【正文】 圖像的平面特點(diǎn)，而且要注意描述病灶的立體形態(tài)，一般不直接作出具體的病理診斷的結(jié)論。 e) 一些征象的描述 ： 形象化地把某些病變的回聲圖像特征命名為某征。 “靶環(huán)征”、“駝峰征”、“平行管征”、“雙筒掄征”、“蝌蚪尾征”等。 第四節(jié)、超聲生物效應(yīng) 一 、 超 聲 聲 強(qiáng) 概 念 ： 對超聲診斷設(shè)備的超聲輻射 ， 針對人體不同部位 ， 規(guī)定了限定值 人體不同部位超聲強(qiáng)度的限定值 FDA（ 美國食品藥品局 ） 規(guī)定 Isppa (W/cm2) Ispta (mw/cm2) Im (w/cm2) 心臟 190 430 310 脈管 190 720 310 眼部 28 17 50 胎兒 190 94 310 Isppa： 空間峰值脈沖平均聲強(qiáng) Ispta： 空間峰值時(shí)間平均聲強(qiáng) Im： 最大聲強(qiáng)度 Iob： 真實(shí)聲束聲強(qiáng) 國際電工委員會(huì)： IEC 115792規(guī)定 Iob 20 mw / cm2 胎兒 Ispta 100 mw / cm2 超出這些規(guī)定值應(yīng)公布其聲強(qiáng)輸出 ， 超聲強(qiáng)度超出規(guī)定 ,將造成若干生物效應(yīng) ，如：育齡婦女早熟排卵 ， 受孕率下降 ， 胎兒體重減輕 ， 產(chǎn)后兒童發(fā)育遲緩等 。 名稱 限定值 部位 二 、 超聲對生物體影響的作用原理 空化作用：在液體中產(chǎn)生強(qiáng)超聲時(shí) ， 會(huì)出現(xiàn)一種類似霧狀的氣泡 ， 就如輪船推進(jìn)器在產(chǎn)生推動(dòng)力的同時(shí)會(huì)濺出氣泡那樣 ， 這就是空化作用 。 生物組織由于超聲空化作用而產(chǎn)生不能復(fù)原的破壞性形變 ， 以至使細(xì)胞壞死和整個(gè)生物組織壞死 。 熱作用：生物組織在超聲機(jī)械能作用下 ， 由于沾滯吸收 ， 將一部分超聲能轉(zhuǎn)化為熱能 ， 使生物組織的溫度上升 。 超聲的生物作用： ① 超聲對組織器官的影響 在強(qiáng)超聲作用下 ， 將使坐骨神經(jīng) 、 脊髓 、 淋巴細(xì)胞 、 肝組織損傷 。 ② 超聲對細(xì)胞的影響 超聲診斷聲強(qiáng)較強(qiáng)時(shí)對子宮癌 HELA細(xì)胞 ， 人羊膜的 FK細(xì)胞 ， 三個(gè)月胎兒腦組 織的胎生纖維細(xì)胞有影響 。 ③ 超聲對染色體的影響 超聲診斷聲強(qiáng)較強(qiáng)時(shí) ， 對白細(xì)胞 、 淋巴 、 成纖維細(xì)胞有影響 ④ 超聲對精子的影響 強(qiáng)超聲對精子活動(dòng)力及受精卵易發(fā)生危害 。 三 、 超聲診斷的安全因素： 超聲劑量 （ 聲強(qiáng) ） 的限定值 Ispta100 mw / cm2 超聲照射時(shí)間：通常一次超聲 1020分鐘 超聲波形的形態(tài)：脈沖占空比為 ， 1μ s發(fā)射 ， 1ms接受 。 第二章 彩色多普勒基礎(chǔ) 第一節(jié) 多普勒超聲基礎(chǔ) 一 、 多普勒基本概念 多普勒超聲血流檢測技術(shù)主要用于測量血流速度 ， 確定血流方向 ， 確定血流種類：如 ， 層流 、 射流等；獲得速度 、 時(shí)間積分 ， 壓差等有關(guān)血流的參數(shù) 。 多普勒方式表達(dá)血流速度的公式如下： c(177。 fd) V= 2cosQ fo 式中 C為聲速 （ 1540m/s） fo：發(fā)射頻率 （ 已知 ） ⑴ COSQ是血流與聲束夾角的余弦函數(shù) ， 當(dāng)相對固定時(shí) ， 則 fd與流速成正比 ， fd即影響流 速值 V。 ⑵ 當(dāng)多普勒入射角 （ Q） 恒定時(shí) ， 頻移 fd 僅決定于發(fā)射頻率 fo。 對于某一定的 fd， fo越小 ， 則可測的血流速度 V就越大 。 欲測高速血流 ， fo就應(yīng)選擇低頻率的探頭 。 ⑶ 當(dāng)血流速度保持恒定時(shí) ， 如： 100 cm/ s（ 以及恒定的 fo和 C） ， 那影響 fd的參數(shù)只有 COSQ， 即頻移的數(shù)值依賴于入射角的變化 ， 而速度的數(shù)值與入射角無關(guān) 。 Q角改變的一般規(guī)律： a)當(dāng) OOQ900時(shí) ， COSQ為正值 ， 即血流迎超聲探頭而來 ，頻率增加 ， fd為正向頻移 。 b)當(dāng) 900 Q1800時(shí) , COSQ為負(fù)值 ,即血流背離超聲探頭而去 ， 頻衰減低 ， fd為負(fù)向頻移 。 c)當(dāng)時(shí) Q=0或 Q=1800時(shí) , COSQ= 177。 1,即血流與聲束在同一線上相向或背向運(yùn)動(dòng) ， 這時(shí) fd最大 。 d)當(dāng)時(shí) Q=900,COSQ=0時(shí) , 即血流方向與聲束垂直 ， 此時(shí) fd =0， 檢不出多普勒頻移 。 三種多普勒方式 (1)連續(xù)波多普勒 (CW) 采用兩種超聲換能器 ,一個(gè)發(fā)射恒定的超聲波 ,另一個(gè)換能器恒定地接收其反射波 (或后向散射波 ), 沿聲束出現(xiàn)的血流和組織運(yùn)動(dòng)多普勒頻移全部被接受 ,分析 ,顯示出來 。 CW不能提供距離信息 ,即不具有距離選通性 ,不受深度限制 ,能測深部血流 ,無折返現(xiàn)象 ,可測高速血流 。 連續(xù)波多普勒在取樣線上有符號(hào)標(biāo)記 ， 其符號(hào)僅表示波束發(fā)射聲束與接受聲束的焦點(diǎn) ， 或聲束與血流的焦點(diǎn) 。 (2)脈沖波多普勒 (PW)、 采用單個(gè)換能器 ,在很短的脈沖期發(fā)射超聲波 ,而在脈沖間期內(nèi)有一個(gè) ” 可聽期 ” 。 脈沖多普勒具有距離選通能力 ,可設(shè)定取樣容積的尺寸 ,并調(diào)節(jié)其深度 、 位置 ， 利用發(fā)射與反射的間歇接受頻移信號(hào) ， 測值相對準(zhǔn)確 ， 但檢查深部及高速血流受到限制 。 并受脈沖重復(fù)頻率 PRF的影響 ，PRF越高 ， 測量血流速度也越高 。 多普勒頻譜技術(shù)的分析基礎(chǔ)是快速富里葉變 換 FFT。 (3)高重復(fù)頻率脈沖多普勒 HPRF 是在脈沖多普勒基礎(chǔ)上改進(jìn) ， 探頭在發(fā)射一組超聲脈沖波之后 ， 不等采樣部位的回聲信號(hào)反回探頭又發(fā)射出新的超聲脈沖群 ， 這樣在一組聲束方向上 ， 若有一組超聲脈沖向心腔內(nèi)發(fā)射 ， 第二組超聲發(fā)射后 ， 探頭接受的實(shí)際上是來自第一組超聲脈沖的回聲 ， 依次類推 ， 相當(dāng)于 PRF加倍 ，頻移也就增加一倍 ， 擴(kuò)大了血流速度測量范圍 。 二 、 多普勒血流頻譜分析基礎(chǔ) 多普勒血流頻譜分析是給出一種顯示 ， 它的兩個(gè)正交軸分別代表時(shí)間 （ 水平軸 ） 和頻率 （ 垂直軸 ） ， 而相應(yīng)的信號(hào)幅度則用密度或亮度表示 。 為什么要頻譜分析 （ 1） 所有的血紅細(xì)胞速度都不盡相同 ， 在同一時(shí)刻 ， 將產(chǎn)生許多頻移 ， 成為復(fù)雜波； （ 2） 具有相同流速的紅細(xì)胞的數(shù)量也不一樣 ， 產(chǎn)生的振幅信號(hào)強(qiáng)度也不盡一致； （ 3） 又因血流脈動(dòng)的影響 ， 信號(hào)頻率和振幅將隨時(shí)間而變化 。 所以 ， 血流信息是隨空間和時(shí)間而變化的復(fù)雜信息 。 把形成復(fù)雜振動(dòng)的各個(gè)簡單振動(dòng)的頻率和振幅找出來 ， 列成頻譜圖 ，成為頻譜分析 。 在心血管測量中 ， 頻率 （ 頻移 ） 代表血流速度 ， 振幅代表具有該流速的血細(xì)胞的數(shù)目 。 在頻譜圖中 ， 若橫坐標(biāo)代表頻率 ， 縱坐標(biāo)代表振幅 ， 由于頻率與振幅的乘積即頻譜曲 線下的面積等于信號(hào)的功率 ， 這種頻譜圖也稱為功率譜 。 在多普勒超聲血流測量中 ， FFT技術(shù)是頻譜分析的主要方式 。 在頻譜顯示為：速度 /頻率 時(shí)間顯示譜圖中有關(guān)概念： （ 1） 譜圖上 “ 橫軸 ” 代表時(shí)間 （ 時(shí)基 ） ， 即血流持續(xù)時(shí)間 ， 單位為秒；橫軸線也代表零頻移線 ， 在基線上面譜圖為正向頻移 ， 血流朝向探頭；在基線下面則為負(fù)向頻移 ， 血流方向背離探頭 。 （ 2） “ 縱軸 ” 代表速度 （ 頻移 ） 大小 ， 用 KHZ 表示 （ 也可換算成速度 ） ； （ 3） “ 收縮峰 ” 指在心動(dòng)周期內(nèi)達(dá)到收縮峰頻率和峰速的位置； （ 4） “ 舒張期末 ” 將要進(jìn)入下一個(gè)收縮期的最末點(diǎn)； （ 5） “ 窗 ” 為無頻率顯示區(qū)域； （ 6） “ 頻帶寬度 ” 表示頻移在垂直方向上的寬度 ， 即某一瞬間采樣血流中血細(xì)胞速度分布范圍的大小 ， 如速度分布范圍大 ， 頻帶則寬 ， 若速度分布范圍小頻帶窄 。 （ 7） “ 頻帶灰階 ” 即信號(hào)幅度 ， 表示血流速度相同的血細(xì)胞數(shù)目多少 。 三 、 脈沖多普勒局限性 脈沖重復(fù)頻率與最大測量速度 脈沖重復(fù)頻率 PRF 為了正確顯示頻移大小和方向 ， PRF必須大于 fd的兩倍 ， 即 PRF2 fd， 或?qū)懗?fd1/2 PRF, 1/2PRF稱為尼套斯特頻率極限 ， 如果多普勒頻移 （ 或換算為血流速度 ） 超過這一極限 ， 會(huì)產(chǎn)生頻率失真 ， 或頻率混淆 （ 折返 ） 。 所以要測量高速血流 ， PRF必須快 。 脈沖重復(fù)頻率與最大采樣深度 最大采樣深度 dmax=C/2 PRF 如脈沖重復(fù)頻率 （ PRF） 愈高 ， 兩個(gè)脈沖間隔時(shí)間愈短 ， 采樣深度也愈小 ， 反之則采樣深度愈大 。 距離測量與速度測量 最大測量速度 Vmax與最大深度 dmax的關(guān)系為 Vmaxdmax≤ C2/8f0（ 常數(shù) ） 所以 探測深度越深 ， 則可測的速度范圍便越小 ,兩者互相抑約 。 距離分辨力與速度分辨力 距離分辨力好 （ 采樣溶積小 ） ， 則速度分辨力便低 （ 頻帶愈寬 ） ， 反之亦 然 。 —— 速度和距離的測不準(zhǔn)原理 。 第二節(jié) 彩色血流顯像 一 、 彩超發(fā)展歷史與臨床應(yīng)用 1983年 11月 Aloka公司在世界范圍內(nèi)首次推出適用于臨床的彩超 SSD880， 從此 彩色血流顯像技術(shù)實(shí)用化 、 商品化 ， 這是彩色多普勒血流顯像技術(shù)發(fā)展的起始階段 ——首臺(tái)彩色顯像裝置問世 。 1989年以后彩色多普勒血流顯像儀在技術(shù)上 ， 功能上都有了很大的突破 ， 多數(shù)都可達(dá)到全身性應(yīng)用檢查 ， 他們的設(shè)計(jì)原理大致相同 ， 基本上都屬檢測多普勒頻移的范圍 。 這是 彩超技術(shù)發(fā)展的第二階段 —— 改進(jìn)和提高階段 ， 在這段時(shí)間 ，彩超的臨床應(yīng)用得到很大的發(fā)展 ， 成為超聲醫(yī)學(xué)的重要階段 —— 彩色多普勒時(shí)代 。 1990年以來 ， 重要特征是以數(shù)字化技術(shù)為代表 ， 采用了許多與傳統(tǒng)方式不同的信息檢 測及波束形成技術(shù) ， 使彩超的性能有新的突破 ， 圖像質(zhì)量有很大的提高 。這是彩超發(fā)展的第三階段 ——由模擬數(shù)字混合處理到全數(shù)字化處理的發(fā)展階段 —— 即步入數(shù)字化時(shí)代 。 1996年后形成具有綜合圖像形成及處理功能的全數(shù)字一體化工作站的彩色血流現(xiàn)顯設(shè) 備 。 它不僅有極佳的圖像質(zhì)量 ， 同時(shí)有極強(qiáng)的處理功能 ， 并向三維立體顯像方向發(fā)展 。 這就是今日 “ 彩超 ” 的新面貌 。 “ 彩超 ” 的發(fā)展已進(jìn)入第四階段 —— 全數(shù)字化多功能信息化時(shí)代 。 二 、 彩色血流顯像原理 彩色多普勒是使用一種運(yùn)動(dòng)目標(biāo)顯示器 — MTI法 ， 檢測血細(xì)胞的動(dòng)態(tài)信息 ， 并根據(jù)血細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)方向 、 速度 、 分散情況 ， 調(diào)配紅 、 藍(lán) 、 綠三基色 ， 變化其顏色亮度 ， 疊加在二維灰階圖像上的彩色血流圖 。 MTI是彩色血流顯像核心技術(shù)之一 MTI的濾波特性好壞與彩色顯像質(zhì)量直接相關(guān) 。從接受到的回聲中 ， 只分離出血流信號(hào)成分 ， 而濾去非血流信息 （ 心室壁 ， 瓣膜 ） 。 當(dāng)用于 TDI時(shí) ，作用正相反 。 自相關(guān)技術(shù)也是彩超的重要技術(shù)之一。它用于分析血流信號(hào)相位差，并將兩個(gè)相鄰的回聲進(jìn)行復(fù)數(shù)相乘，再經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算。 多普勒信號(hào)屬于隨機(jī)信號(hào)。 隨機(jī)信號(hào)不服從確定的規(guī)律 ， 即便觀察條件相同，各次察結(jié)果也不一樣，根據(jù)過去已得知識(shí)不能準(zhǔn)確預(yù)測其未來。這種信號(hào)的特征只能通過統(tǒng)計(jì)結(jié)果來描述。如對同一位置的采樣線上的某一相同采樣容積所獲得的多普勒信息， 必須用一些統(tǒng)計(jì)量來描述它在不同時(shí)刻的特征的總的結(jié)果，即不同時(shí)刻信號(hào)取值的相互關(guān)系，這就是自相關(guān)函數(shù)。一般用均值，均方，方差和功率譜表征。 為了形成二維彩色血流圖，保證顯像質(zhì)量，每幀圖像應(yīng)有 32條采樣線，每條采樣線有 256個(gè)采樣點(diǎn)或64條采樣線，每條線上 128個(gè)采樣點(diǎn)。 血流分散 分散是表示血流的紊亂情況 （ 顯示紅細(xì)胞速度 ， 方向的分散情況 ） ， 當(dāng)血流為層流時(shí) ， 紅細(xì)胞以基本的恒定速度朝大致一樣的方向移動(dòng) ， 當(dāng)血流處于亂流狀態(tài)時(shí) ， 紅細(xì)胞的移動(dòng)速度 ， 方向皆不相同 ， 這就有必要顯示 “ 分散 ” ， 它正好對應(yīng)于頻