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'''超声诊断'''(ultrasonic diagnosis)，利用[[超声]]在人体各种组织内的传播特性不同而形成的影像，根据图像的特征对[[生理]]、[[病理]]情况作出判别的诊断方法。

[[超声诊断]]无损伤性，检查方便，图像直观，诊断快速，故深受临床医生和病人的欢迎。1980年代，[[超声显像]]技术以惊人的速度发展，成为现代化医院中必不可少的诊断手段。它与 [[X射线]]、电子计算机断层[[成像]]、[[放射性核素扫描]]和[[磁共振成像]]被认为[[现代医学]]的四大影像诊断技术（见[[医学影像学]]）。

超声诊断所用的频率一般为1～10MHz。小于1MHz的[[超声波]]，其波长较长，分辨率较差，不能用于诊断。从理论上讲，频率越高，波长愈短，分辨率愈好，对[[疾病诊断]]更有利。但由于频率愈高，超声在组织内衰减愈大，不利于作深部组织检查。此外，发射频率由探头[[晶体]]厚度决定，频率愈高，晶体愈薄，以目前普遍采用的压电陶瓷作晶体，很难做出超过10MHz的探头。实际上，超声诊断常用频率只有 2.25MHz、3MHz、3.5MHz、5MHz、7.5MHz等几种，此时在人体软组织中超声的波长约为0.2～0.7mm。

超声在介质中传播时本身携带能量。声强的大小对超声诊断极为重要。只有当超声强度很小时，超声对人体才是安全的；当超声强度超过一定限度时，它对人体组织也会产生损害。目前国际上对超声诊断的安全阀值剂量尚未获得一致的认识，但一般认为小于10mW/cm<sup>2</sup>的诊断超声强度对人体是安全的。

==超声诊断原理==

可从其[[物理]]原理及成相原理两方面探讨。

===超声诊断的物理原理===

超声在介质中传播时，会发生[[反射]]、折射、[[散射]]、绕射、衰减和多普勒效应等。这些特性不仅与介质性质有关，而且与所作用的物体的界面大小有关。

各种超声诊断仪正是利用这些特性研制而成。如 A型和[[B型超声]]诊断仪利用组织的反射和散射，D型超声诊断仪利用红[[细胞]]对超声的散射等。

===[[超声成像]]原理===

超声诊断依赖于超声设备。只有把反射和散射的回声信号接收、处理并在显像屏上显示出来，才可用于[[临床诊断]]。设备的好坏和图像的质量，对临床诊断正确率起着关键作用。从原理上说，超声成像可以有反射成像，也可以透射成像，但目前临床应用的都是反射成像仪器，故这里介绍反射成像的主要技术。

① 脉冲回声检测技术。在超声显像仪中，脉冲超声的发射和接收都是通过同一压电晶体完成，发射超声利用逆[[压电效应]](电－声转换)，接收超声利用正压电效应（声－电转换）。压电换能器在电子开关控制下，遵循这样的工作过程：[[振荡器]]不断产生电脉冲，激励压电换能器产生超声脉冲，换能器发射第一个超声脉冲后，立即处于接收状态，入射超声穿过各层组织时产生一系列回声，被换能器接收后又产生一系列电脉冲，经主机处理后送显示器显示；第二个电脉冲来时，换能器停止接收，处于发射状态，待发射第二个超声脉冲后，又处于接收状态……依次类推。

② B型扫描技术。换能器每发射一个超声脉冲后就处于接收状态，它把接收到的人体内的回声转变为电信号，经过放大、检波、滤波、时间增益补偿等环节处理后，在显示器上显示一条超声信息线。但一条信息线不能形成图像，必须使超声束沿人体表面扫描，即超声束按照一定规律改变探测部位，以获得相应位置的超声信息线，若干条超声信息线的组合就形成一幅二维超声图像。

B型扫描图像的基本特点是:其中一维(纵轴)表示由组织反射的回波信号经直线路径到达换能器的时间，它反映组织的深度。另一维（横轴）表示超声束在扫查方向上的位置，它反映[[断层]]图像的宽度。显示器上每一条扫描线与超声束在组织内的传播，两者具有严格的对应关系，因此显示的图像能很好地反映被测组织的二维空间分布。

超声沿人体表面扫描的常用方法有三种：一为线性扫描，其扫描方向沿着一条直线运动，此法适用于[[腹部]]检查。二为扇型扫描，探头位置在体表保持不变，换能器通过机械方式（摆动或旋转）或电子相控方式进行扇形扫描，此法适用于[[心脏]]检查。三为弧型扫描，又称手动复合扫描，探头沿着一个圆的弧线扫查，适用于腹部大范围的检查。

③ [[灰阶]]显示技术。组织内部的回声大小差异甚大，浅表部位回声强，深部回声弱；反射回声强，散射回声弱等，大小信号可差别100dB。早期的B型显像仪对返回的超声信息设置一个[[阈值]]，高于此值的回声在显像屏上显示一个亮点，低于此值的回声在显像屏上显示[[暗点]]（不显示），这就是双[[稳态]]图像。由于脏器内部细小组织的散射回声幅度较低，都不显示，只有大界面上反射的[[强回声]]才能显示出来，故这种仪器只能显示脏器的大界面和轮廓，不能显示脏器的内部病变。所谓灰阶，就是把幅度范围很大的组织回声，经过一定处理，如对大界面的反射回声给予压缩，对脏器内部的散射回声给予放大等，使其以不同的亮度等级在显像屏上显示。灰阶显示技术大大丰富了超声图像的信息，增加了层次，使临床医生能通过超声图像观察脏器内部结构及较小的病变。

④ [[聚焦]]技术。分辨率是衡量超声显像仪质量好坏的最重要的指标。分辨率高的仪器图像才清晰，能显示脏器的细小结构，利于病变的早期发现。提高分辨率的主要手段就是通过机械的方法或电子的方法，使声束实现聚焦。

线阵或相控阵探头的换能器是一块长方形晶体，一般在短轴方向采用声透镜聚焦，以改善厚度分辨率；在长轴方向上采用电子聚焦或电子动态聚焦，以改善横向分辨率。电子聚焦的焦点是固定的，因此在焦区声束较细，横向分辨率较好，但在近场和远场声束还是较宽，分辨率仍然较差。所以，现代 B型超声显像仪一般都采用3～8点电子动态聚焦，以获得从近距离到远距离横向分辨率都较高的动态聚焦图像（图4）。

电子动态聚焦较好地解决了长轴方向上波束集中的问题，但短轴方向上的声束宽度仍不能根本改善。为此，发展了环阵探头技术。环阵探头的晶片是由多个同心圆环组成，它的声束呈柱状，长轴和短轴方向宽度均相同。对环阵探头作电子动态聚焦时，不仅聚焦区长，可在探查区域实现全程聚焦，而且可在每个方向上最大限度地压缩超声波束的宽度，从而获得最佳的图像分辨率。

== 视频：超声诊断学 ==
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==超声诊断仪分类==

超声诊断仪型号很多，但基本可以分为A型、M型、B型和D型四种。

===[[A型超声]]诊断仪===

是最早的超声诊断仪，1960年代初已在中国普及。用单晶片探头产生一条超声信息线，回声信号的强度通过幅度(amplitude)调制显示，并根据回波幅度、波数以及波的形态等特征对疾病进行诊断（图3）。70年代以来，A型超声诊断仪基本上被B型超声显像仪取代，但它在某些疾病如脑中线控测、[[浆膜]]腔[[积液]]的[[穿刺]]定位、[[肝脏]][[脓肿]]的穿刺[[引流]]定位等的诊断中仍有实用价值。

===B型超声诊断仪===

是目前临床应用最普遍的超声诊断仪。是在A型超声诊断仪的基础上发展起来的，其工作原理与A型有许多相同之处，如采用脉冲回声技术等。不同之处主要有三点：①B型将A型的幅度调制显示改为辉度(brightness)调制显示，它将放大后的回声脉冲电信号送到显示器的阴极上，使显示的亮度随着回声信号的大小而变化。②B型为单晶片或多晶片，采用扫描技术，产生若干条超声信息线，以构成一幅二维切面图像。③医生根据切面图像的特征，如图像形态、灰度、组织结构、边界回声、回声总体分布、脏器后方情况及周围组织表现等作出综合判断。 B型[[扇扫]]图像用于心脏疾病诊断时，得到一幅实时的运动的心脏切面图像，即二维[[超声心动图]]。B型超声诊断仪在临床应用范围广泛，几乎涉及到临床所有学科，用于肝、脾、胆、胰、胃肠、肾、[[肾上腺]]、[[膀胱]]、[[前列腺]]、女性生殖系统、腹腔和[[腹膜后肿瘤]]等腹部脏器疾病的诊断；[[颅脑]]、眼及[[眼眶]]、颌面、颈部、[[甲状腺]]、[[咽喉]]、[[乳腺]]、[[纵隔]]、[[胸膜]]、肺等头、颈、[[胸部]]疾病的诊断；[[先天性心脏病]]、[[风湿性心脏病]]、[[冠状动脉硬化性心脏病]]、[[心肌病]]，[[血管病]]等[[心血管疾病]]的诊断。

===M型超声诊断仪===

是在A型的基础上改造而成的一种用于诊断活动器官的超声诊断仪。用单晶片探头，回声以辉度调制显示。M型显示中，横轴代表时间，纵轴代表组织活动的幅度，于是得到了组织运动随时间展开的曲线(motion-time curve)，又称 M型超声心动图。M型超声诊断仪根据不同探查部位的波群特征对心脏疾病作诊断，60年代开始应用于临床，70年代初在临床普及，对各种心脏疾病尤其是[[瓣膜]]病具有重要的临床诊断价值。在二维超声心动图广泛普及的今天，它仍在临床应用中起重要作用。

===D型超声诊断仪===

是各种超声多普勒诊断仪的总称，都利用多普勒效应(Doppler effect)，对运动脏器和血流进行探测。目前有[[连续波多普勒]]、脉冲波[[多普勒]]和[[彩色多普勒血流显像]]仪3种。

当声源和接收器之间发生相对运动时，接收器接收到的声音频率与声源发射频率之间存在一个频率的偏移，简称频移，这种现象称为多普勒效应。

① 连续波多普勒。是一种最简单的超声多普勒诊断仪，它早在50年代就已问世并在临床应用。仪器简单，使用方便、价格便宜。由于它发射的是连续波超声，因此只能接收声束通道上多种血流的混合信号，不能对血流作定点检测，这一缺点极大地限制了它的临床使用范围。主要应用于胎心监护和浅表[[血管]]测量。但连续波多普勒仪的速度[[分辨力]]强，在对多普勒血流信号作频谱分析和频谱显示时，显示频谱的高度不受血流速度的限制。因此，目前在对血流作定量测定时，常用它测量狭窄瓣口的高速血流。

② 脉冲波多普勒。于60年代末问世，70年代末在临床广泛应用，目前已是临床使用最普遍的心血管疾病检测手段。发射的是脉冲波，采用距离选通接收器，可获得[[心血管]]内部任意一点的回声信息，经过快速傅里叶变换(FFT)处理后，以频谱形式显示（图6）。频谱横轴代表时间，纵轴代表频移（即血流速度），它实时记录了[[心动周期]]内流过取样容积的血流的速度分布，故又称为[[脉冲多普勒超声心动图]]。频谱为临床提供许多有用的血流动力学资料，如血流速度、血流流向、血流流动性质、射血时间、血流加速度和减速度等，根据频谱所提供的资料可对各种心血管疾病作出诊断。脉冲多普勒仪总是与 B型显像仪结合在一起，这称为双功显像仪，两者结合使用，可进一步提高诊断准确率。脉冲多普勒的主要缺点是不能测量高速血流，当流速较快，多普勒频移超过奈奎斯特极限频率时，频谱将出现混叠，因此不能用于高速血流的定量分析。此外，它测定的是一个点的血流，难以判别血流的空间分布。

③ 彩色多普勒血流显像仪(CDFI)。是80年代中期发展起来的最新型的超声多普勒诊断仪。最大特点在于：探头在扫描时，不断从每条声束线的多个水平提取多普勒频移信息，经过彩色编码处理，在显示器上显示二维彩色多普勒血流图像。因此，它可实时显示血流信号的空间信息，对于奇异方向和多个部位的血流异常具有独特的诊断能力。进行彩色多普勒血流显像检查时，借助二维超声图像可观察心脏[[解剖]]结构，了解腔室大小，血管走向，瓣膜形态及连续关系等，通过彩色多普勒图像可观察心内血流的方向、速度、有无返流与分流等，两者互相结合，图像直观，检查快速易行，结果比较可靠，其准确率甚至可高于心导管检查。其主要缺点也是不能测量高速血流，当流速较快、多普勒频移超过奈奎斯特极限频率时将出现混叠，此时，显示的血流彩色失真，给定量诊断带来困难。

除上述四种超声诊断仪外，还有超声电子计算机体层成像、超声[[显微镜]]和超声全息照像等多种新的超声成像设备正在研制或发展过程中，但目前均未在临床正式投入试用。
[[分类:诊断学]]
==参看==
*[[物理诊断学/超声诊断]]
[[分类:医学视频]]

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	电子动态聚焦较好地解决了长轴方向上波束集中的问题，但短轴方向上的声束宽度仍不能根本改善。为此，发展了环阵探头技术。环阵探头的晶片是由多个同心圆环组成，它的声束呈柱状，长轴和短轴方向宽度均相同。对环阵探头作电子动态聚焦时，不仅聚焦区长，可在探查区域实现全程聚焦，而且可在每个方向上最大限度地压缩超声波束的宽度，从而获得最佳的图像分辨率。		电子动态聚焦较好地解决了长轴方向上波束集中的问题，但短轴方向上的声束宽度仍不能根本改善。为此，发展了环阵探头技术。环阵探头的晶片是由多个同心圆环组成，它的声束呈柱状，长轴和短轴方向宽度均相同。对环阵探头作电子动态聚焦时，不仅聚焦区长，可在探查区域实现全程聚焦，而且可在每个方向上最大限度地压缩超声波束的宽度，从而获得最佳的图像分辨率。

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 == 视频：超声诊断学 ==
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 ==超声诊断仪分类==

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