向方向时间速度73频谱分析频带频窗基线量程频谱包含信息基线量程频带频窗舒张末期收缩期峰值收缩期峰值（S）舒张末期（D）74脉冲及连续多普勒模式

PW/CW根据多普勒原理显示血流的运动频谱，包括方向和速度等信息，可测量和计算血流动力学指标按“PW”按钮开启PW模式按“CW”键开启CW模式常规调节：取样容积位置、大小取样线角度偏转、角度校正量程、基线频谱反转、增益颈动脉75取样容积位置

SV(SampleVolume)Position含义：PW模式仅对流经取样容积的血流进行探测，移动取样容积到血管的中央CW模式只对取样线上的血流进行探测，移动取样线到所要观察的部位使用方法：移动“轨迹球”PW76取样容积大小

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