文章编号：17030 / 更新时间：2024-03-04 14:12:06 / 浏览：次

提到B超，大多数人可能会想到母亲子宫内的胎儿图像，或者在常规体检中的情景。

一、什么是B超？B超是超声检查的一种。超声波是一种机械振动波，和电磁波不同，它必须有介质来传播。人耳只能感受到20—20KHz的声波，当频率大于20KHz时，是听不到的，这种人类感受不到的声波就是超声波。B超中的超声波换能器，将电能转换成高频振荡的机械能，产生人类听不见的高频声但目前使用的大多数换能器工作在更高的频率（在兆赫兹范围内）；也可以将超声波转换成电信号。在超声波检查时，技术人员会将凝胶涂抹肤上，可以防止在换能器和皮肤之间形成气穴，从而阻止超声波进入身体。该技术类似于蝙蝠、鲸鱼或海豚使用的回声定位，以及潜艇使用的纳。

二、不同类型的超声波影像
（1）3D超声成像通过在体表上移动探头或旋转插入的探头来获取几个二维图像，然后通过专门的计软件将二维扫描图像组合成3D图像。
（2）多普勒超声多普勒超声基于多普勒效应。当反射超声波的物体移动时，它会改变回波的，如果它向探头移动，则会产生更高的频率，如果它远离探头移动，则会产生较低的频率。频率的变化程度取决于物体移动的速度。多普勒超声测量回波频率的变化来计算物体移动的速度，比如测量心脏和血流量等。

三、我们常说的彩超是什么？彩超简单的说就是高清晰度的黑B超再加上彩色多普勒，它提供的医学信息更丰富。

四、有风险吗？超声波检测对患者来说是无创、安全、无痛的，不会像X射线、扫描以及核磁共振（MRI）磁场那样产生电离辐射。但是，超声波仍然能够在特定的环境和条件下在体内产生一些生物效应：
（1）热效应组织或水吸收超声波能量，从而提高局部温度。
（2）气泡的形成：当溶解的气体由于超声波引起的局部热量而从溶液中逸出时，可能产生气泡。在人类或动物的研究中，没有证实超声波的不良影响。话虽如此，超声波仍应仅在必要时使用。

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医学超声成像原理

我总结一下医学超声成像的原理 超声波成像需要三个步骤：发射声波，接受反射声波，以及信号分析处理得到图像。 超声波探头是通过压电陶瓷换能器发射超声波，不同的探头能够发射的声波频率不同。 医学超声波频率一般是2-13MHz，声波频率越高，衍射越弱，成像分别率越高；但与此同时，频率越高，声波衰减也越快，穿透深度就小。 因此，我们在探测心脏的时候，只能用频率较低的声波，否则探测的深度不够，虽然成像效果差一些；而在探测颈动脉、股动脉等表皮下方的血管时，就用频率高的声波，成像好清晰许多。 实验中，我们采用的心脏探头为2-4MHz，血管探头为10MHz。 接收反射波的依旧是同一个超声波探头，压电陶瓷换能器将声波信号转换成电信号，之后电脑上的系统进行信号处理成像。 B型超声波显示的是探头面向的组织切面的二维灰度图。 我们知道确定二维灰度图上的每个点需要3个信息，横坐标、纵坐标和灰度。 这些是怎么得到的呢？由于超声波在人体内接触到组织会反射，不同的组织声阻抗不同，根据接收到的回波反射率计算得到声阻抗，对应于图上的灰度（如血管壁的组织声阻抗差不多，在图像上的灰度就差不多，就能看出来是血管的形状）。 假设探头是一维的，那么探头上每一个探针的位置就对应一个横坐标。 纵坐标是由发射和接收声波的时间差决定的，假设声波在人体中传播速度相同，那么时间越长表示反射组织的位置越深。 最后由得到的灰度图，可以看到组织轮廓，并可以进行测量，如血管直径，面积等等。 当然，具体的成像过程远远比这个复杂，因为B超是实时的，如何区分发射波、反射波、如何去除噪音，放大信号，信号处理非常复杂，我也不清楚。 但以上简单的描述，已经足够我们大致了解成像的过程。 多普勒效应我们中学物理都学过，无论是发射者还是接收者相对声波传播介质运动，都会引起观察到的声波频率的变化。 利用多普勒效应测量血流速度如下图，探头发射声波的方向和血流方向的夹角为 \theta，发射声波频率为 f_0，反射声波频率为 f，多普勒频率也就是频移为f_D，声波在人体组织中传播速度为c，血流速度为v 则由多普勒频率可以计算得到血流速度，公式如下 它的推导过程主要就是套两次多普勒效应公式，发射时认为接收者（血液）相对声波介质（人体组织）运动，而回收时认为发射者（血液反射声波）相对介质运动。 然后相加项近似两个频率不变得到分母的2f_0。 之前做彩超检查子宫，我就问给我检查的护士姐姐啥是彩色超声波，因为我发现无论是检查结果还是他们的显示屏都是黑乎乎的，完全不知道彩色在哪里。 彩超相比于B超，通过多普勒效应测量血流的速度，并在图像中通过着色来表出来。 所以这个彩色并不是直接反应人体组织颜色的，颇令人失望。 一般来讲，图像中红色表示血流方向是迎面而来，而蓝色表示血流方向是离你而去。 同时，颜色越深表示血流速度越快。 脉冲多普勒的原理不太懂，网上查了一下彩色多普勒和脉冲多普勒的区别，大概是方法不太一样，也有各自的优缺点。 实验时，我们通过脉冲多普勒得到血流速度的频谱，也就是血路速度随时间的变化图（波形图），不是人体组织的成像图。 通过测量两个血流速度脉冲之间的水平距离（时间差），就可以计算得到心率，如果在彩色多普勒图像（B型超声图像也行）测量血管的直径，进而计算出血管的面积，再乘以血流速度的波形图一个周期内曲线下方的面积（积分），就可以得到血流量（一分钟内流过的血流体积） 下图就是我的颈动脉彩色多普勒成像（上部分），和脉冲多普勒成像（下部分），并且测量了血流速度的峰值、心率（2倍心率）、血管直径和血流量（VolFlow）等信息 总结起来，医学超声仪器的物理原理：用压电换能器发射和接收超声波，通过反射率、接收时间、探针位置得到组织轮廓成像，通过多普勒效应测量血流速度。 B超成像是二维的灰度图，反应组织轮廓，彩超是二维灰度图上加了血流速度的信息，脉冲多普勒得到的是血流速度随时间的变化波形。 想起来一个有趣的地方，用脉冲多普勒的时候，仪器会发出跳动的声音，无论是测量血管还是心脏。 我不知道这个声音，是我心跳或者血流脉冲声音的放大，还是仪器自带的声音，配合我心跳的跳动而播放。 一些自问自答 ： 1.血流速度怎么测量：多普勒效应 2.血流量怎么得到：血管面积乘以血流速度的积分 3.心率怎么得到：脉冲多普勒中，两次血流量最大值的之间间隔为周期 4.心脏容积怎么得到：描迹自动求面积 5.血管面积怎么得到：描迹或者测量血管半径 6.心功能怎么得到：心收缩和心舒张的左心室心脏容量的比值 7.彩色多普勒和脉冲多普勒的区别：一个是二维成像图、一个是频谱 参考资料： 1. 维基百科：医学超声检查 相关文章 我写了几篇博客来介绍和记录我们的四级物理实验： 用医学超声仪器研究运动对人体血流分布的影响 ① 为什么在校医院做大物四级实验 ② 医学超声成像原理 ③ 运动对血流分布的影响 实验设计 ④ 运动对人体血流分布的影响 实验结果

大学医学影像专业医用物理 b型超声诊断仪的原理 在线问答

B型超声诊断法是采用辉度调制显示（Brightness modulation display）声束扫查人体切面的声像图的超声诊断法。 简称“B超”。 B超扫查方式主要有两种：线性扫查和扇形扫查。 前者以声束平移位置为横坐标，以超声波的传播距离为纵坐标；后者是以距离轴为半径圆周角为扫查角的极坐标形式扫查。 在切面声像图上，以回波的幅度调制光点亮度，并以一定的灰阶编码显示，所以称为切面灰阶图。 如果对回波幅度进行彩色编码显示（color code display），则称为切面彩阶图，这是一种伪彩色显示法。 B型超声不仅利用组织界面的回波，而且十分重视组织的散射回波（后散射）。 它是利用组织界面回波的组织后散射回波幅度的变化来传达人体组织和脏器的解剖形态和结构方面的信息。

B超的工作原理

人耳的听觉范围有限度，只能对20-赫兹的声音有感觉，赫兹以上的声音就无法听到，这种声音称为超声。 和普通的声音一样，超声能向一定方向传播，而且可以穿透物体，如果碰到障碍，就会产生回声，不相同的障碍物就会产生不相同的回声，人们通过仪器将这种回声收集并显示在屏幕上，可以用来了解物体的内部结构。 利用这种原理，人们将超声波用于诊断和治疗人体疾病。 在医学临床上应用的超声诊断仪的许多类型，如A型、B型、M型、扇形和多普勒超声型等。 B型是其中一种，而且是临床上应用最广泛和简便的一种。 通过B超可获得人体内脏各器官的各种切面图形比较清晰。 B超比较适用于肝、胆肾、膀胱、子宫、卵巢等多种脏器疾病的诊断。 B超检查的价格也比较便宜，又无不良反应，可反复检查。 平时说的“B超”就是向人体发射超声波，同时接受体内脏器的反射波，将所携信息反映在屏幕上。 超声在人体内传播，由于人体各种组织有声学的特性差异，超声波在两种不同组织界面处产生反射、折射、散射、绕射、衰减以及声源与接收器相对运动产生多普勒频移等物理特性。 应用不同类型的超声诊断仪，采用各种扫查方法，接收这些反射、散射信号，显示各种组织及其病变的形态，结合病理学、临床医学，观察、分析、总结不同的反射规律，而对病变部位、性质和功能障碍程度作出诊断。 用于诊断时，超声波只作为信息的载体。 把超声波射入人体通过它与人体组织之间的相互作用获取有关生理与病理的信息。 一般使用几十mW/cm2以下的低强度超声波。 当前超声诊断技术主要用于体内液性、实质性病变的诊断，而对于骨、气体遮盖下的病变不能探及，因此在临床使用中受到一定的限制。 用于治疗时，超声波则作为一种能量形式，对人体组织产生结构或功能的以及其它生物效应，以达到某种治疗目的。 一般使用几百-几千mW/cm2-以上高强度超声波。 超声诊断仪有各种档次，先进的高档仪器结构复杂，具有高性能、多功能、高分辨率和高清晰度等特点。 它们的基本构件包括发射、扫查、接收、信号处理和显示等五个组成部分，分为两大部件，即主机和探头。 一个主机可以有一个、两个或更多的探头，而一个探头内可以安装1个压电晶片（例如A型和M型超声诊断探头），或数十个以至千个以上晶片，如实时超声诊断探头，由1至数个晶片组成一个阵元，依次轮流工作、发射和接收声能。 晶片由电致伸缩材料构成，担任电、声或声、电的能量转换，故也称为换能器。 按频率有单频、多频和宽频探头。 实时超声探头按压电晶片的排列分线阵、环阵、凸阵等，按用途又有体表、腔内、管内各种名称，有的探头仅数毫米，可进入冠状动脉内。 超声诊断仪涉及声学、机械学、光学和电子学，随着声学材料、电子技术、集成电路、微计算机的迅速发展，尤其是DSC（数字扫描转换器）和DSP（数字信号处理器）的引用，它的性能不断提高，有的日益专门化，显示的空间由一维、二维向三维发展。 超声诊断主要应用超声的良好指向性和与光相似的反射、散射、衰减及多普勒（Doppler）效应等物理特性，利用其不同的物理参数，使用不同类型的超声诊断仪器，采用各种扫查方法，将超声发射到人体内，并在组织中传播，当正常组织或病理组织的声阻抗有一定差异时，它们组成的界面就会发生反射和散射，再将此回声信号接收，加以检波等处理后，显示为波形、曲线或图像等。 由于各种组织的界面形态、组织器官的运动状况和对超声的吸收程度等不同，其回声有一定的共性和某些特性，结合生理、病理解剖知识与临床医学，观察、分析、总结这些不同的规律，可对患病的部位、性质或功能障碍程度作出概括性以至肯定性的判断。 超声诊断由于仪器的不断更新换代，方法简便，报告迅速，其诊断准确率逐年提高，在临床上已取代了某些传统的诊断方法。

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