【正文】 t 當(dāng)流體勻速流動(dòng)時(shí)，流率等于管腔橫截面積與流速的乘積。VI 即流率等于橫截面積和瞬時(shí)流速的乘積。 當(dāng)流體流動(dòng)時(shí)，由于粘性作用，流體各處的速度出現(xiàn)差異。 層流狀滑落各流層之間形成速度梯度，不同速度的流層之間相互制約，流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生內(nèi)磨擦力的這種性質(zhì)，稱為流體的粘性。 其分布規(guī)律由泊肅順方程 。 4η L 在血管壁 r=R處 ， 速度為零 ， 血管腔橫斷面積上的平均流速為 ： P1 P2 V = R2 8η L 加速度 ： 在動(dòng)脈系統(tǒng)中 ， 由于心臟的收縮 ， 血流在收縮早期產(chǎn)生加速度 ， 在收縮晚期產(chǎn) 生減速度 。 當(dāng)血流 加速時(shí) ， 流體的驅(qū)動(dòng)動(dòng)壓差逐漸增大 ， 粘性磨擦力的作用不斷減弱 ， 邊界層越來(lái)越薄 ， 出現(xiàn)平坦化的流速分布；當(dāng)血流減速時(shí) ， 流體的驅(qū)動(dòng)壓差逐漸減小 ， 粘性磨擦力的作用不斷增強(qiáng) ， 邊界層越來(lái)越厚 ， 近管壁處甚至出現(xiàn)逆向血流 ， 出現(xiàn)尖峰狀的流速分布 。 在動(dòng)脈系統(tǒng)中 ， 血流的加速度對(duì)流速分布的形成 起著主要作用 。 在周圍動(dòng)脈血管中 ， 舒張期流速分布近似于拋物線形 。 當(dāng)血液流經(jīng)的橫截面積突然縮小或手?jǐn)U大時(shí) ， 血流速度剖面產(chǎn)生相應(yīng)的變化 。 由于通過(guò)管腔的流量不變 ， 面積的縮小必然導(dǎo)致流速的增加 ， 血流獲行較大的動(dòng)能 。 這種現(xiàn)象稱為人口效應(yīng) 。 由于通過(guò)管腔的流量不變 ， 面積的擴(kuò)大必然導(dǎo)致流速的減低 。 如果血流擴(kuò)散程度較大 ， 將造成血流與管壁的分離 ，從而導(dǎo)致渦流 。向心力的方向由管腔的外側(cè)緣指向內(nèi)側(cè)緣 ， 這一向心力由一大小相同但方向相反的壓差所平衡 ， 結(jié)果導(dǎo)致外側(cè)緣的流速低于內(nèi)側(cè)緣；當(dāng)血流沿彎曲管道繼續(xù)流動(dòng)時(shí) ， 由于粘性磨擦力的作用 ， 靠近管壁的流速逐漸降低 ， 而管腔中心的流速逐漸升高； 血流繞過(guò)彎曲的血管后 ， 由于流速較高的中心血流已具有較大的離心慣性 ， 相對(duì)不彎曲管道的影響 ， 因此向管腔的外側(cè)緣移動(dòng) ， 迫使原位于管腔外側(cè)緣的流速較低的血流移向內(nèi)側(cè)緣 ， 導(dǎo)致管腔外側(cè)緣的流速高于內(nèi)側(cè)緣 ， 導(dǎo)致管腔外側(cè)緣的流速高于內(nèi)側(cè)緣 。 湍流流動(dòng) ： 當(dāng)血流在血管中流動(dòng)遇到阻塞時(shí) ，障礙物對(duì)流體產(chǎn)生加速和瀑亂的旋渦噴射 ， 血流運(yùn)動(dòng)變化反復(fù)無(wú)常 ， 這便形成湍流 。 此時(shí)壓差和流率之間不遵循泊肅葉流體定律 。 當(dāng)血流經(jīng)過(guò)窄孔時(shí) ， 血流分布可分為射流區(qū) 、 湍流區(qū) 、 射流旁區(qū) 、 邊界層和再層流化區(qū)等幾部分 。 1） 流體能量 ：理想流體在流管中作穩(wěn)定流動(dòng)時(shí) ， 其流體能量為單位體積的壓強(qiáng) P、 動(dòng)能 1/2ρ v2和勢(shì)能 ρ gh之和為一常數(shù) ， 他們之間可以互相轉(zhuǎn)換 。 2） 狹窄處血流動(dòng)力學(xué) ：在狹窄口兩端的壓力階差 ， 可用簡(jiǎn)化的柏努利方程來(lái)測(cè)算 。 Δ P=4V2 2 即為簡(jiǎn)化的柏努利公式 簡(jiǎn)化柏努利方程不僅用于計(jì)算狹窄口的壓差 ， 還用于解釋動(dòng)態(tài)壓強(qiáng)對(duì)于血流梗阻的影響；紅細(xì)胞的軸向集中；彎曲血管中的流速分布 。 為了向人發(fā)射超聲波 ， 并將經(jīng)組織界面反射回來(lái)的信息轉(zhuǎn)換為圖象信號(hào) ， 能完成這功能的器件就是超聲換能器 。 產(chǎn)生超聲波是晶體的逆壓電效應(yīng) ， 或泛稱為壓電效應(yīng) 。 特點(diǎn)比較 電子探頭 機(jī)械探頭 噪聲小 、 無(wú)震動(dòng) 噪聲大 、 有震動(dòng) 電子扇掃體積小 體積較大 適用于腹部 適用于心臟 繼續(xù)發(fā)展 停止發(fā)展 三、探頭頻率與振子 單頻探頭： 探頭的標(biāo)稱頻率（如），為發(fā)射時(shí)振幅最強(qiáng)的頻率 。 變頻探頭： 通過(guò)面板控制，對(duì)同一探頭可選擇 2—— 3種頻率 （如 . ） ——探頭頻率可變。 四 、 高頻探頭： 當(dāng)頻率在 40MHz——100MHz范圍時(shí) ，稱之為高頻超聲探頭 ， 主要用于 皮膚成像 ， 冠狀動(dòng)脈內(nèi)成像及眼部成像 ，如：超聲生物顯微鏡 。 探頭的壓電振子保護(hù)層，振子引線，吸聲層，探頭及接插機(jī)構(gòu)等是探頭質(zhì)量的重要因素。振子數(shù)可用一定方法測(cè)得。 振子數(shù)多 （ 包括 12 25 51 1024振子及通道 ） 理論上成像質(zhì)量越好 ， 高密集探頭使聲束掃描線密度高 ， 多方向同時(shí)接收回聲信號(hào) ， 不需要進(jìn)行插補(bǔ)處理 ， 圖像細(xì)膩 ， 分辯力好 。 第二節(jié) 實(shí)時(shí)超聲顯像原理 一 、 超聲診斷儀器類型 A型：顯示單超聲束界面回聲幅度 ， 稱為振幅調(diào)制型 ，以脈沖波的振幅來(lái)顯示回聲的強(qiáng)弱 。 M型： M型是一種單超聲束超聲心動(dòng)圖 ， 顯示心臟各層次的運(yùn)動(dòng)回聲曲線 ， 也是一種亮度調(diào)制型 。 由此形成聲束掃描 。 三 、 電子扇形掃描 電子扇形掃描是利用雷達(dá)天線相控陣掃描原理以實(shí)現(xiàn)人體超聲成像 電子扇形掃描角度為 80~90度 ， 最大深度為 20cm。 但由于機(jī)械磨損 ， 噪聲均隨使用時(shí)間長(zhǎng)而增大 ， 壽命不及電子探頭 。 一 、 發(fā)射 /接收 、 電子聚焦 。 一定數(shù)目的換能器振子按一定規(guī)律的組合發(fā)射 /接收 ， 進(jìn)行順序掃描 。 這一感應(yīng)電壓被放大 、 對(duì)數(shù)壓縮和檢波 ， 然后這些檢波信號(hào)傳送到數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換部件 。 采用動(dòng)態(tài)聚焦 ， 三個(gè)焦點(diǎn)在深度方向上可設(shè)計(jì)確定 。 數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器是借助數(shù)字電路技術(shù)和存儲(chǔ)媒介 ， 把以不同掃描方式所獲得的超聲圖像信息 ， 通過(guò)數(shù)控 IC存貯器存入超聲信息 ，然后變成標(biāo)準(zhǔn)的電視掃描制式進(jìn)行圖像文字顯示 。 DSC主體是 IC圖像存貯器 ， 圖像具有 1 64級(jí)灰階或 256級(jí)灰階 。 DSC的另一作用可以使回聲數(shù)據(jù)存入存貯器后進(jìn)行圖像插補(bǔ)處理 ， 以增加信息密度 ， 提高圖像的清晰度 。 ① 像素 （ 像點(diǎn) 、 像元 ） 。 ② 圖像 （ Imaging） 。 圖像中像素愈多 ， 其空間分辨率愈高 。 圖像中像素的亮度等級(jí) ， 由黑到白可分為 256級(jí)灰階 ， 但人眼一般只能分辨出 16級(jí)左右灰階 。 灰階級(jí)數(shù)愈多 ， 其圖像對(duì)比分辨率愈好 。 ④ 存貯容量 （ Memory Capacity） 。 如圖像按 N行 （ Row） 、 M列 （ Column） 排列 ，則行與列的交點(diǎn)就構(gòu)成了一個(gè)像素 。 N、 M一般表示為 2的整倍數(shù) 。 灰階級(jí)數(shù) G=2m為存貯位數(shù)即比特 （ bit） 。所以當(dāng) m=4時(shí) ， 則 G=16； m=5時(shí) ， 則 G=32； m=6時(shí) ， 則 G=64； m=7時(shí) ， 則G=128； m=8時(shí) ， 則 G=256。 ⑤ 標(biāo)準(zhǔn)電視制式 。 其一 ， 是 NTSC制式 ， 規(guī)格是掃描 525行 ， 60場(chǎng) /30幀 （ 隔行掃描 ） ，美國(guó) 、 日本 、 西歐一些國(guó)家采用；其二 ， 是PAL制式 ， 規(guī)格是掃描 625行 ， 50場(chǎng) /25幀 （ 隔行掃描 ） ， 我國(guó)采用的就是這種 PAL。 ⑥ 二維圖像分辨力 。 在一確定的圖像顯示區(qū)域 ， 其像素越多 ， 圖像信息越密集 ， 其空間分辨力愈好 （ 如 512 512， 512 256像素 ） 。 縱向半波長(zhǎng)度越短 （ 超聲頻率越高 ） 其縱向分辨力愈好；橫向聲 束 （ 長(zhǎng)軸 、 短軸或直徑 ） 越窄越細(xì) ， 其橫向分辨力愈好 。 常用的 64級(jí)灰階 、 12 256級(jí)灰階 。 第四節(jié) 超聲波束處理技術(shù) 一 、 聲束聚焦及處理 凹面晶體 聲學(xué)透鏡 可變孔徑 動(dòng)態(tài)變跡 二 、 模擬聲束聚焦 電子聚焦 動(dòng)態(tài)電子聚焦 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦 跟蹤鏡聚焦 三 、 數(shù)字聲束聚焦 第六節(jié) “ 彩超 ” 的正確調(diào)節(jié)使用 一 、 “ 彩超 ” 功能選擇 在進(jìn)行超聲顯像檢查時(shí) ， 必需掌握基本方法 ， 即： 熟悉儀器性能 ， 掌握基本手法； 全面正確分析 、 描述 、 并參考其他檢查結(jié)果； 臨床思維 ， 提出臨床檢查結(jié)論 。 二 、 調(diào)節(jié)要領(lǐng)： 彩色多普勒基本操作： 調(diào)節(jié)濾波：高速血流用高通濾波 ， 低速血流用通濾波 。 取樣容積選擇：使其與血管腔相宜 。 受試者的體位：進(jìn)行心臟超聲檢查常規(guī)用的體位為左側(cè)臥位 30度或平臥位 若為了提高彩色血流顯示的敏感度 ， 去增加超聲輸出功率 ，增加顯示閾值等是不可行 ， 而應(yīng)該加大彩色彩色血流增益 ，增加彩色血流的掃描密度 ， 調(diào)節(jié)濾波及速度范圍 ， 調(diào)節(jié)脈沖重復(fù)頻率 （ PRF） ， 與彩色的平衡顯示 。 正確把握彩色顯示角度 ， 深度及 PRF的關(guān)系 ， 避免“ 彩超 ” 及 PW的局限性 ， 發(fā)揮其長(zhǎng)處 ， 使檢測(cè)血流信息滿足診斷要求 。 黑白圖像使用高頻 ， 彩色圖像使用低頻 ， 可使復(fù)合而成的圖像能獲得高分辨力 ， 又能提高彩色血流的檢出敏感度 。 彩超中的組織定征技術(shù) ， 可以間接分析組織結(jié)構(gòu) ， 大致的組織病變鑒別 。 對(duì)彩超儀器來(lái)講 ， 通電開機(jī)后 ， 計(jì)算機(jī)容量越大 ，內(nèi)置功能越多 ， 啟動(dòng)時(shí)間相對(duì)越長(zhǎng) 。 雖然非數(shù)字彩超與數(shù)字化彩超 ， 在技術(shù)性能上有差異 ， 非數(shù)字化彩超在臨床應(yīng)用中效果也很好 。 彩超安全性標(biāo)準(zhǔn)是聲功率輸出在最大限定值內(nèi) ， 在不增加聲功率輸出前提下 ， 檢測(cè)彩色血流的動(dòng)態(tài)范圍大 （ 從低速到高速 ）則性能好 。 判斷彩超儀器的優(yōu)劣不能簡(jiǎn)單地以產(chǎn)地 、 國(guó)家來(lái)分 ， 各種品牌的彩超在技術(shù)上各有千秋 ， 也不能以價(jià)位高低 ， 新名詞的多少而論 ， 要具體分析其性能 ， 功能 /價(jià)格比 ， 售后服務(wù) ， 技術(shù)先進(jìn)性及發(fā)展等；在購(gòu)買彩超時(shí)應(yīng)根據(jù)使用目的在專業(yè)人員參與下進(jìn)行實(shí)際臨床應(yīng)用考查再作抉擇 。 在專業(yè)技術(shù)員參與下 ， 可拆開側(cè)盒板 ， 拔除電路板進(jìn)行除塵工作 。 可在保修期盡量增加使用率 。 第四章 幾項(xiàng)新技術(shù)新發(fā)展的臨床應(yīng)用 第一節(jié) 全數(shù)字化彩超與數(shù)字模擬混合超聲概念、特點(diǎn) 利用信號(hào)處理技術(shù) ， 如數(shù)字聲束行成 ， 相位矯正 ， 二維陣面聚焦等技術(shù)獲得優(yōu)質(zhì)圖像；采用多通道 ， 多波束 ， 多頻技術(shù)提高圖像幀速率 、分辨力及抑制旁瓣 。 （ 2） 由模擬延遲線迭加聚焦變?yōu)闀r(shí)間型迭加聚焦 ， 準(zhǔn)確性提 高 ， 不隨距離失真 ， 并減弱旁瓣效應(yīng) 。 （ 4） 數(shù)字延時(shí)效果：快速 、 準(zhǔn)確 、 大量 。 發(fā)射聲波；改變陣孔徑上各陣元的激勱電壓； 接收聲波：改變各陣元信號(hào)相加前的加權(quán)系數(shù) 。 四 、 多參數(shù)接收 ， 同步高速處理 人體聲束特性的差別通過(guò)高速接收信號(hào)參數(shù)的高速運(yùn)算處理 ， 提取多普勒頻譜參數(shù) 及二維圖像的全部重要參數(shù) ， 可提高彩色多普勒?qǐng)D像的靈敏度 、 多普勒頻譜及 B型圖像的分辨力 。 實(shí)時(shí)觀察整個(gè)跳動(dòng)的心臟 。 該技術(shù)的發(fā)明者之一美國(guó)北卡羅來(lái)納州杜克大學(xué)新興心血管技術(shù)工程研究中心奧拉夫 拉姆先生 。發(fā)射高頻超聲波 ， 超聲波同時(shí)覆蓋所研究 （ 探查 ） 的整個(gè)容積 ， 另外數(shù)百個(gè)沙粒大小的陶瓷晶體接收反射回聲 。 同時(shí)利用先進(jìn)的微電子線路將回聲信息轉(zhuǎn)換 、加工為實(shí)時(shí)數(shù)字化圖像 。 就如在人體開一小窗口 ， 觀察人體內(nèi)臟器官的實(shí)際形態(tài)及運(yùn)動(dòng)情況 。 存儲(chǔ)所有的圖像 、 隨時(shí)觀看 、分析 、 教學(xué)演示 。 二 、 三維重建超聲圖像 觀察非活動(dòng)贓器的靜態(tài)三維超聲圖象一所重建圖像無(wú)時(shí)相之分 。 圖象重建步驟： (l)三維超聲回聲信息的提取 。 (3)顯示有立體感的圖像 。 所采集接收到的回聲圖象信息均被數(shù)字化存儲(chǔ)到有大容量高速計(jì)算機(jī)中 。 (3)顯示有立體感的圖象 消除隱線 、 隱面 立體視角特征 彩色表達(dá) α 、 β 、 γ 方向調(diào)節(jié) 。 計(jì)算機(jī)化超聲成像的趨勢(shì)將越來(lái)越深入和廣泛用于臨床 三 、 三維超聲成像的臨床應(yīng)用 (l)動(dòng)態(tài)三維超聲心動(dòng)圖一觀察整個(gè)心臟立體形態(tài)與活動(dòng)情況 ， 提供心臟解剖 、 病理和心功能方面的空間信息 a)診斷與鑒別先天性心臟病 ， 確定復(fù)雜畸形 。 c)顯示辨膜口的整體結(jié)構(gòu) ， 對(duì)瓣膜診斷有重要意義 。 e)對(duì)圖象進(jìn)行多方位切割 ， 顯示感興趣區(qū)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)層次與形態(tài) 。 實(shí)現(xiàn)與其他信息系統(tǒng)的兼容與交換