美國超聲心動圖學會（ASE）成立於1975年，是世界上最大的心臟影像國際組織。本文節選轉載美國超聲心動圖學會的《成人經胸超聲心動圖操作指南》有關二維成像方面的精彩內容。
原文標題
二維成像(Two-Dimensional Imaging)
由成像系統檢測到的反射超聲波的幅度隨著信號強度的數個對數單位而變化，且遠遠超出了人類視覺感知的能力。系統處理數據是以增強和抑制信號，將原始數據轉換為有用圖像，並以多種灰度顯示的超聲心動圖。高振幅信號被描繪為明亮的白色，低幅度的信號描繪為深灰色，沒有信號則為黑色。信號操作作為一系列灰階圖顯示給操作人員，使操作員可以選擇最適合特定類型患者圖像顯示的設置。某些灰度圖可能會更好地顯示特定病理或更適合患者體型。心臟灰度圖設計用於優化血液-組織邊界（鏡面回波），並顯示來自弱反射（例如心肌）的散射回波的細微差異。考慮到現有的各種超聲波系統，寫作委員會建議所有超聲心動圖實驗室與實驗室成像系統製造商的應用專家合作，選擇最佳的灰度設置。一旦選擇某一實驗室協議，重要的是保持設置的一致性，因為這可能有助於同以前的研究進行縱向比較（表1.1a,b）。
1.1. 灰階圖 決定了如何最好地顯示灰度的陰影，以突出發現特定圖像中的徵象。（見視頻1和2）
視頻1 灰度圖F
視頻2 灰度圖A
2.B-色調圖或偽彩（B-mode colorization）
在灰度圖選擇中，通常可以選擇B型的彩色化圖片。在這種情況下，灰度圖像被轉換成不同範圍的顏色（例如，棕褐色，淡粉紅色）而不是灰色。偽彩B模式可能基於實驗室偏好或醫生的偏好。一些臨床醫生認為視覺上彩色圖像比灰度圖像更能表現出某些病理特徵。偽彩不會改變所顯示信息的數量或類型，只會影響觀察者的感受（表1.2a,b）。
1.2 色調圖或偽彩 將B模式圖像從標準灰色轉換另一種顏色。（見視頻3-4）
視頻3 灰度圖
視頻4 B模式著色棕褐色
調整圖像上灰度的一個重要參數是動態範圍設置。在某些超聲系統中，這種控制稱之為壓縮。該設置改變圖像中接收到的最大和最小振幅之間的比率。低動態範圍設置會產生黑白分明的圖像（高對比度）。這對於具有邊緣圖像質量的困難研究可能是有益的。高動態範圍設置會生成具有更多灰度陰影的圖像，這意味著將更小範圍的幅度分配給組成圖像的特定灰度。對於心臟成像，動態範圍設置應設置為提供足夠的灰度以辨別緻密和非緻密心肌之間的界面。太少的灰色陰影可能導致顯示不足或細微的低振幅結構無法呈現（例如薄壁段，血栓或贅生物），而太多的灰度可能會使圖像顯得被洗掉，有時很難準確區分緻密和非緻密心肌之間的差異（表1.3a,b）。
1.3 動態範圍/壓縮 顯示兩種不同動態範圍的效果。（見視頻5和6）
視頻5 動態範圍75dB
視頻6 動態範圍50dB
4.發射頻率( Transmit Frequency)
發射頻率是指探頭的工作頻率。典型的成人超聲心動圖使用的頻率範圍是2.0-5.0 MHz。較高的頻率產生更好的圖像解析度，但不能像較低頻率那樣深入人體。由於寬頻探頭的可用性，現在相對容易快速改變發射頻率。如果需要額外的聲波穿透，操作者應該從高發射頻率開始，然後調整到較低的頻率。在整個檢查間應使用儘可能高的頻率進行成像（表1-4a,b）。
1.4. 發射頻率 顯示了兩個頻率選擇對圖像質量的影響。（見視頻7和8）
視頻7 基本頻率2.00MHz
視頻8 基本頻率4.00MHz
現代成像系統允許選擇諧波成像，使用發射（基頻）頻率的多次反射的頻率來創建超聲圖像。諧波頻率是由於聲束在穿過組織時變形而引起的。諧波成像最常用的是二次諧波頻率，它是基頻的兩倍。 製造商已經降低了探頭的基頻以提高穿透率，同時顯示更高頻率的二次諧波。這對於肥胖或有密實肌肉組織患者特別有用且通常能產生更高質量圖像。由於諧波失真的程度與反射信號的強度成正比，因此組織邊界處的高能量鏡面回波得到增強，同時消除了較低能量的噪聲。因此，諧波成像產生的圖像看起來更清晰，信噪比最大化。
對於組織諧波成像的早期形式，軸向解析度受到頻率解析度所需的長脈衝持續時間的負面影響。寬頻組織諧波成像的新形式已經解決了這個問題，並允許低偽影的高軸向解析度成像。本寫作委員會建議心臟超聲成像採用諧波成像時應以儘可能高的頻率進行（表1-5a,b）。
1.5. 諧波成像 使用組織產生的頻率，而不是基波頻率來顯像，最常見的是基本頻率兩倍的二次諧波。（見視頻9和10）
視頻9 基本頻率4.00MHz
視頻10 諧波成像4.00MHz
6.扇窗的大小和深度(Sector Size and Depth)
圖像的深度設置標示超聲系統嘗試檢測人體解剖結構所能達到的深度。深度以長度單位（例如釐米或毫米）為單位進行測量，並且應設置為顯示的結構或感興趣的血流的顯示尺寸最大化。深度和扇區寬度設置也可能影響幀頻。由於心臟是一個移動的結構，所以需要更高的幀速率來提高時間解析度，特別是對於快速移動的結構。不必要的大扇區深度增加了生成扇形的每條取樣線所需的時間量，迫使系統受到制約，要麼降低幀頻，要麼減少每扇區的線數，導致圖像質量下降。同樣，在某些情況下，較窄的扇形角可能是合適的，從而提高圖像質量（表1.6a,b）。
1.6. 深度 選擇決定了圖像顯示的深度，右邊的圖像展示了視頻顯示的最大深度。（見視頻11和12）
視頻11：深度210毫米
視頻12：深度120毫米
7.探頭聲束的焦點(Transducer Beam Focus)
一些系統有基於預設和成像深度的自動動態聚焦。操作者無法調整此功能。其他系統具有手動發射聚焦控制，可調節聲束的形狀和寬度。 更窄的寬度產生更好的側向解析度。焦點應該放在感興趣的結構的深度位置。注意在需要評估心尖的情況下，將焦點移至心尖可能會提高解析度。通常，對於心臟成像，使用單個焦點來保持高幀頻並且改善時間解析度。使用多個聚焦區域可能會降低幀頻，從而降低時間解析度。（表1.7a,b）
1.7. 探頭聲束聚焦 改變聲束的形狀和狹窄區域的位置，從而提高焦點區域的橫向解析度，注意結構的清晰度是位於焦點區域的位置。（見視頻13和14）
視頻13 將焦點放置在近場
視頻14 將焦點放置在較遠的區域中
8.總增益和時間-增益補償( Overall Gain and Time-Gain Compensation)
增益控制旨在從一個患者到下一個患者以及整個視野中具有類似聲學特性的組織能看起來一致。 總增益均勻調節整個扇區內圖像的亮度。增益應設定得足夠高，以便在血液中只顯示少量回聲，並且血液-心內膜組織邊界清晰可見。（表1.8a,b）1.8. 總增益 控制返回的回波信號在顯示前放大，調整整個扇區圖像的整體亮度。顯示總增益設置在4dB（圖1.8a）和0dB的亮度（圖1.8b）。（見視頻15和16）
視頻15 總增益設置為4dB
視頻16 總增益設置為0dB
時間增益補償（TGC）控制項通常設置為一系列的模塊，可以調整以放大特定部位圖像。該控制用於彌補由衰減引起的能量損失。衰減是超聲信號強度和振幅隨著它進入人體深處而減少。因此，來自扇區近場的返回信號具有比遠場更大的振幅。選擇性放大可以平衡整個扇形的結構顯示（表1.9a,b）
1.9. 時間增益補償 是在顯示前，有選擇地放大圖像在不同水平區域的回波信號。注意，當時間增益補償在這個區域沒有正確設置時焦點束帶的顯像（1.9a箭頭所示），時間增益補償優化後的圖像（1.9b）。（見視頻17和18）
視頻17 TGC設置不正確
視頻18 正確設置TGC以優化四腔視圖的成像
在一些超聲系統中，有一個自動優化功能，可根據返回超聲系統的回聲信息快速自動調整TGC。雖然這對於操作人員來說可能是一個省時的功能，但它應該被用作圖像優化的起點，而不是被視為最終的圖像調整（表1.10a,b）。
1.10. 灰度自動優化功能 根據圖像顯示前返回的回波信號，自動調整圖像TGC和增益設置。（見視頻19和20）
視頻19 自動調整TGC
視頻20 手動調整TGC
9.縮放/放大(Zoom/Magnification)
另一個成像功能是縮放/放大控制。大多數系統有兩種可用的縮放/放大。一種預處理縮放功能可通過將感興趣區域（ROI）放置在扇區的一小部分內並進行縮放來激活。雖然顯示器中的像素數量不變，但每個像素代表心臟中較小的區域。由於與非縮放圖像相比ROI很小，所以幀頻可以提高並且圖像解析度得到改善。第二種縮放功能是一個後期處理功能。在這種情況下，圖像凍結後，選擇ROI並放大圖像。這導致解剖結構的簡單放大。用於生成圖像的像素數與原始扇區解析度相同。在放大的視頻顯示屏上顯示的像素較少，但是以放大的格式顯示，使圖像變大但表現出較差的解析度。本寫作委員會建議儘可能使用預處理縮放圖像（表1.11a,b）。
1.11. 放大 是選擇感興趣的區域放大。圖1.11a展示了放大框的位置，圖1.11b顯示了放大後的圖像。（見視頻21-22）
視頻21 LVOT的未縮放圖像
視頻22 LVOT放大後的圖像
有時候需要更高的幀頻來最大化時間解析度。操作者可以通過減少圖像深度，減少聚焦區域數量，縮小扇區寬度或使用預處理縮放來提高幀頻。根據成像系統的不同，其他圖像調節（如減少每扇區掃描寫入的掃描可能會提高幀頻（表1.12a,b,c）
1.12. 扇窗大小/框 扇窗大小和深度的變化會影響圖像顯示和幀速率。左側圖像(1.12a)深度為170mm，使用窄扇窗寬度，幀速率是84Hz；中間圖像(1.12b)深度為240mm，扇窗較窄，幀速率是73Hz；右側圖像(1.12c)深度為240mm，扇窗較寬，幀速率為43Hz。（見視頻23，24和25）
視頻23 幀速率為84幀/秒
視頻24 幀速率為73幀/秒
視頻25 幀速率為43幀/秒
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中文翻譯：蒲朝霞 夏向陽 浙江大學醫學院附屬第二醫院
中文校對：汪 峰 華盛頓州埃弗雷特普羅維登斯地區醫院
《超聲微視頻》對圖片及視頻整理編輯
原文：J Am Soc Echocardiogr. 2019 Jan;32(1):1-64.doi:10.1016/j.echo. 2018.06.004. Epub 2018 Oct 1.