(二)分辨率

超声图像分辨率指的是区分两个相邻对象的能力。轴向分辨率指的是分辨在超声波传播方向上的两个对象的能力。轴向分辨率取决于声波的频率。声波频率越高,轴向分辨率则越好。侧向分辨率指的是分辨与换能器等距的不同对象的能力。侧向分辨率是超声束聚焦宽度的函数,是换能器的特定属性。使用者可以调节最窄超声束的位置。当超声束越聚焦,聚焦位置的侧向分辨率越好。可以通过调节最窄超声束(聚焦点或聚焦带)至目标对象或感兴趣组织深度来提高图像的质量(图3-6)。

图3-5　这幅图是超声图像产生过程的简化原理图,超声波是通过主钟系统控制的脉冲发生器生成的。换能器接收反射的超声波,并分析其振幅及在体内传播的时间。扫描转化器则在显示屏上产生常见的图片。实际的图像是一系列连续不断刷新的垂直线,进而产生熟知的实时、灰阶影像

图3-6　超声束形状在这幅图中被模拟出来(紫色图像)。聚焦带(A)被定位于显示肾脏中极皮质最佳侧向分辨率的位置。聚焦带位置在B处被标记出。操作者可以任意调节聚焦带的位置(https://www.daowen.com)

声波在组织内的传播速度是由其频率及波长决定的(图3-7)。人体组织内声波传播的平均速度是1540m/s。因为组织内声波传播平均速度是一个常量,故声波频率的改变即意味着波长的改变。

最佳的超声图像需权衡取舍分辨率与声波穿透力。6~10 Hz的高频率的换能器用来探查浅表组织结构(如睾丸、小儿肾)时具有很好的分辨率。然而,较深部位的组织结构(如右肾、膀胱)则需要3.5~5.0 Hz的相对低频率换能器来保证穿透力。这类的图像通常轴向分辨率相对较差。

图3-7　组织内声波速度、频率与波长的关系。波长与频率呈反比关系