醫(yī)學(xué)超聲論文

1、醫(yī)學(xué)超聲學(xué)習(xí)報(bào)告學(xué)號： 10120561姓名：任叢林摘要超聲影像作為四大醫(yī)學(xué)影像(超聲、CT、 核磁共振、同位素掃描)技術(shù)之一，經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展以后，已經(jīng)成為臨床醫(yī)學(xué)不可或缺的重要組成部分，醫(yī)學(xué)超聲影像憑借著它的實(shí)時(shí)性、無損性、無射線、 廉價(jià)性等優(yōu)點(diǎn)不斷受到了人們的青睞。醫(yī)學(xué)超聲影像技術(shù)不斷發(fā)展， 不斷為臨床疾病更為精確的診斷和治療提供更權(quán)威的保障。本文從基礎(chǔ)的超聲波入手，介紹了超聲在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，重點(diǎn)介紹了醫(yī)學(xué)超聲影像技術(shù)及其分類，并對目前超聲在醫(yī)學(xué)影像上應(yīng)用的設(shè)備做了簡要的介紹。關(guān)鍵字 ： 超聲波；醫(yī)學(xué)影像；超聲醫(yī)學(xué)；超聲設(shè)備 Abstract Ultrasound imaging

2、as one of four major medical imaging (ultrasound, CT, MRI, isotope scanning) technology ,After over half a century of development experience, has become an indispensable part of clinical medicine, medical ultrasound imaging by virtue of its advantages of Real-time, non-destructive, non-rays, low-cos

3、t constantly loved by people of all ages. The development of medical ultrasound imaging technology, continue to clinical disease more accurate diagnosis and treatment more authoritative protection. This paper-based ultrasonic paper introduces the application of ultrasound in medicine, focusing on th

4、e medical ultrasound imaging technology and its classification, and present the application of ultrasound in medical imaging devices are briefly introduced.key words ： Ultrasonic ； Medical Imaging ；Ultrasound in MedicineUltrasound equipment、/4 前言：經(jīng)過了將近半個(gè)多月的學(xué)習(xí)和整理，一篇關(guān)于醫(yī)學(xué)超聲的總結(jié)報(bào)告終于成型了，在這一段時(shí)間我感覺學(xué)到了很多，由于自

5、己本科階段沒有接觸醫(yī)學(xué)相關(guān)知識，所以對于超聲的理解僅局限在中學(xué)階段的基本原理和基本的應(yīng)用。接觸到超聲在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用使我切實(shí)感覺到了超聲的作用的強(qiáng)大，使我對于超聲在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用有了初步的認(rèn)識。通過這次學(xué)習(xí)使我知道了超聲在醫(yī)學(xué)中的重要地位，超聲被廣泛的應(yīng)用于醫(yī)學(xué)病理的診斷和臨床治療。醫(yī)學(xué)超聲影像技術(shù)的原理，如三維成像技術(shù)、多普勒血流成像技術(shù)、諧波成像技術(shù)等，還使我知道了關(guān)于醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的分類，如醫(yī)學(xué)影像設(shè)備分為：A類、B類、D類、F類等類型，及每一種類型的應(yīng)用范圍。通過對于超找醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的基本知識，使我對 B超、超聲CTT超聲多普勒等醫(yī)學(xué)設(shè)備也有了一定的了解?？傊?， 這次對于醫(yī)學(xué)超聲的學(xué)習(xí)使我對

6、于醫(yī)學(xué)超聲有了理解和認(rèn)識，我在這個(gè)過程中也學(xué)到了許多以前沒有接觸過的知識。在此， 也感謝趙老師給我們這次讓我們自己學(xué)習(xí)的機(jī)會，我感覺只有自己看懂的才能真正成為自己的知識。以下是我在這次學(xué)習(xí)過程中整理 出來的關(guān)于超聲醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的相關(guān)知識。一、超聲及在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用：1.1 超聲簡介：超聲波是一種機(jī)械波，其頻率通常高于人耳聽覺的上限（ 20KHz） 。 一般以人耳聽覺范圍劃分為超聲波、聲波和次聲波，但其界限并不是絕對的，如頻率較高的可聞聲波也具有超聲的某些特性。醫(yī)學(xué)超聲做為一門科學(xué)，早在十九世紀(jì)30 年代就引起了人們的重視。法國人P.Langevin 在 1916 致力于水下超聲的研究開始，超聲的

7、應(yīng)用滲透到眾多領(lǐng)域。近年來，由于電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)、精密機(jī)械和材料的技術(shù)、圖像處理技術(shù)和測量技術(shù)的迅速發(fā)展以及人們對超聲波的物理的化學(xué)的生物的激勵(lì)進(jìn)一步的研究，使超聲學(xué)成為了眾多學(xué)科的交叉學(xué)科，大大拓寬的超聲波的應(yīng)用領(lǐng)域。1.2 超聲在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用醫(yī)學(xué)超聲在醫(yī)學(xué)應(yīng)用上分為兩大類：診斷超聲和治療超聲。診斷超聲主要應(yīng)用于對于病理的診斷，如 B 超成像、超聲多普勒血流探測儀、胎心儀等；治療超聲主要應(yīng)用超聲的能量治療疾病，如體外碎石、超聲洗牙、理療、超聲藥物透療等。早在二十世紀(jì)三十年代，德國就出現(xiàn)了利用超聲治療病人的專利；五、 六十年代，超聲治療已成為常規(guī)治療中不可缺少的部分，但以理療為主。七十年代，出

8、現(xiàn)了超聲粉碎結(jié)石，超聲治牙等，這成為超聲治療的一大進(jìn)展。八十年代，超聲手術(shù)刀開始在外科大量應(yīng)用，包括超聲切割軟組織、超聲肝腦腫瘤吸引、 超聲骨科成形和超聲眼科白內(nèi)障乳化等，這又是治療超聲在醫(yī)學(xué)上的一大進(jìn)展。近年來，物理治療學(xué)無論是在基礎(chǔ)理論還是在臨床應(yīng)用的研究方面均有很大發(fā)展，一些新技術(shù)、新療法相繼在康復(fù)醫(yī)學(xué)中應(yīng)用，不但拓寬了其應(yīng)用適用范圍，而且提高而來療效。例如， 高強(qiáng)度聚焦治癌、超聲治療血管阻塞等技術(shù)都大大拓寬了超聲治療的應(yīng)用領(lǐng)域，使超聲治療發(fā)展受到越來越多的重視。1.3 醫(yī)學(xué)超聲影像介紹：超聲成像是當(dāng)今四大醫(yī)學(xué)影像（超聲、CT、核磁共振、同位素掃描）技術(shù)之一，由于其具有實(shí)時(shí)性、無損性、無

9、射線、廉價(jià)性等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷。超聲波診斷的優(yōu)點(diǎn)是：對受檢者無痛苦、無損害、方法簡便、顯像清晰、診斷的準(zhǔn)確率高等。因而推廣容易，受到醫(yī)務(wù)工作者和患者的歡迎。醫(yī)學(xué)超聲已從二維成像發(fā)展到三維、四維成像，大大提高了圖像的信息量，使得圖像更加接近真實(shí)，同時(shí)超聲診斷從以往灰階成像僅反映人體解剖結(jié)構(gòu)及病理變化，到現(xiàn)今通過彩色多普勒血流成像、超聲增強(qiáng)造影等技術(shù)反映組織循環(huán)等方面的信息，使得對活體進(jìn)行無創(chuàng)性功能研究成為了可能。此外超聲診斷學(xué)由過去的單純診斷到現(xiàn)在的診斷加介入治療如超聲引導(dǎo)介入治療、超聲聚焦刀等新技術(shù)的應(yīng)用等，即在影響學(xué)診斷的基礎(chǔ)上進(jìn)行微創(chuàng)治療，使得超聲影像學(xué)的應(yīng)用范圍大大拓寬。二、醫(yī)

10、學(xué)超聲影像技術(shù)2 1 換能器技術(shù)超聲換能器是將超聲發(fā)射到人體后再接收人體中的超聲回波信號的裝置，它由主體、殼體和導(dǎo)線3 部分組成，其中壓電材料（ 晶片 ） 是主體的核心。從單晶片、多晶片發(fā)展到數(shù)十個(gè)、數(shù)百個(gè)甚至千個(gè)以上的晶片，同時(shí)由若干個(gè)晶片并聯(lián)起來組成的探頭陣元數(shù)也在不斷擴(kuò)展。超聲換能器和超聲診斷圖像的質(zhì)量有著密切的關(guān)系，同時(shí)還是實(shí)現(xiàn)快速三維成像的關(guān)鍵。根據(jù)超聲波在生物組織中的衰減規(guī)律，即衰減和頻率成正比，人們研制出多種高性能，適合各種場合的探頭，高密度、高頻、寬帶、專用探頭是其發(fā)展趨勢。（1） 高密度：1 維 （256 陣元 ） 、 1 5 維 （8X128 陣元 ）、 2 維 （60x6

11、0 陣元 ），傳統(tǒng)的超聲探頭只在一個(gè)方向上將換能器切割成許多小陣元，這類探頭只能在成像平面內(nèi)進(jìn)行聚焦，即使在探頭前面加上聚焦透鏡，它的聚焦效果還是有限的，不利于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)三維成像。在新一代探頭中， 換能器在長度方向上按傳統(tǒng)方法分割成許多小陣元，而且在厚度方向上也分割成有限的幾排，這樣就使得探頭能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)長度和厚度兩個(gè)方向上的聚焦，這就是通常所說的多維探頭。但多維探頭對加工工藝要求很高，真正意義上的二維探頭還處在實(shí)驗(yàn)室研究階段，目前出現(xiàn)的有1 25 維、 1 5 維和 1 75 維。（2）高頻：37MHz頻率的探頭用于診斷腹部和心臟疾病，7. 515MH須率的探頭用于淺表臟器的檢查，2040MH

12、z頻率的探頭用于眼和皮膚的超聲成像，而100200MHz頻率的探頭主要用于超聲顯微鏡。超聲圖像的空間分辨率和入射超聲的頻率有著密不可分的關(guān)系， 提高超聲頻率有助于改善圖像的空間分辨率，使用高頻探頭將有助于顯示臟器的細(xì)微結(jié)構(gòu)。（3） 寬帶：寬帶是指換能器工作頻率的上下限范圍，可實(shí)現(xiàn)使用一個(gè)探頭檢查時(shí)由淺到深發(fā)射和接收由高到低不同頻率的超聲回波信號使用頻帶寬的超聲探頭可實(shí)現(xiàn)使用一個(gè)探頭檢查時(shí)，由淺到深發(fā)射超聲信號，同時(shí)接收由高到低不同頻率的超聲回波信號，在檢測淺表組織由于頻率高而提高分辨率，對深部組織因頻率低，回聲信號衰減少，因此能夠清晰顯示深部組織圖像。（4） 專用探頭：指把探頭做成各種特殊形狀

13、，專門適用于某一人體器官，如食道探頭， 直腸探頭等。2 2 三維成像技術(shù)三維超聲技術(shù)是采用數(shù)字化波束形成技術(shù)，具有高分辨率、高質(zhì)量圖像及各種測量功能，能直觀、立體顯示人體器官的三維空間結(jié)構(gòu)。它可彌補(bǔ)二維平面成像技術(shù)的不足。二維超聲圖像的臨床應(yīng)用價(jià)值已得到廣泛認(rèn)可。但其圖像是斷面圖像，不能直觀表示病變部位的三維結(jié)構(gòu)； 如果把超聲三維成像技術(shù)應(yīng)用在臨床設(shè)備上。則可以很好的解決這些問題，將有利于醫(yī)師診斷以及醫(yī)師和病患之間的交流，因此生產(chǎn)廠家紛紛在產(chǎn)品上添加了三維成像功能。早期， 三維成像技術(shù)采用立體幾何構(gòu)成法或表面輪廓提取法來成像。立體幾何法缺點(diǎn)是需要大量的幾何模型，不適用于描述人體復(fù)雜結(jié)構(gòu)的形態(tài)，

14、目前已很少使用。表面輪廓提取法的缺點(diǎn)是它所形成的影像不具有灰階特征，難以理解解剖細(xì)節(jié)，受操作者的主觀影響大，現(xiàn)已不用。 目前主要使用體元模型法來實(shí)現(xiàn)三維成像。在體元模型法中，三維物體被劃分成依次排列的小立方體（ 體元 ） ，任何一個(gè)體元可用其中心坐標(biāo)（X、 Y、 z） 來表示，一定數(shù)量的體元按相應(yīng)的空間位置排列即可構(gòu)成三維圖像。體元可認(rèn)為是二維像素點(diǎn)在三維空間的延伸。但在描述具體的人體器官時(shí)，為了取得較高的空間分辨率，往往需要大量體元，因此體元模型需要高精密度和高速度的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；由于計(jì)算機(jī)以及電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得用體元模型來進(jìn)行三維成像成為一種可能，并得到廣泛應(yīng)用。從發(fā)展趨勢上看，三維成

15、像技術(shù)的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)三維成像（ 即四維參量圖X、 Y、 z、 t） 和動(dòng)態(tài)三維血流圖（ 即五維參量x、 Y、 z、t 、 v） 。在這種情況下，采集的數(shù)據(jù)量越大、速度越快越好，最大限度采集人體器官的信息將有利于診斷，這些都要求有較高運(yùn)算能力的處理器和大容量存儲器；隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，動(dòng)態(tài)三維成像和動(dòng)態(tài)三維血流圖都將實(shí)現(xiàn)。動(dòng)態(tài)三維成像技術(shù)從不同方位觀察心臟的各種結(jié)構(gòu)的立體形態(tài)、空間關(guān)系、活動(dòng)情況與血流動(dòng)態(tài)，從而大大提高了臨床診斷的準(zhǔn)確性。目前，三維醫(yī)學(xué)超聲已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)影像的重點(diǎn)發(fā)展方向之一。2 3 多普勒血流成像技術(shù)血流參數(shù)測量方法經(jīng)歷了從連續(xù)多普勒（CWD血流測量，到脈沖多普

16、勒（PWD）血流測量，再到彩色多普勒血流圖（CFM）的過程。從成像效果看，彩色多普勒血流圖可區(qū)分血流方向、 流速， 但由于它采用的也是基于多普勒效應(yīng)的血流測量方法，因此測量精度受聲波傳播方向和血流方向之間的夾角影響，而且難于測量低速血流。為了克服彩色多普勒血流圖在成像技術(shù)上的缺點(diǎn)，人們研制出彩色多普勒能量成像（CDE）技術(shù)，該技術(shù)是通過檢測入射超聲經(jīng)紅血球后散射能量大小來判斷血液流速，特別適用于顯示細(xì)小血管的低速血流，缺點(diǎn)是不能顯示血流方向。目前，還出現(xiàn)了非多普勒測量方法的彩色多普勒血流圖技術(shù)，和CFMf比，它不受夾角影響，不易產(chǎn)生混迭，分辨率高。時(shí)域互相關(guān)法是其中一種極具代表性的方法，它是對

17、兩次發(fā)射后某一深度的回波信號進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算，根據(jù)互相關(guān)函數(shù)中最大值出現(xiàn)的時(shí)刻來判斷血流速度，Philips 公司曾利用互相關(guān)法開發(fā)出自己的CVI（彩色速度成像）系統(tǒng)。另外多普勒組織成像也得到廣泛應(yīng)用，比較典型的是多普勒心肌組織成像技術(shù)，它是將多普勒頻移原理應(yīng)用于心肌組織，從而獲得關(guān)于心肌組織運(yùn)動(dòng)速度、方向、 時(shí)間等方面的信息，以便直觀的分析心臟功能的一項(xiàng)技術(shù)。2 4 諧波成像技術(shù)傳統(tǒng)的超聲成像都是采用線性聲學(xué)原理，實(shí)際上醫(yī)學(xué)超聲存在著非線性現(xiàn)象，非線性超聲成像指的是用以成像的超聲頻率與超聲入射脈沖的中心頻率明顯不同。諧波成像便是非線性聲學(xué)在超聲診斷方面的應(yīng)用。由于非線性現(xiàn)象的存在，入射超聲經(jīng)人

18、體后將發(fā)生頻移現(xiàn)象， 即回波中除了基波信號外，還有諧波信號（ 其頻率是基波頻率的整數(shù)倍） ； 在這些諧波信號中，二次諧波的能量最大。采用諧波成像時(shí)，入射聲波頻率比較低，入射聲波在進(jìn)人人體過程中，衰減相對較小，被探頭接收的高頻諧波分量的衰減只在回程中發(fā)生，因此諧波成像技術(shù)能獲得人體較深部位的細(xì)膩圖像。在各種諧波成像技術(shù)中，組織諧波成像和對比諧波成像是比較典型的兩種。組織諧波成像是利用超寬頻探頭接收二次諧波信號，同時(shí)對諧波信號進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，增強(qiáng)較深組織的回波信號，它有助于提高信噪比，提高圖像質(zhì)量，適用于顯現(xiàn)困難的病人。對比諧波成像是在人體待查部位注入超聲造影劑，人為擴(kuò)大非線性現(xiàn)象，通過超聲造影劑產(chǎn)

19、生的諧波是周圍組織的幾十到一百倍，因此對比諧波成像能顯示待查部位的細(xì)微結(jié)構(gòu)，如對微細(xì)血管顯像。除此之外，其他諧波成像技術(shù)也得到迅速發(fā)展，如諧波多普勒技術(shù)（ 可檢測低速血流） ， 次諧波成像技術(shù)（ 利用1 2 或 1 3 基波頻率探測人體組織，可減少衰減，提高分辨率） ， 組織諧波成像技術(shù)（ 利用心肌諧振特性來研究心臟成像） 。3 5 超聲彈性成像生物組織的彈性與許多疾病狀態(tài)是相關(guān)的，對疾病的診斷具有重要的參考價(jià)值，但是采用包括超聲成像、磁共振成像（M ） 和計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT） 卻無法直接提供彈性這一組織的基本力學(xué)屬性信息。因此彈性成像自1991 年被 Ophir 等人提出后，就備受關(guān)注，同

20、時(shí)大量的研究工作也相繼展開。目前有關(guān)超聲彈性成像的研究主要集中在乳腺、前列腺、 血管壁等部位的病變和高強(qiáng)度聚焦超聲引起的損害的檢測。對組織彈性的測定實(shí)質(zhì)上是要測出組織在應(yīng)力下的病變，應(yīng)力可以是外部的也可以是內(nèi)部的，外應(yīng)力通常是指體外施加的機(jī)械振動(dòng)，內(nèi)應(yīng)力是由心臟或大血管搏動(dòng)引起。在應(yīng)力作用下，組織內(nèi)部將產(chǎn)生應(yīng)變，如果組織內(nèi)部彈性系數(shù)分布不均勻，那么產(chǎn)生的應(yīng)變也會有所差異，彈性系數(shù)大的地方，引起的應(yīng)變較??；彈性系數(shù)小的地方，引起的應(yīng)變較大。這種應(yīng)變可以通過超聲方法測得，目前采用的方法有兩種多普勒速度測量法和時(shí)域互相關(guān)法。采用多普勒速度測量法優(yōu)點(diǎn)是只需對現(xiàn)有的多普勒血流測量系統(tǒng)在硬件與軟件方面作局

21、部改動(dòng)即可用于組織彈性的測量，缺點(diǎn)是必須借助外部機(jī)械振動(dòng)激勵(lì)，對于人體內(nèi)的振動(dòng)源引起的組織微小的形變難以測量?；ハ嚓P(guān)法依據(jù)的是兩個(gè)形態(tài)相似的波形可以依據(jù)其互相關(guān)函數(shù)最大值出現(xiàn)的時(shí)刻來決定兩波形間的位移量，對外應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力的情況都適用。目前， 關(guān)于組織彈性的測定或成像的研究還處在發(fā)展階段。在成像機(jī)制、成像方法及信號處理等方面有待進(jìn)一步的研究，但是這種無創(chuàng)性成像方法可以提供別的成像所無法提供的組織特征，因此它的應(yīng)用前景十分廣闊。三、 醫(yī)學(xué)超聲影像技術(shù)的分類：4 1 脈沖式回聲脈沖回聲式發(fā)射短脈沖超聲，發(fā)射間歇期即為接收反射回來信號時(shí)間，這樣使用一個(gè)探頭可完成發(fā)射和接收超聲的任務(wù)?，F(xiàn)時(shí)超聲診斷儀主要

22、利用脈沖回聲式進(jìn)行工作。根據(jù)顯示方式分為：(1) A型(回聲示波法振幅調(diào)制型)A 型超聲診斷儀是利用回波幅度作為診斷的依據(jù)，由于幅度(amplitude)- 詞的英文單詞第一個(gè)字母為 A,故稱為A型超聲診斷儀。以回聲振幅的高低和波數(shù)的疏密來顯示?？v坐標(biāo)代表回聲信號的幅度，橫坐標(biāo)代表回聲的傳播時(shí)間，所以A 型亦稱一維顯示。以前常用A型超聲診斷儀測量人體內(nèi)個(gè)器官的位置、尺寸、和組織的聲學(xué)特性鑒別病變的聲學(xué)性質(zhì)，結(jié)果比較準(zhǔn)確。目前A 型超聲診斷儀已基本被淘汰。 2) 2) B 型 ( 切面超聲顯像法，二維顯示)因(brightnessmodulation)詞組的第一個(gè)字母為B.故稱為B型超聲診斷儀。

23、B型超聲診斷也稱為B 型超聲切面顯像儀，它以點(diǎn)狀回聲的亮度強(qiáng)弱顯示病變，回聲強(qiáng)則亮，回聲弱則暗。 顯示器的橫軸和縱軸則于聲束掃描的位置一一對應(yīng)，從而形成一幅幅亮度調(diào)制的超聲切面圖像。當(dāng)探頭聲束按次序移動(dòng)時(shí)示波屏上的點(diǎn)狀回聲與之同步移動(dòng)。由于掃描形成與聲束方向一致的切面回聲圖故屬于二維圖象，具有真實(shí)性強(qiáng)，直觀性好，容易掌握和診斷方便等優(yōu)點(diǎn)。按成像的速度，可分為慢速成像法和快速成像法慢速成像只能顯示臟器靜態(tài)解剖圖象，圖像清晰、逼真 掃描與檢查的空間范圍較寬，快速成像能顯示臟器的活動(dòng)狀態(tài)，也為實(shí)時(shí)顯像診斷法但所顯示的面積較小。B 型超聲又可分為：手動(dòng)掃描、線性掃描B 型超聲診斷儀、扇形掃描B 型超聲

24、診斷儀、復(fù)合式B 型超聲診斷儀。 3) M型(活動(dòng)顯示型)M型超聲診斷儀是在A型診斷儀的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種最基本的超聲診斷設(shè)備，是單軸測量距離隨著時(shí)間變化的曲線英文稱MotionType 。用于做心臟檢查的單聲束超聲心動(dòng)圖。 它把心臟各層結(jié)構(gòu)的反射信號以點(diǎn)狀回聲顯示在屏幕上。當(dāng)心臟跳動(dòng)時(shí)這些點(diǎn)狀回聲作上下移動(dòng)。此時(shí)， 在示波管水平偏轉(zhuǎn)板上加入一對代表時(shí)間的慢掃描鋸齒波。使這列點(diǎn)狀回聲沿水平方向緩慢掃描，顯示心臟各層的運(yùn)動(dòng)回波曲線。圖像垂直方向代表人體深度。水平方向代表時(shí)間。由于探頭位置固定。心臟有規(guī)律地收縮和舒張，心臟各層組織和探頭間的距離便發(fā)生節(jié)律性改變因而反回的超聲信號也同樣發(fā)生改變。隨

25、著水平方向的慢掃描，便把心臟各層組織的回聲顯示成運(yùn)動(dòng)的曲線.即為M型超聲心動(dòng)圖。由于它仍是以一聲束取樣完成的掃描，獲得的圖像是在此取樣線上各個(gè)性的時(shí)態(tài)變化，所以仍屬一維顯示。3 2 差頻回聲式通過發(fā)射固定頻率的脈沖式或連續(xù)式超聲波，然后接收返回頻率已經(jīng)發(fā)生變化的回聲( 差頻回聲) 再將此回聲頻率與發(fā)射頻率進(jìn)行對比，取得它們的差別量值和正負(fù)值并顯示在屏幕上。根據(jù)顯示分為：（1） W (Doppler mode)D 型也稱差頻示波型，依據(jù)多普勒效應(yīng)，利用超聲波傳播過程中與運(yùn)動(dòng)目標(biāo)之間的相對運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的多普勒效應(yīng)來探測運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)，在熒光屏上將正負(fù)值的差頻顯值顯示在縱軸上 一般利用多普勒方程換算成血流速

26、度顯示在熒光屏上而回聲的進(jìn)行時(shí)間顯示在橫軸上，形成多普勒頻譜圖（2） W彩色描繪（Doppler color flow mapping CFM）D 型彩色描繪又稱彩色多普勒血流顯像。其通過自相關(guān)技術(shù)將叵收的全部差頻回聲信息， 給予彩色編碼顯示。它是彩色血流圖像信息與B 型灰階圖象信息疊加構(gòu)成的域面。通常用紅藍(lán)色譜來代表血流方向，以顏色的亮暗表示血流速度。彩色多普勒血流顯像能直接觀察心內(nèi)及血管內(nèi)血流速度，血流分布，端流部位等，大大提高了診斷的速度和效率，成為定性診斷中最可靠的方法。四、常用醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備簡介2.1 B超介紹2.1.1 B 超基本原理：B 型超聲診斷儀作為新型的科技醫(yī)學(xué)診斷儀器，

27、已經(jīng)在各級醫(yī)療單位得以廣泛應(yīng)用。B超主要應(yīng)用于超聲在人體內(nèi)傳播，由于人體各種組織有聲學(xué)的特性差異，超聲波在兩種不同組織界面處產(chǎn)生反射、折射、 散射、 繞射、 衰減以及聲源與接收器相對運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生多普勒頻移等物理特性。應(yīng)用不同類型的超聲診斷儀，采用各種掃查方法，接收這些反射、散射信號，顯示各種組織及其病變的形態(tài)，結(jié)合病理學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)，觀察、 分析、 總結(jié)不同的反射規(guī)律，而對病變部位、性質(zhì)和功能障礙程度作出診斷。用于診斷時(shí)，超聲波只作為信息的載體。把超聲波射入人體通過它與人體組織之間的相互作用獲取有關(guān)生理與病理的信息。一般使用幾十 mw/cm2以下的低強(qiáng)度超聲波。當(dāng)前超聲診斷技術(shù)主要用于體內(nèi)液性、實(shí)質(zhì)

28、性病變的診斷，而對于骨、氣體遮蓋下的病變不能探及，因此在臨床使用中受到一定的限制。2.1.2 B 超的掃描方式目前常用的B 超系統(tǒng)的掃描方式可分為線陣掃描和相控扇掃兩種。線陣掃描B 超系統(tǒng)的基本原理是將若干組超聲換能器依直線排列，由控制系統(tǒng)控制，連續(xù)依次激勵(lì)各組換能器，形成掃描波束，同時(shí)， 換能器接收回波信號。當(dāng)前一組換能器完全接收回波后，下一相鄰組換能器，才開始工作，同時(shí)，采用相控技術(shù)進(jìn)行波束聚焦，使得回波信號得到增強(qiáng)，并將其送到信號處理系統(tǒng)，信號處理系統(tǒng)再將回波信號根據(jù)需要進(jìn)行處理后，變成視頻信號輸出，供給顯示器，圖像記錄儀進(jìn)行記錄。2.1.3 B 超應(yīng)用范圍B 型超聲診斷儀用于診斷的依據(jù)

29、是斷層圖像的特征，主要由圖像形態(tài)、輝度、 內(nèi)部結(jié)構(gòu)、邊界回聲、回聲總體、臟器后方情況以及周圍組織表現(xiàn)等，它在臨床醫(yī)學(xué)方面應(yīng)用十分廣泛。（ 1） 在婦產(chǎn)科中的探測：可以顯示胎頭、胎體、胎位、胎心、胎盤、宮外孕、死胎、葡萄胎、無腦兒、盆腔腫塊等，也可以根據(jù)胎頭的大小估計(jì)妊娠周數(shù)。（ 2） 人體內(nèi)部臟器的輪廓及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的探測：如肝、膽、脾、腎、胰和膀胱等外形及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)；區(qū)分腫塊的性質(zhì)，如浸潤性病變往往無邊界回聲或邊緣不氣，若腫塊有膜時(shí)其邊界有回聲且顯示平滑；也可顯示動(dòng)態(tài)器官，如心臟瓣膜的運(yùn)動(dòng)情況等（ 3） 表淺器官內(nèi)布組織探測：如眼睛、甲狀腺、 乳房等內(nèi)部結(jié)構(gòu)的探查和線度的測量。4.1.4B 超

30、的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：(1)超聲的掃查可以連貫地、動(dòng)態(tài)地觀察臟器的運(yùn)動(dòng)和功能；可以追蹤 病變、顯示立體變化，而不受其成像分層的限制。目前超聲檢查已 被公認(rèn)為膽道系統(tǒng)疾病首選的檢查方法。(2) B超對實(shí)質(zhì)性器官(肝、胰、脾、腎等)以外的臟器，還能結(jié)合多普 勒技術(shù)監(jiān)測血液流量、方向，從而辨別臟器的受損性質(zhì)與程度。例如醫(yī)生通過心臟彩超，可直觀地看到心臟內(nèi)的各種結(jié)構(gòu)及是否有異 常。(3)超聲設(shè)備易于移動(dòng)， 沒有創(chuàng)傷，對于行動(dòng)不便的患者可在床邊進(jìn)行 診斷。(4)價(jià)格低廉。超聲檢查的費(fèi)用一般為35150元/次，是CT檢查的1/10 ,核磁共振的1/30。這對于大多數(shù)工薪階層來說，是比較能 夠承受的?！癇超”也

31、因此經(jīng)常被用于健康查體。(5)超聲對人體沒有輻射，對于特殊患者可以優(yōu)先采用。 缺點(diǎn)：由于成像原理不同，幾種儀器對各種臟器的檢查也各有突出特點(diǎn)！(1)比如B超在清晰度、分辨率等方面，明顯弱于后者。(2) B超對腸道等空腔器官病變易漏診。(3)氣體對超聲影響很大， 患者容易受到患者腸氣干擾等多方面因素影 響檢查結(jié)果(4) B超檢查需要改變體位屏氣等，對于骨折和不能配合病人不適用。 檢查結(jié)果也易受醫(yī)師臨床技能水平的影響。(5)孕婦濫查B超可能易致胎兒畸形4.2 超聲CT層析成像(Computed tomography簡稱CT)技術(shù)是指通過從物體外部檢測到的數(shù)據(jù)重建物 體內(nèi)部(橫斷面)信息的技術(shù)，也叫

32、計(jì)算機(jī)輔助斷層成像技術(shù)。x射線CT已經(jīng)在醫(yī)學(xué)成像上得到了成功的應(yīng)用。 但是，大量的x射線對人體是有害的， 與之相比，超聲波對人體則是無 害的，同時(shí)，醫(yī)療超聲儀器廉價(jià)易用。所以，鑒于超聲波的這些優(yōu)越性，人們希望將超聲用 在斷層成像技術(shù)中，以得到類似的對被測組織定量的分析。但是，在 X-CT中，x射線的傳 播路徑是直線，而超聲在人體組織傳播時(shí)，由于波長較長，會發(fā)生折射和衍射等散射現(xiàn)象， 因而傳播路徑比較復(fù)雜。這使得超聲CT的理論研究和 X-CT有所不同。4.2.1 超聲CT分類超聲CT理論，都是以射線理論或波動(dòng)方程為依據(jù)， 建立起介質(zhì)的聲學(xué)參量與聲場 (接收 數(shù)據(jù))之間的關(guān)系，然后利用各種重建算法

33、來重建介質(zhì)圖像。就超聲波的接收方式來看，超聲CT主要有兩種類型，即透射型和反射型。(1)透射型CT的超聲發(fā)射器和接收器位于被測介質(zhì)的兩側(cè)，根據(jù)接收透射的超聲波來得到介質(zhì)的信息。而反射型CT的超聲發(fā)射器和接收器都位于介質(zhì)的同一側(cè)，通過接收反射的超聲回波來得到圖像信息。同時(shí)，與B型超聲掃描不同，在掃描過程中，兩種方法都要求圍繞物體不斷地旋轉(zhuǎn)發(fā)射器和接收器來得到不同方向上的超聲波。根據(jù)這些信息，我們可以利用圖像重建算法來重建介質(zhì)的圖像。超聲透射斷層成像技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在了乳腺等軟組織的超聲成像中，成為乳癌等疾病檢測的重要手段。(2)衍射斷層成像(DifractionTomography)是指當(dāng)超聲波遇見與波長可比擬的散射源時(shí)，衍射現(xiàn)象就會發(fā)生， 從而導(dǎo)致超聲波的傳播路徑不為直線，這種現(xiàn)象在超聲穿過人體組織中經(jīng)常遇見。超聲衍射斷層成像就是研究在弱散射的條件下，介質(zhì)的不均勻性對聲場的影響，建立介質(zhì)的參量與散射聲場邊界值(即接收數(shù)據(jù))之間的關(guān)系，來重建介質(zhì)參量的分布圖像。4.2.2 超聲CT發(fā)展的趨勢超聲 CT 總的發(fā)展趨勢是向著高速、清晰、可靠方向發(fā)展，即數(shù)據(jù)采集、成像速度更為快捷