超声原理和设备的基础知识

超声医学是以人体解剖知识为基础，以临床医学知识为依据，通过超声图像反映疾病的功能变化和解剖空间的发生发展过程，超声诊断专业性很强，且与人体结构及超声检查基础知识联系紧密，因此需要较强的解剖基础及临床诊断知识。

超声的基本概念

1．声源、介质与超声波

A．能发声的物体称声源，物体振动后产生声波；

B．在超声成像中，探头中晶片高频振动时即产生超声，所以探头晶片即为声源；

C．气体(空气)、液体、固体是传播声音(可闻声)的媒介物称介质，声波必须在介质中传播，不能在真空中传播。

D．在超声诊断中，人体脏器、器官都是介质，介质的声学特性与成像的关系非常密切；

E．超过正常人耳听觉上限阈值频率(20 kHz)的声音叫做“超声”，也就是通常所称的超声波。

2．超声波的振态及超声波的基本物理量

A．超声波的振态在固体中有纵波、横波、表面波等多种振态；

B．在液体和气体中只有纵波振态；

C．在超声诊断中主要应用超声纵波；

D．质点从平衡位置到最大位移的距离称为振幅或幅度、幅值；

3利用超声仪器中的电子卡尺测距

A．测量肝、胆、脾、胰误差很小；

B．测量脂肪组织大于真实值(偏大)；

C．测量胎儿股骨长径时小于真实性(偏小)；

D．测量颅骨钙化病灶值也偏小；

E．测量眼组织玻璃体、角膜、虹膜均有一定偏差。

4．超声成像的一般规律

A．回声不仅来自大的界面反射，也有散射回声；

B．物体衰减大小表现在后方回声的强弱；

C．囊性物体声像图特点是内部无回声，前、后壁回声增强，侧壁回声失落即侧声影，后方有回声增强；

D．多重回声反射表现为一系列间隔均匀、依次减弱的影像；

E．采用非线性检测可获得二次谐波成像，成像质量有明显改善和提高。

5医学超声波应用范围

A．用于临床诊断的频率范围为2．0～60 MHz；

B．3．5～5 MHz用于成人心脏及腹部成像；

C．7～10 MHz用于小器官成像，如甲状腺、乳腺、眼球等；

D．10～40 MHz应用于皮肤及血管内成像；

E．40～60 MHz用于生物显微镜成像，如眼球内组织显微镜诊断。

6超声引导技术要求

A合适的探头可以提高轴向和横向分辨率。我们至少需要熟悉线阵探头和凸阵探头。高频线阵探头（HFL）的图像是矩形的，频率高，分辨率高，适合浅表结构，比如胸膜和气道。凸阵探头的图像是扇形的，频率低，分辨率低，但是穿透性强，适合深层结构，而且远场图像更宽，适合检查腹膜内和腹膜后器官。

胸内结构（如心脏和大血管）适合用低频相控阵探头，体型小，可以通过狭窄的肋间隙扫查心脏。还有一种探头是电容式传感器（CMUT）。与传统压电传感器相比，CMUT传感器的优点是带宽更大，生产成本更低。

B了解超声形成图像的一般原则、常见的伪像、以及超声解剖。

C如果要检查器官，比如超声心动图，我们会用到频率更低的相控阵探头。

D医用超声是压电换能器或者CMUT以高频（＞20kHz）声波形式发出的机械能。

E多数波穿过了具有不同密度和声阻抗的组织，一小部分反射回到换能器并改变压电晶体的形状，产生与信号强度成比例的电流，然后经过处理形成二维图像。

F超声伪像有时候会导致误诊，比如声影、回声增强、彗星尾、反响、镜像等等。

G在操作层面，我们需要熟练调节深度、焦点、增益，学会在不同的模式之间灵活切换。

参考文献

Haskins SC, Bronshteyn Y, Perlas A, El-Boghdadly K, Zimmerman J, Silva M, Boretsky K, Chan V, Kruisselbrink R, Byrne M, Hernandez N, Boublik J, Manson WC, Hogg R, Wilkinson JN, Kalagara H, Nejim J, Ramsingh D, Shankar H, Nader A, Souza D, Narouze S. American Society of Regional Anesthesia and Pain Medicine expert panel recommendations on point-of-care ultrasound education and training for regional anesthesiologists and pain physicians-part I: clinical indications. Reg Anesth Pain Med. 2021 Dec;46(12):1031-1047. doi: 10.1136/rapm-2021-102560. Epub 2021 Feb 24. PMID: 33632778.

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