第三章　超声诊断仪的使用、维护及质量检测

第一节　超声诊断仪的操作和调节

一、二维超声诊断仪控制面板的操作和调节

（一）系统通用控制功能

1.扫描方式

①电子线阵扫描；②电子凸阵扫描；③电子扇形扫描；④机械扇形扫描；⑤相控阵扇形扫描；⑥环阵相控扫描；⑦机械及手动三维扫描；⑧全景扫描；⑨矩阵容积扫描。

2.显示模式

①B模式（灰阶二维）；②B/M模式；③M模式；④Doppler模式；⑤B/Doppler模式；⑥M/Doppler模式；⑦CDFI模式（彩色二维及彩色M模式）；⑧DTI模式（Doppler组织成像模式）；⑨三功同步型（三功能显示模式）或四功同步型（四功能显示模式）；⑩RT3D模式（实时三维成像模式）；⑪UC模式（超声造影模式）；⑫ E型模式（弹性成像模式）。

3.灵敏度控制

超声仪器灵敏度与图像清晰性取决于相关功能键的实时调节，虽然各厂家仪器具有基本检查条件设置，但是医生在检查过程中要针对不同患者自身生理状态及病变相关特征进行仪器灵敏度与清晰度的调节，提高检查诊断的准确度。灵敏度的调节包括增益（gain）、声波输出功率、帧频、不同检查目标、选择检查模式等。

（1）增益

包括总增益和时间增益补偿。总增益是调节各型图像（二维、M型、M/Doppler型、彩色血流成像）接收信号的强度。顺时针旋转是提高增益，增加图像的灰度与亮度，同时也相对增强噪声信号强度；逆时针旋转则减低增益，使图像灰度与亮度变淡、变弱。检查中根据检查情况适当调节。

时间增益补偿（time gain compensation，TGC）调节是通过操作面板上8个滑竿进行分段调节完成。通过TGC调节可以提高不同深度组织成像的信号强度，提高从近场到远场的组织结构、血流成像等清晰度。

（2）声波输出功率

根据检查不同器官与组织的需要，适当调节声波输出功率（0～100%），即探头发射声波功率（acoustic power或transmit power），在一定程度上可以提高声波的穿透力。功率越大，穿透力越强，虽然可优化超声成像，但是同时增加了探头的机械指数（mechanical index，MI）和热力指数（thermal index of soft tissue，TIS），可能带来组织的热效应和损伤。MI和TIS通常在屏幕上有数字显示。应注意：产科及眼球检查要按照安全标准数值提前设置。

（3）帧频（frame rate）

在单位时间内成像的幅数，即每秒成像的帧数。帧频越高，图像实时性越好且相对稳定而不闪烁。但是，帧频受图像线密度、检查器官的深度、探头的声速、机器后处理系统速度的制约。帧频调节可以优化B模式时间分辨率或空间分辨率，以得到更佳的图像。时间分辨率和空间分辨率二者是矛盾的，其一升高，另一值则降低，另外，在彩色血流成像检测模式下，取样范围越大，彩色血流成像显示的帧频就越低。因此，实践操作中应关注检查深度、取样范围、速度量程等相关功能键的调节。

4.动态范围

动态范围（log compression或dynamic range）是指最大处理信号幅度（A1）和最小处理信号幅度（A2）比值的对数。动态范围越大，接收强信号和弱信号的能力就越强，这是衡量仪器性能优劣的一个重要指标。动态范围可以从0～100dB调节。高档仪器可进行微调或分挡调节。一般动态范围设置在60～80dB可获得较好的图像。

5.设备用途

超声可以应用于心脏、腹部、妇科与产科、浅表组织与器官、血管、骨关节肌肉等疾病的诊断，此外还可应用于部分疾病的介入治疗。

（二）超声成像模式选择及操作概要

超声诊断仪主要的成像控制键均位于控制面板，也有一些成像控制通过菜单（menu）键选择。

二维成像是实时显示解剖形态及位置的动态成像。高分辨率、高帧频、线密度设定、扇扫扫描的宽度选择及多幅成像处理技术的应用等均有助于优化二维成像。

在二维成像基础上，引导M型、频谱多普勒、彩色血流成像与能量多普勒成像。在M型检查模式下，二维成像可实现定位、放大感兴趣区。在多普勒成像模式下，二维成像引导多普勒取样门宽度、部位、深度、角度的选择与校正。在彩色血流成像和能量多普勒成像检查中，二维成像为组织结构特征提供参照。通过二维、彩色血流成像及多普勒取样，可获得血流的方向和速度及病变性质或结构特征等信息，提高正常与异常血流动力学诊断准确度。

1.图像深度调节

通过调节到适当的检查深度，提高二维图像的清晰度。随着深度的增加，声束扩散，侧向分辨率降低。声波信号接收的时间越长，帧频数越低，图像清晰度就越低。

2.图像增益和TGC调节

见上文“增益”相关内容。

3.聚焦深度和数量调节

聚焦是采用运动声学或电子学方法调节感兴趣区的图像清晰度。在适宜的距离内使声束形成的声场变窄，提高探头的侧向分辨率。数控式声束形成器采用连续动态聚焦模式。聚焦深度标尺通常显示于右侧屏幕，以三角形符号标识其位置。通过调节键选择聚焦点位置、聚集带数目及聚焦带之间的距离，既可以单点位聚焦，也可以多点位聚焦，以提高检测感兴趣区内的二维成像清晰度。

4.二维图像局部放大（zoom）调节

通过调节面板上zoom键，放大感兴趣区的成像功能，有助于观察较小组织结构和快速运动组织。

5.二维灰阶图像（gray maps）选择与调节

二维灰阶是从近场到远场声波回声信号的幅度与亮度变化等级，目的是使图像富有层次，提高清晰度。通常超声仪器的灰阶设置64～256级，适当选择调节灰阶等级，可以优化二维图像。

6.彩阶图像选择

彩阶是彩色图像幅度与亮度的设置。同样以不同彩阶等级来显示图像的层次结构。常规超声仪器控制在64～256级的灰阶等级也是可调节的彩阶等级。

7.余辉（persistence）选择

余辉是帧频的平均功能提醒。通过余辉的调节，可消除二维图像的斑点噪声。余辉设置越高，图像的帧数越多，实时性越高。通过操作面板或相关功能键进行调整，调节具体数字等级，或在低、中、高（简化模式）三种余辉条件下对图像的清晰度进行设置。余辉的调节必须在实时动态成像模式下完成。

8.二维图像扇扫宽度和倾斜度

二维图像扇扫宽度键是扩大或缩小扇扫成像宽度的调节键，随着扇扫成像宽度的变化，帧频也随之改变。图像增宽时帧频减低，反之帧频提高。

扇扫倾斜角度是提示在图像顶端的扇扫宽度显示符号，该符号表示操作者在当前调节下使用的宽度。

9.组织谐波成像

根据患者的检查项目，对于常规二维成像困难且图像分辨率差的患者，利用优化功能控制键选择组织谐波成像功能调整图像质量。采用超声心动图探头，选择组织谐波成像，可以优选单纯二维成像和/或组织谐波成像两种模式，而腹部超声探头有多种谐波模式可选，系统将自动改变系统内参数设置。

通过组织谐波成像可以消除基波的噪声和干扰及旁瓣效应产生的混响，同时可消除近场伪像和混响干扰，提高信噪比，提高图像质量和对病灶的检测能力。特别是对于传统基波成像检查效果差的患者，可以改善心内膜和心肌界限、腹腔深部血管病变边界、血栓轮廓、脂肪肝背景下肝脏病变等清晰度。

10.边缘增强（edge enhancement、preprocessing或Δ）

超声系统把接收信号进行高通滤波，从而使接收波形“尖锐化”，提高了边缘的对比分辨率。该数值越高，图像对比度分辨率越高，数值越低，图像越平滑。

11.灰阶曲线（gray maps或post-processing）

通过不同类型灰阶曲线模式的调整，使灰阶对应不同的图像信号幅度，可优化图像，但不能增加真实信息。

12.变频键

上下调节可以改变频率大小以改善图像的穿透力或分辨率。

13.线密度（line density）

与帧频调节相近，可以优化二维图像。

二、多普勒超声仪控制面板的操作和调节

（一）频谱多普勒操作和调节

1.脉冲多普勒显示

Doppler控制键用于启用或关闭多普勒检查模式。在多普勒模式下，用轨迹球移动取样线和取样门（sample volume或gate size）至二维图像上需要检查获取多普勒信号的位置。

2.脉冲多普勒取样门深度

在多普勒成像模式下，根据病变检测需要，通过调节取样门深度、大小和取样线位置，完成血流动力学相关参数的检查。

3.脉冲多普勒取样门大小

在脉冲多普勒检测过程中，设置特定宽度或长度检测区域称为取样门。取样门的大小直接影响检查区域内所能获取的红细胞数量及检测的运动速度。取样门越小，所检测的速度越准确，但是单位容积内红细胞的数量相对减少，灵敏度降低。应根据血管内径和彩色血流成像合理调节取样门的大小。

4.壁滤波

用于消除彩色和能量多普勒成像中血管壁或心脏壁运动的低频而高强度的噪声。滤波设置根据检查血管的血流速度实时调节，以达到既能防止血流成像外溢，又能提高血流成像清晰度的目的。

5.多普勒检测速度标尺单位与标尺调节

在实时检测过程中，通过调节scale控制键，增加或降低频谱多普勒速度显示比例、彩色血流信号显示的灵敏度与成像的清晰度，减少彩色血流的外溢或不灵敏成像等。

6.多普勒功率调节

根据检查器官的深度、组织透声性等不同，适时调节多普勒输出功率。

7.多普勒扫描速度调节

根据患者心律和心率，调节控制多普勒频谱显示的速度与频谱数量，常规调节有三种扫描速度选择，包括慢速、中速与快速。

8.多普勒反转调节

多普勒反方向反转键，依据操作者检查的习惯实时调节多普勒血流方向反转键，但是要注意测量数值所显示的反方向性与实际血流方向的一致性。

9.多普勒基线调节

多普勒基线是多普勒速度为零的一条直线，是标志血流方向的基线。通常基线以上血流信号为朝向探头，基线以下血流信号为背向探头，检测过程中为了检查者观察的方便性，可适时反转，如果出现高速混叠血流现象时，上下调节基线位置或速度标尺，使多普勒频谱显示完整。

10.倾斜角度的调节

仅限于线阵探头检查调节。彩色多普勒能量成像模式与二维灰阶成像，超声束的指向对于获得准确的血流成像是非常必要的。多普勒声束的方向调节，倾斜（steer）控制键允许通过该左、中、右或左右20°倾斜提高线阵探头对彩色血流成像的灵敏度与清晰度，并且利于频谱多普勒取样门与取样线的角度调整，提高血流动力学参数检测的准确度。

11.取样门角度校正的调节

多普勒角度校正（angle）调节直接影响血流速度检测的真实性（多普勒角度依赖性）。角度校正的准确度直接影响血流动力学参数检测的真实性。浅表器官、周围血管检查的多普勒校正角度≤60°。超声心动图多普勒取样校正角度通常在0～30°。

12.速度量程（velocity scale或velocity range）

速度量程与多普勒脉冲重复频率（pulsed repeated frequency，PRF）密切相关。PRF/2是显示最大血流速度的限度。高速血流信号相对提高PRF，低速血流信号相对减低PRF。通过对PRF的合理调节，多普勒频谱和彩色血流成像都可以提高成像的灵敏度、清晰度。

13.伪彩模式成像

伪彩模式具有不同显示色彩，二维灰阶成像和频谱多普勒都有不同的伪彩成像模式，可以根据操作者的视觉感受选择不同色彩的显示模式。

（二）彩色血流成像及彩色能量多普勒成像的调节

在彩色血流成像中，彩色血流成像与血流速度和血流方向相关，可引导脉冲多普勒频谱的取样门与取样角度的校正。能量多普勒成像，血流彩色与血细胞固有的动力和能量有关，此功能被用于二维灰阶成像叠加彩色成像模式。能量多普勒成像可用于观察组织血流灌注成像。通过彩色优先成像模式，可以提高彩色血流成像的清晰度。

1.动态彩色分辨率调节

动态彩色分辨率的调节对彩色和能量多普勒成像中的活动伪像具有抑制功能，它与壁滤波功能相似。但壁滤波只滤过特定频率范围内伴有组织壁运动的声波速度信号，而动态彩色分辨率选择性滤过反射组织壁运动的不同频率信号，使血流信号得到优先显示。

2.彩色或能量多普勒余辉调节

彩色或能量多普勒的余辉调节可以平均彩色或能量多普勒成像的帧频，使血流成像与血管壁轮廓成像更加平滑清晰。

3.彩色血流速度或能量标尺基线调节

通过升高或降低彩色血流速度或能量多普勒成像速度标尺的基线位置，改变基线上下的彩色色阶值的分配，可以优先显示红色（朝向探头）或优先显示蓝色（背离探头）血流成像，提高观察区域血流成像的灵敏度。

4.彩色血流编码图

选择不同的彩色标尺图，以达到不同流速下满意的血流成像效果。

5.多普勒频率

低频多普勒通常可获得更优的彩色充盈度，减少彩色多普勒伪像。

6.影响彩色灵敏度的调节因素

彩色增益（color gain）、输出功率（output）、PRF、聚焦（focus）。

7.慢速彩色多普勒血流成像调节

降低彩色速度量程（≤1 500Hz）、降低彩色壁滤波（≤50Hz）、提高彩色血流成像的灵敏度（线密度）、彩色优先显示权。

8.提高彩色多普勒帧频方法

减小扫描深度、减小彩色取样框、降低彩色灵敏度（扫描线密度）、增加PRF、应用高帧频彩色处理、应用可变性2D帧频。

9.消除混叠的方法

减少深度、增加PRF、增大scale标尺、改变基线位置、降低探头频率、采用连续波多普勒（CW）。