超声设备,作为现代医学影像诊断不可或缺的工具,其核心价值在于利用超声波的非侵入性、实时性和无辐射特性,生成人体内部组织和器官的动态图像。理解其基本功能并掌握关键的图像调整技术,是操作人员获取高质量诊断信息的基础。
一、 超声设备的基本功能
- 图像生成与显示:这是超声设备最核心的功能。设备通过探头(换能器)发射超声波进入人体,并接收从不同组织界面反射回来的回波信号。系统将这些信号进行复杂的处理,最终在监视器上以二维(B型)、M型或多普勒等模式,形成灰度或彩色的解剖结构图像。
- 多种成像模式:
- B型(亮度调制型)超声:最常用的模式,提供横断面或纵断面的二维解剖图像,用于观察器官的形态、大小、结构和病灶。
- M型(运动型)超声:用于观察运动界面的时间-运动曲线,特别适用于心脏瓣膜活动、胎心搏动的定量分析。
- 多普勒模式:包括彩色多普勒血流成像(CDFI)和频谱多普勒(PW/CW),用于评估血管内血流的方向、速度、性质及分布,是诊断血管疾病和心脏瓣膜病的关键。
- 三维/四维超声:通过计算机重建,提供立体静态(三维)或动态(四维,即实时三维)图像,在产科、心脏科等领域有特殊价值。
- 测量与计算:设备内置多种测量工具,可对感兴趣区域进行距离、周长、面积、体积的测量,并能自动计算如心率、血流速度、阻力指数(RI)、搏动指数(PI)等重要生理参数。
- 图像存储与传输:支持静态图像、动态视频片段(Cine Loop)的存储、回放、标注,并可通过DICOM协议与医院信息系统(PACS/HIS)集成,实现数字化管理。
二、 核心图像调整参数与技术
为了获得清晰、准确且具有诊断价值的图像,操作者必须熟练调整以下关键参数:
- 增益(Gain):调节整体回声信号的放大程度。增益过低,图像整体暗淡,细节丢失;增益过高,图像过亮、噪声增多,掩盖真实结构。通常采用“从低到高”调节,直至正常组织(如肝脏实质)呈现适当的灰色。
- 时间增益补偿(TGC,或称深度增益补偿DGC):由于超声波在组织中传播会衰减,深部组织的回波信号较弱。TGC允许操作者独立调节不同深度区域的增益(通过一排滑动电位器),使从浅到深的组织回声亮度趋于均匀,实现整场图像的均衡显示。
- 焦距(Focus):将超声波束在特定深度(感兴趣区)聚焦,以优化该区域的横向分辨率,使图像更清晰。现代设备通常支持单点或多点聚焦,应将焦点设置在所要观察的目标病灶水平。
- 深度(Depth)与缩放(Zoom):调节图像显示的范围(深度)。合适的深度应使目标器官完整显示在屏幕中央区域。缩放功能可以放大局部区域进行细致观察,但需注意电子放大可能降低图像质量。
- 动态范围(Dynamic Range):控制设备能够显示的从最弱到最强回声信号的幅度范围(以分贝计)。宽动态范围能显示更多灰度层次,图像柔和、对比度低;窄动态范围则突出强回声与弱回声的对比,图像“黑白分明”。应根据检查部位和目的灵活调整。
- 频率选择(Frequency):探头通常具有多频或宽频能力。高频超声波(如7.5-15 MHz)分辨率高,但穿透力浅,适用于浅表器官(甲状腺、乳腺、血管);低频超声波(如2-5 MHz)穿透力强,但分辨率较低,适用于深部器官(腹部、心脏、产科)。选择合适的频率是平衡穿透力与分辨率的关键。
- 多普勒参数调整:包括速度标尺(Scale)、壁滤波(Wall Filter)、取样门大小(Sample Volume/Gate Size)和入射角校正(Angle Correction)等。正确的调整对于获得准确的血流频谱和色彩显示至关重要。
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熟练掌握超声设备的基本功能是起点,而精细的图像调整则是艺术与科学的结合。优秀的超声医师或技师,不仅依赖于设备的先进性能,更在于根据患者个体差异和具体的临床问题,通过实时、动态地优化上述参数,将“原始声学信号”转化为一幅幅信息丰富、诊断明确的“医学影像”。持续的实践、对物理原理的理解以及与临床知识的结合,是提升超声诊断水平的核心路径。