B型超聲顯示影像真實(shí)、直觀，而且可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)成像顯示，具有很高的診斷價(jià)值，受到醫(yī)學(xué)界的高度重視和普遍接受，因此，雖然B型超聲波成像診斷儀臨床應(yīng)用歷史不長(zhǎng)，發(fā)展卻非常迅速,目前在各級(jí)醫(yī)院應(yīng)用極為廣泛。本節(jié)對(duì)幾種應(yīng)用較廣又具代表性的B型超聲成像診斷儀的工作原理作一扼要介紹。
    一、機(jī)械扇形掃描B超儀
    超聲波束以扇形方式掃查，可以不受透聲窗口窄小的限制而保持較大的探查范圍。比如對(duì)心臟的探查，由于胸骨和肋骨的阻礙，就只宜用扇形掃描B型超聲波診斷儀進(jìn)行。由于心臟運(yùn)動(dòng)速度快，為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示，要求用于心臟探查的扇形掃描B型診斷儀具有較高的成像速度，一般在每秒30幀以上，同時(shí)應(yīng)具有足夠的探查深度和適量的線密度。
    產(chǎn)生高速機(jī)械扇形掃描通常采用的方法有2種，其一是單振元曲柄連桿擺動(dòng)法，其二是風(fēng)車式多振元(3個(gè)或4個(gè)晶體換能器)旋轉(zhuǎn)法。
    1.擺動(dòng)式扇掃B超儀
    擺動(dòng)式扇掃B超儀探頭利用直流電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)凸輪、曲柄、連桿機(jī)構(gòu)將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往返擺動(dòng)，從而帶動(dòng)單個(gè)晶體換能器在一定角度(30°～90°之間)范圍內(nèi)產(chǎn)生扇形超聲掃描，由于用于收發(fā)超聲的晶體換能器在工作過(guò)程中是往返擺動(dòng)的，因此它不能像A超探頭那樣直接與人體接觸,而需通過(guò)某種聲媒質(zhì)來(lái)傳遞超聲，通常這種聲媒質(zhì)為蓖麻油。這樣既可以使換能器自由運(yùn)動(dòng)，又保證了探頭發(fā)射超聲能量能有效地傳送。一種典型的高速機(jī)械扇形掃描B型超聲診斷儀電原理方框圖如圖7-14所示。同步發(fā)生器控制整機(jī)的同步工作，同步信號(hào)頻率通常為3～4kHz(即探頭發(fā)射脈沖的重復(fù)頻率),當(dāng)幀頻一定時(shí)，同步信號(hào)頻率的高低決定了掃描的幀線數(shù)。例如，當(dāng)同步信號(hào)頻率取3kHz，幀掃描頻率取每秒30幀，則每幀
 

圖7-14 機(jī)械扇掃B超儀原理框圖

掃描線為100根。適當(dāng)加大同步信號(hào)的頻率，在幀掃描頻率不變的情況下，每幀的掃描線數(shù)可以做得更高，從而使掃描線密度加大，影像的清晰度提高。
    理論上,信號(hào)的采集可以在探頭中換能器往返擺動(dòng)的過(guò)程中重復(fù)進(jìn)行。對(duì)30Hz幀頻而言，擺動(dòng)速度只需每秒15次即可。但由于機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)不可避免地存在間隙,往返擺動(dòng)所獲得的兩幅影像對(duì)應(yīng)像素會(huì)出現(xiàn)位置上的偏差，因而使重建影像的穩(wěn)定性變差。因此，接收機(jī)往往僅在換能器擺動(dòng)的正程采集信號(hào)，而對(duì)逆程的回波信號(hào)予以舍棄，這就需將擺動(dòng)速度提高1倍，使之達(dá)每秒30次。雖然實(shí)現(xiàn)這種速度在技術(shù)上并不困難，但由于擺速高，加速度大，致使噪聲和振動(dòng)加劇。
 
圖7-15 旋轉(zhuǎn)式扇掃探頭示意圖

  2.旋轉(zhuǎn)式扇掃B超儀
    擺動(dòng)式探頭噪聲大而且機(jī)械結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,其壽命和掃描均勻性都不盡如人意,因此便出現(xiàn)了針對(duì)性的改進(jìn)型設(shè)計(jì)��旋轉(zhuǎn)式。旋轉(zhuǎn)式基本可以克服擺動(dòng)式的缺點(diǎn)，它的探頭是采用4個(gè)（或3個(gè)）性能相同的換能器，等角度安放在一個(gè)圓形轉(zhuǎn)輪上，馬達(dá)帶動(dòng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，每個(gè)換能器靠近收/發(fā)窗口時(shí)開(kāi)始發(fā)射和接收超聲波,各換能器交替工作,如圖7-15所示。因此,對(duì)于4晶片探頭，轉(zhuǎn)輪每旋轉(zhuǎn)1周，聲束對(duì)人體作4次扇形掃查，在熒光屏上獲得4幀影像。而對(duì)于3晶片探頭，轉(zhuǎn)輪每旋轉(zhuǎn)1周，在熒光屏上可獲得3幀影像。當(dāng)要求幀掃描為每秒30次時(shí)，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度僅需每秒7.5周或10周。
    旋轉(zhuǎn)式探頭驅(qū)動(dòng)馬達(dá)只需單方向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速均勻，沒(méi)有加速度，加之轉(zhuǎn)速低，因此，掃描均勻，噪聲和振動(dòng)都很小，其壽命遠(yuǎn)較擺動(dòng)式長(zhǎng)。但旋轉(zhuǎn)式探頭對(duì)所用晶片的一致性要求很高。采用旋轉(zhuǎn)式探頭的扇掃B型超聲診斷儀的電路原理與擺動(dòng)式基本相同。
    二、高速電子線形掃描B超儀
    將多個(gè)聲學(xué)上相互獨(dú)立的壓電晶體成一線排列稱作線陣，用電子開(kāi)關(guān)切換接入發(fā)射/接收電路的晶體，使之分時(shí)組合輪流工作，如果這種組合是從探頭的一側(cè)向另一側(cè)順序進(jìn)行的，每次僅有接入電路的那一組被激勵(lì)，產(chǎn)生合成超聲波束發(fā)射并接收，即可實(shí)現(xiàn)電子控制下的超聲波束線性掃描。
    電子線掃B型超聲波診斷儀的原理如圖7-16所示。
 
圖7-16 電子線掃B超儀原理框圖

由n個(gè)振子(或稱振元)組成線陣換能器，各振子中心間距為d。每次發(fā)射和接收，由相鄰m個(gè)振子構(gòu)成一個(gè)組合,并借助電子開(kāi)關(guān)順序改變這種組合。比如，第1次由組合m1(假定由振子1～4組合)進(jìn)行發(fā)射和接收，此時(shí)發(fā)射聲束中心位于振子2、3中間,并與探頭垂直;第2次發(fā)射由組合m2(由振子2-5組成)進(jìn)行,此時(shí)發(fā)射聲束中心位于振子3、4之間。兩次發(fā)收波束空間位移為d，按順序經(jīng)過(guò)(n-m+1)次發(fā)射和接收，即可完成聲束橫向掃描范圍為(n-m+1)d的一幀完整影像的探查。
    重建影像在垂直方向上采用平行光柵，這只要使形成光柵的x和y軸向上的鋸齒波脈沖與控制信號(hào)嚴(yán)格同步即可?？刂菩盘?hào)同時(shí)決定發(fā)射脈沖的重復(fù)頻率和掃描光柵的行頻，當(dāng)發(fā)射脈沖重復(fù)頻率為4kHz時(shí)，如果光柵掃描滿幅線數(shù)取128線，則影像幀頻約為每秒31幀。光柵掃描滿幅線數(shù)的多少影響影像的質(zhì)量,滿幅線數(shù)愈多、即線密度愈高，則影像也愈清晰。但光柵滿幅線數(shù)的多少并不是可以隨意設(shè)定的,它受探頭結(jié)構(gòu)尺寸大小以及波束掃描方式的限制。當(dāng)掃描方式確定后，在探頭寬度一定的情況下，線數(shù)的多少只能依靠發(fā)射脈沖重復(fù)頻率的改變來(lái)控制。當(dāng)脈沖重復(fù)頻率和掃描方式確定后,探頭越寬，視野則越增大，但線密度必然降低。
    在探頭已選定的情況下，探頭中各晶體投入工作的次序和方式，即波束掃描制式將直接影響到掃描的線數(shù)，比如，將順序掃描方式改為d/2間隔掃描方式，將可以使波束掃描的線密度提高1倍。
    三、電子相控陣扇形掃描B超儀
    應(yīng)用相控技術(shù)，對(duì)施加于線陣探頭的所有晶體振元的激勵(lì)脈沖進(jìn)行相控制，亦可以實(shí)現(xiàn)合成波束的扇形掃描，用此技術(shù)實(shí)現(xiàn)波束掃描的B型超聲波診斷儀稱為電子相控陣扇型掃描B超儀。
    1.相控陣掃描原理
    前已述及，對(duì)成線陣排列的多個(gè)聲學(xué)上相互獨(dú)立的壓電晶體振元同時(shí)給予電激勵(lì)，可以產(chǎn)生合成波束發(fā)射,且合成波束的方向與振元排列平面的法線方向一致,這種激勵(lì)方式稱為同相激勵(lì)，其合成波束指向性如圖7-17所示。
 
圖7-17 同相激勵(lì)指相性圖

    如果對(duì)線陣排列的各振元不同時(shí)給予電激勵(lì)，而是使施加到各振元的激勵(lì)脈沖有一個(gè)等值的時(shí)間差τ，如圖7-18（a）所示，則合成波束的波前平面與振元排列平面之間，將有一相位差θ。因此，合成波束的方向與振元排列平面的法線方向就有一相位差θ。如果均勻地減少τ值，相位差θ也將隨著減少。當(dāng)合成波束方向移至θ=0后，使首末端的激勵(lì)脈沖時(shí)差逆轉(zhuǎn)并逐漸增大，則合成波束的方向?qū)⑾颍?theta;增大的方向變化，如圖7-18（b）所示。從圖7-18（a）、（b）可以看出，如果對(duì)超聲振元的激勵(lì)給予適當(dāng)?shù)臅r(shí)間控制，就可以在一定角度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)超聲波束的扇形掃描。這種通過(guò)控制激勵(lì)時(shí)間而實(shí)現(xiàn)波束方向變化的掃描方式，叫做相控陣掃描。
 
圖7-18 項(xiàng)控陣探頭發(fā)射波束掃描原理

    各相鄰振元激勵(lì)脈沖的等差時(shí)間τ與波束偏向角θ之間的關(guān)系由下式給出：
θ＝sin-1（τ·c／d）
式中，c=1540m/s，為超聲波在人體軟組織中傳播的平均速度；d為相鄰振元的中心間距。
  2.儀器組成與工作原理
    電子相控陣扇掃B型超聲診斷儀的掃描單元原理如圖7-19所示，整機(jī)在主控脈沖同步下工作。
    偏向角參數(shù)發(fā)生器用于在半個(gè)幀頻周期內(nèi)，等時(shí)差地產(chǎn)生64個(gè)不同周期的序列脈沖(設(shè)定每幀掃描線數(shù)為128，而單側(cè)只有64條掃描線，所以只要64個(gè)不同的等差延遲，當(dāng)設(shè)定每幀掃描線數(shù)為64時(shí)為32個(gè))，
 
圖7-19 相控陣B超掃描單元框圖

這64個(gè)不同周期的序列脈沖分別代表64個(gè)偏向角的序列信號(hào)。它們分時(shí)順序加入相位控制器。相位控制器用來(lái)把偏向角參數(shù)轉(zhuǎn)換成相控陣的觸發(fā)信號(hào)。每當(dāng)偏向角參數(shù)發(fā)生器送入1個(gè)代表某一偏向角度的脈沖，相位控制器就產(chǎn)生1次發(fā)射所需的若干個(gè)等值時(shí)差為τ1的觸發(fā)信號(hào)，觸發(fā)信號(hào)的個(gè)數(shù)由探頭振元數(shù)確定，可以是32個(gè)或者是48個(gè)。這在技術(shù)上可以采用一個(gè)32位或者48位輸出的移位計(jì)數(shù)器，并通過(guò)選定移位寄存器的工作速度來(lái)保證在下一個(gè)偏向角時(shí)序脈沖到達(dá)之前，移位寄存器工作完畢。得到的32路(假設(shè)探頭振元數(shù)為32)觸發(fā)信號(hào)，分別送往32路發(fā)射聚焦延遲電路，各路延遲量由設(shè)定焦距而定。經(jīng)聚焦延遲的32路觸發(fā)信號(hào)再分送于32路脈沖激勵(lì)器，所產(chǎn)生的32個(gè)激勵(lì)脈沖分別加于探頭中的32個(gè)壓電振元，激勵(lì)各振元產(chǎn)生超聲波發(fā)射。
    在發(fā)射的間歇期間，來(lái)自32個(gè)振元的回波信號(hào)，通過(guò)接收延時(shí)電路合成為一路送往接收放大電路，經(jīng)放大處理后送顯像管的陰極進(jìn)行調(diào)輝顯示。需要指出的是，接收延時(shí)電路包含了接收聚焦延時(shí)和接收方向延時(shí)2個(gè)延時(shí)量，這是因?yàn)榘l(fā)射時(shí)32路激勵(lì)脈沖接受了發(fā)射方向延時(shí)和發(fā)射聚焦延時(shí)2個(gè)延時(shí)量，因此，接收到的32路信號(hào)必須給予相應(yīng)的時(shí)間補(bǔ)償，才能保證它們?cè)诮邮辗糯箅娐份斎攵送嗪铣伞?br />     至此，圖7-19所示電路完成了1次發(fā)射接收工作，在熒光屏上獲得一條掃描線方向上的超聲信息，當(dāng)偏向角發(fā)生器產(chǎn)生的下1個(gè)時(shí)序脈沖發(fā)出時(shí)，相位控制器又產(chǎn)生32個(gè)等值時(shí)差為τ2(τ1≠τ2)的觸發(fā)信號(hào)，并分別經(jīng)過(guò)聚焦延時(shí)后去觸發(fā)32路激勵(lì)脈沖發(fā)生器，使探頭再次發(fā)射與接收。由于τ2≠τ1，因此第2次發(fā)射波束的方向與第1次將有1個(gè)θ角位移，如此重復(fù)128次，便完成了一幀影像的掃描。
    3.相控陣扇掃與機(jī)械扇掃2種方式的比較
    機(jī)械扇掃B型超聲波診斷儀采用機(jī)械式扇掃探頭，探頭中換能器為圓形單振子，具有較好的柱狀聲束，因此，容易獲得較高的靈敏度與影像分辨力，且波束控制電路相對(duì)簡(jiǎn)單，儀器成本低。缺點(diǎn)是機(jī)械式探頭制作要求嚴(yán)格、工作噪聲強(qiáng)、重量較大，其性能和可靠性取決于加工精度和材料品質(zhì)，并由于漏水和機(jī)械磨損等原因，探頭壽命短。此外，由于機(jī)械式探頭的振元必須運(yùn)動(dòng)(擺動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng))，因此，振元不能直接與被檢者貼近，而必須離開(kāi)一定距離，這就使扇掃波束的頂點(diǎn)不處在探頭的前端面。故與電子式扇掃探頭相比，當(dāng)扇掃角度相同時(shí)，機(jī)械式探頭受肋骨的影響略大,不如電子式探頭更適用于小的透聲窗口。
相控陣扇掃B超儀采用電子式扇掃探頭，其突出的優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有機(jī)械噪音，探頭壽命長(zhǎng)，重量輕。但其缺點(diǎn)也是突出的，首先是波束副瓣大，因而干擾嚴(yán)重，分瓣力也受影響;另外探頭中晶陣切割應(yīng)非常精細(xì)，整機(jī)線路復(fù)雜，儀器成本也高。但近年來(lái)研制生產(chǎn)的相控陣扇掃B超儀無(wú)論在成像質(zhì)量還是儀器成本上都得到了較大程度上的改善，目前，相控陣扇掃方式已明顯占據(jù)主導(dǎo)地位。
    四、B超儀的常用性能指標(biāo)
  B超儀作為超聲診斷儀中的主流和最普及的設(shè)備，非常有必要了解一下與其相關(guān)的性能指標(biāo)。這里主要包含兩方面：技術(shù)參數(shù)和使用參數(shù)。下面擇其重點(diǎn)參數(shù)給予介紹。
    1.技術(shù)參數(shù)
    (1)分辨力  分辨力（單位：毫米）是指超聲診斷儀對(duì)被檢組織相鄰回聲圖的分辨能力，分縱向(深度方向)和橫向(水平方向)分辨力。
    ①縱向分辨力表示在聲束軸線Z方向上，對(duì)相鄰回聲影像的分辨能力?？梢杂脙苫芈朁c(diǎn)之間的最小可辨距離來(lái)表示，其值越小，則縱向分辨力越高?？v向分辨力受多種因素的影響。首先，縱向分辨力與發(fā)射超聲頻率有關(guān)。聲波的縱向分辨力極限為聲波的半波長(zhǎng)，比如2.5MHz（λ＝0.6mm）聲波的縱向極限分辨力為0.3mm。但這只是最高縱向分辨力的理論數(shù)值，縱向分辨力又與超聲發(fā)射脈沖的寬度有關(guān)，其脈沖寬度越短，縱向分辨力越高。就系統(tǒng)而言，縱向分辨力還在很大程度上受機(jī)器接收增益的影響，并在一定程度上受被測(cè)介質(zhì)特性(指被測(cè)體的色散吸收和運(yùn)動(dòng)情況)的影響，通常各種因素均能使影像在熒光屏上顯示的分辨力下降而低于縱向分辨力的理論數(shù)值（λ／2）。
    ②橫向分辨力表示在水平掃描X方向上，對(duì)相鄰回聲影像的分辨能力。影響橫向分辨力的因素主要是聲束的直徑、聚焦特性、以及顯示器件和探頭換能器性能等。
    (2)超聲的工作頻率f和脈沖重復(fù)頻率FPR
    ①超聲的工作頻率f是指探頭與儀器聯(lián)接后，實(shí)際輻射超聲波的頻率，也即所發(fā)射超聲波在每秒中內(nèi)自身的振蕩次數(shù)。它可以根據(jù)配用不同的探頭來(lái)變換選擇,而探頭的標(biāo)稱頻率通常是固定的。儀器工作頻率f的選擇，主要考慮衰減和探測(cè)部位的不同，但也要考慮對(duì)縱向分辨力的影響。頻率越高，波長(zhǎng)越短，則波束的方向性越好，使縱向分辨力提高，但衰減也成比例地增加，探測(cè)深度減小，信噪比也受到影響。因此，不能無(wú)限制地提高工作頻率，通常B超儀器的工作頻率在0.5～10MHz范圍內(nèi)，應(yīng)根據(jù)不同需要選擇。
    ②脈沖重復(fù)頻率FPR（pulse repeat frequency，PRF）指脈沖工作方式超聲儀器在每秒鐘重復(fù)發(fā)射超聲脈沖的個(gè)數(shù)，也就是探頭激勵(lì)脈沖的頻率。這與前述的超聲波頻率是2個(gè)不同概念，參見(jiàn)圖7-20。 
圖7-20 超聲的工作頻率f和脈沖重復(fù)頻率FPR

兩者的物理量綱單位一致（Hz），但取值范圍差異較大。脈沖重復(fù)頻率FPR決定了儀器的最大探測(cè)距離，這是由于：
Dmax ＝ ctr／2
式中:c為超聲波在人體中傳播的平均速度
     tr為聲波往返1次所需的時(shí)間
    當(dāng)脈沖重復(fù)頻率FPR確定后，其脈沖周期TPR＝1／FPR也即被確定,TPR即是聲波往返可利用的最大時(shí)間。為避免前、后2個(gè)脈沖相重疊而影響影像質(zhì)量，并考慮顯示器掃描的逆程時(shí)間，應(yīng)有：
     tr＜TPR
因此有
       Dmax ＜ cTPR／2
    例如，當(dāng)取FPR＝3.125kHz(對(duì)應(yīng)TPR＝320μs)、c＝1540m/s，則Dmax＜24.64cm。最大探測(cè)距離并不等于儀器的探測(cè)深度(探測(cè)深度受發(fā)射功率、接收靈敏度等因素影響),只是設(shè)計(jì)中允許設(shè)定探測(cè)深度的最大值。
    脈沖重復(fù)頻率FPR不可取太高，否則將限制儀器的最大探測(cè)距離，但FPR也不可取太低，否則將影響影像的幀頻或線密度。因?yàn)閷?duì)于固定焦點(diǎn)的B超儀，其顯示影像的每一條掃描線對(duì)應(yīng)1次超聲的發(fā)射，當(dāng)脈沖重復(fù)頻率FPR確定為3kHz時(shí)，如果希望影像每幀的線數(shù)為100，則幀頻為30　Hz。如果FPR降為1kHz，而且仍要求每幀線數(shù)為100，則幀頻降為10Hz，這將不能保證實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示。當(dāng)然，為了保證幀頻，也可以降低每幀的線數(shù)，但這將使影像質(zhì)量變差。因此，脈沖重復(fù)頻率Fc的選擇應(yīng)綜合考慮。對(duì)于B型超聲波成像儀，F(xiàn)PR的值通常在2～4kHz范圍。
    (3)脈沖的寬度和振鈴
    ①脈沖的寬度指脈沖從開(kāi)始產(chǎn)生到截止的時(shí)間長(zhǎng)短。脈寬越窄越有利于提高影像的軸向分辨率，因此激勵(lì)脈沖寬度應(yīng)該控制在一個(gè)較窄的范圍，但激勵(lì)脈沖寬度的縮小受到探測(cè)深度和系統(tǒng)接收通道頻帶寬度的限制。脈沖寬度越窄，則要求系統(tǒng)的接收通道頻帶越寬，這給接收系統(tǒng)的制作帶來(lái)了困難?，F(xiàn)代B超儀發(fā)射脈沖寬度小于0.2μs。
    ②振鈴是指探頭受電激勵(lì)截止后產(chǎn)生聲波余振動(dòng)的長(zhǎng)短。理想的情況是當(dāng)施加于探頭的電激勵(lì)脈沖結(jié)束后，振動(dòng)立即停止，但事實(shí)上這是無(wú)法做到的。由于它會(huì)嚴(yán)重影響超聲系統(tǒng)的縱向分辨力，因此，希望探頭產(chǎn)生余振(振鈴)的時(shí)間也越短越好。
    當(dāng)兩個(gè)界面距離相隔太近時(shí)，如果發(fā)射脈沖的振鈴時(shí)間長(zhǎng)，則第1個(gè)回波的后沿將與第2個(gè)回波的前沿混在一起，以致無(wú)法分辨產(chǎn)生這2個(gè)回波的界面。脈沖的振鈴時(shí)間及聲速還影響相鄰回波的最小可分辨距離。振鈴時(shí)間長(zhǎng)、聲速大，則最小可辨距離大，分辨力就差。而脈沖的振鈴時(shí)間的長(zhǎng)短又受超聲工作頻率、探頭阻尼特性的影響，降低工作頻率和加大阻尼都可以使振鈴減弱，從而使脈沖的振鈴時(shí)間減小。激勵(lì)脈沖寬度也直接影響發(fā)射脈沖的振鈴時(shí)間，諸此之間既相互聯(lián)系又相互矛盾。
    (4)灰階與動(dòng)態(tài)范圍
    ①灰階是表示接收機(jī)顯示器調(diào)輝顯示能力的一個(gè)參數(shù)，灰階有16、32、64和128等級(jí)之分，級(jí)數(shù)越高，表示顯示器調(diào)輝能力越強(qiáng)。儀器的灰階級(jí)數(shù)高，其顯示回聲像的層次感強(qiáng)，影像的信息量就高。這是因?yàn)锽型超聲顯像儀都是將回聲信號(hào)振幅的高低轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌潭鹊牧炼认袼剡M(jìn)行顯示的，回聲幅度高的信號(hào)在屏上以白色(或黑色)顯示，幅度低的信號(hào)以黑色(或白色)顯示，回聲幅度在白色和黑色電平之間的信號(hào)，則以不同灰度進(jìn)行顯示。通常將黑色和白色之間的灰度區(qū)等分為16、32或64個(gè)灰階，并對(duì)黑色和白色電平之間的相應(yīng)電平回聲轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的灰度顯示。
    ②動(dòng)態(tài)范圍是指在保證回聲信號(hào)既不被噪聲淹沒(méi)也不飽和的前提下，允許儀器接收放大回聲信號(hào)幅度的變化范圍。一般儀器在40～60dB，也有些儀器的動(dòng)態(tài)范圍可調(diào)。動(dòng)態(tài)范圍大，所顯示影像的層次豐富，影像清晰。但動(dòng)態(tài)范圍受顯像管特性的限制，通常不可能做得很大。實(shí)際上回聲的動(dòng)態(tài)范圍與顯示器所具有的動(dòng)態(tài)范圍是不相同的，回聲的動(dòng)態(tài)范圍大(約100dB)，顯示器的動(dòng)態(tài)范圍小(約20dB)，因此，為了防止有用信息的丟失,必須對(duì)回聲的動(dòng)態(tài)范圍進(jìn)行壓縮，并將動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的分貝(dB)數(shù)分成等級(jí)顯示出來(lái),這種處理稱作灰階處理，又稱窗口技術(shù)。經(jīng)處理后的信號(hào)將壓縮那些無(wú)用的灰階信息，而保留并擴(kuò)展那些具有診斷意義的微小灰階差別，使影像質(zhì)量得到改善。
    (5)聚焦方式指對(duì)探頭發(fā)射和接收波束采用何種方法聚焦，有聲學(xué)聚焦、電子聚焦和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦（圖7-21）等。
 
圖7-21 探頭的3種主要聚焦方式

    ①聲學(xué)聚焦是利用聲學(xué)凸面透鏡、聲學(xué)凹面反射鏡等方法實(shí)現(xiàn)對(duì)波束的聚焦，由于超聲在透鏡中的聲速c1和在人體中的聲速c2不同，當(dāng)c1＜c2時(shí)采用凸面鏡，當(dāng)c1＞c2時(shí)采用凹面鏡。以凸面鏡為例，超聲在透鏡的邊緣穿越時(shí)被延時(shí)較少，而在透鏡中心穿越時(shí)則被延時(shí)較多；因此，邊緣和中心的聲波總會(huì)在某一時(shí)刻匯聚在聲束軸上的一點(diǎn)，此即聲學(xué)焦點(diǎn)，見(jiàn)圖7-21（a）。凹面透鏡的聚焦過(guò)程可據(jù)此類推。
    ②電子聚焦指應(yīng)用電子延遲線技術(shù)，對(duì)多振元探頭發(fā)射激勵(lì)脈沖進(jìn)行相位控制的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)波束的聚焦。每一次發(fā)射對(duì)應(yīng)有1個(gè)相位差延時(shí)量τ，如圖7-21（b），中心聲波較邊緣聲波延遲了一段時(shí)間（或距離），由若干個(gè)子波共同合成了一個(gè)波陣凹面，最終會(huì)聚于焦點(diǎn)。  ③實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦也是電子聚焦的一種，與電子聚焦不同之處是，多點(diǎn)動(dòng)態(tài)聚焦的焦點(diǎn)不是固定的，而是通過(guò)改變發(fā)射激勵(lì)脈沖的相位延時(shí)量，使在波束同一軸線（Z）方向上實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)聚焦發(fā)射,見(jiàn)圖7-21（c），并通過(guò)數(shù)字掃描變換器對(duì)幾次不同焦點(diǎn)發(fā)射所獲得的回波信息分段取樣處理，最后合成為一行信息，實(shí)現(xiàn)接收后的二次聚焦。由于這個(gè)信息是幾次對(duì)焦點(diǎn)區(qū)域信息的合成，因此，所顯示影像的清晰度和分辨力都較一點(diǎn)聚焦所獲得的影像更佳。目前在一些較高檔次的B超機(jī)型中，常見(jiàn)到這種新技術(shù)的采用。
    對(duì)于線陣探頭，通常在短軸（Y）方向采用聲學(xué)聚焦，而在長(zhǎng)軸（X）方向采用電子聚焦或?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)電子聚焦。
    (6)時(shí)間增益控制(TGC)  考慮到超聲在人體內(nèi)傳播過(guò)程中，由于介質(zhì)對(duì)聲波的反射、折射和吸收，超聲強(qiáng)度將隨探測(cè)深度的增加而逐漸減弱，致使處于不同深度的相同密度差界面反射回波強(qiáng)弱不等，從而不能真實(shí)反映界面的情況，必須對(duì)來(lái)自不同深度(不同時(shí)間到達(dá))的回聲給予不同的增益補(bǔ)償，即使接收機(jī)的近場(chǎng)增益適當(dāng)小，遠(yuǎn)場(chǎng)增益適當(dāng)大，通常稱此種控制手段為時(shí)間增益控制(time gian control，TGC)。一般超聲儀器給出的TGC參數(shù)為:近區(qū)增益-80～-10dB，遠(yuǎn)區(qū)增益0～5dB。它所代表的含義為在聲場(chǎng)近區(qū)，接收機(jī)增益可在某設(shè)定增益基礎(chǔ)上，衰減10～80dB;而在遠(yuǎn)區(qū)，接收機(jī)增益可以控制增大0～5dB。
    2.使用參數(shù)
    B超的使用參數(shù)是使用或購(gòu)買者應(yīng)熟悉和了解的一類參數(shù)，它與技術(shù)參數(shù)并無(wú)嚴(yán)格的區(qū)分。
    (1)掃描方式和探頭規(guī)格
    ①掃描方式指儀器所發(fā)射的超聲波束對(duì)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行探測(cè)的方法。方式不同，儀器所配用的探頭和電路構(gòu)成亦不同，因此，儀器的成本和價(jià)格也不同。采用何種掃描方式的超聲儀器，取決于被檢目標(biāo)的需要，比如對(duì)腹部臟器的探查，可以使用電子線掃B超儀，而對(duì)心臟的探查，由于受聲窗的限制，僅適合使用機(jī)械或電子扇形掃描B超儀。
    ②探頭規(guī)格有標(biāo)稱工作頻率、尺寸、形狀等參數(shù)，還有是否可配合穿刺等特殊要求。探頭標(biāo)稱工作頻率通常在15MHz范圍以內(nèi)，可根據(jù)不同需要選定。探頭尺寸和形狀的選定應(yīng)根據(jù)被探測(cè)介質(zhì)聲窗大小和部位來(lái)考慮?，F(xiàn)代B超儀通常都配有多種頻率和形狀的探頭，以適用于不同探查的需要。
    (2)顯示方式與顯示范圍
    ①顯示方式超聲診斷影像顯示有A型、M型、B型等，一臺(tái)B型超聲診斷儀可以有其中一種或幾種顯示功能，比如有B單幅(在屏上僅顯示1幅B型影像)顯示，B雙幅(在屏上同時(shí)顯示1幅凍結(jié)B型影像和1幅實(shí)時(shí)B型影像)顯示、B/M顯示(在屏上既顯示B型實(shí)時(shí)影像，又顯示M型實(shí)時(shí)影像)。
    ②顯示范圍指的是屏上光柵的最大尺寸，它并不一定等于儀器的探測(cè)深度，不過(guò)在儀器的設(shè)計(jì)時(shí)，通常使兩者基本接近。
    (3)注釋和測(cè)量功能此功能可以簡(jiǎn)化資料收集的過(guò)程，提高資料收集的速度及準(zhǔn)確性。而功能的強(qiáng)弱往往標(biāo)示一部?jī)x器的檔次水平。
    ①注釋功能某些是由儀器自行控制的，比如有關(guān)探頭頻率的顯示、影像處理值（γ校正值等）的自動(dòng)顯示，接收機(jī)總增益、近程增益和遠(yuǎn)程增益值的顯示等。當(dāng)操作者采用某種頻率的探頭或設(shè)定控制接收機(jī)增益為某值時(shí)，儀器將自行控制在屏上某固定位置顯示出當(dāng)前數(shù)值和檢查時(shí)間的年、月、日、時(shí)、分、秒。某些注釋功能則需要操作者進(jìn)行相應(yīng)操作才能在屏上插入，比如被檢者編號(hào)(ID)、體位標(biāo)志、病灶注釋、探頭標(biāo)志等，都必須由操作者控制插入。
    ②測(cè)量功能指儀器對(duì)被探查臟器進(jìn)行定量分析所具有的各種測(cè)量功能。有距離測(cè)量，臟器或病灶面積、周長(zhǎng)和重量的測(cè)量，M方式運(yùn)動(dòng)速度和心功能參數(shù)的測(cè)量，對(duì)妊娠周期的測(cè)量等。除距離和速度的測(cè)量之外，其它測(cè)量通常必須在影像凍結(jié)的狀態(tài)下進(jìn)行。
(4)記錄方式  探查獲得的超聲影像通常只在熒光屏上進(jìn)行顯示，為了保留資料還必須考慮將影像記錄下來(lái)。影像的記錄有多種方式，比如用波拉一步照相機(jī)拍照、視頻打印機(jī)打印或采用錄像機(jī)進(jìn)行磁帶錄像等。一般B型超聲成像診斷儀都配有相應(yīng)的輸出信號(hào)接口，可由用戶確定選用1～2種記錄方式。