超聲顯像診斷儀的分類及介紹
2014-08-22
A型超聲波診斷儀是幅度調制型（amplitude modulated mode）的簡稱。A型顯示是超聲技術應用于醫(yī)學診斷中最早、最基本的方式。它主要適用于檢查肝、膽、脾、眼及腦等簡單解剖結構，測量線度以及獲得回波幅度的大小和形狀，通過分析回波幅度的分布以獲得組織的特征信息。
臨床診斷中的應用范圍：
A型超聲波診斷儀可用于許多科室，其中最有代表性的應用是腦中線位置的測量。一般正常人腦中線位置通過顱骨的幾何中心，最大偏差≤0.3cm。用雙跡A型診斷儀測量若腦中線偏移＞0.3cm，則應考慮有占位性病變。此法檢查無痛苦，準確性高。 展望
A型診斷儀是最早應用于臨床的超聲設備。由于B型診斷儀的出現，A型診斷儀已經面臨被淘汰的邊緣，目前只在腦中線測量、眼科等方面還在應用。但是A型診斷儀在組織的判別和確定（或稱組織定征）、生物測量方面都具有很高的準確性和特異性。目前只有幾家國外廠家在生產標準化的A型診斷儀。
B型超聲波診斷儀
基本原理：
B型（brightnessmodulationmode）超聲，為輝度調制型，其原理與A型相同，其不同點為：①將幅度調制顯示改為輝度調制顯示，它將放大后的回聲脈沖電信號送到顯示器的陰極（或控制柵上），使顯示的亮度隨信號大小變化；②醫(yī)生根據聲像圖所得之人體信息診斷疾病，而不是像A型超聲那樣根據波型所反映的人體信息診病。
一般的B超工作過程為：當探頭獲得激勵脈沖后發(fā)射超聲波, （同時探頭受聚焦延遲電路控制,實現聲波的聲學聚焦。） 然后經過一段時間延遲后再由探頭接受反射回的回聲信號,探頭接收回來的回聲信號經過波束形成處理。然后由數字掃描轉換器（DSC）電路進行數字變換形成數字信號,在CPU控制下進一步進行圖像處理, 再同圖表形成電路和測量電路一起合成視頻信號送給顯示器形成我們所熟悉的B超圖像,也稱二維黑白超聲圖像。
特點：
B型超聲具有如下特點：它將從人體反射回來的回波信號以光點形式組成切面圖像。此種圖像與人體的解剖結構極其相似，故能直觀地顯示臟器的大小、形態(tài)、內部結構，并可將實質性、液性或含氣性組織區(qū)分開來。
超聲的傳播速度快，成像速度快，每次掃描即產生一幅圖像，快速地重復掃描。產生眾多的圖像組合起來便構成了實時動態(tài)圖像。因而能夠實時地觀察心臟的運動功能、胎心搏動，以及胃腸蠕動等。
由于人體內組織的密謀不同，相鄰兩種組織的聲阻抗也不同，當聲阻抗差達千分之一時，兩組織界面便會產生回聲反射，從而將兩組織區(qū)分開來。超聲對軟組織的這種分辨力是X射線的100倍以上。
此外，B型超聲尚具操作簡便，價格便宜、無損傷無痛苦，適用范圍廣等特點，因而已被廣大患者和臨床醫(yī)師所接受。
應用范圍：
B型實時成像儀用于診斷的依據是斷層圖像的特征，主要由圖像形態(tài)、輝度、內部結構、邊界回聲、回聲總體、臟器后方情況以及周圍組織表現等，它在臨床醫(yī)學方面應用十分廣泛。
1.在婦產科中的探測
可以顯示胎頭、胎體、胎位、胎心、胎盤、宮外孕、死胎、葡萄胎、無腦兒、盆腔腫塊等，也可以根據胎頭的大小估計妊娠周數。
2.人體內部臟器的輪廓及其內部結構的探測
如肝、膽、脾、腎、胰和膀胱等內部結構；區(qū)分腫塊的性質，如浸潤性病變往往無邊界回聲或邊緣不氣，若腫塊有膜時其邊界有回聲且顯示平滑；也可顯示動態(tài)器官，如心臟瓣膜的運動情況等。
3.表淺器官內部組織探測
如眼睛、甲狀腺、乳房等內部結構的探查和線度的測量。
C型和F型超聲波診斷儀
C型超聲顯像診斷儀
在B超廣泛地應用于醫(yī)療診斷后，人們希望獲得與X透視相似的圖像，這就是C型超聲診斷的圖像。C型與B型的成像都是二維圖像。但C型的成像畫面是與超聲束垂直的，它與B型掃描面相差90°。C型檢查腫瘤組織，能顯示出腫瘤組織的擴大范圍，這在臨床診斷中極為重要。
F型超聲顯像診斷儀
F型與C型的原理基本相同。只不過C型超聲儀的延遲電路控制的距離選通門的開啟時刻是個可調常數。而F型的距離選通時間是隨位置變化的函數。這樣，F型的成像畫面不是一個平面，而是一個由位置函數決定的曲面。
F型成像畫面可從三維角度去觀察體內組織及病變情況。
M型超聲波診斷儀
基本原理：
實現輝度調制：
在一維超聲掃描和顯示中，M型和A型儀器的區(qū)別在于顯示方式的不同：A型是幅度顯示，即回波信號加到示波管垂直偏轉板上，顯示的是波形幅值的大小，其幅度的高低表示信號的強弱，而M超采用亮度顯示，回波信號加到示波管的柵極或陰極上，及控制電子束的強弱，信號強時屏上顯示光點亮，信號弱時光點就弱?？梢娝娘@示與B超顯示相類似。
位移---時間曲線：
在A超設備中，水平方向信號的距離代表著探測深度，而M超中反映探測深度的掃描信號是加在垂直偏轉板上，光點在垂直方向上的距離代表探測深度。即垂直方向代表人體軟組織臟器自淺至深的空間位置。另外，M超中在水平偏轉板上施加慢掃描電壓，使上下擺動的光點隨時間橫向展開，即水平方向代表時間，由此得出一條位移---時間曲線。
時間---電壓轉換電路：
M超與A超相比，多出的最主要部分是慢掃描電路，這是與A超不同之處。當回聲信號加在Z軸以后，深度掃描電路將輸出一個表示距離的鋸齒波，加在顯示器Z軸偏轉板上，則顯示屏上顯示出一條按距離分布的光點群。這時慢掃描電路產生的時間掃描電壓同時加在了Y軸上，因此在雙重掃描電壓作用下，掃描回聲信息線被時間掃描分離，當重復頻率足夠高時，每給固定的目標的界面就顯示成一條連續(xù)變化的曲線光跡。曲線的幅度表示反射界面在運動中所通過的距離大小，而曲線的斜率則表示反射界面運動速度的大小。當探頭的聲束通過心臟時，就可得心臟內各層組織的反射面對于探頭表面的距離（即到體表的距離）隨時間變化的曲線（回波光跡），這就是所謂的超聲心動圖。
基本結構：
M超由心電、心音、心搏和M型的多參數同步顯示的超聲心動儀器。重要由同步控制電路、水平（X軸）掃描發(fā)生器、高頻脈沖發(fā)生器、回波接收電路、生理參數通道和顯示器等部分組成。
臨床診斷中的應用范圍：
M型超聲顯像診斷儀，又稱為時間---運動型（time-motion mode）超聲顯像診斷儀。它的主要特點是能測量運動器官，因此專用于心臟的各類疾病的診斷，如對心血管各部分大小、厚度的測量，心臟瓣膜運動狀況的測量等。同時還可以輸入心臟的其他有關生理信號，進行比較研究，如研究心臟各部分和心電圖、心音圖之間的關系；研究心臟搏動和脈搏之間的 關系等。另外還可以研究人體內其他各運動面的活動情況，因此可以用于對胎兒和動脈血管的搏動等的檢測。
目前的雙導超聲心動圖儀可以同時比較心臟的兩個不同部分的活動情況，使臨床的診斷更趨于方便和完善。
多普勒超聲顯像診斷儀（Doppler Ultrasound, D超）
根據多普勒效應制成的超聲顯像診斷儀稱為多普勒超聲顯像診斷儀（D型超聲顯像診斷儀）。它在醫(yī)學臨床診斷學中用于心臟、血管、血流和胎兒心率等診斷。
超聲多普勒儀種類繁多，根據顯示方式的不同，可把它大致分為兩類：頻譜多普勒儀和超聲多普勒顯像儀。
頻譜多普勒根據產生信號的方式不同有分為連續(xù)波多普勒和脈沖型多普勒。
超聲多普勒顯像儀包括超聲多普勒血管顯像儀和彩色多普勒血流顯像儀。
在過去的幾十年中，超聲頻譜多普勒探測血流的研究工作已取得很大的成就，彩色多普勒的出現，使之更趨完美。頻譜多普勒對血流的探測不是直觀的，通過頻譜的變化進而表達血流的改變，對血流的定量測定來說，頻譜多普勒是必備的工具；彩色多普勒血流顯像對血流的顯示是直觀的，它已成為定性診斷的最可靠的方法。
臨床應用范圍：
1.連續(xù)波多普勒診斷儀
連續(xù)超聲多普勒診斷儀通過發(fā)射與接收連續(xù)多普勒信號，來獲得運動目標的信息。這類儀器結構簡單，價格低廉，可用來觀測心壁、瓣膜、胎體的運動狀態(tài)這類儀器的測量也存在很的局限性。例如不能判斷物體的運動方向，不能探測血流狀態(tài)。由于沒有深度分辨力，它也不能探測運動物體的深度，因此目前除用以胎兒的檢測外，已很少在臨床上使用。
2.連續(xù)波多普勒血流計
利用連續(xù)超聲多普勒血流計可以檢測血流速度的大小與方向，尤其是在測量高速血流時連續(xù)式超聲多普勒血流計有其獨特的優(yōu)勢。此類儀器仍不能分辨探頭和運動目標間的距離，測量結果受聲束和運動方向夾角的影響較大，無法了解異常血流的產生部位。
3.脈沖波多普勒血流計
脈沖波多普勒血流計發(fā)射的是超聲脈沖同時有延遲電路來控制接收器，使得這種儀器具有距離選通能力。如果采用不同的延遲時間，就可以得到沿聲束方向上的血流速度，從而構成血流剖面圖。目前脈沖多普勒血流計與B超顯像儀進行組合，用前者檢查血流狀態(tài)，用、后者探測解剖結構，所以能在診斷瓣口與血管狹窄、瓣膜關閉不全及先天性間隔缺損所致的分流方面取得良好的效果。這類儀器也有它的缺點，它所測血流速度的大小即多普勒頻移大小受脈沖重復頻率的限制。當其頻移值超過尼奎斯特頻率時，速度高的血流尖峰部分不能正常顯示，出現頻率倒錯的顯象。此外，由于采樣體積范圍很小，需要在斷面上反復移動，檢測時間較長。
4.彩色多普勒血流顯像儀
彩色多普勒血流顯像即是通過對散射回聲多普勒信息作相位檢測并經自相關處理，彩色灰階編碼，把平均血流速度分類以彩色顯示，它與B型圖像和M型超聲心動圖相結合，可提供心臟和大血管內血流的時間和空間信息?？赏瑫r顯示心臟某一斷面上全部血流束的分布及數目，腔室形態(tài)、大小；表現血流途徑及方向；辨別層流、湍流或渦流；測量血流束的面積、輪廓長度和寬度；清楚暗示血管結構異常與血液動力學異常的關系。臨床用于心臟瓣膜病，先天性心臟病、心肌病、心臟腫瘤的無創(chuàng)傷診斷，彩色多普勒血流顯像直觀、形象、快速檢測，診斷靈敏和準確率很高。當然，彩色多普勒血流顯像也有其局限性，它更多地作為定性診斷的方法，而對血流動力學的定量分析還須借助頻譜多普勒。
臨床診斷中的應用范圍：
A型超聲波診斷儀可用于許多科室，其中最有代表性的應用是腦中線位置的測量。一般正常人腦中線位置通過顱骨的幾何中心，最大偏差≤0.3cm。用雙跡A型診斷儀測量若腦中線偏移＞0.3cm，則應考慮有占位性病變。此法檢查無痛苦，準確性高。 展望
A型診斷儀是最早應用于臨床的超聲設備。由于B型診斷儀的出現，A型診斷儀已經面臨被淘汰的邊緣，目前只在腦中線測量、眼科等方面還在應用。但是A型診斷儀在組織的判別和確定（或稱組織定征）、生物測量方面都具有很高的準確性和特異性。目前只有幾家國外廠家在生產標準化的A型診斷儀。
B型超聲波診斷儀
基本原理：
B型（brightnessmodulationmode）超聲，為輝度調制型，其原理與A型相同，其不同點為：①將幅度調制顯示改為輝度調制顯示，它將放大后的回聲脈沖電信號送到顯示器的陰極（或控制柵上），使顯示的亮度隨信號大小變化；②醫(yī)生根據聲像圖所得之人體信息診斷疾病，而不是像A型超聲那樣根據波型所反映的人體信息診病。
一般的B超工作過程為：當探頭獲得激勵脈沖后發(fā)射超聲波, （同時探頭受聚焦延遲電路控制,實現聲波的聲學聚焦。） 然后經過一段時間延遲后再由探頭接受反射回的回聲信號,探頭接收回來的回聲信號經過波束形成處理。然后由數字掃描轉換器（DSC）電路進行數字變換形成數字信號,在CPU控制下進一步進行圖像處理, 再同圖表形成電路和測量電路一起合成視頻信號送給顯示器形成我們所熟悉的B超圖像,也稱二維黑白超聲圖像。
特點：
B型超聲具有如下特點：它將從人體反射回來的回波信號以光點形式組成切面圖像。此種圖像與人體的解剖結構極其相似，故能直觀地顯示臟器的大小、形態(tài)、內部結構，并可將實質性、液性或含氣性組織區(qū)分開來。
超聲的傳播速度快，成像速度快，每次掃描即產生一幅圖像，快速地重復掃描。產生眾多的圖像組合起來便構成了實時動態(tài)圖像。因而能夠實時地觀察心臟的運動功能、胎心搏動，以及胃腸蠕動等。
由于人體內組織的密謀不同，相鄰兩種組織的聲阻抗也不同，當聲阻抗差達千分之一時，兩組織界面便會產生回聲反射，從而將兩組織區(qū)分開來。超聲對軟組織的這種分辨力是X射線的100倍以上。
此外，B型超聲尚具操作簡便，價格便宜、無損傷無痛苦，適用范圍廣等特點，因而已被廣大患者和臨床醫(yī)師所接受。
應用范圍：
B型實時成像儀用于診斷的依據是斷層圖像的特征，主要由圖像形態(tài)、輝度、內部結構、邊界回聲、回聲總體、臟器后方情況以及周圍組織表現等，它在臨床醫(yī)學方面應用十分廣泛。
1.在婦產科中的探測
可以顯示胎頭、胎體、胎位、胎心、胎盤、宮外孕、死胎、葡萄胎、無腦兒、盆腔腫塊等，也可以根據胎頭的大小估計妊娠周數。
2.人體內部臟器的輪廓及其內部結構的探測
如肝、膽、脾、腎、胰和膀胱等內部結構；區(qū)分腫塊的性質，如浸潤性病變往往無邊界回聲或邊緣不氣，若腫塊有膜時其邊界有回聲且顯示平滑；也可顯示動態(tài)器官，如心臟瓣膜的運動情況等。
3.表淺器官內部組織探測
如眼睛、甲狀腺、乳房等內部結構的探查和線度的測量。
C型和F型超聲波診斷儀
C型超聲顯像診斷儀
在B超廣泛地應用于醫(yī)療診斷后，人們希望獲得與X透視相似的圖像，這就是C型超聲診斷的圖像。C型與B型的成像都是二維圖像。但C型的成像畫面是與超聲束垂直的，它與B型掃描面相差90°。C型檢查腫瘤組織，能顯示出腫瘤組織的擴大范圍，這在臨床診斷中極為重要。
F型超聲顯像診斷儀
F型與C型的原理基本相同。只不過C型超聲儀的延遲電路控制的距離選通門的開啟時刻是個可調常數。而F型的距離選通時間是隨位置變化的函數。這樣，F型的成像畫面不是一個平面，而是一個由位置函數決定的曲面。
F型成像畫面可從三維角度去觀察體內組織及病變情況。
M型超聲波診斷儀
基本原理：
實現輝度調制：
在一維超聲掃描和顯示中，M型和A型儀器的區(qū)別在于顯示方式的不同：A型是幅度顯示，即回波信號加到示波管垂直偏轉板上，顯示的是波形幅值的大小，其幅度的高低表示信號的強弱，而M超采用亮度顯示，回波信號加到示波管的柵極或陰極上，及控制電子束的強弱，信號強時屏上顯示光點亮，信號弱時光點就弱?？梢娝娘@示與B超顯示相類似。
位移---時間曲線：
在A超設備中，水平方向信號的距離代表著探測深度，而M超中反映探測深度的掃描信號是加在垂直偏轉板上，光點在垂直方向上的距離代表探測深度。即垂直方向代表人體軟組織臟器自淺至深的空間位置。另外，M超中在水平偏轉板上施加慢掃描電壓，使上下擺動的光點隨時間橫向展開，即水平方向代表時間，由此得出一條位移---時間曲線。
時間---電壓轉換電路：
M超與A超相比，多出的最主要部分是慢掃描電路，這是與A超不同之處。當回聲信號加在Z軸以后，深度掃描電路將輸出一個表示距離的鋸齒波，加在顯示器Z軸偏轉板上，則顯示屏上顯示出一條按距離分布的光點群。這時慢掃描電路產生的時間掃描電壓同時加在了Y軸上，因此在雙重掃描電壓作用下，掃描回聲信息線被時間掃描分離，當重復頻率足夠高時，每給固定的目標的界面就顯示成一條連續(xù)變化的曲線光跡。曲線的幅度表示反射界面在運動中所通過的距離大小，而曲線的斜率則表示反射界面運動速度的大小。當探頭的聲束通過心臟時，就可得心臟內各層組織的反射面對于探頭表面的距離（即到體表的距離）隨時間變化的曲線（回波光跡），這就是所謂的超聲心動圖。
基本結構：
M超由心電、心音、心搏和M型的多參數同步顯示的超聲心動儀器。重要由同步控制電路、水平（X軸）掃描發(fā)生器、高頻脈沖發(fā)生器、回波接收電路、生理參數通道和顯示器等部分組成。
臨床診斷中的應用范圍：
M型超聲顯像診斷儀，又稱為時間---運動型（time-motion mode）超聲顯像診斷儀。它的主要特點是能測量運動器官，因此專用于心臟的各類疾病的診斷，如對心血管各部分大小、厚度的測量，心臟瓣膜運動狀況的測量等。同時還可以輸入心臟的其他有關生理信號，進行比較研究，如研究心臟各部分和心電圖、心音圖之間的關系；研究心臟搏動和脈搏之間的 關系等。另外還可以研究人體內其他各運動面的活動情況，因此可以用于對胎兒和動脈血管的搏動等的檢測。
目前的雙導超聲心動圖儀可以同時比較心臟的兩個不同部分的活動情況，使臨床的診斷更趨于方便和完善。
多普勒超聲顯像診斷儀（Doppler Ultrasound, D超）
根據多普勒效應制成的超聲顯像診斷儀稱為多普勒超聲顯像診斷儀（D型超聲顯像診斷儀）。它在醫(yī)學臨床診斷學中用于心臟、血管、血流和胎兒心率等診斷。
超聲多普勒儀種類繁多，根據顯示方式的不同，可把它大致分為兩類：頻譜多普勒儀和超聲多普勒顯像儀。
頻譜多普勒根據產生信號的方式不同有分為連續(xù)波多普勒和脈沖型多普勒。
超聲多普勒顯像儀包括超聲多普勒血管顯像儀和彩色多普勒血流顯像儀。
在過去的幾十年中，超聲頻譜多普勒探測血流的研究工作已取得很大的成就，彩色多普勒的出現，使之更趨完美。頻譜多普勒對血流的探測不是直觀的，通過頻譜的變化進而表達血流的改變，對血流的定量測定來說，頻譜多普勒是必備的工具；彩色多普勒血流顯像對血流的顯示是直觀的，它已成為定性診斷的最可靠的方法。
臨床應用范圍：
1.連續(xù)波多普勒診斷儀
連續(xù)超聲多普勒診斷儀通過發(fā)射與接收連續(xù)多普勒信號，來獲得運動目標的信息。這類儀器結構簡單，價格低廉，可用來觀測心壁、瓣膜、胎體的運動狀態(tài)這類儀器的測量也存在很的局限性。例如不能判斷物體的運動方向，不能探測血流狀態(tài)。由于沒有深度分辨力，它也不能探測運動物體的深度，因此目前除用以胎兒的檢測外，已很少在臨床上使用。
2.連續(xù)波多普勒血流計
利用連續(xù)超聲多普勒血流計可以檢測血流速度的大小與方向，尤其是在測量高速血流時連續(xù)式超聲多普勒血流計有其獨特的優(yōu)勢。此類儀器仍不能分辨探頭和運動目標間的距離，測量結果受聲束和運動方向夾角的影響較大，無法了解異常血流的產生部位。
3.脈沖波多普勒血流計
脈沖波多普勒血流計發(fā)射的是超聲脈沖同時有延遲電路來控制接收器，使得這種儀器具有距離選通能力。如果采用不同的延遲時間，就可以得到沿聲束方向上的血流速度，從而構成血流剖面圖。目前脈沖多普勒血流計與B超顯像儀進行組合，用前者檢查血流狀態(tài)，用、后者探測解剖結構，所以能在診斷瓣口與血管狹窄、瓣膜關閉不全及先天性間隔缺損所致的分流方面取得良好的效果。這類儀器也有它的缺點，它所測血流速度的大小即多普勒頻移大小受脈沖重復頻率的限制。當其頻移值超過尼奎斯特頻率時，速度高的血流尖峰部分不能正常顯示，出現頻率倒錯的顯象。此外，由于采樣體積范圍很小，需要在斷面上反復移動，檢測時間較長。
4.彩色多普勒血流顯像儀
彩色多普勒血流顯像即是通過對散射回聲多普勒信息作相位檢測并經自相關處理，彩色灰階編碼，把平均血流速度分類以彩色顯示，它與B型圖像和M型超聲心動圖相結合，可提供心臟和大血管內血流的時間和空間信息?？赏瑫r顯示心臟某一斷面上全部血流束的分布及數目，腔室形態(tài)、大小；表現血流途徑及方向；辨別層流、湍流或渦流；測量血流束的面積、輪廓長度和寬度；清楚暗示血管結構異常與血液動力學異常的關系。臨床用于心臟瓣膜病，先天性心臟病、心肌病、心臟腫瘤的無創(chuàng)傷診斷，彩色多普勒血流顯像直觀、形象、快速檢測，診斷靈敏和準確率很高。當然，彩色多普勒血流顯像也有其局限性，它更多地作為定性診斷的方法，而對血流動力學的定量分析還須借助頻譜多普勒。
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