超聲診斷的基礎(chǔ)和原理課件

超聲診斷的基礎(chǔ)和原理蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院楊俊華超聲診斷的基礎(chǔ)和原理蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院1超聲診斷的主要內(nèi)容和特點臟器病變的形態(tài)學(xué)診斷功能性診斷介入性超聲的應(yīng)用超聲診斷與解剖學(xué)、生理學(xué)、病理學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)及比較影像學(xué)的關(guān)系超聲診斷的主要內(nèi)容和特點臟器病變的形態(tài)學(xué)診斷2超聲診斷的特點和優(yōu)點有多種顯示方法，如A型、B型、M型、多普勒等；無放射性損傷，為無創(chuàng)性檢查技術(shù)；具有灰階的切面圖像，層次清楚，接近于解剖真實結(jié)構(gòu)；能作動態(tài)的實時顯示；無需任何造影劑即可顯示管腔結(jié)構(gòu)（充液）；有很好的分辨力，對小病灶有良好的顯示能力；能取得各種方位的切面圖像，準(zhǔn)確定位和測量病灶大??；可檢測心臟、血流量、膽囊等臟器的功能；能及時取得結(jié)果，并可反復(fù)多次進(jìn)行動態(tài)隨訪觀察，對危重病人可在床邊檢查。缺點：由于超聲的特性，不能透過氣體、骨組織，有衰減和圖像偽差現(xiàn)象。超聲診斷的特點和優(yōu)點有多種顯示方法，如A型、B型、M型、多普3超聲診斷發(fā)展史略上世紀(jì)40年代初，A型超聲開始應(yīng)用于顱腦等顯像；49年，B型超聲開始應(yīng)用于腹部及四肢的顯像；54年，M型超聲應(yīng)用于心臟疾病的診斷；57年，多普勒開始應(yīng)用于心臟房、室間隔缺損診斷；60年代中期至70年代初，實時超聲成像應(yīng)用于臨床；80年初，彩色多普勒應(yīng)用于臨床診斷；90年代，三維超聲成像進(jìn)入臨床研究階段；DTI等。2003年，實時動態(tài)三維超聲儀已正式進(jìn)入臨床應(yīng)用。超聲診斷發(fā)展史略上世紀(jì)40年代初，A型超聲開始應(yīng)用于顱腦等顯4診斷超聲的物理特性診斷超聲的物理特性5診斷超聲的物理特性定義超聲：為物體的機(jī)械振動波，屬于聲波的一種，其振動頻率超過人耳聽覺上限閾值（20kHz）者。超聲診斷：應(yīng)用較高頻率（1～40MHz，常用為2.2～10MHz間）超聲作信息載體，從人體內(nèi)部獲得某幾種聲學(xué)參數(shù)的信息后，形成圖形（聲像圖、血流流道圖）、曲線（A型振幅曲線、M型心動曲線、流速頻譜曲線）或其他數(shù)據(jù)，用以分析和診斷臨床疾病。診斷超聲的物理特性定義6聲源（soundsource）聲源：能發(fā)生超聲的物體稱為聲源（soundsource）。超聲聲源來自安置在超聲探頭內(nèi)的超聲換能器（transducer）。超聲換能器通常采用壓電陶瓷、壓電有機(jī)材料或混合壓電材料組成。加以電脈沖后即轉(zhuǎn)發(fā)聲脈沖。聲源（soundsource）聲源：能發(fā)生超聲的物體稱為聲7聲束和聲軸聲束（soundbeam）：是指從聲源發(fā)出的聲波，一般它在一個較小的立體角內(nèi)傳播。聲束的中心軸線名聲軸（soundaxis），它代表超聲在聲源發(fā)生后其傳播的主方向。如沿聲軸作切面，則獲得聲束平面圖。聲束兩側(cè)邊緣間的距離名束寬。聲束和聲軸聲束（soundbeam）：是指從聲源發(fā)出的聲波8聲場近場與遠(yuǎn)場：聲束各處寬度不等。在鄰近探頭的一段距離內(nèi)，束寬幾乎相等，稱為近場區(qū)（nearfield），近場區(qū)為一復(fù)瓣區(qū)（由一個大的主瓣和一些小的旁瓣組成），此區(qū)內(nèi)聲強(qiáng)高低起伏；遠(yuǎn)方為遠(yuǎn)場區(qū)（farfield），聲束開始擴(kuò)散，遠(yuǎn)場區(qū)內(nèi)聲強(qiáng)分布均勻。近場區(qū)和遠(yuǎn)場區(qū)者有嚴(yán)格的物理定義，它隨探頭工作頻率及探頭發(fā)射時的有效面積而變化。聲場近場與遠(yuǎn)場：聲束各處寬度不等。在鄰近探頭的一段距離內(nèi)，束9近場與遠(yuǎn)場

D：聲源直徑；θ：擴(kuò)散角近場區(qū)的長度（l）與聲源的面積（r2）成正比，而與超聲的波長（λ）成反比。即：lmm＝r2(mm2)/λmm，或lmm＝r2(mm2)·f(MHz)/C(mm/s)其中C≒1.5×106mm/s遠(yuǎn)場區(qū)聲束擴(kuò)散程度的大小亦與聲源的半徑及超聲波長有關(guān)，用θ代表半擴(kuò)散角時，則：Sinθ＝1.22λ/D，或Sinθ＝0.61λ/r顯然，θ愈小，聲束擴(kuò)散愈小。超聲波指向性優(yōu)劣的指標(biāo)是近場長度和擴(kuò)散角。近場與遠(yuǎn)場10聚焦（convergence）聲束的聚焦（convergence）：平面型聲源無論在近場區(qū)或在遠(yuǎn)場區(qū)中聲束束寬均嫌過大，使圖像質(zhì)量下降。聲束聚焦技術(shù)可使聚焦區(qū)超聲束變細(xì)，減少遠(yuǎn)場聲束擴(kuò)散，改善圖像的橫向和/或側(cè)向分辨力。單片型探頭一般在其表面加置聲透鏡聚焦；多陣元型探頭需兩種聚焦方法：加置半圓柱形聲透鏡使聲束在探頭的短軸方向聚焦（橫向分辯力）

；使用多陣元的相控發(fā)射及相控接收使聲束在探頭的長軸方向聚焦（側(cè)向分辯力）

。聚焦（convergence）聲束的聚焦（convergen11分辨力（resolutionpower）1、基本分辨力：指根據(jù)單一聲束線上所測出的分辨兩個細(xì)小目標(biāo)的能力。正確分辨力的測定系兩個被測小靶標(biāo)移動至回聲波形與波形間在振幅高度的50%處（-6dB）能分離時，此時兩小點間距為確切分辨力。⑴軸向分辨力；⑵側(cè)向分辨力；⑶橫向分辨力。（注：上圖兩波型間振幅大于50%；下圖兩波型間振幅小于50%）分辨力（resolutionpower）1、基本分辨力：指12分辨力（resolutionpower）⑴軸向分辨力（axialresolution）：指沿聲束軸線方向的分辨力。軸向分辨力的優(yōu)劣影響靶標(biāo)在淺深方向的精細(xì)度。此分辨力高低與發(fā)射脈沖寬度（即持續(xù)時間）有關(guān)。通常用3～3.5MHz探頭時，軸向分辨力在1mm左右。⑵側(cè)向分辨力（lateralresolution）：指在與聲束軸線垂直的平面上，在探頭長軸方向的分辨力。聲束越細(xì)，數(shù)量越多，側(cè)向分辨力越好，在聲束聚焦區(qū)，3～3.5MHz探頭的側(cè)向分辨力應(yīng)在1.5～2mm左右。分辨力（resolutionpower）⑴軸向分辨力（ax13分辨力（resolutionpower）⑶橫向分辨力（transverseresolution）：指在與聲束軸線垂直的平面上，在探頭短軸方向的分辨力（厚度分辨力）。超聲切面圖像，是一個較厚的斷面信息的疊加圖像。橫向分辨力是探頭在橫向方向上聲束的寬度。它與探頭的曲面聚焦及距換能器的距離有關(guān)。橫向分辨力越好，圖像上反映組織的切面情況越真實。分辨力（resolutionpower）⑶橫向分辨力（tr14分辨力（resolutionpower）2、圖像分辨力：是指構(gòu)成整幅圖像的目標(biāo)分辨力。⑴細(xì)微分辨力：用以顯示散射點的大小。細(xì)微分辨力與接收放大器通道數(shù)成正比。而與靶標(biāo)的距離成反比。故采用128獨(dú)立通道的發(fā)射——接收放大器，獲得-20dB的細(xì)小光點的細(xì)微聲像圖。⑵對比分辨力：用以顯示回聲信號間的微小差別。一般為-40～-60dB間，在采用數(shù)字掃描變換技術(shù)（DSC）后，可獲得優(yōu)越的對比分辨力。分辨力（resolutionpower）2、圖像分辨力：是15分辨力（resolutionpower）3、多普勒超聲分辨力：指多普勒超聲系統(tǒng)測定流向、流速及與之有關(guān)方面的分辨力。⑴多普勒側(cè)向分辨力：系在與聲束軸線垂直的平面上，在探頭長軸方向上的分辨力。于聲束聚焦區(qū)，3MHz應(yīng)在1.5～2mm間，5MHz應(yīng)在1～1.5mm間。⑵多普勒流速分布分辨力：指在聲束軸線上，于距離選通門的取樣區(qū)內(nèi)，在瞬時內(nèi)能對各種不同流速的同時處理、顯示的能力。在聲譜圖上再現(xiàn)為譜寬及灰度分布。分辨力（resolutionpower）3、多普勒超聲分辨16分辨力（resolutionpower）⑶多普勒流向分辨力：指在聲束軸線的距離取樣區(qū)內(nèi)，能敏感地顯示血流方向的能力。有時在一瞬間，可同時存在兩種相反的流向。則應(yīng)在聲譜圖曲線上表現(xiàn)為同一時間零基線上下同時呈現(xiàn)的流速曲線。⑷多普勒最低流速分辨力：指在脈沖式多普勒系統(tǒng)中，能預(yù)測出最低流速的能力。在雙功儀中，這種低流速分辨力更屬重要。一般，4～5MHz多普勒超聲低流速分辨力應(yīng)為3～10mm/s。分辨力（resolutionpower）⑶多普勒流向分辨力17分辨力（resolutionpower）4、彩色多普勒分辨力：是將血管（心臟）腔內(nèi)的血流狀態(tài)用彩色標(biāo)示并完全重疊在實時灰階聲像圖上。⑴空間分辨力：指彩色血流信號的邊緣光滑程度以及彩色信號能在正確解剖學(xué)的管腔內(nèi)顯示的能力，還包括能同時正確地在空間清晰顯示幾條血管中血流方向、流速及血流狀態(tài)的能力。⑵時間分辨力：指彩色多普勒系統(tǒng)能迅速地反映實時成像中不同彩色及彩色譜的能力。時間分辨力即反映心動周期中血流的不同位相的能力。分辨力（resolutionpower）4、彩色多普勒分辨18人體組織的聲學(xué)參數(shù)1、密度（ρ）：各種組織、臟器的密度為重要聲學(xué)參數(shù)中聲特性阻抗的基本組成之一。密度的測定應(yīng)在活體組織保持正常血供時。密度的單位為g/cm3。2、聲速（c）：聲波在介質(zhì)（或媒質(zhì)）內(nèi)的傳播速度。單位為m/s或mm/μs，各不同組織內(nèi)的聲速不同。3、聲特性阻抗（acousticimpedance）（Z）簡稱聲阻抗：為密度與聲速的乘積。單位為g/(cm2·s)。聲像圖中各種回聲顯像均為主要由聲阻抗差別造成。骨：5.571；纖維組織：1.841；肌肉：1.684；軟組織：1.524；脂肪：1.410；水：1.493；空氣；：0.000407人體組織的聲學(xué)參數(shù)1、密度（ρ）：各種組織、臟器的密度為重要19人體組織的聲學(xué)參數(shù)無反射型少反射型多反射型全反射型人體組織的聲學(xué)參數(shù)無反射型20人體組織的聲學(xué)參數(shù)A：小界面；B：大界面。ρ：介質(zhì)密度；c：聲速4、界面（boundary）：兩種聲阻抗不同物體接觸在一起時，形成一個界面。接觸面的大小，名界面尺寸。尺寸小于超聲波長時，名小界面；尺寸大于超聲波長時，名大界面。不同頻率超聲在人體軟組織中波長：1MHz：波長1.5mm；3MHz：波長0.5mm；7.5MHz：波長0.2mm人體組織的聲學(xué)參數(shù)A21人體組織的聲學(xué)參數(shù)均質(zhì)體與無界面區(qū)：在一個臟器、組織中如由分布十分均勻的小界面所組成，名均質(zhì)體；無界面區(qū)（液性暗區(qū)）僅在清晰的液區(qū)中出現(xiàn)，液區(qū)內(nèi)各小點的聲阻抗完全一致。人體組織的聲學(xué)參數(shù)均質(zhì)體與無界面區(qū)：在一個臟器、組織中如由分22人體組織對入射超聲的作用1、散射（scattering）：小界面對入射超聲產(chǎn)生散射現(xiàn)象。散射使入射超聲的能量中的一部分向各個空間方向分散輻射。組織灰階、聲學(xué)密度、聲學(xué)造影、多普勒現(xiàn)象等人體組織對入射超聲的作用1、散射（scattering）：小23人體組織對入射超聲的作用2、反射（reflection）：大界面對入射超聲產(chǎn)生反射現(xiàn)象。反射使入射超聲能量的較大部分向一個方向折返，大界面反射遵守Snell定律，即：①入射和反射回聲在同一平面上；②入射束與反射束在法線的兩側(cè)；③入射角與反射角相等。平滑大界面如入射角過大，可使反射聲束偏離聲源，則回聲失落而在聲像圖上不顯示此一界面。如入射角θ傾斜角度6°時，回聲強(qiáng)度降低至10%；傾斜角度12°時，降至1%；傾斜角度≥20°時，幾乎檢測不到回聲反射。人體組織對入射超聲的作用2、反射（reflection）：大24人體組織對入射超聲的作用3、折射（refraction）：由于人體各種組織、臟器中的聲速不同，聲束在經(jīng)過這些組織間的大界面時，產(chǎn)生聲束前進(jìn)方向的改變，稱為折射。折射角（t）與和入射角（i）的正弦比值與界面兩側(cè)的聲速比值相等。折射可使測量及超聲導(dǎo)向兩個方面產(chǎn)生誤差。（超聲儀器測量的系統(tǒng)誤差在5%左右）（如果界面二側(cè)的組織聲阻抗相差過大，要考慮折射產(chǎn)生的誤差，而出現(xiàn)影像上的偽像）人體組織對入射超聲的作用3、折射（refraction）：由25人體組織對入射超聲的作用4、全反射（totalreflection）：如第二介質(zhì)中聲速大于第一介質(zhì)，則折射角大于入射角。入射角增大至某一角度時，可使折射角等于90°，即折射聲束與界面平行。此時的入射角名臨界角。入射角大于臨界角時，折射束完全返回至第一介質(zhì)，名“全反射”。全反射不遵循Snell定律中的第三個條件。人體組織對入射超聲的作用4、全反射（totalreflec26人體組織對入射超聲的作用入射角大于臨界角時，折射束完全返回至第一介質(zhì)，名“全反射”。全反射發(fā)生時不能使聲束進(jìn)入第二介質(zhì)，該區(qū)因“失照射”而出現(xiàn)“折射聲影”。人體組織對入射超聲的作用入射角大于臨界角時，折射束完全返回至27人體組織對入射超聲的作用5、繞射（diffraction）又名衍射：在聲束邊緣與大界面之間的距離，等于1～2個波長時，聲束傳播方向改變，趨向這一界面。聲束繞過物體后又以原來的方向偏斜傳播。（如小的結(jié)石或鈣化區(qū)由于繞射現(xiàn)象，其后方不出現(xiàn)聲影。）人體組織對入射超聲的作用5、繞射（diffraction）又28人體組織對入射超聲的作用6、衰減（attenuation）：聲束在介質(zhì)中傳播時，因小界面散射，大界面的反射，聲束的擴(kuò)散以及軟組織對超聲能量的吸收等，造成了超聲的衰減。儀器設(shè)計中使用“深度增益補(bǔ)償（DGC）調(diào)節(jié)”，使聲像圖深淺均勻。人體組織對入射超聲的作用6、衰減（attenuation）：29人體組織對入射超聲的作用7、會聚（convergence）：聲束在經(jīng)越圓形低聲速區(qū)后，可致聲束的會聚。液性的囊腫或膿腫后方可見聲束會聚后逐步收縮變細(xì)，呈蝌蚪狀。（可利用該特性，判斷腫塊的性質(zhì)）人體組織對入射超聲的作用7、會聚（convergence）：30人體組織對入射超聲的作用8、發(fā)散（divergence）：聲束在經(jīng)越圓形高聲束區(qū)后，可致聲束的發(fā)散。實質(zhì)性含纖維成分較多的圓形腫塊后方可見聲束發(fā)散，呈“八”字形。（可利用該特性，判斷腫塊的性質(zhì)）人體組織對入射超聲的作用8、發(fā)散（divergence）：聲31人體組織對入射超聲的作用9、多普勒效應(yīng)（Dopplereffect）：入射超聲遇到活動的小界面或大界面后，散射或反射回聲的頻率發(fā)生改變，稱多普勒頻移。界面活動朝向探頭時，回聲頻率升高，呈正頻移；反之，回聲頻率降低，呈負(fù)頻移。頻移的大小與活動速度呈正比。fd=2vcosθf0/C人體組織對入射超聲的作用9、多普勒效應(yīng)（Doppleref32入射超聲對人體組織的作用4種超聲聲強(qiáng)：①空間平均時間平均強(qiáng)度；②空間平均時間峰值聲強(qiáng)；③空間峰值時間平均聲強(qiáng)；④空間峰值時間峰值聲強(qiáng)。其中空間峰值時間平均聲強(qiáng)（SPTAI）在生物效應(yīng)中最重要。二維顯像＜彩色多普勒＜頻譜多普勒有致熱效應(yīng)、空化效應(yīng)、應(yīng)力機(jī)制等，可能使細(xì)胞熱損傷、細(xì)胞溶解破壞、染色體改變等，尤其在胎兒檢查、眼球、顱腦等。所以必須注意超聲檢查的安全性。入射超聲對人體組織的作用4種超聲聲強(qiáng)：①空間平均時間平均強(qiáng)度33入射超聲對人體組織的作用熱指數(shù)（TI）：為探頭輸出的聲功率與從計算所得使受檢組織升溫1℃所需聲功率之間的比值。機(jī)械指數(shù)（MI）：為超聲空化效應(yīng)的重要參數(shù)。為聲軸線上的弛張期峰值負(fù)壓除以聲脈沖頻寬的中心頻寬的中心頻率平方根值，即MI=PR/√fC。入射超聲對人體組織的作用34超聲診斷的顯示方式一、脈沖回聲式（pulsedechomode）：1、A型：為振幅調(diào)制型（amplitudemodulation）2、B型：為輝度調(diào)制型（brightnessmodulation）3、M型：為活動顯示型（time-motionmode）二、差頻回聲式（frequencyshiftedmode）：1、D型（Dopplermode）2、D型彩色血流顯像（Dopplercolorflowmapping）超聲診斷的顯示方式一、脈沖回聲式（pulsedechom35一、脈沖回聲式（pulsedechomode）：脈沖回聲式（pulsedechomode）：基本工作原理：①發(fā)射短脈沖超聲，脈沖重復(fù)頻率500～1000Hz，或更高；②接收放大，因體內(nèi)回聲的振幅差別在100～120dB（105～106）間，一般必須使用對數(shù)式放大器；③數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換技術(shù)，使各種任何掃查型式的超聲圖轉(zhuǎn)換成通用的電視制掃描模式；④顯示圖形，根據(jù)工作及顯示方式的不同，可分為3型。一、脈沖回聲式（pulsedechomode）：脈沖回聲36一、脈沖回聲式（pulsedechomode）：1、A型：為振幅調(diào)制型（amplitudemodulation）。單條聲束在傳播途徑中遇到各個界面所產(chǎn)生的一系列的散射和反射回聲，在示波屏?xí)r間軸上以振幅高低表達(dá)。X軸自左至右代表回聲時間的先后次序，低表人本軟組織的淺深；而y軸自基線上代表回聲振幅的高低。一、脈沖回聲式（pulsedechomode）：1、A型37一、脈沖回聲式（pulsedechomode）：2、B型：為輝度調(diào)制型（brightnessmodulation）?；驹頌閷螚l聲束傳播途徑中遇到的各個界面所產(chǎn)生的一系列散射和反射回聲，在示波屏?xí)r間軸上以光點的輝度（灰度）表達(dá)。其概念：①回聲界面以光點表達(dá)；②各界面回聲振幅（或強(qiáng)度）以輝度（灰度）表達(dá)；③聲束順序掃切臟器時，每一單條聲束線上的光點群按次分布成一切面聲像圖。一、脈沖回聲式（pulsedechomode）：2、B型38B型：輝度調(diào)制型（brightnessmodulation）灰階（greyscale）、彩階（colorscale）及雙穩(wěn)態(tài)（bi-stable）顯示；實時（real-time）、靜態(tài)（static）顯示；根據(jù)探頭與掃查方式，分為線掃（linearscan）、扇掃（sectorscan）、凸弧掃（convexlinearscan）、圓周掃（radialscan）等。實時（幀頻大于24f/s）、灰階（灰階數(shù)大于64）B型：輝度調(diào)制型（brightnessmodulation39一、脈沖回聲式（pulsedechomode）二尖瓣前葉曲線二尖瓣前后葉曲線腱索水平曲線心尖水平曲線3、M型：為活動顯示型（time-motionmode）。其原理為：①單聲束取樣獲得界面回聲；②回聲輝度調(diào)制；③示波屏y軸為時間軸，代表界面深淺；④示波屏x軸為另一外加的慢掃描時間基線，代表在一段較長時間內(nèi)的界面回聲光點的運(yùn)動軌跡。M型超聲心動圖一、脈沖回聲式（pulsedechomode）二尖瓣前葉40二、差頻回聲式（frequencyshiftedmode）差頻回聲式（frequencyshiftedmode）的基本工作原理為：①發(fā)射固定頻率的脈沖式或連續(xù)式超聲；②提取頻率已經(jīng)變化的回聲（差頻回聲）；③將差頻回聲頻率與發(fā)射頻率相比，取得兩者間的差別量值及正負(fù)值；④根據(jù)工作及顯示方式的不同，分為2型。二、差頻回聲式（frequencyshiftedmode41二、差頻回聲式（frequencyshiftedmode）1、D型（Dopplermode）：為差頻示波型。單條聲束在傳播途徑中遇到各個活動界面所產(chǎn)生的差頻回聲，在x軸的慢掃描基線上沿y軸代表其差頻的大小。另一種則為模擬曲線顯示型，只能表示差頻回聲功率最大的成分。二、差頻回聲式（frequencyshiftedmode42二、差頻回聲式（frequencyshiftedmode）兩種亞型：①連續(xù)波式：對聲束線上所有的血管內(nèi)血流均可獲得回聲，它測的最大流速不受限制，但無距離分辨力，不以區(qū)分淺、深血管中流速；②脈沖選通門式：接收器中設(shè)選通門，其門寬及淺深均屬可調(diào)（門寬從0.5mm至20mm間可調(diào)，門深從0mm的皮膚面至20cm處可調(diào)）。二、差頻回聲式（frequencyshiftedmode43二、差頻回聲式（frequencyshiftedmode）2、D型彩色血流顯像（Dopplercolorflowmapping）（CFM，CDFI）：通常用自相關(guān)技術(shù)以迅速獲得一個較大腔室或管道中的全部差頻回聲信息，然后以彩色編碼顯示。⑴彩色分離；⑵彩色實時顯示。二、差頻回聲式（frequencyshiftedmode44三、時距測速式直接用短脈沖超聲測定一群紅細(xì)胞在單位時間內(nèi)所流動的距離，從而算出流速。用彩色編碼后顯示血流的彩色流動。本法能獲得連續(xù)的瞬時（每10ms）流速剖面及血管內(nèi)徑，故可用超聲計算符合正確理論要求的血管內(nèi)血流量。三、時距測速式直接用短脈沖超聲測定一群紅細(xì)胞在單位時間內(nèi)所流45四、非線性血流成像應(yīng)用血液中注射超聲造影劑（大量微氣泡群）對入射超聲產(chǎn)生能量較大的二次諧頻，二次諧頻的頻率為發(fā)射超聲中心頻率的2倍。提取二次諧頻的信號成像可實時顯示血管中造影劑的流動，液流圖像特別清晰，亦可用以觀察臟器內(nèi)血管分布，研究有關(guān)疾病中正?；虍惓Ｑ?。四、非線性血流成像應(yīng)用血液中注射超聲造影劑（大量微氣泡群）對46五、其他1、C型顯示C-mode，為等深（constantdepth）顯示；2、F型顯示F-mode，為可變切面式（flexible）顯示技術(shù)；3、三維顯示three-dimensionaldisplay；4、T型顯示T-mode；屬穿透超聲，如X線攝片的原理；5、超聲CT（ultrasoundcomputedtomography），以X線CT原理用于超聲，作聲速重建或衰減重建圖；6、超聲全息（acousticalholography）；7、超聲組織定征：利用多種聲學(xué)參數(shù)的相互組合，以分析、鑒別某些臟器中不同疾病的聲學(xué)參數(shù)改變，反過來研究組織的聲學(xué)特征。五、其他1、C型顯示C-mode，為等深（constant47常見的超聲效應(yīng)與圖像偽差一、混響效應(yīng)：二、振鈴效應(yīng)：三、鏡像效應(yīng)：四、側(cè)壁失落效應(yīng)：五、后壁增強(qiáng)效應(yīng)：六、聲影：七、側(cè)后折射聲影：八、旁瓣效應(yīng)：九、部分容積效應(yīng)：十、折射重影效應(yīng)：常見的超聲效應(yīng)與圖像偽差一、混響效應(yīng)：六、聲影：48一、混響效應(yīng)混響效應(yīng)（reverberationeffect）：即為多次反射偽像，聲束掃查體內(nèi)平滑大界面時，部分聲能量返回探頭表面之后，又從探頭的平滑面再次反射，又第二次進(jìn)入體內(nèi)（為多次反射中的一種），第二次反射再進(jìn)入體的的聲強(qiáng)明顯減弱。多見于膀胱前壁、及膽囊底、大囊腫前壁，可認(rèn)為壁的增厚、分泌物、或腫瘤等。（心臟近場區(qū)、頸動脈前壁）一、混響效應(yīng)混響效應(yīng)（reverberationeffec49二、振鈴效應(yīng)振鈴效應(yīng)（ringingeffect）又名慧星尾征：亦為多次反射偽像，系聲束在傳播途徑中，遇到一層甚薄的液體層，且液體下方有極強(qiáng)的小聲反射界面為其條件。通常在膽囊壁內(nèi)結(jié)石，子宮內(nèi)避孕環(huán)，以及胃腸道及肺部容易產(chǎn)生。氣體與軟組織或液體間的聲反射系數(shù)在99.9%以上，使絕大部分的入射聲返回。在經(jīng)越薄層粘液遇到前壁時，再被反射向下。如此來回往復(fù)多次。二、振鈴效應(yīng)振鈴效應(yīng)（ringingeffect）又名慧星50三、鏡像效應(yīng)鏡像效應(yīng)（mirroreffect）亦可名為鏡面折返虛像：聲束遇見到深部的平滑鏡面時，反射回聲如測及離鏡面較接近的靶標(biāo)后按入射途徑反射折返回探頭。此時在聲像圖上所顯示者，為鏡面深部與此靶標(biāo)距離相等形態(tài)相似的聲像圖。常見于橫膈附近。三、鏡像效應(yīng)鏡像效應(yīng)（mirroreffect）亦可名為鏡51四、側(cè)壁失落效應(yīng)側(cè)壁失落效應(yīng)（lateralwallechodrop-out）：大界面回聲具有明顯角度依賴現(xiàn)象。如入射角θ傾斜角度6°時，回聲強(qiáng)度降低至10%；傾斜角度12°時，降至1%；傾斜角度≥20°時，幾乎檢測不到回聲反射。由于聲束對側(cè)壁的入射角過大而致使側(cè)壁回聲失落。四、側(cè)壁失落效應(yīng)側(cè)壁失落效應(yīng)（lateralwallec52五、后壁增強(qiáng)效應(yīng)后壁增強(qiáng)效應(yīng)（posterialwallenhancementeffect）：指在常規(guī)調(diào)節(jié)深度增益補(bǔ)償（DGC）時，因其中某一小區(qū)的聲衰減特別小時，例如液區(qū)，則回聲在此區(qū)的補(bǔ)償過大，成“過補(bǔ)償區(qū)”，其后壁亦因補(bǔ)償過高而較同等深度的周圍組織明亮得多。常出現(xiàn)在囊腫、膿腫及其他液區(qū)的后壁。五、后壁增強(qiáng)效應(yīng)后壁增強(qiáng)效應(yīng)（posterialwall53六、聲影聲影（acousticshadow）：指在常規(guī)DGC正補(bǔ)償調(diào)節(jié)后，在組織或病灶后方所演示的回聲低弱甚至或接近無回聲的平直條狀區(qū)。聲影系聲路中具較強(qiáng)衰減體所造成。高反射系數(shù)物體（如氣體）下方具聲影；高吸收系數(shù)物體（如骨骼、結(jié)石、瘢痕）下方具聲影。六、聲影聲影（acousticshadow）：指在常規(guī)DG54七、側(cè)后折射聲影側(cè)后折射聲影（posterio-lateralshadowingduetorefraction）：圓形病灶如周圍有纖維包膜（聲速較軟組織高）時，則在入射角大于臨界角時產(chǎn)生全反射現(xiàn)象。而出現(xiàn)其界面下方第二介質(zhì)內(nèi)的失照射，并在圓形病灶的兩側(cè)側(cè)后方顯示為直線形或銳角三角形的清晰聲影。在膽囊的縱切面中，膽囊底部及膽囊頸部常伴側(cè)后聲影，不能錯誤推斷該聲影的上方膽囊內(nèi)必然有結(jié)石存在。七、側(cè)后折射聲影側(cè)后折射聲影（posterio-latera55八、旁瓣效應(yīng)旁瓣效應(yīng)（sidelobeeffect）：系指第一旁瓣成像重疊效應(yīng)。第一旁瓣與主瓣聲軸呈10～15度角，發(fā)射超聲能量為主瓣的15%～21%間。主瓣在掃查成像時，旁瓣亦同時在掃查成像，但旁瓣對同一靶標(biāo)的測距長，圖形甚淡。旁瓣圖重疊在主瓣圖上，形成各種虛線或虛圖。常在顯示子宮、膽囊、橫膈等處發(fā)生。表現(xiàn)為膀胱暗區(qū)內(nèi)的薄紗狀弧形帶、膽囊暗區(qū)內(nèi)的斜形細(xì)淡光點布及多條橫膈線段。八、旁瓣效應(yīng)旁瓣效應(yīng)（sidelobeeffect）：系56九、部分容積效應(yīng)部分容積效應(yīng)（partialvolumeeffect）：又稱為“束寬效應(yīng)偽像”，病灶尺寸小于聲束束寬，或者雖然大于束寬，但部分處聲束內(nèi)時，則病灶回聲與周圍正常組織的回聲重疊，產(chǎn)生部分容積效應(yīng)。小型肝囊腫因部分容積效應(yīng)常可顯示其內(nèi)部出現(xiàn)細(xì)小回聲（系周圍肝組織回聲重疊效應(yīng)），而難以與實質(zhì)性腫塊作出鑒別。九、部分容積效應(yīng)部分容積效應(yīng)（partialvolume57十、折射重影效應(yīng)折射重影效應(yīng)（duplicatedimagingeffectduetorefraction）：為聲束經(jīng)過梭形或圓形低聲速區(qū)時，產(chǎn)生折射現(xiàn)象，折射使聲束偏向，致使實物與圖像間產(chǎn)生了空間位置的偽差，由于雙側(cè)的內(nèi)向折射，則1個靶標(biāo)可同時被兩處聲束所測至，顯示2個同樣的圖像，并列一起，如同兩個真實的結(jié)構(gòu)，此為折射重影效應(yīng)。在上腹部劍突下橫切時，?？娠@示腸系膜上靜脈為2個并列的血管重影；而腹主動脈亦?？娠@示為2個并列的血管重影。十、折射重影效應(yīng)折射重影效應(yīng)（duplicatedimag58宮內(nèi)節(jié)育器聲像圖宮內(nèi)節(jié)育器聲像圖59多發(fā)性膽囊結(jié)石聲像圖多發(fā)性膽囊結(jié)石聲像圖60膽囊息肉樣病變聲像圖膽囊息肉樣病變聲像圖61肝內(nèi)膽管積氣聲像圖肝內(nèi)膽管積氣聲像圖62肝臟聲像圖肝臟聲像圖63利用組織諧波技術(shù)利用組織諧波技術(shù)64脈沖多普勒工作原理示意圖脈沖多普勒工作原理示意圖65女性盆腔正中縱斷聲像圖女性盆腔正中縱斷聲像圖66皮膚瘢痕聲像圖皮膚瘢痕聲像圖67腎囊腫聲像圖腎囊腫聲像圖68聲束通過積液進(jìn)入睪丸時出現(xiàn)的邊緣回聲失落偽像聲束通過積液進(jìn)入睪丸時出現(xiàn)的邊緣回聲失落偽像69聲束指向性及副瓣示意圖聲束指向性及副瓣示意圖70胃、十二指腸聲像圖（口服聲學(xué)造影）胃、十二指腸聲像圖（口服聲學(xué)造影）71胃內(nèi)氣體所致聲像圖胃內(nèi)氣體所致聲像圖72游離腹腔積氣聲像圖（上腹正中縱斷面）游離腹腔積氣聲像圖（上腹正中縱斷面）73游離腹腔積氣聲像圖（左中腹橫斷面）游離腹腔積氣聲像圖（左中腹橫斷面）74正常肝臟及右腎囊腫聲像圖正常肝臟及右腎囊腫聲像圖75垂直入射聲波在界面上的反射和折射垂直入射聲波在界面上的反射和折射76各種偽像示意圖各種偽像示意圖77球體感示意圖球體感示意圖78正常顱腦回聲示意圖正常顱腦回聲示意圖79超聲發(fā)散和會聚超聲發(fā)散和會聚80超聲診斷的基礎(chǔ)和原理蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院楊俊華超聲診斷的基礎(chǔ)和原理蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院81超聲診斷的主要內(nèi)容和特點臟器病變的形態(tài)學(xué)診斷功能性診斷介入性超聲的應(yīng)用超聲診斷與解剖學(xué)、生理學(xué)、病理學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)及比較影像學(xué)的關(guān)系超聲診斷的主要內(nèi)容和特點臟器病變的形態(tài)學(xué)診斷82超聲診斷的特點和優(yōu)點有多種顯示方法，如A型、B型、M型、多普勒等；無放射性損傷，為無創(chuàng)性檢查技術(shù)；具有灰階的切面圖像，層次清楚，接近于解剖真實結(jié)構(gòu)；能作動態(tài)的實時顯示；無需任何造影劑即可顯示管腔結(jié)構(gòu)（充液）；有很好的分辨力，對小病灶有良好的顯示能力；能取得各種方位的切面圖像，準(zhǔn)確定位和測量病灶大小；可檢測心臟、血流量、膽囊等臟器的功能；能及時取得結(jié)果，并可反復(fù)多次進(jìn)行動態(tài)隨訪觀察，對危重病人可在床邊檢查。缺點：由于超聲的特性，不能透過氣體、骨組織，有衰減和圖像偽差現(xiàn)象。超聲診斷的特點和優(yōu)點有多種顯示方法，如A型、B型、M型、多普83超聲診斷發(fā)展史略上世紀(jì)40年代初，A型超聲開始應(yīng)用于顱腦等顯像；49年，B型超聲開始應(yīng)用于腹部及四肢的顯像；54年，M型超聲應(yīng)用于心臟疾病的診斷；57年，多普勒開始應(yīng)用于心臟房、室間隔缺損診斷；60年代中期至70年代初，實時超聲成像應(yīng)用于臨床；80年初，彩色多普勒應(yīng)用于臨床診斷；90年代，三維超聲成像進(jìn)入臨床研究階段；DTI等。2003年，實時動態(tài)三維超聲儀已正式進(jìn)入臨床應(yīng)用。超聲診斷發(fā)展史略上世紀(jì)40年代初，A型超聲開始應(yīng)用于顱腦等顯84診斷超聲的物理特性診斷超聲的物理特性85診斷超聲的物理特性定義超聲：為物體的機(jī)械振動波，屬于聲波的一種，其振動頻率超過人耳聽覺上限閾值（20kHz）者。超聲診斷：應(yīng)用較高頻率（1～40MHz，常用為2.2～10MHz間）超聲作信息載體，從人體內(nèi)部獲得某幾種聲學(xué)參數(shù)的信息后，形成圖形（聲像圖、血流流道圖）、曲線（A型振幅曲線、M型心動曲線、流速頻譜曲線）或其他數(shù)據(jù)，用以分析和診斷臨床疾病。診斷超聲的物理特性定義86聲源（soundsource）聲源：能發(fā)生超聲的物體稱為聲源（soundsource）。超聲聲源來自安置在超聲探頭內(nèi)的超聲換能器（transducer）。超聲換能器通常采用壓電陶瓷、壓電有機(jī)材料或混合壓電材料組成。加以電脈沖后即轉(zhuǎn)發(fā)聲脈沖。聲源（soundsource）聲源：能發(fā)生超聲的物體稱為聲87聲束和聲軸聲束（soundbeam）：是指從聲源發(fā)出的聲波，一般它在一個較小的立體角內(nèi)傳播。聲束的中心軸線名聲軸（soundaxis），它代表超聲在聲源發(fā)生后其傳播的主方向。如沿聲軸作切面，則獲得聲束平面圖。聲束兩側(cè)邊緣間的距離名束寬。聲束和聲軸聲束（soundbeam）：是指從聲源發(fā)出的聲波88聲場近場與遠(yuǎn)場：聲束各處寬度不等。在鄰近探頭的一段距離內(nèi)，束寬幾乎相等，稱為近場區(qū)（nearfield），近場區(qū)為一復(fù)瓣區(qū)（由一個大的主瓣和一些小的旁瓣組成），此區(qū)內(nèi)聲強(qiáng)高低起伏；遠(yuǎn)方為遠(yuǎn)場區(qū)（farfield），聲束開始擴(kuò)散，遠(yuǎn)場區(qū)內(nèi)聲強(qiáng)分布均勻。近場區(qū)和遠(yuǎn)場區(qū)者有嚴(yán)格的物理定義，它隨探頭工作頻率及探頭發(fā)射時的有效面積而變化。聲場近場與遠(yuǎn)場：聲束各處寬度不等。在鄰近探頭的一段距離內(nèi)，束89近場與遠(yuǎn)場

D：聲源直徑；θ：擴(kuò)散角近場區(qū)的長度（l）與聲源的面積（r2）成正比，而與超聲的波長（λ）成反比。即：lmm＝r2(mm2)/λmm，或lmm＝r2(mm2)·f(MHz)/C(mm/s)其中C≒1.5×106mm/s遠(yuǎn)場區(qū)聲束擴(kuò)散程度的大小亦與聲源的半徑及超聲波長有關(guān)，用θ代表半擴(kuò)散角時，則：Sinθ＝1.22λ/D，或Sinθ＝0.61λ/r顯然，θ愈小，聲束擴(kuò)散愈小。超聲波指向性優(yōu)劣的指標(biāo)是近場長度和擴(kuò)散角。近場與遠(yuǎn)場90聚焦（convergence）聲束的聚焦（convergence）：平面型聲源無論在近場區(qū)或在遠(yuǎn)場區(qū)中聲束束寬均嫌過大，使圖像質(zhì)量下降。聲束聚焦技術(shù)可使聚焦區(qū)超聲束變細(xì)，減少遠(yuǎn)場聲束擴(kuò)散，改善圖像的橫向和/或側(cè)向分辨力。單片型探頭一般在其表面加置聲透鏡聚焦；多陣元型探頭需兩種聚焦方法：加置半圓柱形聲透鏡使聲束在探頭的短軸方向聚焦（橫向分辯力）

；使用多陣元的相控發(fā)射及相控接收使聲束在探頭的長軸方向聚焦（側(cè)向分辯力）

。聚焦（convergence）聲束的聚焦（convergen91分辨力（resolutionpower）1、基本分辨力：指根據(jù)單一聲束線上所測出的分辨兩個細(xì)小目標(biāo)的能力。正確分辨力的測定系兩個被測小靶標(biāo)移動至回聲波形與波形間在振幅高度的50%處（-6dB）能分離時，此時兩小點間距為確切分辨力。⑴軸向分辨力；⑵側(cè)向分辨力；⑶橫向分辨力。（注：上圖兩波型間振幅大于50%；下圖兩波型間振幅小于50%）分辨力（resolutionpower）1、基本分辨力：指92分辨力（resolutionpower）⑴軸向分辨力（axialresolution）：指沿聲束軸線方向的分辨力。軸向分辨力的優(yōu)劣影響靶標(biāo)在淺深方向的精細(xì)度。此分辨力高低與發(fā)射脈沖寬度（即持續(xù)時間）有關(guān)。通常用3～3.5MHz探頭時，軸向分辨力在1mm左右。⑵側(cè)向分辨力（lateralresolution）：指在與聲束軸線垂直的平面上，在探頭長軸方向的分辨力。聲束越細(xì)，數(shù)量越多，側(cè)向分辨力越好，在聲束聚焦區(qū)，3～3.5MHz探頭的側(cè)向分辨力應(yīng)在1.5～2mm左右。分辨力（resolutionpower）⑴軸向分辨力（ax93分辨力（resolutionpower）⑶橫向分辨力（transverseresolution）：指在與聲束軸線垂直的平面上，在探頭短軸方向的分辨力（厚度分辨力）。超聲切面圖像，是一個較厚的斷面信息的疊加圖像。橫向分辨力是探頭在橫向方向上聲束的寬度。它與探頭的曲面聚焦及距換能器的距離有關(guān)。橫向分辨力越好，圖像上反映組織的切面情況越真實。分辨力（resolutionpower）⑶橫向分辨力（tr94分辨力（resolutionpower）2、圖像分辨力：是指構(gòu)成整幅圖像的目標(biāo)分辨力。⑴細(xì)微分辨力：用以顯示散射點的大小。細(xì)微分辨力與接收放大器通道數(shù)成正比。而與靶標(biāo)的距離成反比。故采用128獨(dú)立通道的發(fā)射——接收放大器，獲得-20dB的細(xì)小光點的細(xì)微聲像圖。⑵對比分辨力：用以顯示回聲信號間的微小差別。一般為-40～-60dB間，在采用數(shù)字掃描變換技術(shù)（DSC）后，可獲得優(yōu)越的對比分辨力。分辨力（resolutionpower）2、圖像分辨力：是95分辨力（resolutionpower）3、多普勒超聲分辨力：指多普勒超聲系統(tǒng)測定流向、流速及與之有關(guān)方面的分辨力。⑴多普勒側(cè)向分辨力：系在與聲束軸線垂直的平面上，在探頭長軸方向上的分辨力。于聲束聚焦區(qū)，3MHz應(yīng)在1.5～2mm間，5MHz應(yīng)在1～1.5mm間。⑵多普勒流速分布分辨力：指在聲束軸線上，于距離選通門的取樣區(qū)內(nèi)，在瞬時內(nèi)能對各種不同流速的同時處理、顯示的能力。在聲譜圖上再現(xiàn)為譜寬及灰度分布。分辨力（resolutionpower）3、多普勒超聲分辨96分辨力（resolutionpower）⑶多普勒流向分辨力：指在聲束軸線的距離取樣區(qū)內(nèi)，能敏感地顯示血流方向的能力。有時在一瞬間，可同時存在兩種相反的流向。則應(yīng)在聲譜圖曲線上表現(xiàn)為同一時間零基線上下同時呈現(xiàn)的流速曲線。⑷多普勒最低流速分辨力：指在脈沖式多普勒系統(tǒng)中，能預(yù)測出最低流速的能力。在雙功儀中，這種低流速分辨力更屬重要。一般，4～5MHz多普勒超聲低流速分辨力應(yīng)為3～10mm/s。分辨力（resolutionpower）⑶多普勒流向分辨力97分辨力（resolutionpower）4、彩色多普勒分辨力：是將血管（心臟）腔內(nèi)的血流狀態(tài)用彩色標(biāo)示并完全重疊在實時灰階聲像圖上。⑴空間分辨力：指彩色血流信號的邊緣光滑程度以及彩色信號能在正確解剖學(xué)的管腔內(nèi)顯示的能力，還包括能同時正確地在空間清晰顯示幾條血管中血流方向、流速及血流狀態(tài)的能力。⑵時間分辨力：指彩色多普勒系統(tǒng)能迅速地反映實時成像中不同彩色及彩色譜的能力。時間分辨力即反映心動周期中血流的不同位相的能力。分辨力（resolutionpower）4、彩色多普勒分辨98人體組織的聲學(xué)參數(shù)1、密度（ρ）：各種組織、臟器的密度為重要聲學(xué)參數(shù)中聲特性阻抗的基本組成之一。密度的測定應(yīng)在活體組織保持正常血供時。密度的單位為g/cm3。2、聲速（c）：聲波在介質(zhì)（或媒質(zhì)）內(nèi)的傳播速度。單位為m/s或mm/μs，各不同組織內(nèi)的聲速不同。3、聲特性阻抗（acousticimpedance）（Z）簡稱聲阻抗：為密度與聲速的乘積。單位為g/(cm2·s)。聲像圖中各種回聲顯像均為主要由聲阻抗差別造成。骨：5.571；纖維組織：1.841；肌肉：1.684；軟組織：1.524；脂肪：1.410；水：1.493；空氣；：0.000407人體組織的聲學(xué)參數(shù)1、密度（ρ）：各種組織、臟器的密度為重要99人體組織的聲學(xué)參數(shù)無反射型少反射型多反射型全反射型人體組織的聲學(xué)參數(shù)無反射型100人體組織的聲學(xué)參數(shù)A：小界面；B：大界面。ρ：介質(zhì)密度；c：聲速4、界面（boundary）：兩種聲阻抗不同物體接觸在一起時，形成一個界面。接觸面的大小，名界面尺寸。尺寸小于超聲波長時，名小界面；尺寸大于超聲波長時，名大界面。不同頻率超聲在人體軟組織中波長：1MHz：波長1.5mm；3MHz：波長0.5mm；7.5MHz：波長0.2mm人體組織的聲學(xué)參數(shù)A101人體組織的聲學(xué)參數(shù)均質(zhì)體與無界面區(qū)：在一個臟器、組織中如由分布十分均勻的小界面所組成，名均質(zhì)體；無界面區(qū)（液性暗區(qū)）僅在清晰的液區(qū)中出現(xiàn)，液區(qū)內(nèi)各小點的聲阻抗完全一致。人體組織的聲學(xué)參數(shù)均質(zhì)體與無界面區(qū)：在一個臟器、組織中如由分102人體組織對入射超聲的作用1、散射（scattering）：小界面對入射超聲產(chǎn)生散射現(xiàn)象。散射使入射超聲的能量中的一部分向各個空間方向分散輻射。組織灰階、聲學(xué)密度、聲學(xué)造影、多普勒現(xiàn)象等人體組織對入射超聲的作用1、散射（scattering）：小103人體組織對入射超聲的作用2、反射（reflection）：大界面對入射超聲產(chǎn)生反射現(xiàn)象。反射使入射超聲能量的較大部分向一個方向折返，大界面反射遵守Snell定律，即：①入射和反射回聲在同一平面上；②入射束與反射束在法線的兩側(cè)；③入射角與反射角相等。平滑大界面如入射角過大，可使反射聲束偏離聲源，則回聲失落而在聲像圖上不顯示此一界面。如入射角θ傾斜角度6°時，回聲強(qiáng)度降低至10%；傾斜角度12°時，降至1%；傾斜角度≥20°時，幾乎檢測不到回聲反射。人體組織對入射超聲的作用2、反射（reflection）：大104人體組織對入射超聲的作用3、折射（refraction）：由于人體各種組織、臟器中的聲速不同，聲束在經(jīng)過這些組織間的大界面時，產(chǎn)生聲束前進(jìn)方向的改變，稱為折射。折射角（t）與和入射角（i）的正弦比值與界面兩側(cè)的聲速比值相等。折射可使測量及超聲導(dǎo)向兩個方面產(chǎn)生誤差。（超聲儀器測量的系統(tǒng)誤差在5%左右）（如果界面二側(cè)的組織聲阻抗相差過大，要考慮折射產(chǎn)生的誤差，而出現(xiàn)影像上的偽像）人體組織對入射超聲的作用3、折射（refraction）：由105人體組織對入射超聲的作用4、全反射（totalreflection）：如第二介質(zhì)中聲速大于第一介質(zhì)，則折射角大于入射角。入射角增大至某一角度時，可使折射角等于90°，即折射聲束與界面平行。此時的入射角名臨界角。入射角大于臨界角時，折射束完全返回至第一介質(zhì)，名“全反射”。全反射不遵循Snell定律中的第三個條件。人體組織對入射超聲的作用4、全反射（totalreflec106人體組織對入射超聲的作用入射角大于臨界角時，折射束完全返回至第一介質(zhì)，名“全反射”。全反射發(fā)生時不能使聲束進(jìn)入第二介質(zhì)，該區(qū)因“失照射”而出現(xiàn)“折射聲影”。人體組織對入射超聲的作用入射角大于臨界角時，折射束完全返回至107人體組織對入射超聲的作用5、繞射（diffraction）又名衍射：在聲束邊緣與大界面之間的距離，等于1～2個波長時，聲束傳播方向改變，趨向這一界面。聲束繞過物體后又以原來的方向偏斜傳播。（如小的結(jié)石或鈣化區(qū)由于繞射現(xiàn)象，其后方不出現(xiàn)聲影。）人體組織對入射超聲的作用5、繞射（diffraction）又108人體組織對入射超聲的作用6、衰減（attenuation）：聲束在介質(zhì)中傳播時，因小界面散射，大界面的反射，聲束的擴(kuò)散以及軟組織對超聲能量的吸收等，造成了超聲的衰減。儀器設(shè)計中使用“深度增益補(bǔ)償（DGC）調(diào)節(jié)”，使聲像圖深淺均勻。人體組織對入射超聲的作用6、衰減（attenuation）：109人體組織對入射超聲的作用7、會聚（convergence）：聲束在經(jīng)越圓形低聲速區(qū)后，可致聲束的會聚。液性的囊腫或膿腫后方可見聲束會聚后逐步收縮變細(xì)，呈蝌蚪狀。（可利用該特性，判斷腫塊的性質(zhì)）人體組織對入射超聲的作用7、會聚（convergence）：110人體組織對入射超聲的作用8、發(fā)散（divergence）：聲束在經(jīng)越圓形高聲束區(qū)后，可致聲束的發(fā)散。實質(zhì)性含纖維成分較多的圓形腫塊后方可見聲束發(fā)散，呈“八”字形。（可利用該特性，判斷腫塊的性質(zhì)）人體組織對入射超聲的作用8、發(fā)散（divergence）：聲111人體組織對入射超聲的作用9、多普勒效應(yīng)（Dopplereffect）：入射超聲遇到活動的小界面或大界面后，散射或反射回聲的頻率發(fā)生改變，稱多普勒頻移。界面活動朝向探頭時，回聲頻率升高，呈正頻移；反之，回聲頻率降低，呈負(fù)頻移。頻移的大小與活動速度呈正比。fd=2vcosθf0/C人體組織對入射超聲的作用9、多普勒效應(yīng)（Doppleref112入射超聲對人體組織的作用4種超聲聲強(qiáng)：①空間平均時間平均強(qiáng)度；②空間平均時間峰值聲強(qiáng)；③空間峰值時間平均聲強(qiáng)；④空間峰值時間峰值聲強(qiáng)。其中空間峰值時間平均聲強(qiáng)（SPTAI）在生物效應(yīng)中最重要。二維顯像＜彩色多普勒＜頻譜多普勒有致熱效應(yīng)、空化效應(yīng)、應(yīng)力機(jī)制等，可能使細(xì)胞熱損傷、細(xì)胞溶解破壞、染色體改變等，尤其在胎兒檢查、眼球、顱腦等。所以必須注意超聲檢查的安全性。入射超聲對人體組織的作用4種超聲聲強(qiáng)：①空間平均時間平均強(qiáng)度113入射超聲對人體組織的作用熱指數(shù)（TI）：為探頭輸出的聲功率與從計算所得使受檢組織升溫1℃所需聲功率之間的比值。機(jī)械指數(shù)（MI）：為超聲空化效應(yīng)的重要參數(shù)。為聲軸線上的弛張期峰值負(fù)壓除以聲脈沖頻寬的中心頻寬的中心頻率平方根值，即MI=PR/√fC。入射超聲對人體組織的作用114超聲診斷的顯示方式一、脈沖回聲式（pulsedechomode）：1、A型：為振幅調(diào)制型（amplitudemodulation）2、B型：為輝度調(diào)制型（brightnessmodulation）3、M型：為活動顯示型（time-motionmode）二、差頻回聲式（frequencyshiftedmode）：1、D型（Dopplermode）2、D型彩色血流顯像（Dopplercolorflowmapping）超聲診斷的顯示方式一、脈沖回聲式（pulsedechom115一、脈沖回聲式（pulsedechomode）：脈沖回聲式（pulsedechomode）：基本工作原理：①發(fā)射短脈沖超聲，脈沖重復(fù)頻率500～1000Hz，或更高；②接收放大，因體內(nèi)回聲的振幅差別在100～120dB（105～106）間，一般必須使用對數(shù)式放大器；③數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換技術(shù)，使各種任何掃查型式的超聲圖轉(zhuǎn)換成通用的電視制掃描模式；④顯示圖形，根據(jù)工作及顯示方式的不同，可分為3型。一、脈沖回聲式（pulsedechomode）：脈沖回聲116一、脈沖回聲式（pulsedechomode）：1、A型：為振幅調(diào)制型（amplitudemodulation）。單條聲束在傳播途徑中遇到各個界面所產(chǎn)生的一系列的散射和反射回聲，在示波屏?xí)r間軸上以振幅高低表達(dá)。X軸自左至右代表回聲時間的先后次序，低表人本軟組織的淺深；而y軸自基線上代表回聲振幅的高低。一、脈沖回聲式（pulsedechomode）：1、A型117一、脈沖回聲式（pulsedechomode）：2、B型：為輝度調(diào)制型（brightnessmodulation）?；驹頌閷螚l聲束傳播途徑中遇到的各個界面所產(chǎn)生的一系列散射和反射回聲，在示波屏?xí)r間軸上以光點的輝度（灰度）表達(dá)。其概念：①回聲界面以光點表達(dá)；②各界面回聲振幅（或強(qiáng)度）以輝度（灰度）表達(dá)；③聲束順序掃切臟器時，每一單條聲束線上的光點群按次分布成一切面聲像圖。一、脈沖回聲式（pulsedechomode）：2、B型118B型：輝度調(diào)制型（brightnessmodulation）灰階（greyscale）、彩階（colorscale）及雙穩(wěn)態(tài)（bi-stable）顯示；實時（real-time）、靜態(tài)（static）顯示；根據(jù)探頭與掃查方式，分為線掃（linearscan）、扇掃（sectorscan）、凸弧掃（convexlinearscan）、圓周掃（radialscan）等。實時（幀頻大于24f/s）、灰階（灰階數(shù)大于64）B型：輝度調(diào)制型（brightnessmodulation119一、脈沖回聲式（pulsedechomode）二尖瓣前葉曲線二尖瓣前后葉曲線腱索水平曲線心尖水平曲線3、M型：為活動顯示型（time-motionmode）。其原理為：①單聲束取樣獲得界面回聲；②回聲輝度調(diào)制；③示波屏y軸為時間軸，代表界面深淺；④示波屏x軸為另一外加的慢掃描時間基線，代表在一段較長時間內(nèi)的界面回聲光點的運(yùn)動軌跡。M型超聲心動圖一、脈沖回聲式（pulsedechomode）二尖瓣前葉120二、差頻回聲式（frequencyshiftedmode）差頻回聲式（frequencyshiftedmode）的基本工作原理為：①發(fā)射固定頻率的脈沖式或連續(xù)式超聲；②提取頻率已經(jīng)變化的回聲（差頻回聲）；③將差頻回聲頻率與發(fā)射頻率相比，取得兩者間的差別量值及正負(fù)值；④根據(jù)工作及顯示方式的不同，分為2型。二、差頻回聲式（frequencyshiftedmode121二、差頻回聲式（frequencyshiftedmode）1、D型（Dopplermode）：為差頻示波型。單條聲束在傳播途徑中遇到各個活動界面所產(chǎn)生的差頻回聲，在x軸的慢掃描基線上沿y軸代表其差頻的大小。另一種則為模擬曲線顯示型，只能表示差頻回聲功率最大的成分。二、差頻回聲式（frequencyshiftedmode122二、差頻回聲式（frequencyshiftedmode）兩種亞型：①連續(xù)波式：對聲束線上所有的血管內(nèi)血流均可獲得回聲，它測的最大流速不受限制，但無距離分辨力，不以區(qū)分淺、深血管中流速；②脈沖選通門式：接收器中設(shè)選通門，其門寬及淺深均屬可調(diào)（門寬從0.5mm至20mm間可調(diào)，門深從0mm的皮膚面至20cm處可調(diào)）。二、差頻回聲式（frequencyshiftedmode123二、差頻回聲式（frequencyshiftedmode）2、D型彩色血流顯像（Dopplercolorflowmapping）（CFM，CDFI）：通常用自相關(guān)技術(shù)以迅速獲得一個較大腔室或管道中的全部差頻回聲信息，然后以彩色編碼顯示。⑴彩色分離；⑵彩色實時顯示。二、差頻回聲式（frequencyshiftedmode124三、時距測速式直接用短脈沖超聲測定一群紅細(xì)胞在單位時間內(nèi)所流動的距離，從而算出流速。用彩色編碼后顯示血流的彩色流動。本法能獲得連續(xù)的瞬時（每10ms）流速剖面及血管內(nèi)徑，故可用超聲計算符合正確理論要求的血管內(nèi)血流量。三、時距測速式直接用短脈沖超聲測定一群紅細(xì)胞在單位時間內(nèi)所流125四、非線性血流成像應(yīng)用血液中注射超聲造影劑（大量微氣泡群）對入射超聲產(chǎn)生能量較大的二次諧頻，二次諧頻的頻率為發(fā)射超聲中心頻率的2倍。提取二次諧頻的信號成像可實時顯示血管中造影劑的流動，液流圖像特別清晰，亦可用以觀察臟器內(nèi)血管分布，研究有關(guān)疾病中正?；虍惓Ｑ?。四、非線性血流成像應(yīng)用血液中注射超聲造影劑（大量微氣泡群）對126五、其他1、C型顯示C-mode，為等深（constantdepth）顯示；2、F型顯示F-mode，為可變切面式（flexible）顯示技術(shù)；3、三維顯示three-dimensionaldisplay；4、T型顯示T-mode；屬穿透超聲，如X線攝片的原理；5、超聲CT（ultrasoundcomputedtomography），以X線CT原理用于超聲，作聲速重建或衰減重建圖；6、超聲全息（acousticalholography）；7、超聲組織定征：利用多種聲學(xué)參數(shù)的相互組合，以分析、鑒別某些臟器中不同疾病的聲學(xué)參數(shù)改變，反過來研究組織的聲學(xué)特征。五、其他1、C型顯示C-mode，為等深（constant127常見的超聲效應(yīng)與圖像偽差一、混響效應(yīng)：二、振鈴效應(yīng)：三、鏡像效應(yīng)：四、側(cè)壁失落效應(yīng)：五、后壁增強(qiáng)效應(yīng)：六、聲影：七、側(cè)后折射聲影：八、旁瓣效應(yīng)：九、部分容積效應(yīng)：十、折射重影效應(yīng)：常見的超聲效應(yīng)與圖像偽差一、混響效應(yīng)：六、聲影：128一、混響效應(yīng)混響效應(yīng)（reverberationeffect）：即為多次反射偽像，聲束掃查體內(nèi)平滑大界面時，部分聲能量返回探頭表面之后，又從探頭的平滑面再次反射，又第二次進(jìn)入體內(nèi)（為多次反射中的一種），第二次反射再進(jìn)入體的的聲強(qiáng)明顯減弱。多見于膀胱前壁、及膽囊底、大囊腫前壁，可認(rèn)為壁的增厚、分泌物、或腫瘤等。（心臟近場區(qū)、頸動脈前壁）一、混響效應(yīng)混響效應(yīng)（reverberationeffec129二、振鈴效應(yīng)振鈴效應(yīng)（ringingeffect）又