Sound waves with a higher frequency than can be heard by the human ear. Ultrasound is used to examine many parts of the body as these waves can penetrate through our tissues (exceptions bone and air), and will be reflected from tissue interfaces (=where one tissue borders to another).

Ultrasound utilises high-frequency sound waves, which are reflected in specific ways by different tissues, normal or pathological, in the body. Ultrasound is mechanical high frequency longitudinal vibration of molecules, and differs from usual sound only by its frequency. It is not ionising and not harmful at the energy levels used for diagnostic purposes. The reflected sound (echo) is processed by a computer to produce a real-time image which is displayed on a screen instantly.

The principle for ultrasound, or ultrasonography, is the same as for underwater sonar or echo sounding. An apparatus sends an ultrasonic wave through the body at a speed of about 1,500 meters per second. At the interface between two types of tissue, the wave will be refracted or 'broken up', and part of the wave will be reflected back and detected by the apparatus. The rest of the ultrasonic wave continues deeper into the body, and is reflected as an echo from the surface of tissues lying further inside the body. How much is reflected depends on the densities of the respective tissues, and thus the speed of the sound wave as it passes through them. The time taken for the reflected wave to return indicates how deep the tissue lies within the body. In this way, one obtains a picture of the relative locations of the tissues in the body, in the same way that one may visualise the contours of a school of fish with a sonar.

Not all of the sound waves will be reflected by the first interface they encounter; quite a few of them will continue until they strike a new surface, etc. Using the same analogy, this explains why we can see stones lying at the bottom of a stream, because the water-stone interface reflects some of the light that has penetrated through the water-air interface. Some structures will also absorb the sound waves, so that in the end there is little or nothing left to reflect. In this way, a kind of "sound-shadow" is formed. Based on these properties, we can create a picture of what the structures inside the body look like.

The location of the various structures is calculated based on the speed of sound as it travels through tissue, which in almost all tissues (and water) is about 1500 m/s (300 m/s in air). The distance between the skin and the interfase can be calculated from the time it takes for a reflected sound wave (echo) to return to the ultrasound probe.This again constitutes the basis for building up an image.

The time a sound wave uses from when it is transmitted, encounters an interface, is reflected and returns to the acoustic source which both transmits and receives the signals, is divided by 2 (because the sound has travelled the distance twice, back and forth) and multiplied by the velocity. If something produces an echo after 0.0002 seconds has elapsed, then it is located 15 cm inside the body.

Ultrasound examinations are best suited for investigations of soft tissues. Ultrasonic waves penetrate poorly through air and bone, and ultrasonography is therefore not suitable for examining organs behind bony structures, such as the brain within the skull. Clear advantages of the technique, though, are that the equipment is small and easily portable, and that ultrasound produces 'living pictures', i.e. 'real-time' images.

Blood and other fluids reflect sound waves rather poorly, allowing them to pass through more or less unweakened (unattenuated) until they encounter the surface of something denser. For this reason, ultrasound has traditionally been used in examinations of the liver, kidneys, various abdominal organs and, last but not least, the heart.

An ultrasound examination is often done of the fetus in the eighteenth week of pregnancy.

 超声是超过正常人耳能听到的声波，频率在20 000赫兹(Hertz，Hz)以上。超声在介质中以直线传播,有良好的指向性.这是可以用超声对人体器官进行探测的基础。当超声在传播过程中会发生反射,折射,散射,衰减等。反射回来的超声为回声。 
    多普勒应(Doppler effect)：活动的界面对声源作相对运动可改变反射回声的回率。这种效应使超声能探查心脏活动和胎儿活动以及血流状态。 
    成像原理：超声检查是利用超声的物理特性和人体器官组织声学性质上的差异，以波形、曲线或图像的形式显示和记录，借以进行疾病诊断的检查方法。人体各种器官与组织都有它特定的声阻抗和衰减特性,因而构成声阻抗上的差别和衰减上的差异。超声射入体内，由表面到深部，将经过不同声阻抗和不同衰减特性的器官与组织，从而产生不同的反射与衰减。这种不同的反射与衰减是构成超声图像的基础。将接收到的回声，根据回声强弱，用明暗不同的光点依次显示在影屏上，则可显出人体的断面超声图像，称这为声像图(sonogram或echogram)。 
    A型超声：早期应用幅度调制型(amplitude mode)，即A型超声，以波幅变化反映回波情况。 
    B型超声：灰度调制型(brightness mode)，即B型超声，系以明暗不同的光点反映回声变化，在影屏上显示9～64个等级灰度的图像，强回声光点明亮，弱回声光点黑暗。

 超声诊断起源于40年代。50年代初期，A型超声诊断法应用于临床，不久B型、M型和D型超声相继问世，70年代，B型快速成像技术兴起，80年代初，脉冲及彩色D型超声研制成功。而今彩色显像的成功，使心脏、动静脉、淋巴管、胆道等声像图更加逼真，一目了然。
    近年来，介入性超声逐渐普及，体腔探头和术中探头的应用，扩大了诊断范围，也提高了诊断和xx水平。例如，食管探头、胃及十二指肠探头、腹腔探头、xx探头、宫腔探头以及直肠、尿道探头等等
    B超对受检者无痛苦、无损伤、无放射性，且可重复使用，深受医生和病人的欢迎。在临床应用方面，B超可以清晰地显示各脏器及周围器官的各种断面像，由于图像富于实体感，接近于解剖的真实结构，所以应用超声可以早期明确诊断。例如：对心脏的先天性心脏病、风湿性心脏病、粘液病的非浸入探测有特异性，可代替大部分心导管检查。它亦可用于小血管的通断、血流方向、速度的测定可广泛应用。早期发现肝占位性病变的检出已达到1厘米水平。还可清楚地显示胆囊总胆管、肝管、肝外胆管、胰腺、肾上腺、前列腺等等。B超检查能检出有否占位性病变，尤其对积液与囊肿的物理定性和数量、体积等相当准确。对各种管腔内结石的检出率高出传统的检查法。对产科更解决了过去许多难以检出的疑难问题。如既能对胎盘定位、羊水测量，又能对单胎多胎、胎儿发育情况及有否畸形和葡萄胎等作出早期
    但是，B超也有其目前难以克服的局限性学资源。首先是它的穿透力弱，对骨骼、空气等很难达到深部，所以对含气性器官，如肺，胃肠等难以探测，对成人颅脑的诊断也较X线、CT逊色。目前的仪器，对1厘米左右的肿瘤组织不易检出，故超声检查阴性；并不排除1厘米左右的肿瘤病灶的存在。其次，由于反射法中发生多次重复反射以及旁辨干扰出现假反射现象，因此有时易造成误诊。B型超声成像法的探测方法有2种。一是直接探测法，即超声探头与受检者皮肤或粘膜直接接触，此法是当前常规采用的方法。二是间接探测法，即探头与人体之间插入一水囊或其他材料，使超声从发射到进入人体有一个时间的延迟，以增加分辨力，和不平整的部位表面得到耦合以及对娇嫩的组织不受擦伤。

A型超声波诊断仪$ s/ T+ {" W& B8 u- ^3 [) ?8 H
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　　A型超声波诊断仪是幅度调制型（amplitude modulatedmode）的简称。A型显示是超声技术应用于医学诊断中最早、最基本的方式。它主要适用于检查肝、胆、脾、眼及脑等简单解剖结构，测量线度以及获得回波幅度的大小和形状，通过分析回波幅度的分布以获得组织的特征信息。
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临床诊断中的应用范围：
　　A型超声波诊断仪可用于许多科室，其中最有代表性的应用是脑中线位置的测量。一般正常人脑中线位置通过颅骨的几何中心，{zd0}偏差≤0.3cm。用双迹A型诊断仪测量若脑中线偏移＞0.3cm，则应考虑有占位性病变。此法检查无痛苦，准确性高。

展望
　　A型诊断仪是最早应用于临床的超声设备。由于B型诊断仪的出现，A型诊断仪已经面临被淘汰的边缘，目前只在脑中线测量、眼科等方面还在应用。但是A型诊断仪在组织的判别和确定（或称组织定征）、生物测量方面都具有很高的准确性和特异性。目前只有几家国外厂家在生产标准化的A型诊断仪。8 g4 ~9 t0 z' Q

B型超声波诊断仪

基本原理：
　　B型（brightnessmodulationmode）超声，为辉度调制型，其原理与A型相同，其不同点为：①将幅度调制显示改为辉度调制显示，它将放大后的回声脉冲电信号送到显示器的阴极（或控制栅上），使显示的亮度随信号大小变化；②医生根据声像图所得之人体信息诊断疾病，而不是像A型超声那样根据波型所反映的人体信息诊病。
　　一般的B超工作过程为：当探头获得激励脉冲后发射超声波, （同时探头受聚焦延迟电路控制,实现声波的声学聚焦。）然后经过一段时间延迟后再由探头接受反射回的回声信号,探头接收回来的回声信号经过波束形成处理。然后由数字扫描转换器（DSC）电路进行数字变换形成数字信号,在CPU控制下进一步进行图像处理,再同图表形成电路和测量电路一起合成视频信号送给显示器形成我们所熟悉的B超图像,也称二维黑白超声图像。

特点：
　　B型超声具有如下特点：它将从人体反射回来的回波信号以光点形式组成切面图像。此种图像与人体的解剖结构极其相似，故能直观地显示脏器的大小、形态、内部结构，并可将实质性、液性或含气性组织区分开来。
　　超声的传播速度快，成像速度快，每次扫描即产生一幅图像，快速地重复扫描。产生众多的图像组合起来便构成了实时动态图像。因而能够实时地观察心脏的运动功能、胎心搏动，以及胃肠蠕动等。
　　由于人体内组织的密谋不同，相邻两种组织的声阻抗也不同，当声阻抗差达千分之一时，两组织界面便会产生回声反射，从而将两组织区分开来。超声对软组织的这种分辨力是X射线的100倍以上。
　　此外，B型超声尚具操作简便，价格便宜、无损伤无痛苦，适用范围广等特点，因而已被广大患者和临床医师所接受。
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应用范围：
　　B型实时成像仪用于诊断的依据是断层图像的特征，主要由图像形态、辉度、内部结构、边界回声、回声总体、脏器后方情况以及周围组织表现等，它在临床医学方面应用十分广泛。:
1.在妇产科中的探测
可以显示胎头、胎体、胎位、胎心、胎盘、宫外孕、死胎、葡萄胎、无脑儿、盆腔肿块等，也可以根据胎头的大小估计妊娠周数。
2.人体内部脏器的轮廓及其内部结构的探测中
　　如肝、胆、脾、肾、胰和膀胱等内部结构；区分肿块的性质，如浸润性病变往往无边界回声或边缘不气，若肿块有膜时其边界有回声且显示平滑；也可显示动态器官，如心脏瓣膜的运动情况等。
3.表浅器官内部组织探测
　　如眼睛、甲状腺、乳房等内部结构的探查和线度的测量。


C型和F型超声波诊断仪
C型超声显像诊断仪 " Q' F9 k  Q! _# i8 [" c
　　在B超广泛地应用于医疗诊断后，人们希望获得与Xxx相似的图像，这就是C型超声诊断的图像。C型与B型的成像都是二维图像。但C型的成像画面是与超声束垂直的，它与B型扫描面相差90°。C型检查肿瘤组织，能显示出肿瘤组织的扩大范围，这在临床诊断中极为重要。

F型超声显像诊断仪
　　F型与C型的原理基本相同。只不过C型超声仪的延迟电路控制的距离选通门的开启时刻是个可调常数。而F型的距离选通时间是随位置变化的函数。这样，F型的成像画面不是一个平面，而是一个由位置函数决定的曲面。

　　F型成像画面可从三维角度去观察体内组织及病变情况。中国超声论坛) D# S: o$ E. E/ A
M型超声波诊断仪中中国超声论坛; z/ Q3 c9 q: _1 e1 o+ V, v
基本原理：
实现辉度调制：
　　在一维超声扫描和显示中，M型和A型仪器的区别在于显示方式的不同：A型是幅度显示，即回波信号加到示波管垂直偏转板上，显示的是波形幅值的大小，其幅度的高低表示信号的强弱，而M超采用亮度显示，回波信号加到示波管的栅极或阴极上，及控制电子束的强弱，信号强时屏上显示光点亮，信号弱时光点就弱。可见它的显示与B超显示相类似。

位移---时间曲线：
　　在A超设备中，水平方向信号的距离代表着探测深度，而M超中反映探测深度的扫描信号是加在垂直偏转板上，光点在垂直方向上的距离代表探测深度。即垂直方向代表人体软组织脏器自浅至深的空间位置。另外，M超中在水平偏转板上施加慢扫描电压，使上下摆动的光点随时间横向展开，即水平方向代表时间，由此得出一条位移---时间曲线。

时间---电压转换电路：j: Q
　　M超与A超相比，多出的最主要部分是慢扫描电路，这是与A超不同之处。当回声信号加在Z轴以后，深度扫描电路将输出一个表示距离的锯齿波，加在显示器Z轴偏转板上，则显示屏上显示出一条按距离分布的光点群。这时慢扫描电路产生的时间扫描电压同时加在了Y轴上，因此在双重扫描电压作用下，扫描回声信息线被时间扫描分离，当重复频率足够高时，每给固定的目标的界面就显示成一条连续变化的曲线光迹。曲线的幅度表示反射界面在运动中所通过的距离大小，而曲线的斜率则表示反射界面运动速度的大小。当探头的声束通过心脏时，就可得心脏内各层组织的反射面对于探头表面的距离（即到体表的距离）随时间变化的曲线（回波光迹），这就是所谓的超声心动图。www.fhyt.cn' J& ^) ^3 C+ r( m
基本结构：% @
　　M超由心电、心音、心搏和M型的多参数同步显示的超声心动仪器。重要由同步控制电路、水平（X轴）扫描发生器、高频脉冲发生器、回波接收电路、生理参数通道和显示器等部分组成。

临床诊断中的应用范围：
　　M型超声显像诊断仪，又称为时间---运动型（time-motionmode）超声显像诊断仪。它的主要特点是能测量运动器官，因此专用于心脏的各类疾病的诊断，如对心血管各部分大小、厚度的测量，心脏瓣膜运动状况的测量等。同时还可以输入心脏的其他有关生理信号，进行比较研究，如研究心脏各部分和心电图、心音图之间的关系；研究心脏搏动和脉搏之间的　关系等。另外还可以研究人体内其他各运动面的活动情况，因此可以用于对胎儿和动脉血管的搏动等的检测。5 d! b$ g: V. x; P9 n" U
　　目前的双导超声心动图仪可以同时比较心脏的两个不同部分的活动情况，使临床的诊断更趋于方便和完善。

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　　根据多普勒效应制成的超声显像诊断仪称为多普勒超声显像诊断仪（D型超声显像诊断仪）。它在医学临床诊断学中用于心脏、血管、血流和胎儿心率等诊断。

　　超声多普勒仪种类繁多，根据显示方式的不同，可把它大致分为两类：频谱多普勒仪和超声多普勒显像仪。
　　频谱多普勒根据产生信号的方式不同有分为连续波多普勒和脉冲型多普勒。

　　在过去的几十年中，超声频谱多普勒探测血流的研究工作已取得很大的成就，彩色多普勒的出现，使之更趋xx。频谱多普勒对血流的探测不是直观的，通过频谱的变化进而表达血流的改变，对血流的定量测定来说，频谱多普勒是必备的工具；彩色多普勒血流显像对血流的显示是直观的，它已成为定性诊断的最可靠的方法。! V& O; G  y" x. Z" r, W
临床应用范围：

1.连续波多普勒诊断仪www.fhyt.cn# d) M. @5 ^5 R
　　连续超声多普勒诊断仪通过发射与接收连续多普勒信号，来获得运动目标的信息。这类仪器结构简单，价格低廉，可用来观测心壁、瓣膜、胎体的运动状态这类仪器的测量也存在很的局限性。例如不能判断物体的运动方向，不能探测血流状态。由于没有深度分辨力，它也不能探测运动物体的深度，因此目前除用以胎儿的检测外，已很少在临床上使用。中

2.连续波多普勒血流计
　　利用连续超声多普勒血流计可以检测血流速度的大小与方向，尤其是在测量高速血流时连续式超声多普勒血流计有其独特的优势。此类仪器仍不能分辨探头和运动目标间的距离，测量结果受声束和运动方向夹角的影响较大，无法了解异常血流的产生部位。
3.脉冲波多普勒血流计
　　脉冲波多普勒血流计发射的是超声脉冲同时有延迟电路来控制接收器，使得这种仪器具有距离选通能力。如果采用不同的延迟时间，就可以得到沿声束方向上的血流速度，从而构成血流剖面图。目前脉冲多普勒血流计与B超显像仪进行组合，用前者检查血流状态，用、后者探测解剖结构，所以能在诊断瓣口与血管狭窄、瓣膜关闭不全及先天性间隔缺损所致的分流方面取得良好的效果。这类仪器也有它的缺点，它所测血流速度的大小即多普勒频移大小受脉冲重复频率的限制。当其频移值超过尼奎斯特频率时，速度高的血流尖峰部分不能正常显示，出现频率倒错的显象。此外，由于采样体积范围很小，需要在断面上反复移动，检测时间较长。-
4.彩色多普勒血流显像仪
　　彩色多普勒血流显像即是通过对散射回声多普勒信息作相位检测并经自相关处理，彩色灰阶编码，把平均血流速度分类以彩色显示，它与B型图像和M型超声心动图相结合，可提供心脏和大血管内血流的时间和空间信息。可同时显示心脏某一断面上全部血流束的分布及数目，腔室形态、大小；表现血流途径及方向；辨别层流、湍流或涡流；测量血流束的面积、轮廓长度和宽度；清楚暗示血管结构异常与血液动力学异常的关系。临床用于心脏瓣膜病，先天性心脏病、心肌病、心脏肿瘤的无创伤诊断，彩色多普勒血流显像直观、形象、快速检测，诊断灵敏和准确率很高。当然，彩色多普勒血流显像也有其局限性，它更多地作为定性诊断的方法，而对血流动力学的定量分析还须借助频谱多普勒。