超声成像原理

超声成像原理

超声成像原理高分辨的二维超声和彩色多普勒超声的技术进步是超声诊断

学发展的重要里程碑，尤其是在妇产科的应用，成为无可替代的非侵入性的诊

断工具。近年来四维超声技术的发展和进步，为非侵入性的诊断技术又开辟了一个新的领域。四维超声技术能够克服二维超声空间显像的不足，成为二维超

声技术的重要辅助手段。超声波的概念和基本特性(一)超声波的概念频率在2

万赫兹以上的机械振动波，称为超声波(ultras()nic wave)，简称超声

(ultrasound)。能够传递超声波的物质，称为传声介质，它具有质量和弹性，

包括各种气体、液体和固体；传声介质有均匀的、不均匀的；有各向同性的、各向异性的等。超声波在传声介质中的传播特点是具有明确指向性的束状传播，

这种声波能够成束地发射并用于定向扫查人体组织。(二)超声波的产生医用高

频超声波是由超声诊断仪上的压电换能器产生的，这种换能器又称为探头，能

将电能转换为超声能，发射超声波，同时，它也能接受返回的超声波并把它转

换成电信号。探头具有发射和接受超声两种功能。常用的探头分为线阵型、扇型、凸阵型，探头的类型不同，发射的超声束形状和大小各不相同，而各种探

头根据探查部位的不同破设计成不同的形状。见图l-l-l。(三)超声波的基本

物理量1.频率(f)是指单位时间内质点振动的次数。单位是赫兹(H2)、千赫

(kHz)、兆赫(MH2)。超声的频率在20kHz以上，而医学诊断用超声的频率一般

在兆赫级，称为高频超声波，常用频率范围2~10兆赫。频率越高，波的纵向分辨力越好。周期(T)则是一个完整的波通过某点所需的时间。有f'T=1。2.波长

(入)表示在均匀介质中的单频声波行波振动一个周期时间内所传播的距离，也

就是一个波周期在空间里的长度。波的纵向分辨力的极限是半波长，因此了解

人体软组织中传导的超声波长有助于估计超声波分辨病灶大小的能力。3.声速

(C)是指声波在介质中传播的速度。声速是由弹性介质的特性决定的，不同介质的声速是不同的。人体各种软组织之间声速的差异很小，约5%左右，所以在各

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三维超声成像的原理与应用

作者：王云楠

来源：《科学大众·教师版》2011年第03期

摘 要：由于传统的B型超声成像系统仅能提供人体断面的二维图像，临床医生是凭自己的经验在脑子里重构出人体的三维结构，这就在一定程度上影响了临床诊断的准确性与治疗的有效性，特别是对一些畸形的或病变的脏器，二维图像的诊断更显得欠缺。

关键词：三维超声； 成像原理

中图分类号：R445.1 献标识码：A 文章编号：1006-3315（2011）3-167-001

三维超声是将连续不同平面的二维图像进行计算机处理，得到一个重建的有立体感的图形。而最新发展的真正的实时三维超声，数据采集和显示的速率与标准的二维超声系统相接近，即每秒15～30帧，被称作高速容积显像。技术的进步又推动了临床应用的发展，传统的二维成像就显得不能满足要求了。

一、与传统的二维超声成像相比，三维超声成像具有如下优势

1.图像显示直观

采集了人体结构的三维数据后，医生可通过人——机交互方式实现图像的放大、旋转及剖切，从不同角度观察脏器的切面或整体。这将极大地帮助医生全面了解病情，提高疾病诊断的准确性。

2.精确测量结构参数

心室容积、心内膜面积等是心血管疾病诊断的重要依据。在获得了脏器的三维结构信息后，这些参数的精确测量就有了可靠的依据。

3.准确定位病变组织

三维超声成像可以向医生提供肿瘤(尤其是腹部肝、肾等器官)在体内的空间位置及其三维形态，从而为进行体外超声治疗和超声导向介入性治疗手术提供依据。这将有利于避免在治疗中损伤正常组织。

4.缩短数据采集时间 龙源期刊网

成功的三维超声成像系统在很短时间里就可采集到足够的数据，并存入计算机。医生可以通过计算机存储的图像进行诊断，而不必要在病人身上反复用二维探头扫查。甚至在病人离开医院后，医生们还可以在一起从不同的角度观察病变的组织和脏器。

医学超声知识点总结高中

超声波是指频率超过人耳听觉范围的声波，即频率高于20,000Hz，其中最常用的是2-15MHz的超声波。医学超声术利用超声波进行影像学检查，可检查人体内部的各种组织器官，对疾病诊断和监测治疗效果有着重要的作用。本文将介绍医学超声的知识点总结，包括超声波的产生、传播、接收、成像原理，超声造影剂、常见的超声检查、超声在疾病诊断中的应用等。

一、超声波的产生、传播、接收

1. 超声波的产生

超声波是通过晶体的压电效应产生的。在压电陶瓷内部，当施加电压时，会使其发生机械振动，从而产生超声波。

2. 超声波的传播

超声波可以在介质中传播，其传播速度与介质的密度有关。在人体中，软组织的传播速度约为1540m/s，而骨骼的传播速度约为3300m/s。

3. 超声波的接收

超声波在体内传播时，遇到组织界面时会发生反射、折射、透射等现象。接收后的超声波信号通过超声探头传到超声设备，经过信号处理后形成超声影像。

二、超声成像原理

超声成像原理主要有超声脉冲回波成像、B超成像。

1. 超声脉冲回波成像

超声探头向体内发射超声脉冲，当超声波遇到体内物体界面时，会产生反射回波，超声探头接收回波信号，经过信号处理后形成超声影像。

2. B超成像

B超是利用超声脉冲回波成像原理进行成像，B超图像更能清晰地显示人体内部的组织结构，广泛应用于医学临床。

三、超声造影剂

超声造影剂是通过在体内注射含气体的微小泡沫或固体颗粒，利用超声对其进行成像，以增强超声图像的对比度。超声造影剂主要有气泡型和微囊型，可以用于改善超声检查所见，提高诊断效果。

四、常见的超声检查 常见的超声检查包括B超、彩色多普勒超声和超声造影等。

1. B超

B超主要用于检查腹部、心脏、泌尿系统、甲状腺等器官的形态、结构和大小。

2. 彩色多普勒超声

彩色多普勒超声是通过利用多普勒效应检测并显示血流速度和血流方向，主要用于检测心脏、血管等的血流情况。

b型超声成像原理

B 型超声成像是一种基于超声波的成像技术，它利用超声波在人体组织中的传播和反射来生成图像。B 型超声成像的原理如下：

1. 发射超声波：B

型超声探头产生高频超声波，并将其发送到人体组织中。

2.

超声波传播：超声波在人体组织中传播，遇到不同密度和弹性的组织时，会发生反射和散射。

3. 接收超声波：B

型超声探头接收反射和散射回来的超声波，并将其转换为电信号。

4. 处理电信号：B

型超声设备对接收的电信号进行处理，包括放大、滤波、数字化等，以生成图像。

5. 显示图像：B

型超声设备将处理后的电信号转换为图像，并在屏幕上显示出来。图像中的亮点和暗点表示不同密度和弹性的组织，通过对图像的分析，可以诊断疾病。

B 型超声成像的优点是无创、无辐射、操作简单、成本低，可以用于检查腹部、盆腔、心脏、甲状腺、乳腺等部位的疾病。