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。