以超聲波的什麼成像

1. 超聲成像的圖像特點

1、多次反射：超聲垂直照射到平整的界面而形成聲波在探頭與界面之間來回反射，出現等距離的多條回聲，強度漸次減弱，尤其與薄層氣體所構成的界面上，如肝左葉與胃內氣體之間、膀胱回聲前部分的細小回聲。

2、多次內部混響：超聲在靶內來回反射，形成彗星尾征，如子宮內節育環。

3、切片厚度偽像又稱部分容積效應：因聲束寬度較寬(即超聲切面圖的切片厚度較厚)引起。如膽囊內假膽泥樣圖像。

4、旁瓣偽像：由聲束主瓣外的旁瓣反射造成，在結石和腸氣等強回聲兩側呈現「狗耳」樣或稱「披紗」樣圖像。

5、聲影：由於前方有強反射或聲衰減很大的物質存在，以致在其後方出現聲束不能到達的區域即縱條狀無回聲區稱為聲影區，利用聲影可識別結石、鈣化灶和骨骼等。

6、折射聲影：超聲從低聲速介質進入高聲速介質，在入射角超過臨界角時，產生全反射，以致其後方出現聲影，見於球形結構的兩側後方或器官的兩側邊緣，又稱邊緣聲影。

7、鏡面偽像：超聲束投射到表面平滑的人體強回聲大界面如橫膈面上時，猶如光投射到平面鏡上一樣，產生相似的實、虛兩圖像，如橫膈兩側出現對稱的兩個腫塊回聲。

超聲成像的優點：高精度由於超聲波的能量能夠穿透細微的縫隙和小孔，故可以應用於任何零部件或裝配件的清洗。被清洗件為精密部件或裝配件時，超聲清洗往往成為能滿足其特殊技術要求的唯一的清洗方式；

快速超聲清洗相對常規清洗方法在工件除塵除垢方面要快得多。裝配件無須拆卸即可清洗。超聲清洗可節省勞動力的優點往往使其成為最經濟的清洗方式；一致無論被清洗件是大是小，簡單還是復雜，單件還是批量或在自動流水線上，使用超聲清洗都可以獲得手工清洗無可比擬的均一的清潔度。

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超聲成像的相關介紹：

1、實時線陣超聲診斷儀：適用於一般的腹部檢查，可有多種不同頻率探頭。主要缺點是探頭與人體接觸面較大，檢查時需要大的透聲窗才能使聲束有效地經過檢查目標。

2、實時扇型超聲診斷儀：心臟探查最常用，探頭小，便於肋間掃查，缺點是近場視野小。

3、實時凸陣超聲診斷儀：凸陣探頭具有比扇型探頭近場視野大，又比線陣探頭遠場視野廣的優點。

4、彩色和頻譜多普勒超聲診斷儀：用於探查心血管、各種器官及病變相關血管，外周血管的血流速度、血流量等血流動力學改變。

2. 什麼是超聲波掃描是不是就是CT

這是兩種截然不同的醫學影像成像技術。超聲波是利用頻率大於20000Hz的聲波（多為兆級）在人體內不同器官或組織產生的回聲的差異成像，包括B超，M超，D超，A超，多普勒超聲等；CT是利用射線穿透人體，利用人體不同組織器官對射線的吸收和透過率不同，在精密設備下轉化為灰度差異，通過重建形成圖像，並可以通過計算機修正圖像以便於觀察和比較。兩者成像原理完全不同，各有各的好處和應用范疇。

3. 醫學超聲成像原理

我總結一下醫學超聲成像的原理

超聲波成像需要三個步驟：發射聲波，接受反射聲波，以及信號分析處理得到圖像。

超聲波探頭是通過壓電陶瓷換能器發射超聲波，不同的探頭能夠發射的聲波頻率不同。醫學超聲波頻率一般是2-13MHz，聲波頻率越高，衍射越弱，成像分別率越高；但與此同時，頻率越高，聲波衰減也越快，穿透深度就小。因此，我們在探測心臟的時候，只能用頻率較低的聲波，否則探測的深度不夠，雖然成像效果差一些；而在探測頸動脈、股動脈等表皮下方的血管時，就用頻率高的聲波，成像好清晰許多。實驗中，我們採用的心臟探頭為2-4MHz，血管探頭為10MHz。

接收反射波的依舊是同一個超聲波探頭，壓電陶瓷換能器將聲波信號轉換成電信號，之後電腦上的系統進行信號處理成像。

B型超聲波顯示的是探頭面向的組織切面的二維灰度圖。我們知道確定二維灰度圖上的每個點需要3個信息，橫坐標、縱坐標和灰度。這些是怎麼得到的呢？由於超聲波在人體內接觸到組織會反射，不同的組織聲阻抗不同，根據接收到的回波反射率計算得到聲阻抗，對應於圖上的灰度（如血管壁的組織聲阻抗差不多，在圖像上的灰度就差不多，就能看出來是血管的形狀）。假設探頭是一維的，那麼探頭上每一個探針的位置就對應一個橫坐標。縱坐標是由發射和接收聲波的時間差決定的，假設聲波在人體中傳播速度相同，那麼時間越長表示反射組織的位置越深。最後由得到的灰度圖，可以看到組織輪廓，並可以進行測量，如血管直徑，面積等等。

當然，具體的成像過程遠遠比這個復雜，因為B超是實時的，如何區分發射波、反射波、如何去除噪音，放大信號，信號處理非常復雜，我也不清楚。但以上簡單的描述，已經足夠我們大致了解成像的過程。

多普勒效應我們中學物理都學過，無論是發射者還是接收者相對聲波傳播介質運動，都會引起觀察到的聲波頻率的變化。

利用多普勒效應測量血流速度如下圖，探頭發射聲波的方向和血流方向的夾角為 \theta，發射聲波頻率為 f_0，反射聲波頻率為 f'，多普勒頻率也就是頻移為f_D，聲波在人體組織中傳播速度為c，血流速度為v

則由多普勒頻率可以計算得到血流速度，公式如下

它的推導過程主要就是套兩次多普勒效應公式，發射時認為接收者（血液）相對聲波介質（人體組織）運動，而回收時認為發射者（血液反射聲波）相對介質運動。然後相加項近似兩個頻率不變得到分母的2f_0。

之前做彩超檢查子宮，我就問給我檢查的護士姐姐啥是彩色超聲波，因為我發現無論是檢查結果還是他們的顯示屏都是黑乎乎的，完全不知道彩色在哪裡。

彩超相比於B超，通過多普勒效應測量血流的速度，並在圖像中通過著色來表出來。所以這個彩色並不是直接反應人體組織顏色的，頗令人失望。一般來講，圖像中紅色表示血流方向是迎面而來，而藍色表示血流方向是離你而去。同時，顏色越深表示血流速度越快。

脈沖多普勒的原理不太懂，網上查了一下彩色多普勒和脈沖多普勒的區別，大概是方法不太一樣，也有各自的優缺點。實驗時，我們通過脈沖多普勒得到血流速度的頻譜，也就是血路速度隨時間的變化圖（波形圖），不是人體組織的成像圖。通過測量兩個血流速度脈沖之間的水平距離（時間差），就可以計算得到心率，如果在彩色多普勒圖像（B型超聲圖像也行）測量血管的直徑，進而計算出血管的面積，再乘以血流速度的波形圖一個周期內曲線下方的面積（積分），就可以得到血流量（一分鍾內流過的血流體積）

下圖就是我的頸動脈彩色多普勒成像（上部分），和脈沖多普勒成像（下部分），並且測量了血流速度的峰值、心率（2倍心率）、血管直徑和血流量（VolFlow）等信息

總結起來，醫學超聲儀器的物理原理：用壓電換能器發射和接收超聲波，通過反射率、接收時間、探針位置得到組織輪廓成像，通過多普勒效應測量血流速度。B超成像是二維的灰度圖，反應組織輪廓，彩超是二維灰度圖上加了血流速度的信息，脈沖多普勒得到的是血流速度隨時間的變化波形。

想起來一個有趣的地方，用脈沖多普勒的時候，儀器會發出跳動的聲音，無論是測量血管還是心臟。我不知道這個聲音，是我心跳或者血流脈沖聲音的放大，還是儀器自帶的聲音，配合我心跳的跳動而播放。

一些自問自答 ：

1.血流速度怎麼測量：多普勒效應

2.血流量怎麼得到：血管面積乘以血流速度的積分

3.心率怎麼得到：脈沖多普勒中，兩次血流量最大值的之間間隔為周期

4.心臟容積怎麼得到：描跡自動求面積

5.血管面積怎麼得到：描跡或者測量血管半徑

6.心功能怎麼得到：心收縮和心舒張的左心室心臟容量的比值

7.彩色多普勒和脈沖多普勒的區別：一個是二維成像圖、一個是頻譜

參考資料：

1. 維基網路：醫學超聲檢查

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我寫了幾篇博客來介紹和記錄我們的四級物理實驗： 用醫學超聲儀器研究運動對人體血流分布的影響

① 為什麼在校醫院做大物四級實驗

② 醫學超聲成像原理

③ 運動對血流分布的影響 實驗設計

④ 運動對人體血流分布的影響 實驗結果

4. 超聲波是怎麼成像的

簡單說，通過發射定向超聲波，超聲波接觸物體被反射，通過儀器接收這種反射波，再進行 速率損耗等數據的運算，得到由點到面的反饋數據再由坐標數據構築圖像，從而成像。

5. b 型超聲利用超生的哪些參數成像

b 型超聲卜纖事實上利用超生參數成像：
使用超聲探頭發射超聲波給物體，記錄物體內部結構型猜仿的回波，兆悔將回波進行處理而形成灰度圖像，以反映物體的內部結構。

6. 超聲成像分為哪幾種，各有哪些特點

超聲成像分為超聲示波診斷法、二維超聲顯像診斷法、超聲光點掃描法、超聲頻移診斷法、三維超聲診斷法 。

1、超聲示波診斷法即A型超聲診斷法。此法是將回聲以波的形式顯示出來，為幅度調制型。常用A型法測量界面距離、臟器徑值以及鑒別病變的物理性質，結果比較准確，為最早興起和使用的超聲診斷法。目前已多被其他方法取代。

2、二維超聲顯像診斷法即B型超聲診斷法。所謂的B超，此法是將回聲信號以光點的形式顯示出來，為輝度調制型。回聲強則光點亮，回聲弱則光點暗。按成像速度，又分為慢速成像法和快速成像法。掃查方式有手控、機械和電子等等。

3、超聲光點掃描法是在輝度調制型中加入慢掃描鋸齒波，使回聲光點從左向右自行移動 掃描，故也稱M超聲診斷法，它是B型超聲中的一種特殊的顯示方式。

4、超聲頻移診斷法即D型超聲診斷法。通稱為多普勒超聲，此法應用多普勒效應原理，當超聲發射體（探頭）和反射體之間有相對運動時，回聲的頻率有所改變，此種頻率的變化稱之為頻移。

5、三維超聲診斷法即顯示出超聲的立體圖像，構成立體圖像的方法有數種，目前應用的儀器多為在二維圖像的基礎上利用計算機進行三維重建。

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超聲成像的基本原理：

1、超聲波

超聲波就是頻率大於20KHZ，人耳感覺不到的聲波，它也是縱波，可以在固體、液體和氣體中傳播，並且具有與聲波相同的物理性質。但是由於超聲波頻率高，波長短，還具有一些自身的特性。

2、束射性

超聲波具有束射性。這一點與一般聲波不同，而與光的性質相似，即可集中向一個方向傳播，有較強的方向性，由換能器發出的超聲波呈窄束的圓柱形分布，故稱超聲束。

3、反射和折射

當一束超聲波入射到比自身波長大很多倍的兩種介質的交界面上時，就會發生反射和折射。反射遵循反射定律，折射遵循折射定律。由於入射角等於反射角，因此超聲波探查疾病時要求聲束盡量與組織界面垂直。

參考資料來源：網路—超聲成像

7. 為什麼超聲波能夠成像

超聲成像的原理

(一)超聲成像的基礎 超聲成像是利用超聲波的聲成像。目前的醫用超聲診斷儀都是利用超聲波照射人體，通過接收和處理裁有人體組織或結構性質特徵信息的回波，獲得人體組織性質與結構的可見圖像的方法和技術。它有自己獨特的優點，是其他成像所不能代替的：

1．有高的軟組織分辨力組織只要有1％。的聲阻抗差異，儀器就能檢測出並顯示其反射回波。目前，超聲成像已能在近二十厘米的檢測深度范同，獲取優於1毫米的圖像空間分辨力。

2．具有高度的安全性 當嚴格控制聲強低於安全閡值時，超聲可能成為一種無損傷的診斷技術，對醫務人員更是十分安全。

3．實時成像 它能高速實時成像，可以觀察運動的器官，並節省檢查時間。

4．使用簡便，費用較低，用途廣泛。

(二)不同組織回聲聲學類型 根據各種組織回聲特徵，可以把人體組織、器官概括為四種聲學類型：

1．無反射型血液、腹水、羊水、尿液、膿汁等液體物質，結構均勻，其內部沒有明顯聲阻抗差異，反射系數近似為零，所以無反射回波，即使加大增益也探查不到反射回波。這種液體的聲像圖特點是無回聲暗區或稱之為液性暗區。由於無反射，吸收少，聲能透射好，所以後壁回聲增強。

2．少反射型 實質均勻的軟組織，聲阻抗差異較少，反射系數小，回聲幅度低，檢查用低增益時，相應區域表現為暗區，增加增益時，呈密集反射光點，即少反射型或低回聲區。

3．多反射型 結構復雜的實質組織，聲阻抗差異較大，反射較多且強，探查用低增益時，即可呈現多個反射光點，增加增益時，回聲光點更為密集明亮，稱為多反射型或高回聲區。

4．全反射型 軟組織與含氣組織的交界處，反射系數為99．9％，接近全反射，並在此界而與探頭表面之間形成多次反射和雜亂的強反射，或稱強回聲，致使界而後的組織無法顯示。

8. 超聲採集卡原理

利用超聲碼物備波的聲成像。根據查詢相關資料，超聲波能夠傳遞超聲波的物質，稱螞畝為傳聲介質，它具有質量和彈性，包括各種氣體、液體和固體；傳聲介質有均勻的、不均勻的；有各向同性的、各向異性的等。超聲波在傳聲介質中的傳播特點是具有明確指向性遲毀的束狀傳播，這種聲波能夠成束地發射並用於定向掃查人體組織。超聲成像的基礎超聲成像是利用超聲波的聲成像。目前的醫用超聲診斷儀都是利用超聲波照射人體，通過接收和處理載有人體組織或結構性質特徵信息的回波，獲得人體組織性質與結構的可見圖像的方法和技術。超聲波是一種波長極短的機械波，在空氣中波長一般短於2cm（厘米）。它必須依靠介質進行傳播，無法存在於真空（如太空）中。