销售员超声基础理论培训

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1、超声原理及彩色多普勒原理超过人听觉范围（频率20000Hz）的声音叫做“超音”，既超声波。超声诊断学是研究超声通过人体组织时，被人体组织作用规律来提供人体内部信息， 进行检查和诊断的学科。目前常用诊断方法： 回波幅度法（基波法）：一维 A 型 深度方向的组织界面回波（幅度显示 ）。 M 型 深度方向组织界 面的时间位移曲线（辉度显示）。二维 B 型 C 型与声束方向垂直或一致的切面（辉度显示）。三维3D立体图（辉度显示）。伪彩 上述二维、三维图 将灰阶改为彩阶 多普勒（频移）法 ：一维D型CW发射连续波，PW发射脉冲波二维 CDFI 二维图上显示彩色血流CDE 彩色能量图DPA-方向性能量图三

2、维 3DCFM 立体彩色透视图或立体图 谐波法：从超声波谐波或高次谐波获取信息。THI显示组织高次谐波信息CHI显示微泡造影的二次谐波传递的信息A 型诊断法 主要显示界面回波，超声波在组织中传播时遇到声阻抗不同的组织所组成的界面就产生 反射；声阻抗差异越大，反射的回波也越大；在均匀组织中传播声阻抗为零，呈现无回声的 平段。60年代初已在我国普及，十多年后被B型取代，只是应用在对脑中线的探测，浆膜腔 积液的诊断，穿刺定位及眼科方面的测量。B型诊断法一、B型法：声束扫描人体切面的声象图方法，采用辉度显示。扫描方式有两种：线性和 扇形扫描。光点亮度以一定的灰度级来表示，又称切面灰阶图；如对切面灰阶图

3、进行彩色编 码显示，呈伪彩色显示法。二、B 型显象分辨力（率）：指对目标的分辨能力，包括空间分辨力、对比分 辨力和时间分辨力。1. 空间分辨力：指超声诊断仪能显示两个目标的最小间距，又分纵向分辨率、横向分 辨率、和侧向分辨率；均以距离（mm）作为单位。- 纵向分辨力（又称轴向分辨力）一指声波在传播方向分辨两个目标最小的距离。 超声脉冲波宽度越窄，分辨力越好。 横向分辨力一指仪器对在与声束轴线垂直方向可分辨两个目标的最小间距，提示 可通过各种声束聚焦方法，使声束变窄。 侧向分辨力对圆形单晶片探头或环阵探头产生的声束截面为圆形的声束，径线 相同，其侧向分辨力与横向分辨力相同。但对电子扫查探头（相控

4、阵、线阵和凸阵） 产生的声束截面为矩形，声束截面有短轴和长轴。一般将长轴方向（声束扫查的方 向）称侧向分辨力，短轴方向称横向分辨力。2. 对比分辨力：即反差。是超声图象中相邻两个结构能加以区分程度的量度，也是画 面上最大亮度和最小亮度之比。3 . 时间分辨力：指单位时间成象的幅数、即帧频。帧频越高，获取图象的时间越短， 即成象速度越快，其时间分辨率越高。对检查活动的器官和组织，实时观察时要求较高的时 间分辨力。M 型诊断法M型（Mmode）表示活动，指沿声束传播的方向将反射回来的回声光点随时间运动 曲线展开的方式显示。常用于心脏等活动脏器。垂直Y轴）方向表示深度，水平X轴） 方向表示时间。多普

5、勒频谱超声诊断法一、多普勒超声的原理：利用对运动物体所产生的多普勒信号的频谱分布进行分析的方法。 用于心脏及血管内血液流动的检测。多普勒效应：1842年澳地利天文学家Dopple观察星星时发现星光的颜色随着与观察者之间的相对运动而改变；以后又延于声学，即物体发出的声音随着与接收者 之间的相对运动而改变；迎向运动，音频增加；背离运动，音频减低。仪器将接收 的回波信号通过快速付立叶转换（FFT）处理，以频谱的形式展现在荧光屏上；音 频增强，在频谱上方；音频减低，在频谱下方。二、多普勒频谱技术的类型：1脉冲多普勒（PW）：间断地发射超声波，定点取样，但检测血流速度受限（最大可达2 m/s）， 它的多

6、普勒频移fd仃/2PRF （称为奈奎斯特频率极限），如果血流速度太高，多普勒频移 超过该极限，就会出现频率的混叠（又称frequency alising现象）。2连续多普勒（cw）：连续发射，连续接收超声波信号。它没有深度分辨力，不能定点取样, 但它能检测高速血流（达10m/s以上），不受奈奎斯特频率极限的影响多用于狭窄瓣口血流 的检测。3高频脉冲重复频率（HPRF）：介于PW和CW之间；在发射一组脉冲波后，不等取样容 积的回声信号返回，又发射新的一组超声脉冲波，即增加了脉冲重复频率，测得的血流速度 范围也随之扩大（东芝Nemio 17和20可配制，其血流速度可达6m/s ） 彩色多普勒血流成

7、象法一、原理 ：在脉冲多普勒的基础上，将所获得的信号进行彩色编码，一般采用迎向探头 （0 +180度），编成红色；背离探头（0 -180度），编成兰色；掺合绿色，显示湍流频谱。颜色显示好坏受血流与探头之间的夹角的影响。组织多普勒（TDI）：在二维超声图上，用彩色显示组织（心肌）的运动方向和相对运动速 度的超声诊断技术。用于冠心病的诊断。二、彩色多普勒能量图（Color Doppler Energy CDE）：利用多普勒信号的强度）为信息 来源，与运动红细胞的密度有关。用于检测低速血流0.2mm/s）,不受探测角度的影响，但 不能显示血流的方向和速度。主要用于腹内脏器检测，尤其是占位病变中的滋养

8、血管，及对某些部位组织活性和血流灌注 提供重要信息。三、 方向性能量图（Directional Coior Angio DCA）：结合了 CDFI和CDE的特点而 发展的技术（东芝首创），既有低速血流检测的敏感性，又有CDFI的方向性；可高灵敏地 显示肿瘤血供情况，而且可以区分血流的不同方向。四、彩色多普勒的组织成象（TDI）：与CDFI的成象的原理相同，采用滤波处理技术，显 示心肌组织的运动情况（测速范围在0.03-0.24 m/s），利用彩色加权的方式显示二维切面上 心壁运动信息（通常采用四倍信号处理 QSP ）。对心壁运动异常进行定性、定量评估，用 以判断心肌缺血。三维成象法（是二维的补

9、充）一、成象原理：1. 声全息技术：通过探测波与参考波之间的相互干涉，而把探测波振幅和相位携带的有关 探测物结构的全部信息提取与再现的技术 ，为透射成象，具有实时动态、分辨率高和灰阶 丰富等特点。2. 容积成象：1996 年日本东芝首先推出容积扫描探头，利用散射透镜技术收集图象资料， 实现实时三维成象。3. 三维重建图象：利用坐标位移法或轴旋转角度的方法，探测B型图象的边界，然后将这 些图象叠加在一起，利用计算机进行立体图象重构。超声三维重建技术在心脏科和产科中研 究应用最多。目前还在研究中，主要对探头的寿命、扫描帧频方面还待进一步改善；对产科 应用时宜谨慎，因受胎位、和羊水的影响。谐波成象及

10、其它一、谐波：二次谐波、多次谐波基波（Fundamental frequency）一振动系统的最低固有频率谐波（ Harmonic） 指频率等于基波频率的整数倍的正弦波。 若频率为基频 2 倍的正弦 波称为二次谐波，2 倍为多次谐波。二、原理：由于组织的密度不同，声波在介质中传播的速度不同，会产生形态的变化而畸变， 畸变的声波中除含有基频外，还有二次和多次谐波。基波强度随传播距离而减少，而谐波强 度呈非线性改变。三、谐波成象的优点：1. 近场处谐波能量很少，不易产生伪象。2. 谐波的旁瓣效应比基波低很多，利于消除旁瓣伪象。3. 由于谐波是非线形效应，在某一深度谐波能量明显增加。有力地提高该深度

11、的性噪比， 提高超声图象质量。4. 由于二次谐波频率比基波高一倍，所以其检测低速血流的阈值Vmin为基波的1/2，即 对低速血流的检测更敏感。5. 对比谐波成象（造影谐波成象）：增强了心腔或血管内显示，特别是心肌和肝内血管显示。四、前景及局限性：1. 组织谐波成象质量受到探头和仪器灵敏度、动态范围及信号处理技术的制约。2. 造影谐波成象效果除受仪器性能限制外，还严重依赖于造影剂。目前显示心肌血管的效 果还不尽人意，而且造影剂价格昂贵，使这种技术推广应用受到限制。超声诊断仪1954 年 美国 D H Howry 将 B 超应用于临床1954 年 瑞典 I Edler 首先用 M 型超声诊断仪检查

12、心脏1956年日本里村茂夫首先将多普勒效应原理应用于超声（CW）1959年 D L Franklin 研制出脉冲多普勒超声80年代是B型超声发展最迅速时期，彩色血流是1983年才由日本Aloka公司首先研制成 功。1991 年 推出全数字化超声系超声诊断仪的基本结构：外观包括 超声探头、主机、显示器、电源。内部有发射电路、接 收电路、扫描电路、主控电路、标距电路等。一、超声探头：同时具有超声发射和接收作用的部件。 将电震荡变成超声波，穿透人体；将人体组织返回的超声波变成电信号至接收电路仪器的性能如灵敏度、分辨率和伪象的大小 都与探头有关。1、压电换能器一 具有压电效应。四大类：压电单晶片、压电

13、多晶片（又称电陶瓷）、压电 高分子聚合物和复合压电材料。医用电换能器目前多数采用陶瓷材料制成：优点电声转换 效率高、 易与电路匹配、性能较稳定、而且耐湿和机械强度较大、价廉、易加工。压电现象：经过人工极化后的一些陶瓷，在机械压力作用下会在电极表面产 生电 荷；反之，若对这些陶瓷施以一电场，陶瓷也会产生应变。这种机械能转变成电能 电能转变成机械能的现象称为压电效应。多元阵换能器系单晶片换能器声场的组合和叠加，有线阵、相控阵、凸阵、环阵和面阵。目前高密度换能器阵元数可达到512 阵元、甚至1024 阵元。2、探头的分类：分为脉冲回声式和多普勒式。脉冲回声式 由同一晶片兼做发射和接收两种功能，包括单

14、探头、机械探头 电子探头（线阵、凸阵、相控阵）；其它的特殊探头有术中探头、穿刺探头及引导装置、经 腔内探头。线阵是指多晶体呈一直线排列；凸阵和相控阵是指晶体排列按一定弧形排列，形 成扇形图，而相控阵采用较小的线阵换能器，小孔径排列，常用于心脏检查。多普勒式探头一目前彩超探头大多具双重功能，既是B超探头又是多普勒探头，有些相控 阵探头同时具B型及CW和PW功能。3、探头频率（1） 单频探头：只有一个中心频率，其中心工作频率多选用3.5MHz或 3.75MHz, 般将中心工作频率在5MHz或以上者称为高频探头，目前高频已超过10MHz,血管内探头 可达 30MHz 以上。（2）变频探头：有两个或两

15、个以上的中心工作频率探头，一般深部脏器选用较 低的中心工作频率，浅部组织选用较高的中心工作频率。（ 3）宽频探头：可兼顾表浅器官要求的高分辨力和深度组织要求的穿透力，使 图象均匀性更好，而且信息量丰富，有利于显示早期病变和小病变。宽频变频模式 ，可使探头的应用面更广。（4）振子与高密度探头：医用超声换能器的核心器件是压电振子，它是采用具 有压电效应的压电材料制成的。对于多阵元探头（包括线阵、凸阵、相控阵）的换 能器都有不同数目的压电晶片元，多的可达600个以上，多个微晶元相并联组成阵 元。探头阵元密度的增加有利于图象质量的改进。目前采用有64 阵元、128阵元、 512 阵元、甚至1024 阵

16、元 二、显示器常用显示器是采用阴极射线管（CRT），它的基本工作原理是用电场（示波管）或磁场（显象管），把阴极发射的聚焦电子束，按照某种方式控运动方 向（偏转），依次轰击不同相位荧光粉使之发光，由这些发光点组成一幅图象，其 发光点是组成图象的基本单位，称之为象素。光点的明暗对比的表现能力用灰阶表 示。象素、灰阶和扫描线性是显示器表达图象质量的三要素。每秒25帧以上的扫描 速度 成象，称为实时图象。目前普遍使用显象管和液晶显示器。三、基本电路：1、主控电路：系同步触发信号发生器。2、发射电路：在受到同步信号触发时，产生高压电脉冲去激励换能器发射超声波。3、接收电路：包括射频放大电路、解调和抑制、

17、视频放大电路三个基本部分。放大电路中的时间增益补偿（TGC）,也叫深度增益补偿（STC）,是为了弥补超声波在传播 过程中的衰减，使深部组织回波信号得以较大的放大。4、扫描发生器：产生的扫描电压加至显示器的偏转系统，使电子束按一定规律扫描，显示 出曲线的轨迹或切面图象。5、电源：是设备的能源部件。四、声束聚焦：使换能器发出的波束收敛、变细，可提高声束的侧向分辨力。有两类：几何聚焦法和电子聚焦法。1、几何聚焦：常用折射镜法，即声透镜法，目前线阵换能器采用声透聚焦，可提高横向分 辨率。2、电子聚焦：模拟声束聚焦与数字声束聚焦是采用延迟时间来控制。动态聚焦非实时、实时分段、实时连续动态聚焦三种（1）非

18、实时：采用近距离、近中距离、中远距离与远距离四点分段聚焦，不适合观察快 速运动的脏器。（2）实时分段：动态改变聚焦的延迟，是聚焦区由浅渐深的变化速度与聚焦区回 波信号回到换能器的速度一致。目前多采用8段或16 段。（3）实时连续动态聚焦：在相控阵探头中，可由相位延迟来实现，每一通道的采 样时钟按聚焦深度进行延迟，并动态地跟踪回波脉冲到达换能器的时刻，大大增加 了焦点数和聚焦精度。五、超声成象仪的新技术：1、全数字化技术包括 3 个重要技术：（1）数字化声束形成器（2）前端数字化或射频信号模拟转换技术（3）宽频探头和宽频技术 全数字化技术的发展进一步推进了超声仪的多通道（256、512、1024

19、）技术，超高密度 阵元（512、1024、甚至2048单元）探头，宽频带技术和高动态范围（120、150、甚至 175db）， 提高了空间分辨力和时间分辨力，获取更丰富的信息量。提高了对比分辨力、对组织病变的 敏感性和识别力。2、显示空间和视野的扩展（1）三维成像：目前三维超声成像有实时直接三维成像和非实时的重建三维成像。前者是 采用容积探头实时成像，后者有表面结构成像，透明成像，血流、能量三维和组织血流融合 三维。目前三维技术还不十分成熟，在成像速度和质量方面还在努力改进，所以在临床上仍 然处于试用阶段。（2）超宽视野成像：是采用一系列移动的实时图像，通过计算机重建连贯而成的超宽视野。 它主

20、要用于显示体积大的器官及肿物，如甲状腺、四肢探查、胎儿的整体图像等。3、高线密度和高帧频：增加扫描线数可以提高图像质量，而增加帧频F）可以提高时间分辨 力，但扫描线数和帧频的增加受限于探测深度（R）和声速（C），它们之间相互制约，因此随 着高密度探头多通道技术和全数字技术的发展，提供了对回声接收技术更灵活的控制处理方 式,既发展了一个多方向同时接收技术，四倍信号处理技术（Quad signal processing QSP）, 即探头每发射一次，可以从4个方向同时接收回声 ，可以保持同样的线密度时，提高帧频率4 倍；或同时增加线密度2 倍，即可以提高空间分 辨力，可以提高时间分辨力。对于彩色血

21、流还可增加动态范围，减少室壁运动伪彩。4、斑纹躁声的消除：斑纹躁声可降低图像的清晰度，以往通过滤波器抑制或不相干技术以 消除，均不理想。现采用 2 倍信号处理技术从两个方面接收回波进行处理成像的对比增强扫 描技术。也有采用空间复合成像技术（spatial compounding ）是一种多维空间声学信号处理 技术，有效地消除斑纹躁声，明显地提高了图象质量。5、宽频技术：宽频探头技术发展很快，频率范围从2-13MHZ,目前有三种方式：（1）宽频接收 所有频率的回声都接收，尤以中近场较好，远场有衰减，信息量丰富，有 利于暴露早期的小病变。（2）动态接收 随深度变化选取不同频率，较好地解决分辨率与穿

22、透力的矛盾，有称动态 声束控制，或自适应带通滤波(3) 选频滤波 选择最佳的中心频率。表浅时选高频，深部选低频，高速血流选低频，低 速血流选高频。6、参数的调节与自适应技术：为了减少操作人员的负担和保证图像质量，许多仪器现都采 用智能化的组合调节或自适应技术。(1) B型图像参数组合调节一东芝仪器IP调节(imaging processing),它将动态范围 (dynamic range DR)、回声增强(echo enhancement EE)、余辉(persistance)、自动增益控制(automatic gain control AGC),对比增强(contrast enhanceme

23、nt CE)、平滑(smoothing)和后处理(postprocessing)组合在一起，将其组成8-12档组合，只调节一个 键即可获得比较满意的图像。(2) 彩色血流图的组合参数调节，又称AVRP，东芝称IP键，汇集了与速度有关的参数进 行如速度、滤波等组合调节，使血流显示更佳。(3) 自适应彩色血流及多普勒一可自动随聚焦选择最佳的彩色多普勒能量频率，自动加强 弱的多普勒信号，提高敏感性7、丰富的测量技术：由于计算机技术的深入应用，仪器的测量更为简便，只要输入和测量 了最基本的数据，便能自动地计算许多所需的参数，如心功能计算、胎儿生长计算、血流参 数计算等。8. 图像归档与通信系统：PAC

24、S是以图形图像以及病员信息存档、通信、以及查询为主要 任务的多媒体网络系统。所以一个PACS应包括含有医院信息、病员信息、图形、图像扫 描和高速数字网络。它是一个高效率、无胶片、信息共享的影象管理与通信系统。(1) . PACS 连接功能：为了将影象设备联网，首先要将影象数字化，目前新的影象设备(包 括彩超、 CT 、 MRI 、数字 X 线机等)都有 DICOM( digital imaging communication in medicine )图像输出接口，可以直接与PACS连接。一般超声图像是通过视频扑捉(screen capture)将视频信号转换为DICOM图像。如果没有DICO

25、M接口，就要通过图像的采集， 将图像转换为数字图像后才能接入PACS系统。(2) . PACS影象储存与管理功能：图像的存储与管理是PACS的一个重要功能 。主要有下面三种存储形式：1) 在线(online)存储：用以存储随时使用的图像，通常采用硬盘系列来完成，其存储能 力为几十 GB 到几百 GB 。2) 近线(neaeline)存储：用以存储不常用的图像，通常采用磁带库，其容量很大(常在 几 TB 以上)，但速度较慢。3) 离线(out line)存储：用来存储要求永久保存的资料。常用光盘、磁带等。3. PACS 的图像调用与后处理功能： PACS 可以方便调用，所需的存储图像，及根据需要

26、进 行后处理，包括动态回放、计算功能、图像后处理以及三维重建等oPACS图像调用功能包 括科室内、院内和远程三个不同等级，而且需要与其它网络或PACS系统进行广域连接， 以实现资源共享。这就需要将图像归档服务器，通过网桥建立外部公共交换网(如ATM、 TI等)连接。超声新技术介绍一、腔内超声及术中探头：1. 经阴道超声探测(transvaginal scan TVS )：多用端式扫描凸阵探头，频率5一7 MHz ， 角度90 -120度范围，有的可达200度(角度大帧频低)2. 经宫腔超声探测(transuterine scan TUS )：采用特制的宫腔探头，其直径约2一7mm， 探头顶部、

27、中部及下部有不同频率的换能器，频率在7.520MHz范围。穿透深度约2cm， 主要观察子宫内膜、肌层及宫颈的较小病变。3. 经直肠超声探测(transrectal scan TRS )多采用侧式扫查的凸阵探头。最好是多平面 探头，即在前端还有一个端式扫查的凸阵换能器。其直径约10mm,频率在5一7MHz范围。 多平面探头往往可以经直肠和阴道检查两用。4. 经食道超声心动图（transesophageal echoecardiography TEE）：主要用于探查后方心脏情 况，如左房血栓、二尖瓣病变、房间隔缺损等，比胸前探查更清楚地显示冠状动脉，尤其是 左主干血流情况。5. 经腹腔镜超声探测（

28、laparosscopic imaging）：分硬质和半硬质（可弯曲）两种，管径在10一12mm,中心频率7.5MHz，扫描宽度38mm左右。6. 经胃肠内窥镜超声探测：内窥镜超声（endosopic ultra-sonography EUS）是将一个微型 超声探头安置在胃镜或结肠镜前端，借助内窥镜和超声这两项技术共同完成的检查方法。采 用高分辨率的探头，能清晰地显示消化管壁的结构层次，有助于提高对粘膜层和粘膜下占位 病变的诊断能力。其探头分整体式 和细径式两种；整体式内窥镜探头管径太粗，细径式直 径只有1.5cm，由内窥镜的活检通道送至检查部位。7. 血管内超声显象（intravascula

29、r ultrasound imaging IVUS）：将微小的超声探头镶嵌于 心导管的顶端，置于血管内，以此获得血管壁及血管腔的切面图像。其口径仅12mm,探 头频率高达3040MHz，具有很高的分辨力；可以对血管经线和血管腔的面积进行精确测 量，能显示粥样硬化斑块的形态、结构和组织学特征，发现早期粥样硬化斑块。8. 术中探头（intraoperative ultrasound IOUS ）：根据不同的外科领域（如肝胆胰外科、神经 外科、心血管外科、泌尿外科、胃肠外科及普通外科），选用不同的术中探头，其类型有T 型、I型或指式、端式和靴式，而且各种都有线阵或凸阵，频率在7.5MHz左右。二、介

30、入性超声（interventional ultrasound）（包括超声引导穿刺）：1983年在哥本哈根召开 的世界性超声学术会议上被正式确定的；它是现代超声医学的一个分支，是在超声显象基础 上，为进一步满足临床诊断和治疗的需要发展 起来的一门新技术。其主要特点是在实时超 声的监视或引导下，完成各种穿刺、活检、X线造影以及抽吸、插管、注射药物等。1. 消化系：经皮穿刺胆管造影及置管引流、肝癌的介入治疗等。2. 泌尿系：肾病及肿块穿刺活检、肾囊肿穿刺硬化疗法、前列腺穿刺活检。3. 妇产科：羊膜腔穿刺诊断、治疗；胎儿宫内介入性诊断和治 疗（胎儿静脉穿刺、活检， 胎儿宫内输血，宫内药物治疗等），盆腔

31、肿块穿刺与活检（卵巢囊肿、宫外孕等）；培育“试 管婴儿”行卵泡穿刺取卵；宫腔输卵管声学造影。4. 心脏及血管介入：二尖瓣球囊扩张术、血管内超声。三、超声造影：1. 心脏声学造影：心室造影、心肌造影心室造影 用于鉴别分流病变、左上腔静脉引流入左房。心肌造影一微气泡（10 wm）造影，气泡到达心肌，了解心肌灌注情况，评价冠心病 心肌缺血、梗死危险区的范围。2. 肝脏声学造影：用于鉴别肝癌。为了使造影成像更佳，许多超声成象技术不断引入，如造影谐波显象、能量脉冲反向技 术、较低机诫指数技术等。造影的限制：声场能量不均匀分布，声场衰减影响，图像处理的分析软件尚不能达到很 高要求，造影剂昂贵。四、负荷超声

32、：系评价心肌灌注及左心室功能的有力工具。1临床意义：准确评价冠心病（CAD）患者受损心肌的部位、范围及严重程度；应用于心 肌存活的研究，对心脏外科治疗提供重要资料。2. 方法：运动负荷（平板、踏车）与药物负荷（多巴酚丁胺）试验，用彩超仪记录各阶段 四个切面图像，并储存、回放、分析，进行对比。3. 优越性：敏感性、特异性和准确性较高；价廉、效果优；免于放射线损害；提供有意义 的 预后信息。4. 局限性：其准确性受诸多因素的影响，如病人的选择、仪器的分辨率、数字化技术的应用、 操作人员的素质等五、三维立体成像：系二维成像的补充 目前三维超声成像有实时直接三维成像和非实时的重建三维成像。前者是采用容积探头实时 成像，后者有表面结构成像，透明成像，血流、能量三维和组织血流融合三维。目前三维技 术还不十分成熟，在成像速度和质量方面还在努力改进，所以在临床上仍然处于试用阶段。