超声仪器结构、原理,超声伪像分析及超声医学术语-陈吉东
医学超声成像的基础和原理
医学超声成像的基础和原理今天来聊聊医学超声成像的基础和原理，这可真是一个超级有趣又特别实用的话题呢！你们有没有想过，大海里的海豚是怎么在黑暗的深海里穿梭自如还能找到食物的？其实呀，海豚就是利用超声波来进行导航和探测周围环境的。
这就跟医学超声成像有那么点相似之处了。
医学超声成像简单来说啊，就是利用了超声波的一些特性。
那什么是超声波呢？超声波就是一种频率特别高的声波，高到我们人耳都听不见。
超声成像设备就像是一个超级厉害的声音使者。
它会发出这些超声波，然后超声波就像一个个小使者跑向我们的身体组织里。
打个比方吧，我们的身体组织就像是不同的房子，像是肌肉房子呀、骨骼房子呀，脏器房子啥的。
这些超声波小使者进入这些房子后就会遇到不同的情况。
就像在不同的房子里，墙壁的软硬度不一样。
超声波在这些不同组织里传播的时候，有些组织呢就容易让超声波通过，这个叫做透声性好，有些就不容易让它通过，像骨骼就比较硬，超声波跑进去就像小使者遇到了坚固的堡垒，会被弹回来很多。
那这个被弹回来或者穿过组织的超声波被仪器收集到后呢，就会根据这些超声波的信息来生成我们身体内部的图像。
那这个过程是咋做到的呢？这里就涉及到很多复杂的计算啦，仪器通过计算超声波回来的时间、强度还有频率等信息，就知道这个小使者是从哪里回来的、遇到了什么样的情况。
这类似我们如果在一个超大的迷宫里发出一个信号，当这个信号反弹回来的时候，我们可以根据信号回来的时间和强度等情况来判断方向和障碍物的情况。
说到这里，你可能会问：那这生成的图像准不准确呀？老实说，这也存在一定的局限性呢。
比如说，气体对超声的干扰就比较大，肠道里面如果有较多气体的时候，超声成像有时候就不是特别清晰，这就像小使者在雾里走路很容易迷失方向。
我在学习这个原理的时候可遇到了不少的困惑呀。
比如说，一开始我就不明白为什么超声在不同组织里的反射和折射这么复杂，后来查了很多资料才知道这跟组织的密度、声阻抗等因素都有关系。
医学超声成像原理
医学超声成像原理
超声成像是利用超声波在人体中传播的特性，以及通过人体组织时会产生反射和透射现象的原理，以超声图像的形式将人体组织成像的技术。
医学超声成像技术是在20世纪90年代中期
发展起来的一种新兴诊断技术。
它主要利用超声波在人体内的传播特性，即在传播过程中遇到不同介质时，会发生反射、透射等现象，这些现象产生的回波信号经图像处理后就能得到组织的回声强度、组织内部结构及病变信息。
它具有无创、可重复性好、可用于大面积扫查等优点，在临床上有广泛应用。
医学超声成像是利用超声波在人体内传播时产生的回波信号，通过对回波信号进行分析处理而形成图像，是一种能显示被检查人体内病变情况的一种技术。
它的基本原理是：当超声探头发射出超声脉冲波时，其路径上会有被检组织产生反射、透射及回波信号。
这些信号在探头接收端会被放大，再经过适当处理后就能显示出组织内部回声及结构的信息，这些信息可以用来判断被检组织是否发生病变，为临床诊断提供可靠依据。
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超声诊断仪基本原理和结构
江西中医学院计算机学院08生物医学工程2班黄月丹学号200801015047超声诊断仪原理及其基本结构超声成像检查技术是指运用超声波的物理特性，通过高科技电子工程技术对超声波发射、接收、转换及电子计算机的快速分析处理和显像，从而对人体软组织的物理特性、形态结构与功能状态作出判断的一种非创性检查技术。
超声诊断技术的发展历程20世纪50年代建立，70年代广泛发展应用的超声诊断技术，总的发展趋势是从静态向动态图像(快速成像)发展，从黑白向彩色图像过渡，从二维图像向三维图像迈进，从反射法向透射法探索，以求得到专一性、特异性的超声信号，达到定量化、特异性诊断的目的。
80年代介入性超声逐渐普及，体腔探头和术中探头的应用扩大了诊断范围，也提高了诊断水平，90年代的血管内超声、三维成像、新型声学造影剂的应用使超声诊断又上了一个新台阶。
二．超声诊断仪的种类(一) A型这是一种幅度调制超声诊断仪，把接收到的回声以波的振幅显示，振幅的高低代表回声的强弱，以波型形式出现，称为回声图，现已被B型超声取代，仅在眼科生物测量方面尚在应用，其优点是测量距离的精度高。
(二) B型这是辉度调制型超声诊断仪，把接收到的回声，以光点显示，光点的灰度等级代表回声的强弱。
通过扫描电路，最后显示为断层图像，称为声像图。
B型超声诊断仪由于探头和扫描电路的不同，显示的声像图有矩形、梯形和扇形。
矩形声像图和梯形声像图用线阵探头实现，适用于浅表器官的诊断；扇形声像图用的探头有多种，机械扇扫探头、相控阵探头和凸阵探头均显示扇形声像图。
前二种探头可由小的声窗窥见较宽的深部视野，适用于心脏诊断；后一种探头浅表与深部显示均宽广，适用于腹部诊断，有一种曲率半径小的凸阵探头，也可用小的声窗，窥见深部较宽的视野。
(三) M型M型超声诊断仪是B型的一种变化，介于A型和B型之间，得到的是一维信息。
在辉度调制的基础上，加上一个慢扫描电路，使辉度调制的一维回声信号，得到时间上的展开，形成曲线。
彩色超声多普勒仪器操作原理及伪像鉴别
宽视野图像是一系列移动实时图像所重叠部分，通过计算机高度重建程 序而形成。如图：
相关链接
PACS：Picture Archiving and Communication Systems.中文全名为图像存 档及通信系统。包括：图像存档、检索、传送、显示、处理、拷贝 或打印——软件和硬件系统，采用信息技术的最新成果进行数字化 管理。
PW Gain键调节
①调节多普勒频谱输出的
幅度，即显示频谱的亮
度
“SV xmm”：取样容积（S：sample；V：
②过大会出现频带增宽， 甚至多普勒镜面伪像
③调节方法：先增大增益， 后再逐渐减小，至杂波 信号刚刚消失为宜
volume）。 ①gate键或sv size调节 ②心脏：3～5mm为宜 ③外周血管：诊断动脉狭窄时取样容积应尽
最小有用信号电压幅度间的差异。单位：分 贝
（dB） 作用：用来优化灰阶图像的对比度范围
动态范围越大，图像信息越丰富，但动态范 围过大易出现噪声和伪像，干扰图像质量。 调节方法：先采用一个较高动态范围，向低方向
调节旋钮，放置在噪声干扰最小且图像较清 晰
的水平，一般60~80dB
“Pers”：余辉。可减少斑点噪 声，将几帧图像“叠加” 到一起。
议加谐波
腹部及其他部位检查时选 择性加谐波
往往与频率/频带选择组 合应用
HPen:谐波+低频穿透力模 式
HRes:谐波+高频分辨率模 式
C31
C61
Focus：聚焦点。调整感兴趣范围内的图像空间分辨率。 聚焦点过多/聚焦区域过大降低帧频 聚焦数量：在某个深度范围内使发射或接收到超声束变窄，提高
超声波探头结构和工作原理
超声波探头结构和工作原理超声波探头是一种用于无损检测和测量的设备，广泛应用于医学影像、工业检测、地质勘探、材料分析等领域。
它的工作原理是利用超声波在材料中的传播和反射特性，通过传感器和电子设备将接收到的反射信号转化为图像或数据。
本文将介绍超声波探头的结构和工作原理。
超声波探头主要由超声换能器、耦合层、阵元、连接线缆等部分组成。
超声换能器是探头的核心部件，它负责将电能转化为机械振动，并将机械振动转化为电能。
超声波的发射和接收都依赖于超声换能器的性能。
耦合层位于超声换能器和待检测物体之间，用于传递超声波和减少能量损失。
阵元是一种由聚焦透镜和接收器构成的组合单元，用于发射和接收超声波信号。
连接线缆用于传输控制信号和接收到的超声波信号。
超声波探头的工作原理是利用超声波在介质中的传播和反射规律进行探测和成像。
当超声波探头通过超声换能器发射超声波信号时，超声波会在介质中传播并与边界面发生反射。
这些反射信号将被探头接收器接收，并通过连接线缆传输到后端电子设备进行信号处理和成像。
根据反射信号的强度、时间和位置，可以获取待测物体内部的结构信息和缺陷情况。
超声波探头的成像原理通常有脉冲回声成像和实时成像两种。
脉冲回声成像是利用单个脉冲发射超声波，通过不断接收反射信号，将每次脉冲对应的反射信号叠加得到一幅静态图像。
实时成像是通过连续发射和接收超声波信号，实现对待测物体的实时观测。
这种成像方式适用于需要实时监测的场景，如医学影像和工业检测。
在医学领域，超声波探头被广泛应用于超声心动图、超声声像图等检查中，以实现对心脏、肝脏、子宫等器官的非侵入性检测。
在工业领域，超声波探头被用于检测焊接质量、管道堵塞、混凝土缺陷等问题，帮助提高生产效率和产品质量。
在材料科学和地质勘探领域，超声波探头则被用于材料缺陷检测和地下结构勘探。
超声波探头的结构和工作原理是基于超声波的传播和反射规律，通过超声换能器、耦合层、阵元等部件实现对待测物体的检测和成像。
超声诊断仪基本原理和结构
中医学院计算机学院08生物医学工程2班黄月丹学号200801015047超声诊断仪原理及其基本结构超声成像检查技术是指运用超声波的物理特性，通过高科技电子工程技术对超声波发射、接收、转换及电子计算机的快速分析处理和显像，从而对人体软组织的物理特性、形态结构与功能状态作出判断的一种非创性检查技术。
超声诊断技术的发展历程20世纪50年代建立，70年代广泛发展应用的超声诊断技术，总的发展趋势是从静态向动态图像(快速成像)发展，从黑白向彩色图像过渡，从二维图像向三维图像迈进，从反射法向透射法探索，以求得到专一性、特异性的超声信号，达到定量化、特异性诊断的目的。
80年代介入性超声逐渐普及，体腔探头和术中探头的应用扩大了诊断围，也提高了诊断水平，90年代的血管超声、三维成像、新型声学造影剂的应用使超声诊断又上了一个新台阶。
二．超声诊断仪的种类(一) A型这是一种幅度调制超声诊断仪，把接收到的回声以波的振幅显示，振幅的高低代表回声的强弱，以波型形式出现，称为回声图，现已被B型超声取代，仅在眼科生物测量方面尚在应用，其优点是测量距离的精度高。
(二) B型这是辉度调制型超声诊断仪，把接收到的回声，以光点显示，光点的灰度等级代表回声的强弱。
通过扫描电路，最后显示为断层图像，称为声像图。
B型超声诊断仪由于探头和扫描电路的不同，显示的声像图有矩形、梯形和扇形。
矩形声像图和梯形声像图用线阵探头实现，适用于浅表器官的诊断；扇形声像图用的探头有多种，机械扇扫探头、相控阵探头和凸阵探头均显示扇形声像图。
前二种探头可由小的声窗窥见较宽的深部视野，适用于心脏诊断；后一种探头浅表与深部显示均宽广，适用于腹部诊断，有一种曲率半径小的凸阵探头，也可用小的声窗，窥见深部较宽的视野。
(三) M型 M型超声诊断仪是B型的一种变化，介于A型和B型之间，得到的是一维信息。
在辉度调制的基础上，加上一个慢扫描电路，使辉度调制的一维回声信号，得到时间上的展开，形成曲线。
医学超声成像的基本原理
医学超声成像的基本原理1.超声波的产生和传播超声波是一种高频机械振动的波动，其频率大于20kHz，超过了人耳的听觉范围。
超声波可以通过一些物质的压电效应产生，即通过将电能转化为机械能。
超声波在组织中传播时，遵循声波传播规律，会发生散射、吸收、衍射、反射等现象。
2.超声波在组织中的反射当超声波遇到体内组织的不同界面时，会发生反射现象。
组织中的声阻抗不同，导致超声波的一部分被反射回来。
超声波的反射信号被传感器接收后，经过处理，可以生成人体内部组织的图像。
3.超声成像系统的构成医学超声成像系统主要由发射器、接收器、传感器和图像显示器组成。
发射器负责产生超声波信号，接收器负责接收反射信号。
传感器通常是一种压电晶体，可以将机械振动转化为电信号。
接收器将接收到的反射信号转化为数字信号，并通过算法处理后生成图像。
图像显示器负责显示最终的图像结果。
4.超声图像的生成超声图像的生成基于回波时间法。
传感器发射的超声波束从探头焦点出发，透过人体组织，遇到不同的界面后被反射回来。
传感器接收到的反射信号的时间和幅度信息被记录下来，形成一幅图像。
图像的亮度或灰度反映了声波的强度或信号的幅度。
5.超声图像的特点和应用超声图像具有以下几个特点：首先，超声波在不同组织之间有较好的穿透性，可以通过体表得到人体内部器官的图像。
其次，超声波对生物体无辐射，不会对人体产生不良影响。
再次，超声波成像可以实时进行，方便医生进行实时观察和操作。
医学超声成像广泛应用于临床医学领域，例如：妇产科、心脏病学、腹部病学、乳腺病学等。
在妇科领域，超声成像可以用于妊娠检查、卵巢囊肿检查等；在心脏病学中，超声心动图可以用于检测心脏的大小、形态和功能等；在腹部病学中，超声成像可以用于检查肝脏、胰腺、胆囊等腹腔内脏器官。
总之，医学超声成像在临床医学中起到了极为重要的作用。
超声镜面伪像原理
超声镜面伪像原理超声镜面伪像原理是指在超声成像中，由于声波的反射、折射和散射等现象，导致成像中出现的虚假图像，即伪像。
了解和理解超声镜面伪像原理对于正确解读和诊断超声图像具有重要意义。
超声成像是一种利用超声波在组织中的传播和反射特性来获取影像的技术。
超声波通过探头发射并穿过人体组织，然后被组织内部的结构反射回来，最终由探头接收并转化为图像。
然而，在声波与组织界面相互作用的过程中，会产生一些复杂的声学现象，其中之一就是镜面伪像。
镜面伪像是指声波在遇到边界面时，由于声阻抗的差异而产生的反射现象。
当声波从一个组织进入到另一个组织时，由于两者的声阻抗不同，声波会发生反射和折射。
当声波遇到一个光滑的界面时，大部分能量会被反射回来，而只有一小部分能量会被折射进入下一个组织。
这种反射和折射现象会干扰超声成像，产生伪像。
在超声成像中，镜面伪像主要表现为以下几种形式：1. 镜像伪像：当声波遇到一个光滑的界面时，会产生一个明显的镜像反射。
这种反射会形成一个虚假的图像，使得真实的结构被覆盖或模糊。
2. 反射伪像：当声波遇到一个不规则的界面时，会产生多次反射。
这些反射会叠加在一起形成一个虚假的图像，使得真实的结构无法准确显示。
3. 散射伪像：当声波遇到组织内部的散射体时，会产生散射现象。
这些散射体会产生强烈的反射信号，干扰周围结构的成像，形成伪像。
为了减少镜面伪像的影响，超声成像中使用了一些技术和方法。
例如，调整超声波的频率和幅度，改变探头的角度和位置，以及使用滤波和增益等处理方法，都可以有效地减少镜面伪像的出现。
了解和理解超声镜面伪像原理对于正确解读和诊断超声图像至关重要。
通过掌握超声成像的基本原理和技术，医生可以更准确地判断病变和病情，为患者提供更好的诊疗服务。
同时，不断改进和发展超声成像技术，减少镜面伪像的影响，也是超声医学领域的研究重点之一。
超声仪器的调节和超声伪像
• 引言 • 超声仪器的调节 • 超声伪像的识别与处理 • 超声仪器在临床中的应用 • 结论
01
引言
主题简介
01
超声仪器是医学影像诊断中常用 的设备，通过高频声波显示人体 内部结构，为医生提供诊断依据 。
02
超声伪像是超声检查中可能出现 的一些假象，需要医生正确识别 和判断。
妇产科检查
超声仪器用于监测胎儿发育、检查 子宫和卵巢等。
心血管检查
超声仪器可以检测心脏和血管的结 构和功能，用于诊断心血管疾病。
未来发展方向
人工智能辅助诊断
利用人工智能技术对超声图像进 行分析，提高诊断准确性和效率。
高频超声技术
高频超声能够获取更高分辨率的超声技术
进一步研究不同超声仪器和探头 的性能特点，以优化成像效果。
探讨超声伪像的形成机制和识别 方法，以提高医生对超声图像的
解读能力。
开展多中心临床研究，以评估超 声仪器调节和超声伪像对不同疾
病诊断的影响。
THANKS
感谢观看
混响伪像
由于声波在传播过程中发生反 射和折射，导致图像中出现虚
假回声，形态多变。
旁瓣伪像
超声波的旁瓣效应产生的回声 ，表现为声束两侧的虚假回声 。
声速失真伪像
由于声速在不同介质中传播速 度不同，导致图像中某些结构 失真。
折射伪像
声波在传播过程中遇到不同介 质的交界面时发生折射，导致
图像中出现异常回声。
帧频
影响图像的刷新率，帧 频越高，图像越连贯。
调节步骤
01
02
03
04
开机预热
确保仪器达到正常工作温度。
系统设置
根据检查需求设置仪器参数， 如探头类型、扫描深度等。
医用超声成像设备原理和特点
B型 (Brightness mode)
线形扫描（linear scan)
B型超声诊断仪
线扫和扇扫： 线扫适用于腹 部脏器，扇形 扫描适用于对 心脏的检查。
B型超声诊断仪
诊断基础
B型超声诊断是通过对一系列切面声像图的分析而 作出的。 分析内容：外形
边界回声 内部回声 后方回声 比邻关系 活动度和活动规律 硬度 排空功能
➢多用于对心脏的探测。
B型超声诊断仪
• 机械摆动式扇型扫描B 超仪
➢ 摆动式扇扫B超仪探头利 用直流电机或步进电机驱动， 通过凸轮、曲柄、连杆机构 将电机的旋转运动转换为往 返摆动，从而带动单个晶体 换能器在一定角度(30°～ 90°之间)范围内产生扇形 超声扫描。
➢ 需要声媒质来传递超声波， 多采用蓖麻油
CWD超声诊断仪的探头中，超声的发射和接收采用 不同的换能器。其原理如下：
接受换能器
高频放大 解调
低通
频谱分析
显示、记录
发射换能器
振荡器
连续式超声多普勒
➢探头中的一个换能器发射某一频率的连续超声 波信号，当声波遇到运动目标中的红细胞群， 则反射回来的信号已是变化了频率的超声波 ➢混频、解调 ➢声音、波形或血流图
反 射
射信号的强弱，
回 声
可探测脏器径线
及鉴别病变的物
理特性。
弱
浅
深
A型超声诊断仪
原理
根据回波的波幅 、波密度等特征，可 测得回波所在位置人 体脏器的厚度、病灶 的深度和大小，还可 对病灶进行定性分析
A型超声诊断仪
诊断基础
由于人体脏器、组织其正常与异常的物理性 质及结构不同，形成相应的超声界面，认识这 些界面回声规律，即A型诊断法的诊断基础
超声仪器的调节与超声伪像
右侧胸腔积液时，膈—肺界面被膈—胸水界 面取代，只能显示膈下肝脏和膈上胸水，上 述镜面反射消失，镜面伪像不可能存在。
8、棱镜伪像
声束经过梭形或圆形低声速区时，产生折射 现象。折射使声束偏向，但成像于垂直的示 波屏扫描线上，而显示两个同样的图像。
在腹部横断面扫查时（靠近正中线）可能出 现。
混响的形态呈等距离多条？ 回声，回声强度依深度递 减。较弱的混响，可使胆囊、膀胱、肝、肾等器官 的表浅部位出现假回声；强烈的混响多见于含气的 肺和肠腔表面，产生强烈的多次反射伴有后方声影， 俗称“气体反射”。
识别混响伪像的方法是：1、适当测动探 头，使声束勿垂直于胸壁或腹壁，可减少这 种伪像；2、加压探测，可见多次反射的间 距缩小，减压探测又可见间距加大。总之， 将探头适当侧动，并适当加压，可观察到反 射的变化，从而识别混响伪像。
主要根据要取样血流频谱的部位和目的而定。 对于诊断外周动脉狭窄时，一般采用1-2mm。 而采集静脉频谱时，可以采用比较大的范围， 如血管宽度的1/3-1/2，这样更敏感。同样对 于比较细小的血流时（如肿瘤内的血管）， 就需要根据血流的宽度来确定取样容积的大 小，一般和血流宽度一致。
10、多谱勒角度校正（angle correct）
TGC主要用于补偿因深度造成的声衰减，通 过调节使图像亮度均匀。一般情况下，现在 超声仪TGC放在中间位置即可。 近场抑制 远场抑制 远场增强
3、深度（Depth）
通过Depth键完成 深度较深---扩散----侧向分辨率降低 深度较深---时间长----帧频低
4、输出功率（Power）
正确的调节方法：先将增益调大，再慢慢减低，直 至血管内彩色充填完整而无溢出。
假如彩色增益设置太低，血流可能存在，但是没有 血流信号显示。假如设置太高，彩色或能量信号可 能会盖过灰阶的血拴。
医学超声仪器概论PPT课件
3.3 超声诊断仪的显示型式
二、B型超声（ightness Mode） 回声以辉度显示
在A型超声诊断仪的工作基础上，加上换能器的平面扫描，当换能器的位 置逐渐改变时（或采用多元换能器），使显示器上每一条时基线方向也相应地 改变，则每条显示线代表了产生回波的每一个界面的空间位置，从而构成一幅 二维图象。是一种辉度调制仪器。
探头间的距离便发生节律性的改变。
随着水平方向的慢扫描，便把心脏 各层组织的回声展开成曲线，即为 M型超声心动图。
图3.8 心博的M超声影像
第三章 医学超声仪器概论
3.3 超声诊断仪的显示型式
图3.9 M型超声诊断仪基本原理结构图
第三章 医学超声仪器概论
3.3 超声诊断仪的显示型式
五、P型超声（Motion Mode）
第三章 医学超声仪器概论
3.2 超声诊断仪的主要参数
四、频帧
指成像系统每秒钟内可成像的帧数。频帧在10帧以下的称为静态成像系 统，每秒在25帧以上的称为实时成像系统，实时成像系统能显示动态脏器的运 动情况。
超声在人体组织中传播，声波到达1cm的距离再返回出发点，需要时间 13µ s。设要求穿透深度为Pcm，则在显示器上形成一条声线需要13Pµs,再设每 幅图象需要N条声线，则形成一幅图象需要13PNµs,故帧频为
第三章 医用超声仪器概论
超声诊断仪器
向人体内发射超声能量，并接收人体组织反射和散射的回波信号， 根据其所携带的有关人体信息，加以检测、放大等处理，并显示出 来，为医生提供诊断依据。
超声治疗仪器
向人体发射一定功率的超声能量，利用其与生物组织相互作用产生 的各种生物效应，对有疾病的组织起到治疗作用。
超声伪像
超声伪像伪像（artifact）又称伪差，在超声成像中常会出现多种伪像，诊断者和声像图阅读者不仅要识别伪像，避免误诊，而且要利用伪像，帮助诊断。
(一) 混响（reverberations）超声照射到良好平整的界面而形成声在探头与界面之间来回反射，出现等距离的多条回声，其回声强度渐次减弱。
腹部探测时，腹壁的筋膜和肌层都是平整的界面，常出现混响伪像，出现在声像图的浅表部位，尤其在胆囊和膀胱等液性器官的前壁，更为明显（图1-4-1）。
图1-4-1 膀胱横切面声像图示膀胱内混响幻象是膀胱前壁显示不清(二) 多次内部混响（multiple internal reverberations）超声在靶（target）内部来回反射，形成彗尾征（comet tail sign），利用子宫内彗尾征可以识别金属节育环的存在（图1-4-2）。
(三) 部分容积效应（partial volume effect）又称切片厚度伪像（slice artifact），因声束宽度引起，也就是超声断层图的切片厚度较宽，把邻近靶区结构的回声一并显示在声像图上，例如在胆囊内出现假胆泥伪像（图1-4-3）。
图1-4-3 部分容积效应使膀胱后壁显示不清(四) 旁瓣伪像（side lobe artifact）由超声束的旁瓣回声造成，在结石等强回声两侧出现“狗耳（dog ear）”样图形（图1-4-4）。
图1-4-4 结石两侧旁瓣伪像（SL）(五) 声影（acoustic shadow）由于具有强反射或声衰减甚大的结构存在，使超声能量急剧减弱，以致在该结构的后方出现超声不能达到的区域，称为声影区，在该区内检测不到回声，在声像图中出现竖条状无回声区，紧跟在强回声或声衰减很大的靶体后方，称为声影。
声影可以作为结石、钙化灶和骨骼等的诊断依据（图1-4-5）。
图1-4-5 胆囊纵断面图示胆囊结石后方声影(六) 后方回声增强（enhancement of behind echo）当病灶或组织的声衰减甚小时，其后方回声将强于同等深度的周围回声，称为后方回声增强。
超声诊断仪的伪象及控制
超声诊断仪的伪象及控制
王进
【期刊名称】《计量技术》
【年(卷),期】2000(000)002
【摘要】超声图像的伪象是一个极为复杂而常见的现象.正确认识伪象及其产生的原因与条件,有助于检定及质检人员对仪器性能的判定.本文重点讨论检定中所涉及的伪象及其产生机理和控制方法.
【总页数】3页(P39-41)
【作者】王进
【作者单位】安徽省计量测试研究所,合肥,230022
【正文语种】中文
【中图分类】TB9
【相关文献】
1.超声B扫描伪象剔除技术研究 [J], 张广明;陈自强
2.如何认识超声诊断中的常见伪象 [J], 沈慧芬
3.如何认识和避免超声诊断中的常见伪象 [J], 刘英;李泳红
4.对二维实时超声诊断仪图象中的伪象及其原因的分析 [J], 张嗣汶
5.韩医“四象”诊断仪对中医诊断仪器研发启示 [J], 雍小嘉;陈钢;赵莺
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医学超声成像原理
一．凹面晶体
用这种聚焦方式，焦点的声束比较细，横向分辨性 能好.但是，一旦偏离聚焦范围，声束比未聚焦的 还粗，因此，采用这种聚焦型探头，要注意聚焦 范围的深度、一般可分成近距离、中距离和远路 离3个档次。
声学聚焦
与光学聚焦原理类似，在平面晶体表面附加声学 透镜，可使超声波束汇聚到一点，即焦点.焦点深 度，即焦距。由声学透镜曲率半径、超声波在声 学透镜中的传播速度和人体中声速所决定.
2、全深度分段动态电子聚焦
1、等速动态电子聚焦
等速动态电子聚焦是通过计算机控制，以一
定的速度改变发射和接收的延迟时间，使焦点随发
射波和接收同步移动，使整个深度的所有位置，都 有良好的横向分辨力，显然这种聚焦最为理想，但 由于焦点移动速度快，延时分级细，延时程度高， 故电路更复杂，成本更高。
进 波
中 线 波
底 波
肿 瘤 波
Ｍ型（超声扫描法）
机理： 以单声束取样，获得活动界面回声，
再以慢扫描方式展开
特点：一维－时间运动曲线图
用途：分析心脏和大血管的运动幅度
M型曲线图
Ｂ型（超声显象法）
机理： 不同的光点反映回声变化，
用切面显示正常组织与异常组织
特点：二维断面图像，灰阶/彩阶 实时显示，直观 用途：及其广泛
三、微角扫描
设有n个振元，子振元组为m，分组情况类似组合顺
序扫描，但对子振元组m个振元激励的相位略有不同，
使射出的声束线与中心线有微小偏角，然后将相位的 变化规律颠倒过来，就得到偏向中心线另一侧的另一 条声束线，这样总共得到（n-m+1）×2各声束线，线 密度提高了一倍，但由于声束线有一个微小偏角，而 显示扫描线仍然平行，故图像存在一定畸变。
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超声仪器基本构成及使用、超声常见伪像四川省人民医院超声科陈吉东超声是超过正常人耳能听到的声波，频率在20 000赫兹(Hertz，Hz)以上。
超声检查是利用超声的物理特性和人体器官组织声学性质上的差异，以波形、曲线或图像的形式显示和记录，借以进行疾病诊断的检查方法。
40年代初就已探索利用超声检查人体，50年代已研究、使用超声使器官构成超声层面图像，70年代初又发展了实时超声技术，可观察心脏及胎儿活动。
超声诊断由于设备不似CT或MRI设备那样昂贵，可获得器官的任意断面图像，还可观察运动器官的活动情况，成像快，诊断及时，无痛苦与危险，属于非损伤性检查，因之，在临床上应用已普及，是医学影像学中的重要组成部分。
不足之处在于图像的对比分辨力和空间分辨力不如CT和MRI高。
第一章超声诊断仪的基本原理及新技术的应用1、超声医学诊断技术的发展过程纵观超声诊断技术的发展,经历了一个由“点”（A 型超声）、“线”(M 型超声) 、“面”(二维超声) 、“体”(三维超声) 的发展过程; 也是一个由一维阵向二维阵朝三维阵的发展过程; 静态成像向实时动态成像的发展过程; 由单参量诊断向多参量诊断技术的发展过程;从单一器官到全身的发展过程。
2、医用超声诊断仪的原理及种类1）超声诊断仪的组成超声诊断设备类型较多, 但其基本的组成相类似，他们主要有7 部分组成:控制电路、换能器（探头）、发射/ 接收电路、信号处理电路、图像处理、图像输出（显示、存储、打印、记录及图文传输）和电源。
2）换能器的结构和种类超声换能器(探头)的作用是将超声发射到人体后再接收人体中的超声回波信号。
换能器的结构是由主体、壳体和导线3部分组成,其中压电材料(晶片)是主体的核心。
从单晶片(例如A 型和M 型超声诊断探头) 、多晶片发展到数十个、数百个甚至千个以上的晶片, 同时由若干个晶片并联起来组成的探头阵元数也在不断扩展。
目前,换能器的主要发展趋势是多阵元(高密度) 、高频、宽带和专用。
为了借助声像图指导穿剌，还有穿剌式探头。
探头性能分3.0、3.5、5.8MHz等。
兆赫越大，其通透性能越小。
根据检查部位选用合适的探头。
例如眼的扫描用8MHz探头，而盆腔扫描，则选用3.0MHz探头。
一个超声设备可配备几个不同性能的探头备选用。
显示器用阴极射线管,记录可用多帧照相机和录像机等。
第一节灰阶超声（USG）的成像基本原理与设备一、超声的物理特性超声是机械波，由物体机械振动产生。
具有波长、频率和传播速度等物理量。
用于医学上的超声频率为2.5～10MHz，常用的是2.5～5MHz。
超声需在介质中传播，其速度因介质不同而异，在固体中最快，液体中次之，气体中最慢。
在人体软组织中约为150m/s。
介质有一定的声阻抗，声阻抗等于该介质密度与超声速度的乘积。
超声在介质中以直线传播,有良好的指向性.这是可以用超声对人体器官进行探测的基础。
当超声传经两种声阻抗不同相邻介质的界面时其声阻抗差大于0.1%,而界面又明显大于波长,即大界面时,则发生反射,一部分声能在界面后方的相邻介质中产生折射,超声继续传播,遇到另一个界面再产生反射,直至声能耗竭。
反射回来的超声为回声。
声阻抗差越大，则反射越强，如果界面比波长小，即小界面时，则发生散射。
超声在介质中传播还发生衰减，即振幅与强度减小。
衰减与介质的衰减系数成正比，与距离平方成反比，还与介质的吸收及散射有关。
超声还有多普勒应(Doppler effect)，活动的界面对声源作相对运动可改变反射回声的回率。
这种效应使超声能探查心脏活动和胎儿活动以及血流状态。
二、超声的成像基本原理人体结构对超声而言是一个复杂的介质，各种器官与组织，包括病理组织有它特定的声阻抗(表1-4-1)和衰减特性。
因而构成声阻抗上的差别和衰减上的差异。
超声射入体内，由表面到深部，将经过不同声阻抗和不同衰减特性的器官与组织，从而产生不同的反射与衰减。
这种不同的反射与衰减是构成超声图像的基础。
将接收到的回声，根据回声强弱，用明暗不同的光点依次显示在影屏上，则可显出人体的断面超声图像，称这为声像图(sonogram或echogram)。
表1-4-1 人体不同介质的声速与声阻抗介质密度(g/cm3) 超声纵波速度(m/s) 特征阻抗(105R*) 测试频率(MHz) 空气0.001293 332 0.000429 2.9水0.9934 1523 1.513 2.9血液 1.055 1570 1.656 1.0软组织 1.016 1500 1.524 1.0肌肉 1.074 1568 1.684 1.0骨 1.658 3860 5.571 1.0脂肪0.955 1476 1.410 1.0肝 1.050 1570 1.648 1.0*R(Rayls)=1kg/m2.s人体器官表面有被膜包绕,被膜同其下方组织的声阻抗差大,形成良好界面反射,声象图上出现完整而清晰的周边回声,从而显出器官的轮廓。
根据周边回声能判断器官的形状与大小。
超声经过不同正常器官或病变的内部，其内部回声可以是无回声、低回声或不同程度的强回声。
无回声：是超声经过的区域没有反射，成为无回声的暗区(黑影)，可能由下述情况造成：①液性暗区：均质的液体，声阻抗无差别或差很小，不构成反射界面，形成液性暗区，如血液、胆汁、尿和羊水等。
这样，血管、胆囊、膀胱和羊膜腔等即呈液性暗区。
病理情、况下，如胸腔积液、心包积液、腹水、脓液、肾盂积水以及含液体的囊性肿物及包虫囊肿等也呈液性暗区，成为良好透声区。
在暗区下方常见回声增强，出现亮的光带(白影)。
②衰减暗区：肿瘤，如巨块型癌，由于肿瘤对超声的吸收，造成明显衰减，而没有回声，出现衰减暗区。
③实质暗区：均质的实质，声阻抗差别小，可出现无回声暗区。
肾实质、脾等正常组织和肾癌及透明性变等病变组织可表现为实质暗区。
低回声：实质器官如肝，内部回声为分布均匀的点状回声，在发生急性炎症，出现渗出时，其声阻抗比正常组织小，透声增高，而出现低回声区(灰影)。
强回声：可以是较强回声、强回声和极强回声。
①较强回声：实质器官内组织致密或血管增多的肿瘤，声阻抗差别大，反射界面增多，使局部回声增强，呈密集的光点或光团(灰白影)，如癌、肌瘤及血管瘤等。
②强回声：介质内部结构致密，与邻近的软组织或液体有明显的声阻抗差，引起强反射。
例如骨质、结石、钙化，可出现带状或块状强回声区(白影)，由于透声差，下方声能衰减，而出现无回声暗区，即声影(acoustic shadow)。
③极强回声：含气器官如肺、充气的胃肠，因与邻近软组织之声阻抗差别极大，声能几乎全部被反射回来，不能透射，而出现极强的光带。
三、USG图像特点声像图是以明(白)暗(黑)之间不同的灰度来反映回声之有无和强弱，无回声则为暗区(黑影)，强回声则为亮区(白影)。
声像图是层面图像。
改变探头位置可得任意方位的声象图，并可观察活动器官的运动情况。
但图像展示的范围不像X线、CT或MRI图像那样大和清楚。
四、USG检查技术超声探查多用仰卧位，但也可用侧卧位等其他体位。
探查过程中可变更体位。
切面方位可用横切、纵切或斜切面。
患者采取适宜体位，露出皮肤，涂耦合剂，以排出探头与皮肤间的空气，探头紧贴皮肤扫描，扫描中观察图像，必要时冻结，即停帧，行细致观察，作好记录，并摄片或录像。
应注意器官的大小、形状、周边回声，尤其是后壁回声、内部回声、活动状态、器官与邻近器官的关系及活动度等。
第二章超声仪器对工作环境要求( 1) 温度 : 工作温度一般在 10 ℃～40 ℃之间。
温度太高，容易烧坏机器内部的器件。
温度过低时系统往往不能正常启动。
在温度较低的季节最好在开机半小时前打开房间空调。
( 2) 湿度 : 工作时湿度应不超过 80 %RH 。
在气候潮湿的地区 , 机房最好配备抽湿机 , 以保证在工作和存放时保持干燥的环境。
过于潮湿会大大影响机器的使用寿命。
( 3) 工作电压 : 为了保证仪器使用的安全 , 须配置交流修和排除故障 , 以减少停机造成的损失。
一般可按照仪器的稳压器。
这对整机工作影响很大, 尤其是在电源电压变化范结构框图 , 结合各部件的功能 , 有步骤地分析和逐一排除、围大于 10% 时 , 能够较好地稳定交流电压。
( 4) 隔离干扰源 : 操作室要选择在远离电磁干扰的地故障现象，如附近有无线电发射台等强电磁源 , 须采用相应的屏蔽措施。
( 5) 灰尘问题 : 定期做好机内机外除尘保养 , 保持机房环境清洁。
3 仪器保养( 1) 主机 : 仪器的进风口不要堆积杂物和纸巾, 以免堵塞进风口或将纸屑等带入机器内部 , 定时对过滤网除尘清洗。
( 2) 探头 : 探头是超声诊断仪的关键部件 , 直接影响像的质量和诊断的效果 , 价格又比较昂贵。
因此 , 要特别注意探头的维护和保养 , 要注意探头的电气安全。
若探头外壳破裂、保护层和声透镜磨损或剥落脱离 , 电缆破损断裂 , 应及时修理或更换。
在运输、保管和使用的过程中, 务必小心轻放、不得摔跌、碰撞和划损表面。
装拆、更换探头都应该关断整机电源后进行。
在开机使用时 , 若暂停检查 , 应使探头在冻结状态。
应使用非油性、无腐蚀的耦合剂。
( 3) 参数备份和图像备份 :彩超设备数据的后处理靠内置电脑工作站来完成 , 一旦出现突然断电很容易造成硬盘的损坏 , 内部数据就会丢失最终造成机器瘫痪。
仪器在长期的使用过程中硬盘的损坏几率也比其他硬件要大得多 , 如果机内硬盘损坏 , 只有从厂方购买 , 存有程序的硬盘相当昂贵 , 所以硬盘的参数备份显得非常重要 , 而且在使用过程中对存一些有价值的病例图像 , 要定期进行备份或刻盘。
4 故障分析当仪器出现故障后 , 工程技术人员应及时进行分析、检修和排除故障 , 以减少停机造成的损失。
一般可按照仪器的结构框图 , 结合各部件的功能 , 有步骤地分析和逐一排除、检修。
下面举两个常见故障现象加以说明 :故障现象 1 仪器不能正常启动。
检查步骤①电源( 输入输出电压 , 保险丝) ; ②检查显示器( 显示器电源 , 有无信号输入) ; ③把主模块上 J2 拔掉 , 排除 DIMAQ- IP 因素 ; ④重装软件( 注意软件版本) ; ⑤更换主模块。
故障现象 2 二维图像不正常。
检查步骤①观察各种模式下图像情况( 二维、彩色、频谱、 M 型) ; ②更换探头及频率 ; ③更换探头接口 ; ④更换应用条件 ; ⑤清除主模块中存储的参数 ; ⑥重装系统软件 ; ⑦更换 E 模块。
第三章超声图像伪像形成原因和识别的分析1、伪像及其形成的原因医学超声波在组织中传播所发生的声速及声衰减的变化、反射与折射以及声束的扩散等现象非常显著，由此将造成图像与实际组织情况的不一致，形成伪像。