超-超声彩超评述

1、彩色监视器：14″~17高分辨、逐行扫描、2、高分辨力的二维灰阶成像单3、频谱多普勒系统（PW、233、二维灰阶成探头—-决定图像质量的关健部1）探头频率：宽频带或变频探宽频带频率≤2MHz、高端频率变频探头中心频率可选多普勒与二维可选取不同频常规探头的标称频率，如3.5MHz，5.0MHz，即单一频率，发射时标称宽频带探头在发射时有一很宽的频带范围，如2~12MHz。(图1-图1-1宽频/变频探图1-2图1-2选择接收频图1-3动态频率接4变频探头在接收时，可选择频率数≥3个(3.5M、5.0M、宽频带探头在接收时，可分两种选频接收在接收回声中选择不同特定的中心频率，保证能达到要求的深度，尽可能选择较高频率的回声，以获得最佳的图像质（图1-2）动态接收：在接收回声时，随深度变化选取不同的频率，近场取高频，中场取中频，远场只保留低频，达到好的分辩力与好的力的要求（图1-3）。像变像变得十分方便有效52)压电陶瓷陶瓷复合材新型高效的电容式换能宽频带使临床可选多种频率及谐波663）探头阵线阵、凸阵探头有效阵元数≥256阵（5121024阵元探头有效阵元≥96阵元、128阵图1-41024阵元探高密集探头阵元有：256阵元，5121，5维探头：128×8阵元，即10241-4二维面阵探头已达到：60×60即360080×80即6400PAGEPAGE72.数字化“彩超”是数字声束形成器数字式全程动态聚焦:发射声束聚焦≥8段，接收连续态聚焦（每个像素即一个焦点）数字式可变孔径及动态变迹：改善声束主瓣与副瓣的相大小，抑制副瓣（旁瓣），消除副瓣伪发射声波：改变阵孔径上各阵元的激励电压接收声波：改变各阵元信号相加前的系数数字声束形成物理通道,接收信号通道256通道多倍信号并行处理，超声信号动态范围PAGEPAGE8真实信号是图像处理的高端技术多通道组合多波束扫描复合波束微角扫振幅信号、相位信号、频移信号检测，二维图像分辨二维图像空间分辨①图像中像素的数目在一确定的图像显示区域，其像素图像中像素数目与探头阵元数目（阵元数越多形成声密度愈高）及的采样速率有关，在一条声束上，采样速度越快，则采样点越密集，愈能近真实的模拟信号。②声束特性:纵向半波长度越短（超声频率越高）其（纵）向分辨力越好；侧(横)向声束（长轴、短轴或直径细），其侧向分辨力越好进行声束聚焦，采用数字式延时聚焦，可由软件控制延迟量可分级变换，可达到很好的聚焦效果 二维图像的对比分辨对比分辨力：图像的灰数越多，其对比灰阶的级数与A/D的位数（bit）有关，位数越（如10bit，12bit，…）灰差（梯度）越小，愈能二维图像的时间分辨时间分辨力单位时间成像速度（即帧频率）越高，其时间分辨力越好，越能反映运动脏器的瞬间变化情况,成像帧速率物理扫描通道:在数字声束行成器中，每个阵元对应一个A/D和数字器及延迟线，即构成一个物理扫描通道,声束快速扫描，数字声束扫描通道:若发射一次超声后，接收回声可采用2~4通道同时接收回声信号，这就是数字声束扫描通道。图1-7四相位信号同时接（图1-7四相位信号同时接图1-8多参数接收同步处(5)多图1-8多参数接收同步处4）滤4）滤波器高通滤波及低通滤波两种，分级选二、频谱多普勒血1.包括 脉冲波多普勒连续波多普勒：CWD（扇形探头或笔式探头频率范围电子扇形：PWD、CWD：3种频2.5~3.75MHz凸阵探头：PWD：2种频率3.75~6.0MHz线阵探头：PWD：1种频率7.5MHzCW笔式 1种频率测量速度：最大 最低可测血流最低速度≤2mm/s(非噪声信号)显示方式 回放≥30 提高脉冲多普勒测量精由于检测血流速度受cosθ的影响,所以检测的血流速度值是相对值,而得到真实的血流速度，(真实血流速度是与入射声束角度无关的)矢量)的分量，如图2-1所示：图2-1的0.87～1.00倍，而在60°时为实际血流速度的1/2通常把频移fd经多普勒方程转换成速度量，以cm/s15m/s为单位探测血流速度的误差分由于多普勒角度不同，其估计误差所导致的血流速度估计误差并不同。图2-2显示了不同多普勒角度情况下，每度多普勒角估计误差所造成的流速估计误差。图2-2不同多普勒角度情况速估计误血流速度估计误差与多普勒角度呈函数关系。多普勒角愈小时，误差愈小，当多普勒角＞60°时,误差迅速增加。小角度探查，测得的血流速度相对准确,多普勒角度在70～90°时，几乎不可能测得准确结果，所以在临床时，尽量使多普勒角度小于60°，这是一项基本操作。局限尼奎斯特频率极（pulsedrepetitionfrequency,PRF）为了准确显示频移大小和方向，根据采样定理，脉重复频率（PRF）必须于多普勒频移（fd）的两倍，即：PRF＞2fd,或写 (2--1/2PRF为尼奎斯特频率极限(Nyqusitfrequency如果多普勒频移(或换算成血流速度)超过这一极限,脉冲多普勒所,即频率失真(frequencyaliasing),或称为频谱混叠.当血流速度超过峰值限度,即超过尼奎斯特极限时,峰部分被削称为混叠。意指剔除的频谱与另一方向真实频谱的叠加扰乱了频单纯混fd＞1/2PRF，但fd＜PRF，即PRF＞fd＞1/2PRF,则频移信号在充满频谱1/2PRF时又反折叠到-1/2PRF的部分，表现为正负双向的单次折叠，称为单纯性频率失真（simplealiasing）或单纯混叠，2-3（1/2PRF从谱图中仍可判断出频移的方向，将正负方向的频移绝对值相加，仍可得到真实的频移值。复合性混fd＞PRF,这时频移信号在充满频谱的±1/2PRF范围之后，再次折叠±1/2PRF部分，表现为正负方向的多次折叠，称为复合性频率失真aliasing）或复合性混叠，从频谱中不能判断频移信号的方向和大小，无2-4图2-单纯混

2-复合性混脉冲多普勒超声检测的最大采样深度dmax取决于脉冲重复频率，即二个发射脉冲的时间间隔，最大采样深度为 (2-如脉冲重复频率愈高，两个脉冲的间隔时间愈短，采样深愈小。反之，则采样深度愈大。这样，为了获得深部的血流信息，就要以减小采样的频率为 表2-1脉冲重复频率与深度的关 396图2-5最大深度示意 v v8t(2-可见当ft一定时,dmax,vmax乘积固定，探测的深度越深，可测得的速度便越小，两者互相制约，如图2-6所示深度如何提高脉冲多普勒检测的流速 v8 v8t当探测深度d一定时，最大可测血流速度Vmax与ft（探头频率）成反比，也就是ft越低，流速速可测值愈高。如表2-4-2所示表2-4- 探头频率与最大多普勒速度的关系 从表中可知，在12cm深度时，2.5MHz检测流速是5MHz的一倍2）增加脉冲重复频率 由式fd＜PRF可知，增加脉冲重复频率PRF则fd也随之增，而fd与血流速度是对变化的。所以可采用高脉冲重复频率多普勒方式来增加血流速度可测值图2-图2-3）减小取样深4）移动零位采用单向测量方式进行检查显示0～PRF之间的频移fd，使单方向的频移值增大一倍，即流速可测值增大一倍，从而防止单纯混叠发生，但是零位线向移动后，正向频移峰部分相互混杂，反之亦然。这点是必须注意的。所以移动零位线仅在不伴有负向（或正向（向上）血流频移信号时才能增大流速可测值并防止频谱的混叠。如图-所示：三、彩色多普勒彩色多普勒包括彩色血流显示：速度—彩色多普勒能量图，方向图显示，组织多普勒图（TD）彩色血流显示帧频80°角，18深度时，彩色显示帧频≥12帧s。线阵扫描感的图像范围：20°~+20°彩色血流显示控制：零位线移动分±15级,黑/比较,彩色对比彩色显示主要模式有如下几种彩色多普勒血流图(彩色血流、彩色、彩色余辉、彩色捕捉彩色多普勒能量图彩色多普勒方向图(DCA)滤波器的性血流显像的质量主要取决于MTI的特性。一般分为2~4级可调节选择（图3-不必要的信号,用以显示图3-2可变彩色滤波血流分层流，一个像素内的红细胞都以基本相同的速度朝大致湍流（分散），血流方向不一致，一个像素（PW采速度和方向便无法搞清楚其当血流处于乱流状态时这样就有必当血流速度范围超过仪器所规定的限度或血流方向紊乱不规则时，血图像中出现附加的绿色斑点，即表示湍流所以朝向探头的湍流出现黄色，背离探头的湍生湖蓝色。在显的血流紊乱时，可出现红、蓝、绿、黄、青、白等多彩斑点的血流图像，称为镶嵌状图形。彩色显通常将朝向超声探头方向流来的血流用红色表示，离超声探头远流用蓝色表示。通过改变表示方向的红色或蓝色显示的辉度（彩色的深浅来表示速度的大小，即流速越快的血流色彩也就当出现湍流时（血流分散），血流方向不一致，则以红、蓝混合彩色或以绿色表示，并根据血流紊乱程度，来改变其亮度（图3-图3- 血流颜色显示示意彩色血流速度标用于标识最大速度显示范围、高速标尺适用高流速显示低速标尺适用于低流速显示（qut频率范围的层流）将出折返现象。在彩色血流显像中，折返现象表现为几种色彩套叠，如同烛光的光焰色。彩色血流显示方速度—方差显示（V~T）显示血流速度及方向，同时显示湍流（变程度）多用于心脏高速血流检查速度显示 显示血流速度及方向，彩调）表示向，颜色的饱和度表示平均速度范围。用腹部及低速血流检方差显示 显示血流分散，彩色的饱和度显示湍流的小，彩调）表示血流存在率乱。于高速湍流检查能量显示 用彩色的饱和度显示血流能量强度，多用于低速血流检流显流显像扩展至正的范围内。扩大了负向血流的显示范围零电平位移：当测量的血流速度很大，超出尼奎斯特频率极（Nyqusitfrequencylimit），多普勒频率变化会出现大小和方向的伪差，即频率，正向血流（或负向血流）会出折返现象——颜色反转。这时可图3- 零电平位在彩色多普勒血流成像中，当零电平向负向移动达7个色阶时，大了正向血流显示范围。反之，零电平向正向移动，可使兰色的反向提高彩色显示帧确保高帧数的几种方缩短诊查部位距离：超声波发射出来并反射回去的时间也缩小扫描角度：缩小扫描角度到30度，效果相当显著。通过角度变化可提高帧数。提高彩色运算装置的性能，采用多相位同步接收处理的技术可以大大提高帧速率彩超品质评彩超质量取决于直径为0.2mm血管内的血流信号，可测到0.18cm/s的低速血流，并有良好的信噪比。力是指彩色血流显像可达到的最大深度示能力等。其图像效果可直接观察到彩色多普勒血流成像的局限①正常的较高流速：PW的频谱不出现频率失真。而可出现彩色逆转，易误为血流紊乱②CDFI显示的是平均血流速度，而非最大流速。CDFI能用于血流速度的定量分析③采用零线位移方法，可使奎尼斯特频率极限增大1倍但只能观察单一方向的血流。而不能同时观察正、反两种方向血流四、自然组织谐波播、反射（和散射）时都具有非线性效应。这种非线性效应使发射的基波频率f0会出现nf0频率的谐波(n=1/2,2,3)。这种和反射非线性效应所产生的谐波频率显显示造影剂回声信号。这种非线性现象主要表现有三个35二次谐波成像的几个相关问时发射超声波的中心频率为f0，其能量比较高，在弹性介质中非线性时，不仅含有f0的基波，而且有2f0的谐波，图4- 超声波的非线性效反射时在超声造影成能在2倍或更高倍数的声波频率上振动，作为新的声源而发2f0的谐波反回到探头。接收造影剂的这种.声波速度的非线性改变——谐波的产超声波在弹性介质中时，使介质在压力大的区域，分子紧密排列，而在压力低的区域，分子排列疏松，图4-图4- 介质的压缩与疏介质这一密度上的变化使声波的速度处于压缩区要比疏松区稍快，c为同一介质中的速度，c1为压缩区声速，c2为疏松区的速度则cc0c2。介质中各点的声速不同而导致声波过程中形态上发生轻微变化，即产生畸变。图1波峰变尖，这就意味着谐波频率的产生，这种尖峰特征比波的圆饨的波谷更快。图图4- 脉冲基波频率。

则代.谐波能量的非线性改变超波在弹性介质中时，不仅产生谐波频率，而且谐波频率能量随距离而呈非线性改变。图44在近场表浅处，超声波仅由基波频率组成。但后，能量会在二次谐波频率处产生。图4-4谐波能量变化其基波强度随距离而减少，但谐波强度呈非线性改变。在表浅处谐波能量较低，采用谐波成像，可克眼来原于腹壁和接近腹壁的反射和散射的基波伪象，而数厘米后，谐波能量明显增加，产生具有一定强度的谐波频基波能量与谐波能量的非线性改谐波频率能量的高低与基波频率能量有关，弱的基波率几乎不产生谐波频率能量，而强的基波产生较大的谐波能量（图45）。图4-5基波能量与谐波这种非线性改变对于基波能量弱的旁瓣产生的谐波，极少会使谐波成像产生旁瓣伪像影响二次谐波的接图4- 谐波信号的接收示意有谐有谐波能量通提取纯净谐现在已在彩超中采取多种技术措施使二次谐波与基波相分离，而提取纯净的二次谐波成像，它可以是一个仅使谐波频率能通过的锐利接收滤波器。（图47）。同时，接收系统应具有很宽的动态范围，才能更好地接收非常弱的谐波信号成像。图4-7锐利滤波器的过滤作若是宽带滤波，使基波和谐波混合，而窄带滤波时，只图图4-9谐波成像与图像质谐波成像可以明显改变超声图像质量，表现在1).消除近场伪像干①表层腹壁或接近腹壁的反射和散射会产生超声伪像，但这些伪像波能量强，而谐波能量极少，当采用谐波成像时，则近场的伪像将大被消除②会产生明显的旁瓣伪像，而二次谐波声束旁瓣能量与就能明显地消除声束旁瓣伪像并使主瓣变细（图49）。2)消除近场混声束在表浅组织内表层与肋骨之间产生混响,对自然组织谐波成像不需要注入造影剂，而需要高灵敏度的接收系统。包括探头的灵敏度和大的动态范围及信号处理技术（提高信/。4超声造影剂（utrasoundcontrastagent，UCA）谐波率为f0的入射基波和微气泡界面对比的非线性反射产生的2f0的5.增强造影谐波成像的技超声造影剂的散射回声增强了血液的回声强度，但由于造影剂浓度偏低、造影剂在血液循环的持续时间短、造影剂散射回声强度原因，需要采用1）第二次谐波成像；2）间歇式超声成像；3）能量多普勒谐波成像；4）反向脉冲谐波成像；）受激声波发射成像等技术增强造影剂散射回声。造影谐波成像需超声设备技术的提高6.谐波成像主要视被检测目标的回波信号的信比——比较被测目标回声信号的基波与谐波的信噪若相反就不必采用谐波了7局限性造影剂价格十分昂贵，不利广泛应用增强效果受注射剂量和掖注时间的影响增强持续时间有限，不利全面充分观察分析病变情况五、三维显像与三维显像包括探头自由扫描，软件重建三维图像形似开扇窗子，观察体内实时观察整个跳动的心脏2.三维超声图像重观察非活动赃器的静态三维超声图象，所图像重建步骤(3）显示有感的图像。l)①二维超声探凸阵探头弧形切割扇形扫描探头平移多平面食道探头旋转扫描 扫描受检脏器一个容积对心脏扫描采用心电图同步,呼吸周期门控,空回定位②二维容积超声所接收到的回声图象信息均被数字化,到有大容量高显示有感的图像。①三维超声成像在妇科的应②三维②三维超声成像在产科的应③③三维超声成像在腹部及血管中的应④④三维成像在心脏中的应441）三维超声成像既存在很多优点，如图像直观、信息量丰富、可增强操作者信心、任意角度观察感结构、定量研究更准三维超声成像正在发展中的一些技术实时三维超声成二维阵列探三维融合成4.声学造影三维超声成三维仿真显示技有益的补充，在临发挥更为重要的作用。六、医学图像,传送,病案管理系统超声资源进行数字化管*医学图像和通信系统—PACS(PictureArchivingandcommunication*医学数字图像和通信(DigitalImagingandCommunication图像存档及通讯系——软件和硬件系数字化管理与传统管理的根本区类 数字化管 文档传统管图像记录格 数字图像记 模拟记图