B超原理简介
超声波具有以下特点： 1.由于超声波频率高、波长短,他可以像光那样沿直线传播,使得我们有可能向某已确定方向上发射超声波,2.声波是纵波,可以顺利地在人体组织里传播。3. 超声波遇到不同的介质交接面时会产生反射波,这些特点构成了今天超声仪器在医学领域广泛应用的基础。
B超成像的基本原理就是：向人体发射一组超声波,按一定的方向进行扫描。根据监测其回声的延迟时间,强弱就可以判断脏器的距离及性质。经过电子电路和计算机的处理, 形成了我们今天的B超图像。B超的关键部件就是我们所说的超声探头 (probe),其内部有一组超声换能器,是由一组具有压电效应的特殊晶体制成。这种压电晶体具有特殊的性质,就是在晶体特定方向上加上电压,晶体会发生形变,反过来当晶体发生形变时,对应方向上就会产生电压,实现了电信号与超声波的转换。
一般的B超工作过程为： 当探头获得激励脉冲后发射超声波, （同时探头受聚焦延迟电路控制,实现声波的声学聚焦。） 然后经过一段时间延迟后再由探头接受反射回的回声信号,探头接收回来的回声信号经过滤波,对数放大等信号处理。然后由DSC电路进行数字变换形成数字信号,在CPU控制下进一步进行图像处理, 再同图表形成电路和测量电路一起合成视频信号送给显示器形成我们所熟悉的B超图像,也称二维黑白超声图像。
以上我们谈到了黑白B超,再让我们谈谈彩色B超,即”彩超”。其实彩超并不是看到了人体组织的真正的颜色,而是在黑白B超图像基础上加上以多普勒效应原理为基础的伪彩而形成的。那么何谓多普勒效应呢,当我们站在火车站台上听有远处开来的火车笛叫声会比远离我们的火车笛叫声音调要高,也就是说对于静止的观测者来说,向着观测者运动物体发出的声波频率会升高,相反频率会降低,这就是着名的多普勒效应。现代医用超声就是利用了这一效应,当超声波碰到流向远离探头液体时回声频率会降低,流向探头的液体会使探头接收的回声信号频率升高。利用计算机伪彩技术加以描述,使我们能判定超声图像中流动液体的方向及流速的大小和性质,并将此叠加在二维黑白超声图像上,形成了我们今天见到的彩超图像。
第一节 超声成像基本原理简介
一．一. 二维声像图（two dimensional
ultrasonograph, 2D USG）
现代超声诊断仪均用回声原理 （图1-1-1、图1-1-2、图1-1-3、图1-1-4），由仪器的探头向人体发射一束超声进入体内，并进行线形、扇形或其他形式的扫描，遇到不同声阻抗的二种组织（tissue） 的交界面（界面，interface），即有超声反射回来，由探头接收后，经过信号放大和信息处理，显示于屏幕上，形成一幅人体的断层图像，称为声像图（sonograph）或超声图（ultrasonograph），供临床诊断用。连续多幅声像图在屏幕上显示，便可观察到动态的器官活动。由于体内器官组织界面的深浅不同，使其回声被接收到的时间有先有后，借此可测知该界面的深度，测得脏器表面的深度和背面的深度，也就测得了脏器的厚度。
回声反射（reflection）的强弱由界面两侧介质的声阻抗（acoustic
impedance）差决定。声阻抗相差甚大的两种组织（即介质，medium），相邻构成的界面，反射率甚大，几乎可把超声的能量全部反射回来，不再向深部透射。例如空气— 软组织界面和骨骼 — 软组织界面，可阻挡超声向深层穿透。反之，声阻抗相差较小的两种介质相邻构成的界面，反射率较小，超声在界面上一小部分被反射，大部分透射到人体的深层，并在每一层界面上随该界面的反射率大小，有不同能量的超声反射回来，供仪器接收、显示。均匀的介质中不存在界面，没有超声反射，仪器接收不到该处的回声，例如胆汁和尿液中就没有回声，声像图上出现无回声的区域，在排除声影和其他种种原因的回声失落后，就应认为是液性区。
界面两侧介质的声阻抗相差0.1%，即有超声反射，声阻抗为密度和声速的乘积，所以在病理状态下，超声检查是一种极为灵敏的诊断方法。
超声成像（ultrasonic imaging）还与组织的声衰减（acoustic
超声的工作原理
超声的工作原理是利用声波在介质中传播和反射的特性来实现成像和检测的目的。具体来说，超声成像的工作原理如下：
1. 发射：超声成像设备通过压电式或磁致伸缩式的超声探头发射高频声波，通常在2-20MHz范围内。
2. 传播：发射出的声波穿过体内组织，逐渐传播，其中部分能量会被组织吸收，而部分能量会继续传播。
3. 反射：当声波遇到不同的组织边界或密度不同的病变部位时，会部分反射回探头。
4. 接收：超声探头同时充当发射器和接收器的角色，接收到反射回来的声波信号。
5. 转换：接收到的声波信号经过探头内的压电材料转化为电信号。
6. 处理：超声成像设备对接收到的电信号进行处理，包括放大、滤波、编码等，以便于后续的成像。
7. 显示：处理后的信号通过显像系统转化为图像，并在显示器上进行显示。
通过以上步骤，超声成像设备可以生成人体内部组织的实时图像，以便医生对疾病进行诊断和监测。同时，超声还可以用来测量血流速度、评估心脏功能等。
超声灰阶的名词解释
超声灰阶是超声声波图像中的一个重要概念，用来描述图像中某一区域的亮度级别。这一概念在医学超声诊断中被广泛应用，能够帮助医生分析和判断组织结构及病变情况。本文将对超声灰阶进行解释与阐述。
1. 超声波成像原理
超声波成像是利用超声波在组织中的传播特性进行成像的一种非侵入性检查方法。通过超声探头向人体放射高频声波，经过组织的反射和传播，再由探头接收反射回来的超声波信号。计算机将接收到的信号转化为灰阶图像，以显示不同组织的形态、结构和性质，从而进行疾病诊断。
2. 超声灰阶的含义
超声图像是由一系列灰度值组成，每个灰度值对应一个像素点的亮度。超声灰阶是指这些灰度值按照一定规则映射到不同亮度级别上的过程。不同的亮度级别反映了组织的声学特性，如反射和吸收等。
3. 超声灰阶的数值
超声图像一般由256个灰度级别组成，取值范围从0到255。其中，0表示最暗，255表示最亮。不同的亮度级别与信号的强度以及组织的声学特性有关。通过调整灰阶的数值分布，可以突出显示某些组织的特征，从而为疾病的诊断提供更多信息。
4. 超声灰阶的应用
超声灰阶在医学超声诊断中有着重要的应用价值。医生通过观察超声图像的灰阶分布，可以判断不同组织的超声反射情况。一般来说，正常组织的声音反射较强，呈现较亮的灰阶；而异常组织（如囊肿或肿瘤）的反射较弱，呈现较暗的灰阶。因此，超声灰阶能够帮助医生识别肿瘤、炎症、囊肿等疾病，并进行进一步的定性与定量分析。
5. 超声灰阶的优势与不足
相比于其他成像技术，超声灰阶的优势在于其无创性和实时性。它避免了对人体的放射性辐射，同时具备快速获取和动态显示的特点。然而，超声灰阶的不足之处在于其空间分辨率相对较低，对微小病灶的检测和识别有一定的限制。
6. 超声灰阶与临床应用
超声灰阶在不同临床场景中有着广泛的应用。例如，在妇产科领域，超声灰阶可用于检测妊娠情况、观察胎儿发育及胎盘情况；在肾脏病学中，超声灰阶可用于评估肾脏肿瘤、肾结石及肾血流情况；在乳腺疾病检测中，超声灰阶有助于分析乳腺良恶性肿瘤等。通过灵活运用超声灰阶分析技术，医生能够更加准确地判断病情，指导治疗方案的制定。
