第一篇：医学超声影像技术发展综述
医学超声影像技术发展综述
张禄鹏
摘要：本文回顾了医学超声影像技术的发展历史，阐述了A型、B型、M型和D型超声诊断方法的历史、原理、特点、用途和发展状况，总结了医学超声影像技术的局限性，介绍了三维超声和超声造影等医学超声影像技术的新进展。
关键词：医学超声影像技术，超声诊断法，三维超声，超声造影
Abstract：This paper reviews the development history of medical ultrasound imaging technology.The history, principles, characteristics, uses and development status of A model, B model, M model and D model ultrasonic diagnostic method.This paper also sums up the limitations of medical ultrasound imaging technology and introduces three-dimensional ultrasound and ultrasound contrast and other new medical ultrasound imaging technology advances.Keyword：medical ultrasound imaging technology，ultrasonic diagnostic method，three-dimensional ultrasound，ultrasound contrast
医学超声影像技术和X-CT、MRI及核医学影像（PET、SPECT）一起被公认为现代四大医学影像技术，成为现代医学影像技术中不可替代的支柱。医学超声影像技术是指运用超声波的物理特性，通过电子工程技术对超声波发射、接收、转换及电子计算机的快速分析、处理和显象，从而对人体软组织的物理特性、形态结构与功能状态影像一种非创伤性技术。目前，由于超声显像技术具有实时动态、灵敏度高、易操作、无创伤、无特殊禁忌症、可重复性强、费用低廉和无放射性损伤等优点。从而使这一诊断技术成为了现今临床各学科疾病的检查、诊断和介入治疗中所不可缺的重要手段之一。
1.超声影像技术发展历史
1880年，两位法国科学家Jacques和Pierre Curie发现了压电现象，成为超声探头的基础。某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷，当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应，或称为电致伸缩现象。根据压电效应，用压电晶体可以用来作为声波的产生器与接收器，压电效应是可逆的，这奠定了用同一超声波换能器既能发射又能吸收的基础。
直到第一次世界大战，随着声纳在军事上的应用，压电效应才得到重视。1915年，法国科学家Paul Langevin发现了超声的第一个用途：水下声波测距法探测水下目标，也就是今天大家熟知的声纳。正常人的耳朵可接听到声波频率的范围为16-20000Hz，高于2万赫兹的声波就称为超声波。
超声医学影像所用的声频率通常是300万-750万次/秒（3MHz-7.5MHz）。超声波是一种机械波，其传播是通过介质中粒子的机械振动进行的，它不同于电磁波，在真空中不能传播，但在人体复杂的介质中传播较好，同时它属直线传播，因此有良好的方向性[1]。超声诊断技术出现后获得了迅速的发展，上世纪40年代末，A型(Amplitude Mode)超声诊断仪开始应用于临床，常用A型法测量界面距离、脏器径值以及鉴别病变的物理性质，结果比较准确，为最早兴起和使用的超声诊断法，目前已多被其他方法取代，只在脑中线测量等方面还在应
用。
随后B 型(Brightness Mode)和M型(Motion Mode)和超声诊断仪相继问世。70年代灰阶和实时技术取得重大突破超声技术日趋成熟。二维灰度显示的 B 型超声诊断仪取得迅速发展，它们显示的均为人体内结构形态信息，成像基础为人体内的声阻抗变化。所谓的B超，此法是将回声信号以光点的形式显示出来，为辉度调制型，回声强则光点亮，回声弱则光点暗。B超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。按扫描方式分类，B超已经发展了四代，包括手动直线扫描、机械扫描、电子直线扫描和电子扇形扫描。M超声诊断法是在辉度调制型中加入慢扫描锯齿波，使回声光点从左向右自行移动扫描，故也称超声光点扫描法，它是B型超声中的一种特殊的显示方式[2]。80年代出现的彩色血液显像(Color Flow Imaging , CFI)，则是在实时B 型超声图像中，以彩色表示心脏或血管中的血液流动，利用多次脉冲回波相关处理技术来取得血液运动信息。
1982年，日本Aloka公司研制第一台二维彩色多普勒显像仪，建立在多普勒效应基础之上的，显示血流及心脏等运动信息D型(Doppler Mode)超声诊断仪开始出现。继而出现B型和D型相结合的双功型(Duplex Mode)超声诊断仪，它用同一探头既显示B 型图，又在图像中任一处取样显示其多普勒频谱。通常称为彩超的彩色多普勒血流成像系统是一种能同时显示 B 型图像和多普勒血流数据(血流方向、流速、流速分散)的双重超声扫描系统。超声频移诊断法，即D型超声诊断法，通称为多普勒超声，此法应用多普勒效应原理，当超声发射探头和反射体之间有相对运动时，回声的频率有所改变，此种频率的变化称之为频移。多普勒超声最适合对运动流体做检测，所以多普勒超声对心脏及大血管血流的检测。目前常用的超声多普勒有脉冲式多普勒（Pulse Waveform Doppler, PWD）、连续式多普勒(Continual Waveform Doppler, CWD)彩色多普勒显像(Color Doppler Flow Imaging, DFI)。
2.超声影像技术发展现状
随着科学技术的飞速发展，超声技术与计算机技术紧密结合，探头高频化，线路数字化。上世纪90年代经颅多普勒(Trans Cranial Doppler，TCD)诊断仪应用低频多普勒超声，通过颞部、枕部、眶部及颈部等透声窗，可以显示颅内脑动脉的血流动力学状况。而新型的彩色三维TCD则采用独特的颅脑血管扫描技术，同步对颅内血管的X、Y、Z三维空间坐标参数进行检测并馈入计算机，重建颅内血管的三维图像，并可以在颅内血管多普勒信号模拟三维图上选择样点，显示脑血管血液的流速和流向。该技术用于脑血管疾病的诊断、功能评论、危重病人的监护和预防保健等[3]。其后发展的具有三维空间超声技术的诊断仪可显示三个截面：纵截面、横截面和水平截面，并可对空间的所有平面的结果进行扫描、存储、分析。随着全自动三维超声扫描和三维图像存储技术的应用，使人体受检脏器的解剖学分析更加完善。
超声检查不是万能的，对于含气体和受骨骼遮挡的器官检查不如其它器官，对于过小目标的检查也受到仪器分辨率的限制。超声检查受检查孕周、胎儿体位及羊水影响并不能排除所有胎儿的畸形[4]。有些超声检查需要空腹，必须要空腹检查的器官：胆囊。正常胆囊在夜间空腹状态下储存了肝脏分泌的胆汁，这时胆囊呈充盈状态、壁薄光滑张力大、胆囊内无回声。餐后（尤其食用奶制品、脂肪类食物）会收缩使胆汁排出参与消化，如果餐后胆囊收缩了，难以确定是否为病理状态的超声征像，而结石息肉等可能显示不出或难以辨别。
3，超声影像技术发展趋势
近几年来 医学超声成像系统向更高层次发展 其目标主要是利用更多的声学参数作为载体以获取体内更多的生理病理信息，提高图像质量，使图形清晰显示更为细微的组织结构
[5]。从工程技术角度看，医学超声成像在三维超声等方面的发展特别引人注目。
最近几年，三维超声图像重建是超声图像处理方面的热点 已成为超声成像技术的一个
发展趋势。三维超声和实时三维超声三可以弥补二维超声检查的空间关系不强的缺点，同时可以减少因为二维超声检查过快造成的漏诊，扩大超声的观察视野。利用三维超声可以快速、全面地对各检查脏器进行评价。目前，三维和实时三维超声的应用价值已经得到临床和超声医师的认可。但随着对该技术应用的深入，其应用范围会不断的被发现，从而在产前检查中发挥更大的作用。
超声造影(Ultrasonic Enhanced Contrast)是利用造影剂使后散射回声增强，明显提高超声诊断的分辨力、敏感性和特异性的技术。借助于静脉注射造影剂和超声造影谐波成像技术，能够清楚显示微细血管和组织血流灌注，增加图像的对比分辨力，大大提高超声检出病变的敏感性和特异性。随着仪器性能的改进和新型声学造影剂的出现，超声造影已能有效的增强心、肝、肾、脑等实质性器官的二维超声影像和血流多普勒信号，反映和观察正常组织和病变组织的血流灌注情况。有人把它看作是继二维超声、多普勒和彩色血流成像之后的第三次革命。超声造影作为一种全新的影像学检查技术，目前在临床上的普及程度远远不如CT和MRI，和传统超声一样受体形影响和气体干扰大，穿透力较X线弱，空间分辨力也低于CT和MRI,但超声造影剂进行超声检测，简便、耗时短而且实时无创、无辐射，具有其他检查方法无法比拟的优点，已成为超声诊断的一个十分重要和很有前途的发展方向。
总之，三维或实时三维超声、超声造影技术在临床的应用才刚刚起步，更多的应用价值有待广大的超声医务工作者不断地探索和发现，相信随着这些新技术在临床的不断应用，其 可适用的领域会不断地扩大，并适应新的发展趋势。
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第二篇：超声影像科工作制度
超声影像科工作制度
一、实行院长领导下的科主任负责制，健全科室管理，加强医德医风教育，树立全心全意为人民服务的思想，努力提高诊断质量。
二、坚守工作岗位，不迟到，不早退，按时接诊，维护好秩序，不与病人发生争执，廉洁行医，接受监督。
三、严格遵守操作规程，检查时严肃认真，有责任心,成立质控小组，每月进行质量控制工作,保证检查质量。
四、超声检查由临床医师详细填写申请单，经预约登记及办妥缴费或记帐手续后方可检查。急诊病人随到随检。对不宜搬动的病人应到床旁检查。各种特殊检查，应事先预约。
五、检查前详细阅读申请单,了解患者病史,检查目的,检查部位,询问患者是否按要求准备好,遇有疑难问题难以确诊时，应与上级医师会诊，必要时与临床医师共同研讨。
六、检查完毕，及时准确书写、签发诊断报告。急诊病例检查时将结果口头告之主管医师，检查结束后立即书写报告。超声检查报告30分钟内完成。
七、对超声检查的病例进行必要的随访登记。对漏诊、误诊病例要进行分析讨论以便吸取教训，不断提高诊断符合率。
八、各种检查记录应建立档案，妥善保存。
九、创造良好的环境，保持室内清洁、整洁与安静，工作人员严禁在室内吸烟、谈笑、会客，工作时间应穿着整洁的工作衣及佩戴胸牌。
十、爱护仪器设备，严格遵守操作规程，并每日做好仪器运行记录及清洁消毒。检查结束后，关机断电，注意安全，仪器指定专人保养，定期进行检修。
十一、全科工作人员应积极参加医疗、科研、教学等工作，并积极开展新业务、新技术。
十二、医学需要的胎儿性别鉴定必须出具相关部门证明，禁做非医学需要的胎儿性别鉴定。
十三、下班时，全面整理室内环境卫生，关水，断电，关好门窗。
第三篇：肝癌超声影像表现
肝癌超声影像表现
（一）包膜
直径<3cm的肝癌结节常常包膜完整。包膜由纤维组织组成，其声阻抗较周围肝组织及癌肿均高，因此形成界面反射，在二维声像图上可显示一圈细薄的低回声膜包围整个癌肿节。包膜的厚度估测<0.5mm。声像图上包膜比较光滑均匀，形态规则，呈圆形或椭圆形。体现小肝癌膨胀性生长的特点。但声像图上的包膜在结节两侧始终显示中断，此为大界面的回声失落效应。肝癌体积很大时，其包膜一般模糊不清。但也有癌结节直径大于5cm以上时包膜仍然非常完整，此时，其内侧回声多伴声晕表现。
（二）内部回声
癌结节内部回声高低不一，且具多变倾向。除均匀低回声结节以外，其他各种癌结节回声均属不均匀分布。<1cm的肝癌结节，超声检测的检出率为33%一37%.癌结节按回声的高低分类如下：
1、低回声结节
2、高回声结节
3、混合性结节
4、等回声结节
5、结节回声高低与血供的关系
（三）癌结节的彩色血流
肝癌结节及其周围因血供丰富，而可获得各种有关的血流信息。二次谐波声学造影的彩色多普勒超声检测组织血流的敏感性高，能准确反映肝癌的血供情况。彩色多普勒超声可识别肝癌结节的流人血管、流出血管及瘤内血管，流人血管可为肝动脉，也可为门静脉。流出血管可为肝静脉，也可为门静脉。瘤内血管表现为树干状、彩点状或彩色镶嵌的“簇状”斑块，在频谱多普勒分析中可为肝动脉、门静脉或肝静脉血流。癌结节周围的血流可表现为整圈状或弧形围绕，可用频谱多普勒测出是连续性门脉血流或搏动性动脉血流。
（四）癌栓
肝癌患者容易发生癌栓，癌栓可出现在门静脉系统、肝静脉系统或胆道系统。
1.肝静脉内癌栓肝内静脉的癌肿浸润是肝癌的特征性病变之一，使早期病变也不例外。癌栓可从小肝静脉波及到较大静脉，亦可因静脉癌栓堵塞流出道，并且使癌栓逆向蔓延至小门静脉、较大门静脉或门静脉主干中。
2.门静脉内癌栓门静脉内癌栓在病理观察中，凡肝静脉有癌栓者，其门静脉内几乎均受累及。肝癌合并肝硬化的病例，由于硬化致输出静脉阻塞而导致癌栓逆行性发展。癌肿若直接侵犯门静脉内，亦可发生门静脉癌栓。
3.胆道系统内癌性胆道系统为流出性管道，为胆汁排泄的通道。癌肿若脱落或侵人小肝管后，可顺流而下在肝总管或胆总管内形成癌栓，胆道内癌栓亦可从邻近肝癌或门静脉内癌栓直接侵人。胆道癌栓常伴有持续性黄疽以及明显疼痛等症状。
（五）淋巴结转移
1.第一肝门区淋巴结转移声像图于胆囊颈部、胆总管、门静脉周围显示圆形或椭圆形低回声灶0.5－2cm大小，单个或数个。多个肿大的淋巴结可导致胆总管受压，并发黄疸。2.第二肝门区淋巴结转移肝脏靠头端、横隔部的淋巴管汇流至下腔静脉的3支肝静脉流人处（第二肝门）的周围淋巴结。此处因位置较深，常不易检出肿大的淋巴结。3.腹膜后淋巴结转移腹主动脉与下腔静脉周围及胰腺周围的淋巴结转移表现为圆形或椭圆形低回声灶，单个或多个。
第四篇：超声成像技术发展现状及应用
超声成像技术的发展现状及应用引言
超声成像以其使用安全、成像速度快、价格便宜和使用方便等优势在临床诊断中被大量使用，是临床诊断的重要工具之一[1]。随着超声在医学诊断领域的广泛而深入的应用，以及微电子技术、计算机技术、图像处理技术和探头技术等工程技术的进步，促进了超声诊断技术不断发展。不仅仪器的图像质量明显提高，而且诊断的模式和方法也更加丰富。国内外很多研究人员从事着超声的研究，使超声技术从模拟技术扩展到数字技术，即数字声束形成技术[2]；从低帧率成像扩展到高帧率成像[3]；从二维成像扩展到三维成像[4]；从线性技术扩展到非线性技术[5]，以适应临床不同的需求。本文着重对多普勒血流成像、三维成像技术和谐波成像技术作一下介绍，并对各自在临床方面的应用进行概括。超声多普勒成像技术
超声多普勒技术主要应用于心脏和血管疾病的诊断。它是无损诊断血管疾病的一种重要手段，对超声多普勒血流信号的分析处理可以为疾病诊断提供重要依据[6]。当超声源与人体内运动目标之间存在相对运动时,接收到的回波信号将产生多普勒频移,由此确定其运动速度大小、方向以及在断层上的分布。
2.1多普勒成像技术简介
目前应用于临床的有一维连续多普勒、一维脉冲多普勒、彩色多普勒、能量多普勒和多普勒组织成像[7]。下面就多普勒组织成像技术及其应用做一个简单的介绍。
多普勒组织成像技术[7]是将低速高振幅的心肌运动信息进行彩色编码显示心脏运动信息的图像诊断技术。该技术能够直观的观察心动周期内各时相的室壁运动方向，并定量分析心脏各节段的室壁运动速度。与传统超声目测分析室壁运动相比，能够更为客观地评价心脏的运动特点。但多普勒组织成像无法克服多普勒声束与室壁运动方向夹角所产生的影响[8]。
2.2 超声多普勒成像技术应用
关于超声多普勒成像技术的临床应用的报道有很多。学者经研究发现二维及
彩色多普勒超声对甲状腺良恶性肿瘤的鉴别有一定的诊断价值[9]。李斌采用彩色多普勒超声对子宫颈部肌瘤的声像图特征及其相应的生理、病理学基础作了相关的实验分析，得出彩色多普勒超声对子宫颈部肌瘤有很高的诊断价值[10]。也有人针对彩色多普勒超声和多层螺旋CT两种检查方式进行比较[11]。另外，超声多普勒成像技术也可用于心脏图像的动态三维图像[12]。三维超声成像技术
三维超声成像的概念最初由Baun和Greewood在1961年提出[13]。他们在采集一系列平行的人体器官二维超声截面的基础上，用叠加的方式得到了器官的三维图像。在这之后，很多人进行了这方面的研究工作。随着计算机技术和图像处理技术的发展，三维超声成像取得了明显的进展，一些实用的系统开始进入临床应用。
3.1 三维超声成像技术原理简介
三维超声成像技术包括数据获取、三维图像重建和三维图像的显示[14]。三维超声成像是在采集二维图像的基础上进行重建而成。
要获得理想而准确的三维图像，需要清楚地了解二维图像的位置及角度，还需尽快扫查以避免运动伪像。常用机械驱动扫查、自由扫查、一体化容积探头扫查等方式获取[15]。
获取二维图像数据后，便可形成三维立体数据库。当选择一个参考切面对三维立体数据库进行任意方向的切割和观察时，即可完成对感兴趣结构的三维重建与显示。常用的重建方法为[15]：基于特征的三维图像重构法、基于体素的三维图像重构方法。显示方式有：断面成像、表面成像、透明成像。
3.2 三维超声成像的优缺点
与传统二维超声成像相比，三维超声成像具有明显的优势。主要表现在以下几个方面[16]：直接显示脏器的三维解剖结构；可对三维成像的结果进行重新断层分层，从而能从传统成像方式无法实现的角度进行观察；可对生理参数进行精确测量，对病变位置精确定位。
无可厚非，三维超声成像还存在不足之处[16]。主要表现在三个方面：(1)成像速度慢；(2)空间分辨力低；(3)成像效果未达到临床诊断要求。
3.3 三维成像的应用
三维超声在产科领域的应用较早，技术也较成熟[14]。不仅可以对胎儿体表结构进行表面成像，还可利用透明成像对胎儿体内结构进行三维重建，从而对胎儿整体形态结构进行观察。在心血管疾病诊断中，可用于多种心脏疾病以及血管内疾病的检查。随着实时三维超声成像的研究成功，三维超声有望在心脏疾病检查中发挥更大的作用。另外，三维成像对慢性膀胱炎症、憩室、结石、凝血块等膀胱疾病的诊断，也显示出优越性[14]。当然，它的临床应用还有很多，如在肝脏疾病、肾脏疾病以及眼科疾病等方面的治疗中也取得不错的成效[17]，再次不一一列举。谐波成像技术
在谐波成像应用于临床之前，所有超声成像系统都是按照线性超声来设计的。非线性声学的理论和实验表明，有限振幅声波在传播过程中会产生非线性效应，因此可以利用人体组织产生的高次谐波进行成像[18]。当前应用较广的有造影谐波成像，组织谐波成像等。具有谐波成像和Doppler血流成像功能成为高端超声成像仪的主要标志。
4.1 组织谐波成像和造影谐波成像
临床上，由于肥胖、胃肠气体干扰、腹壁较厚或疾病等原因，约有20%-30%此类的病人被称为超声显像困难病人[18]。对于此类病人需要较低频率的超声检查以增加穿透力从而得到进一步的诊断研究，组织谐波成像便能解决此问题。
组织谐波成像是利用超声传播过程中由人体组织自身产生的高次谐波进行成像[19]。组织谐波成像和造影谐波成像都是通过提取回波信号中的高次谐波分量进行成像，但高次谐波产生的物理原理却不相同。造影谐波成像的原理如下
[20]：超声造影剂内存在大量的微气泡，若通过静脉注射造影剂，由于造影剂中的微气泡与周围血液的声阻抗差异较大，增强了超声束的后向散射信号，从而提高超声图像的对比度，改善图像质量。这种利用造影剂反射回波的二次谐波成像的方式称为造影剂谐波成像。
4.3 谐波成像应用
目前谐波成像技术在心脏和腹部疾病超声图像诊断方面的应用较为广泛。但谐波成像发射频率较低，接受频率较高，使得靶区图像分辨力降低。因此，此项技术尚处在初级应用阶段。国内对组织谐波成像研究仅限于临床应用研究，尚缺
少对该项技术在理论和实验方面的深入研究。国外已经开展了组织谐波成像模型的理论研究，取得了一些成果。比如Yadong Li研究了用于产生谐波B型超声图像的计算模型[21]。组织谐波成像已经被证实具有较好的影像解析度，它比基波图像有着更好的对比，造影剂二次谐波成像可以增强造影剂与周围组织的对比度，使成像更为清晰。展望
从早期超声诊断技术到目前的超声多普勒成像技术、三维成像技术和谐波成像技术的发展历程来看，超声图像诊断技术的发展目的是为了提高图像质量，准确反映疾病信息。超声成像技术在过去、现在和将来都是医学影像研究的重点内容之一。随着技术的发展、研究的深入，相信将会有更多新发现和新技术用于超声成像中。
参考文献：
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第五篇：《超声诊断学》课程简介(影像)
《超声诊断学》课程简介
课程名称：《超声诊断学》
英方名称：《Ultrasonic Diagnostics》
开课单位：影像系超声诊断学教研室
课程性质：必修课
总 学 时：100学时，其中理论：72学时，实验：28学时
学分：5.6学分
适用专业：医学影像学
教学目的：通过教学使学生掌握超声物理基础，颅脑、心血管系统、腹部脏器、妇产科、表浅器官的正常与异常声像图表现及介入性超声常规操作与技巧。
内容简介：本课程是研究声学、医学和电子工程技术相结合的科学，涉及的内容
广泛，包括在预防、诊断、治疗、康复、监护和普查人体疾病中的各种运用。本课程主要介绍颅脑、心血管系统、腹部脏器、妇产科、表浅器官正常声像图表现及常见病多发病的典型声像图，介入性超声的常规操作与技巧。采取理论课多媒体教学方法。实验课学生动手操作教师设备旁亲手指导的方式进行。
考核形式：闭卷考试
教材：《超声诊断学》，人民卫生出版社，王正纯，2版，1999年。
参考书目：《超声医学》，科学技术文献出版社，周永昌，4版，2002年7月。主讲教师：曹永政教授冼惠珍教授杜毅力教授韦德华副教授彭格红副教授
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