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1.超声波的本质为高频变化的压力波；其频率超过成年听觉阈值的上限，以波动形式在弹力物质（介质）内传播，而不能在真空内传播。超声波携带能量（声能）并可传至所传播物质（体）；回声（反射声）及穿透声（继续向前方传播的超声波）中包含了传播物质中的声学物理信息。
2.波型；指介质内质点振动与波传播方向间的关系。
纵波；介质中质点振动的方向与传播方向平行（或一致）者为纵波。人体软组织（包括血液、体液）中均以纵波形式传播。
横波；介质中质点振动方向与传播方向垂直者称为横波。在声束斜射至骨骼时，可出现部分横波形式。
表面波；介质中质点振动方向可为纵波或横波。其传播方向与入射声束基本垂直，但波动近在物体表面传播。
• 3声场；探头向前方辐射超声能量所达到的空间称超声场，或声场。
• 在非聚焦平面被连续等幅高频电激励时，由于超声的照射而形成超声场，故此场又可称为声束。
• 超声波携带能量，在其传播过程中必然受到损失，使声强逐渐降低，此称衰减。
• 分辨力；是超声在人体软组织中传播时，指显示器上能予以区分声束中两个细小目标的能力或最小距离。
· 超声的分辨力受多种因素的影响。包括；超生的频率、脉冲宽度、声束宽度（聚焦）、声场远近和能量分布、探头类型和仪器功能（如二维图像中像素多少、灰阶的级数多少等）。
·空间分辨力主要与声束特性有关，大致可分为三类，轴向（纵向）分辨力、横向分辨力、侧向分辨力，此外还有细微分辨力（宽频带和数字化声束处理）、对比分辨力（与灰阶级数有关，如灰阶>＝256级较好）、时间分辨力（单位时间成像速度即帧频）等。
·纵向分辨力：指在声束长轴方向上区分两个细小目标的能力。它与波长∮有密切关系。频率愈高（波长愈短），轴向分辨力愈好；反之超声脉冲愈宽，轴相分辨力愈差。理论上轴向分辨力＝∮/2，由于受到发射脉冲持续时间的影响，实际分辨力为理论值的5～8倍。举例：5MHz探头的实际分辨力约1.0mm。
·横向分辨力：与探头厚度方向上声束宽度和曲面的聚焦性能有关。在聚焦最佳区的横向分辨力最好。目前腹部常用线阵、凸阵探头，通常采用声透镜聚焦。在其聚焦区宽度一般＜2mm。
·侧向分辨力：与线阵、凸阵探头长轴方向扫描声束的宽度有关。通常采用相控聚焦，聚焦声束愈细，则侧向分辨力愈好。在聚焦区，3～3.5MHz探头侧向分辨力应为1.5～2.0mm。
·此外还有细微分辨力（宽频带和数字化声束处理）、对比分辨力（与灰阶级数有关，如灰阶≥256级较好、时间分辨力（单位时间成像速度即帧频）等。
超声波的传播
1. 声特性阻抗：指某点的声压和质点速度的复数比，它等于介质中声速（C）与其密度（p）的乘积。即Z＝Pa×(s/m)＝p(kg/c㎡)×C（m/s）。
2. 界面：两种声阻抗不同的物体（组织）的相接触处称界面。界面小于声束波长者称小界面；大于声束波长则称大界面。
3. 散射：小界面对入射声束呈散射现象。散射是小界面接受声能后，作为二次声源向周围立体空间所作的二次超声发射。散射面可称作“散射子”。散射现象无方向依赖；散射现象不产生回声失落。
4. 反射：大界面对入射声束呈反射现象。
5. 回声失落与粗糙大界面：镜面反射遵守光学上Snell定律，即入射角与反射角相等，设如垂直（Qi=00）入射时回声强度为100%；则入射角为60时回声强度+为10%；而Qi=120时回声强度降至1%。Qi继续增大，（约>=200~250）回声极微而不能检出,这种空间上确实存在大界面但探头得不到反射回声的现象,称作回声失落.
6. 微泡和血液(软组织)间声特性阻抗差别:
※ 声速差别:声束以Q入射角入射至大界面时,即使界面两侧介质中声速不同(C2=/C1),声速透此界面后仍按原方向前进,(Q=00).此时,声束产生透射但无折射.在界面两侧介质中声速相等(C2=C1)时,如入射角>00,则其透射声束仍按原方向传播,即Qt=Qi。
1. 折射：在界面两侧介质中声速不等（C2=/C1），且入射角>00时,则透射声束偏离入射声束的方向传播，即Qt=/Qi。称（折射）。
2. 会聚及发散：行声束通过圆球形病灶，如病灶内声速与其周围不等，则在病灶后方产生声束的会聚或发散。
3. 临界角与全反射：在第2介质中声速大于第一介质情况下，成角入射必然使Qt>Qi。逐渐加大入射角Qi，Qi更快增大。在Qt增至直角时，折射声束与大界面平行，此时的Qi称“临界角”。再增大临界角的度数，Qt>900,此时声束从平行于界面状态转入第一介质,称全反射.
※绕射（衍射）：声束在界面边缘经过，如声束边缘和界面边缘间距达1—2入，声束可向界面边缘靠近且绕行，即声轴方向产生弧形偏转，其转向程度一般不大，称为绕射，
※相干：两组波形的叠加由于频率、振幅或位相的不同，可获得另一种新的波形，这种新的波形中常含有新的信息，特别如位相信息。利用相邻声束扫线产生的回声间取得相干信息已获成功，形成相干图像。单一入射声束在一群相邻散射体中，其散射回声间可相互干涉，形成增强的亮斑或减弱的黑点。追踪此种亮斑，可发展成新成像技术（斑跟踪技术）。“斑点”并不代表实体。
※多普勒效应：运动的散射子对入射超声的回声产生频移，称多普勒效应。散射子的频移量（fd）与运动速度（V）成正比，一探头发射频率（f0）成正比，与“声束一血流方向”夹角（Q）余弦成正比，与介质中声速（C）成反比，
Fd=（f）=Fr-F0=+-2VcosQ*f0/C
或：V=+-fd*C/2F0*cosQ
1．Q角必须正确校正，否则，测值不真实（无科学价值）
2．运动体的运动方向与入射波束垂直（成直角）时，不发生多普勒频移，因为cosQ900=0。
3．取样线偏转，使Q角最小。
4．取样门宽应按需调节，RI—应取窄门，PI—应取宽门（些时，包含空间流速的分布信息）。
5．取样门应置于流道中轴（在病变时则应置于流速最高点）
6．取样门宽（㎜）；取样面积（㎜2）；取样容积（应为空间，㎜3）；三着定义不同，其用处亦不同。取样门宽用于流道内截取一小段距离测其流速；取样面积用于对一个小块组织区取样显示其运动曲线（如：心肌运动曲线）；取样容积则用于在三维图中对选定的小空间内提取其声学特性。
7．Doppler起声测血流流速：CDFI彩色成像及Doppler流速曲线。
8．Doppler超声测血流分布：CDP彩色成像。
9．Doppler超声测软组织活动速度（TDI或DTI）；测心肌、瓣环及胎动等。
10．阻力指数（RI）：RI=（S-D）/S，其中S为收缩期峰值；D为舒张期末流速，
11．搏动指数（PI）：PI=（P-P）/Vmean，其中（P-P）为曲线上峰值至谷值流速；Vmean指时间平均流速。
12．Doppler技术可测至最低流速《0.5㎜/s。
13．Doppler技术可测至最高流速成>8㎜/s。
14．Doppler法测算狭窄段血管两端的压力阶差：P=P1-P2=（1/2）（V22-V12）。两点测速法求P法正确；一点测速法求P法不正确，除非V22》8V12；此时，V2》64V1，V1可略去不计。Dopple法不能测算血管腔内压力。
15．Doppler超声的限制与困惑：1）特浅部探测盲区，（<1㎝左右）2）深部衰减使灵敏度下降（换Doppler）频率至低频）3）深部最高流速测值下降：dmax*Vmax<C2/(8f0*tgQ)
4)大界面活动伪像5）fd超过Nyquist频率[（1/2）PRF]时的混迭伪差（aliasing）
※谐振与谐频：谐振即共振。在声束进入微泡区时，声场中压力改变可使气泡受压后体积（径线）变小；受负压后体积（径线）变大。在共振情况下，界面散射多种频率。其中，与基频f0成倍数者（即日f0，3f0，4f0…nf0）包含的声能最大，形成谐频。2倍谐频能量较其他谐频能量更大，已用作谐频成像。
五、超声波的衰减特性
超声波携带能量，在其传播过程中必然受到损失，使声强逐渐降低，此称“衰减”
1衰减公式
Ax=A0e-afx
Ax-距离探头X处的声振幅
A0-探头发散处的声振幅
e-自然对数之底，2.76—
a-衰减系数
f-超声频率（MHz）
x-距离探头的某点
2．衰减系数：衰减系数由3个主要部分组成，即：
a=af1+bf2+cf4
a代表介质弹性磨擦吸收系数，与频率的1次方成正比。
b代表介质粘滞与热传导的吸收系数。
Cc代表介质散射的瑞利散射吸收系数，与频率的4次方成正比此外，尚有其他影响因素。
声强（I）与声振幅（A）的平方值成正比，故声强的衰减系数为2a。
3．不同人体组织中的衰减系数：正常人体组织衰减的一般规律：骨>软骨>肌腱>肝.肾>血液>尿液,胆汁
4衰减在超声诊断中的应用：1）后方增强：轻度增强为：低回声型小肝癌，高回声型血管瘤（部分），正常晶体后囊。显著增强为：囊肿，脓肿，金属，宫腔节育器（金属），胆囊壁粘膜内胆固醇结晶。
2） 后方减弱：轻度减弱为：乳房癌，局灶性纤维化，后方呈现模糊声影。显著减弱者为：钙化斑，结石，重度局灶性纤维化，疤痕组织，气体，产气杆菌感染，圆球形包膜的侧后声影。一般在其后方均具清晰声影。
3） 后方 无改变：不少局灶性病灶性病变其衰减与该脏器正常组织一致；或者属弥漫性病变，即使其声衰减与正常者不同，但在声像图上不能比较出衰减差别在何处特别明显。
六、起声生物效应与安全性；
1，电脉冲~换能器~超声脉冲。
1）声能（E）即声功。换能器发出超声的总能量。单位：焦（Joule）。
2） 声功率（P）指单位时间内换能器发出的总能量。单位：瓦（W）或毫瓦（mW）。P=E/t，或W=J/S。
3） 声强（I）：指单位面积上所经过（或发出）的声功率。即I=P/A或I=W/C㎡，I=J/S·C㎡
空间峰值平均声（ISPTA）单位：mW/C㎡（15～720）；
空间峰值脉冲平均声强（ISPPA）单位：W/C㎡（28～190）
最大峰值的半周平均声强（IM）单位：W/C㎡（50～310）
2．超声波携带能量，进入人体组织后可产生三大效应。即空化效应；声流。在脉冲式超声系统中，超声声强（I）区分为：
1）空间平均时间平均声强（ISATA）：为标出声强中的最低数据。
2）空间峰值时间平均声强（ISPTA）：非聚焦声束中，为ISATA的3～5倍；聚焦超声中，焦区声强为ISATA的108～200倍。
3）空间平均时间峰值声强（ISATP）为占空因素（duty factor）的倒数与ISATA的乘积。
4）空间峰值时间峰值声强（ISPTP）为标出声强中的最高数据。可达ISATA的300～1000倍。
3．三种效应在生物休整 的实验观察。
1）热效应：
2）空化效应：
3）增流效应：
4）安全性：
5）1992年以后，诊断用超声的安全性和应用原则：
世界医学生物超声联合会关于超声热作用和临床应用的声明摘要：A目前使用的简单B超成像设备的声功率，不可能产生有害的温度升高作用。B某些Doppler诊断仪在无血流灌注的实验条件下，可引起有显著生物学作用的升温效应。
临床超声诊断安全应用原则：A尽可能采用最低的输出功率，尽可能减少超声扫杳时间。B对于眼部和胎儿。采用Doppler检查时尤应严格遵循上述规定。
热指数（TI）：TI值在1.0以下认为无致伤性，但对胎儿检查应调节至0，4以下；对眼球应调至0，2以下。
机械指数：（MI）：指超声在弛张期的负压峰值（MPa数）与探头中心频率（MHz）的平方根植的比值。
通常MI值在1，0以下认为无害，但对胎儿应调节至0，3以下；对眼球应调至0，1以下，在使用超声造影剂或体内存在其他微泡或气体情况下，MI应调至0，1或更低。
※ 热指数（TI）：指使超声照射至某实际界面使温升达10C所需声功率间的比值。现认为 ：一般脏器《1.0 ；胚胎<0.4；眼<0.2
※ 机械指数：（MI）指超声在弛张期的负压峰值（MPa数）与探头中心频率（MHz数）的平方根数的比值。现认为：一般脏器《1.0;胚胎<0.3;眼<0.1
现今国际上公认的原则为：“ALARA”在满足临床诊断目的下，使用的声能及声强愈小愈好。
七、其他新技术的原理及物理基础
1．超声弹性成像：
2．e Tracking技术：
3．应变与应变率成像：
4．三维成像：
八、小结
胎儿应〈94mw/c㎡；于成人眼球应〈17 mw/c㎡
第二章
一、多普勒基本概念
1．多普勒效应：多普勒效应的公式如下：fd=2vcosofo/c。多普勒效应是说明振动源与接收体之间存在运动时，所接收的振动频率发生改变的物理现象。
2．血流测量：
V=fdc/2focoso，fd：频移c：超声传播速度fo：超声发射频率coso：超声束入射与血流流动方向所成的夹角的余弦值。
3．主要应用：超声多普勒主要可用于判断血流性质，测量血流速度等。
1）层流：显示为频普窄、频谱波形规整，容易被自动包络，频谱宽度与基线之间有明显的无回声充填区即频谱窗。频谱信号音柔和有乐感。
2）湍流：显示为频谱宽，频谱波形不规整，不易被自动包络，频谱窗消失，在基线的反方向上还可能出现杂乱的低幅波形。频谱信号音粗糙刺耳。
3）动脉血流：频谱图形呈脉冲波形，收缩期幅度大于舒张期，舒张期开始可能出现短暂的反向脉冲波形。频谱信号音呈明确的搏动音。
4）静脉血流：频谱呈连续的，有或无起伏的曲线，曲线起伏是由于呼吸时静脉压力的增大或减小所致，对静脉远端部位加压力也可产生同样的效果，大的静脉如腔静脉更易出现频谱曲线的起伏，频谱信号音呈连续的吹风样或大风过境样声音。
4．多普勒角度与血流检测的关系：
V=fdc/2focoso，即多普勒角度余弦（coso）与V呈反比，已知coso角度越大，数值越小，例如：
cosO0=1，0000
cos2O0=0，9373
cos6O0=0，5000
cos9O0=0，0000
在心血管检测时，要求cosO不大于00～200
5．连续多普勒、脉冲波多普勒、脉冲重复频率多普勒：
1）脉冲多普勒：超声探头间歇式发射超声，在发射间歇期，探头可选择性接收所需位置的回声信号，所需检测位置的深度用延迟电路完成，检测取样的大小用取样容积（SV）调节。
2）连续波多普勒：探头内有两个换能器，一个连续发射超声，一个连续接收回声信号，无选择检测深度的功能，但可能很高速度的血流。与
3）脉冲重复频率多普勒：脉冲重复频谱（PRF）是探头在每秒时间重复发射超声的次数，因为在发射超声的间歇期才能接收到频移回声信号，所以能测量的最大频移fd与PRF的关系是fd=PRF/2，即fd的大小受到PRF的限制，为了增大脉冲波多普勒检测高速血流的能力，需要增大PRF，这就是高脉冲重复频率（HPRF），在使用HPRF技术时，在多普勒超声取样线上可显示两个或两个以的取样容积。
二、探头安放角度与血流信息检测的关系。
用在心血管系时，要求O为0～200，用在外周血管时O《600，但用血流速度绝对值计算的比值，例如PI，RI，S/D等，则不受影响。
三、多普勒血流频谱分析基础
四、脉冲多普勒局限性、尼奎斯特频率极限、探测深度与速度测量。
1．脉冲多普勒技术的局限性：
1）脉冲重复频率与最大测量速度：最大频移值也即最大速度值受脉冲重复频率的限制（fd=PRF/2）
2）脉冲重复频率与检测深度：PRF与检测深度（d）的关系为PRF=c/2d，即d=c/2PRF，说明检测深度受到PRF的影响。
3）多普勒回声信号混叠：当被检测目标的运动速度超过fd=PRF/2时，回声信号被截断为两部分，在零位基线反方向一侧显示被截断的多普勒频谱，这种多普勒频谱回声信号的显示称为混叠或倒错。
2．尼奎特频率极限：脉冲重复频率（PRF）的1/2称为尼奎斯特频率极限，如多普勒频移（fd）值超过这一极限，脉冲多普勒所检出的频移就会出现伪差，即频移混叠或倒错，例如正向的血流多普勒频谱在基线上方不能完全显示的部分可在零位基线下方显示。
3．探测深度与速度测量：如检测深度增大，所能检测的速度就受限制，即不能检测高速的血流。
五、提高脉冲多普勒检测血流速度的方法。
1．降低发射频率：计算流速的公式V=fdc/2focoso ，即发射超声频率fd与检测速度V呈反正，因此减低发射频率fo，就是提高检测速度的能力。
2．移动零位基线：对正向的多普勒频谱，把零位基线从纵坐标的中央位置下移到底部，就能把测量的速度范围增大一倍。
3．减低取样深度：已知速度V与速度D相乘是常数，如把深度D减小，就可使检测的速度范围增大。
4．增大超声入射角：入射角为0～200时，coso为1.0～0.9,fd、V值的计算不产生明显的影响,入射角600时,coso为0.5,对计算产生明显影响,入射角900时, coso为零,即无多普勒效应产生.
五彩色血流显像的品质评价
1. 彩色信号的颜色纯正:
彩色血流显像所用彩色基本上为红、蓝、黄、青、紫等彩色，用上述彩色显示血流时，其颜色应纯正。
2. 彩色信号能大致反映
血流速度的变化；血流速度快时，彩色应明亮，速度慢时应为暗淡。
3. 彩色信号充盈适当：在
对超声仪调节正确的情况下，彩色信号应能充盈管道，不外溢，无充盈缺损（血管无狭窄时）。
4．彩色信号呈团块状充盈、流动：即彩色信号应呈流体样在心腔、血管内流动，而不是呈片状、点状的流动.
六、彩色血流显像原理
1．相差检测：即检测接连发射的两个相邻的超声脉冲的回声信号的相位差，从相位差公式计算检测位置的血流速度，从相位的正负可了解血流的方向。
2．正交检测器：超声诊断的超声频率为兆赫（MHz）级，对高频信号的处理技术难度大，用正交检测器，把信号转换为低频信号。
3．运动目标指示器：（MTI）：实际上是MTI滤波器，把低频信号如血管壁、瓣膜等低频运动信号除去，MTI滤波器具有不同频率响应特征，可用于对静脉、动脉、心脏等不同部位血流的检测。
4.自相关检测：把正交检器输出的低频信号输出自相关检测器，此过程总是把一个反射脉冲和它前面的那个反射回声脉冲结合起来分析，计算出血流速度。
5.彩色血流显示：
（1）速度－方差显示：以彩色及其色调表示血流方向及速度，当血流速度超过仪器所能显示的极限及/或血流方向明显紊乱时，在血流的红色或蓝色信号中夹杂其它彩色，例如绿色的斑点信号，这就是速度－方差显示，速度方差值越大，绿色斑点的亮度越明显，常见于湍流及高速血流。
（2）速度显示：以红色显示血流朝向探头，蓝色表示血流背离探头，彩色信号的明亮度表示流速的快慢。
（3）方差显示：五彩镶嵌多见于极高速血流的显示。
6.彩色血流显像的临床应用：主要用于检测血流：如心腔、动脉、静脉中的血流，显示血流的存在与否，血流的流动情况，并从血流流动情况判断血流的正常与异常。
三、彩色血流显像的局限性、声束入射角的关系
1.超声入射角的影响：入射角与血流方向不能成
90°。
2．超过奈奎斯特频率极限时的彩色信号混叠，能量彩色多普勒不受此影响。3.检测速度与成像帧频及可检测流速间的相互制约。
4.对二维图像质量的影响：如用多通道多相位同时分别处理彩色多普勒与二维成像，可提高彩色多普勒显像的帧频及二维灰阶成像的质量。
5.湍流显示的判断误差：当湍流以方差显示时，出现绿色的斑点信号，但绿色斑点出现在方差显示，不一定就是湍流。
四、彩色血流显像的几个基本概念：速度标尺、滤波器、常用显示方式
1.速度标尺：指彩色标图所能显示的速度范围，标尺的大小调节应与所测的血流速度相匹配。
2.滤波器：用以使高速或低速血流容易被显示，不被滤掉（切掉）或避免低频的运动所形成的低频彩色信号干扰对被检测血流信号的显示和观察。
3.常用显示方式：即速度－方差显示、速度显示、方差显示等几种方式。
五、彩色多普勒能量图（CDE）、组织多普勒成像（TDI）
1.彩色多普勒能量图：以红细胞散射回声能量（功率）的总积分进行彩色编码，对血流进行显示。
2.组织多普勒成像：用彩色多普勒血流成像（显像）原理，不显示血流而显示运动的组织例如心室壁。
第三节、彩阶
彩阶－灰阶到彩色变换：彩阶是二维超声灰阶显像用彩色编码进行显示，把二维（B型）超声的灰阶显像变为彩色显像，但这是对解剖结构的显像，而非对血流的显像，通常称为B彩。
第四节、血流动力学基础一、血流流动的一般规律1.层流：流体以相同的方式成分层的有规律流动，流动没有横向的交流，同一层流体的流速相同，不同层流体的流速不相同。流体以恒定的速度及方向流动时，称为稳流，层流以这种状态流动，称为稳定层流。流体在弯曲管道中的流速变化，形成流体在管道内的横向循环（流体增快从内侧缘→中央→外侧缘）或称为二次流动。人体血液从升主动脉到主动脉弓、从主动脉弓到降主动脉的流动，是血液在弯曲管道流动的例子。
2.湍流：流体的流速及流动方向都呈多样化杂乱无章的不规则流动，即流体不分层，流体成分互相混杂交错。湍流经常在流体通过一窄孔后发生，对湍流可用雷诺氏公式所计算，当雷诺氏数Re＞2000时通常是湍流，Re≤2000时，一般为层流。
二、血流流动的能量守恒定律：△P=4V2max
三、血管弹性与平衡动脉压1.血管顺应性：血管顺应性指血管内容积不同时，血管膨胀扩大的能力，也是血管弹性的表现
2.平均动脉压：一个心动周期中每一瞬间动脉血压的平均值，约等于舒张压加1／3脉压，接近与舒张压的水平。
第三章 超声仪器
第一节 超声探头
一、压电换能器
1.压电效应：超声探头的核心是压电晶体或复合高分子聚合物压电材料。发射超声波是换能器的逆压电效应，而接受回声信息则是换能器的正压电效应。超声探头三主体是换能器。
2.多层匹配探头：为提高宽频带探头的信号噪声比，使探头晶片的声阻抗与人体皮肤声阻抗相匹配，有利于声波的传播，必须采用多层匹配探头。
二、超声探头的种类与临床应用，常用的探头有：电子凸阵探头—用于腹部、妇产科检查
电子线阵探头—外周血管、甲状腺等小器官。
电子扇形探头—心脏
径向扫描探头—血管内
探头是超声仪器的重要部件，使用时应避免探头被摔打、牵拉导线，用不带腐蚀性的清洁剂擦洗探头残余耦合剂，一起不用时应冻结图像。不能用紫外线照射或消毒液浸泡探头消毒。
三、探头频率
宽频探头：发射时有一很宽的频率范围（3MHz—12MHz），（7MHz—15MHz）接收时分二种情况，可选中心频率，又能动态扫频。
第二节 实时超声显像原理
一、超声诊断仪的类型
1．A型：显示单声束界面回声幅度，称为振幅调制型，以脉冲波形的幅度显示回声的强与弱。
2．B型：显示与超声束扫描的切面回声图像，界面回声强弱由明暗度（灰阶）表示。它属于高度调制型的二维图像。
3．M型超声心动图显示原理。（UCG）可用于显示心脏各层次，如心脏房室壁、心瓣膜和大血管运动回声曲线，属于辉度调制型。
4．D型。
5．CDFI型。
二、B型超声诊断仪的工作原理。
1．电子线性扫描。
2．电子凸阵扫描。特别适合于肋骨下扫描，耻骨下脏器扫描，胰腺整体扫描。
3．电子相控阵扇形扫描：是利用雷达天线的相控阵扫描原理。
三、超声多普勒（D型）
1．多普勒效应：多普勒频移可用公式表达为：fd=fr-ft=+-2vcosO/c·ft式中：V为血流速度。单位为米/秒——M/S或CM·S-1表示；+/-为血流方向；fd和O可以通过仪器测定。
2．血流测量：
V=c（+-fd）/2focosO
血流方向与超声束之间的夹角O称为多普勒角。
3．两种多普勒方式：
1）连续波多普勒（CW）
2）脉冲多普勒（PW）
3）脉冲重复频率：单位时间（S）发射脉冲波的个数称为脉冲重复频（PRF），PRF是一个重要概念。
4）1/2PRF称为尼奎斯特频率极限，如果多普勒频移（或换算成血流速度）超过这一极限，脉冲多普勒所测量的频率就会出现大小和方向伪差，即频率失真，或称为频普混叠。
5）提高脉冲多普勒检测的流速值
A选择超声频率较低的探头B增加脉搏冲重复频率（PRF）C减小取样深度D移动零位线。
四、彩色多普勒血流成像（CDFI）
1．MTI原理：运动目标显示器，在同一方向上反复多次（6-12次）发射超声波，对其相位差变化进行比较，统计分析，就能够获得运动的红细胞的动态信息。
2．MTI特性：实际上是一种壁滤波器。这种滤波器从接收的超声回声波中，只分离出血流信号成分，而滤去心壁、瓣膜的信号。血流显像的质量主要取决于MTI的特性。
3．血流分散：
分散是表示血流的变化情况——主要用于心血管血流的显示。
彩色多普勒只能表示存在于同一个容积中的众多红细胞的平均运动速度和全部红细胞的平均移动方向。
4．彩色显示：
通常将朝向超声探头方向来的血流用红色表示，离超声探头远去的血流用蓝色表示，改变红色或蓝色的辉度（彩色的深浅）来表示速度的大小，即流速越快的血流色彩也就越明亮。
当出现湍流时（血流分散），血流方向不一致，则以红、蓝混合的杂乱彩色或以绿色表示，并根据血流紊乱程度，来改变其高度。
五、超声诊断仪基本概念
1．数字图像基本概念
1）像素（像点、像元）图像中一个最小的基本单元叫做图像的像素或像点。
2）灰阶：图像中像素的亮度等级，由黑到白可以分256级灰阶，B型超声诊断仪常采用64级灰阶。灰阶级数愈多，其图像对比分辨力愈好。
3）存贮容量：一个存贮器容量包括了像素与存贮位数的乘积。
2．二维图像分辨力
1）空间分辨力：A图像中像素的数目。在一确定的图像显示区域，其像素越多，图像信息越密集，其空间分辨力愈好。B声束特性。纵向半波长度越短其纵向分辨力愈好；横向声束越窄或越细，其横向分辨力愈好。
2．对比分数力：图像的灰阶级数越多，其对比分辨力越好，常用的64能灰阶、128、256级灰阶。
3．时间分辨力：单位成像速度越高，其时间分辨力愈好，愈能真实地反映运动脏器的瞬间变化情况。
六、监视器
第三节 “彩超”的正确调节使用
一、超声诊断仪主要控制器：分为三大类A控制链（钮）B功能键C操作键。
二、调节要领
1．正确把握彩色显示角度，深度及PRF的关系，避免PW及“彩色”固有的局限性，发挥其长处。
2．利用基线移位功能，可增加单向血流速度测量量程，并克服折返现象，零位线向红色标尺方向调节，结果是显示兰色增多，反之红色增多。
3．选择不同的频率显示二维灰阶图像及彩色图像，灰皆图像使用高频，彩色图像使用低频，可使二维图像获得高分辨力，又能提高彩色血流的检出敏感度。
第四节 超声仪器的一般维护
1．医用电器设备安全注意事项
A超声仪器设备应经常保养：属于自行维护的范围，包括：防、防潮、防高温、减少震动。
B超声诊断仪器工作环境：整机不应放置在潮湿的环境中或易燃气体旁；避免高电场、高磁场、高频环境中使用；使用稳压器，有良好的接地线；监视器应避免阳光直射；
3．经常性维护：每天清洁仪器台面，擦除荧光屏上的灰尘，定期检查仪器工作条件设置是否正确。检查地线或电源是否连接可靠。
在专业技术员参与下，可拆开侧、后置板、拔除电路板进行除尘清理工作，一般不自行对电路板除尘。
2．定期检测；超声仪器要定期检测，对轴向分辨力，侧向分辨力、几何位置精度、穿透深度、灵敏度、声输出强度等几项技术指标必须检测。
第四章 超声新技术的临床应用
第一节 数字化彩超概念与特点
一、声束的形成与聚焦
1．模拟式超声声束的形成与聚焦：探头晶体片受发射脉冲激励时产生声波形成声束向前传播，为改善其分辨力，常采用模拟式方法技术进行处理，使声束变细，提高横向分辨力，达到改进图像的目的
二、数字式声束聚焦：数字式接收聚焦延迟线一一发射时有8个焦点，接收时每个像素即为焦点一全过程（连续）动态聚焦。聚焦准确，噪声比较低。和二维面阵探头合用，能对发射声束从轴向，横向和侧向三个方向进行电子聚焦。
三、阵元与通道
若干阵元接收回波信号一延迟一叠加一形成一条扫描线，阵元与通道越多，成像质量越好。
阵元一通道一一对应，但不是所有的通道都在同一时间超作用。
多波束形成器，提高帧频，每条波束形成过程中实际使用的阵元与通道数。
四、主要特点
1．数字化彩超采用了三个重要技术：
A数字化声束形成技术。B前端数字化或射频信号模数变换技术。C宽频探头和宽频技术。
2．数字式接收聚焦可连续地将超声束聚焦在一个很小的范围内，每个像素即为焦点一全程（连续）动态聚焦，使聚焦精度比常规方式提高10倍以上。
3．准确性提高，不随距离失真，并减弱旁瓣效应。
4．数字式延迟；全程由软件控制，延迟量可分级变换。
5。数字昝效果：快速，准确，大量。
6。数字动态变迹
A改善声束主瓣与副瓣的相对大小，抑制副瓣，消除副瓣伪像。
B发射声波：改变阵孔上各阵元的激励电压。
C接收声波：改变各阵元信号相加前的加权系数。
五、高分辨率与高速度成像技术
1．四倍信号处理技术：同时接收四个相位回波信号，可提高速率；彩色血流显示帧速率可提高三倍，即提高时间分辨力。
2．多参数高速同步处理技术：高速接收信号，高速运算处理，提取多普勒频谱参数及二维图像的全部重要参数。
第二节 三维超声显像技术与数字化超声管理
一、三维超声波扫描技术
1．平行扫描法。2。扇形扫描法。3。旋转扫描法。4。自由臂扫描法。5。矩阵型多方位声束快速扫描。
二、三维超声图像重建
1．三维数据信息的采集方法
A先采集一系列的二维图像信息，然后进行三维重建。B采用相控阵矩探头直接获取“金字塔”形三维容积图像信息。
2．三维图像重建方法。
A立体几何构成法。B表面轮廓提取法。C体元模型法。
3．三维图像显示方法。
A表面成像技术。B透明丰像技术。C多平面成像技术。
三、三维超声显像临床应用
1．三维超声成像在心脏疾病中的应用
A实时显示心脏解剖结构的立体影像，如观察瓣膜形态、开放与关闭状态以及间隔缺损的部位、大小和形态等。B测量心室容积及心肌重量。C与声学造影技术合用，快速显示立体心肌声学造影灌注缺损区。D检测胎心发育。E心腔内实时三维，可以直接观察心内解剖、引导电极头置放位置，准确测量病变大小及射频消融定位等作用。F实时三维实时彩色多普勒；立体显示返流束或分流束的位置、时相、方向、宽度、长度等信息，精确测量返流量或分流量的大小。
2．三维超声成像在腹部的应用
A观察肝脏立体形态、血管分布及走行、声学造影后血供状态，新生物所在部位、大小及解剖毗邻。B了解移植肾组织结构的立体形态，动态观察移植肾血流灌注情况及血流量，确定有无排异反应。C立体观察膀胱、胆囊等空腔脏器的形态大小及内部结构。
3．三维超声在妇产科中的应用。
A立体观察子宫形态及内部结构，对子宫畸形、子宫内膜息肉、子宫肌瘤等病变的判断有较好的辅助作用能准确测量子宫内膜癌的容积大小。B立体观察、测量卵巢肿块的形态、大小、内部结构及与周邻脏器的空间关系；C准确地进行胎儿生物学测量，评估胎儿生长发育情况， 估算孕周。D立体观察胎儿泌尿生殖系统、中枢神经系统、骨骼、心血管系统及面部形态结构，对胎儿畸形具有较高的诊断价值。E立体观察胎儿脐带，准确判断有无脐带绕颈及绕颈圈数等。
4．三维超声在血管中应用。
A立体显示夹层动脉瘤的形态，范围，程度，分辨真假腔，判断血流是否通畅。B显示门静脉，肝静脉血管树的分布及关系。C立体观察血管内粥样硬化斑块或血栓的形态，大小及部位，管腔有无狭窄与扩张。D显示肿瘤区域血管网的立体形态及分布。
四、超声医学图像存储和通信系统：（PACS）是近年来随着数字成像，计算机技术及网络技术的进步而迅速发展起来的，旨在全面实现医学图像的获取、显示、存贮、传送一体化的数字化综合管理系统。该系统主要由图像收集、存贮、显示以及传输网络组成。
第三节 二次谐波显像
一声学造影剂与谐波显像技术
1．要求：A安全性高，造影剂无毒性和生物学活性，不影响人体血流动力学；B气泡稳定，半衰期长，溶解性弥散性低，便于使用。C造影剂微气泡平均直径小于红细胞，大小均匀，易于排出。D反射性好，衰减伪差小，具有良好的造影效果。
2．作用；造影剂随血液流动分布于各级血管中，可显示小血管极低速的血流，可评价心肌灌注；另外正常组织与病变组织对造影剂反差存在差异，因此可提高肿瘤的检出率。
二、造影剂谐波成像原理
：声学造影剂微气泡注入心血管腔后，在超声波的作用下产生共振运动，如超声波能量达到一定程度，可诱发二次谐波。这样，探头接收与发射频率相同的反射波外，还接收来源于组织，造影剂微气泡的二次谐波。经信号处理， 以二倍于发射频率f0的二次谐波作为声学造影剂成像的基础。
三、二次谐波成像的几个相关问题
1．这种非线性现象主要表现有三个方面；
1）声波速度的非线性改变一谐波的产生。2）谐波能量的非线性改变。3）基波能量与谐波能量的非线性改变。
2．二次谐波的接收
1）二次谐波接收是提取2f0的谐波回声信号，包括自然组织与造影剂的谐波信号。2）在实际的谐波接收过程中，采取多种技术措施使二次谐波与基波相分离，而提取纯净的谐波成分。
五、谐波成像可以明显改变图像质量
1．消除近场伪像干扰
1）消除表层组织结构的反射和散射所产生的超声伪像。2）消除基波声束旁瓣产生的旁瓣伪像。
2．消除近场混响：声束在浅表组织内表层与肋骨之间产生混响，图像显示常出现模糊雾状改变。二次谐波成像可以使混响消除，得到更为清晰图像。
六、谐波成像的临床应用。
1．增强心肌和心内膜的显示。
2．增强超声对细微病就的分辨力，了解心内血流状态。
3．清晰显示血栓轮廓和腹腔深部血管病变边界。
4．增强心腔内声学造影剂回声信息。
5．清晰显示腹部肝、肾、胰腺等脏器的局限性占位性病变。
6．清晰显示腹部含液性脏器病变及囊性病变的内部回声。
第五章 超声临床诊断基础
第一节 人体不同组织和体液回声强度
一、回声强度分级
人体组织和体液回声强度可分为：高（水平）回声、（中）等回声、低（水平）回声、无回声四级。
具体来说，很高水平回声（强回声）见于含气肺（胸膜—肺界面）、胆结石、骨骼表面（软组织—骨界面）；很低水平（弱回声）见于青少年的肾锥体、骨关节表面的透明软骨、肋软骨等；典型的中等水平回声见于肝、脾实质；典型的低回声见皮下脂肪（其中带有细线样高回声）；典型的无回声见于胆汁、尿液和胸腹水（漏出液）。高水平回声见于皮肤、肝脾包膜，血管瘤及其边界等。
很强的回声界面后方，常伴有声影；但有些强回声结构，如微小结石、前列腺内小钙化灶等，由于超声聚焦和超声频率偏低等因素，不一定伴有声影。
二、一般规律
1．均质性液体（介质）如胆汁、尿液为无回声，应当注意：有些均质的固体如透明软骨、小儿肾锥体，可以出现无回声或接近无回声。所以，个别固体或实性组织可以呈无回声，但必然是均质性的。
2．非均质性液体（介质）如尿液中混有血液和脓液，囊肿合并出血或感染时，液体内回声增加。软骨等均质性组织如果纤维化、钙化（非均质性改变），则由原来无回声（或接近无回声）变成有回声。
所以，认为“凡是液体均是无回声的，固体均是有回声的”这种看法是片面的、不正确的。
3．引起回声增强的常见原因，举例：均质性的液体（如血液、脓液）中混有许多微气泡；血液常是无