超声基础知识.docx

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超声基础知识

超声基础部分

1．何谓超声波?

诊断用超声波是如何产生的?

人耳能感知的声波频率范围为20—20000Hz。

低于20Hz者称为雌声波，高于20000Hz者称为超声波。

医用诊断用超声波的范围多在1—15MHz。

超声波是机械波。

可由多种能量通过换能器转变而成。

医用超声波是由压电晶体（压电陶瓷等）产生。

压电晶体在交变电场的作用下发生厚度的交替改变，即机械振动。

其振动频率与交变电场的变化频率相同。

当电场交变电频率等于压电晶片的固有频率时其电能转换为声能（电—声）效率最高，即振幅最大。

压电晶体只有两种可逆的能量转变效应。

上述在交变电场的作用下，由电能转换为声能，称为逆压电效应。

相反，在声波机械压力交替变化的作用下，晶体变形而表面产生正负电位交替变化，称压电效应。

超声探头（换能器）中的压电晶片,在连接电极电压交替变化的作用下产生逆压电效应,称为超声发生器;而在超声波机械压力下产生压电效应,又成为超声波接收器。

这是超声波产生和接收的物理学原理。

2．超声波物理特性及其在介质中传播的主要物理量有哪些？

它们之间有何关系？

（1）频率（frequency）：

质点单位时间内振动的次数称为频率（f）。

（2）周期（cycle）：

波动传播一个波长的时间或一个整波长通过某一点的时间（T）。

（3）波长（wavelength）：

声波在同一传播方向上，两个相邻的相位相差2π的质点间的距离为波长（λ）。

（4）振幅（amplitude）:

振动质点离开平衡位置的最大位移称振幅，或波幅（A）。

（5）声速（velocityofsound,soundvelocity）:

单位时间内，声波在介质中传播的距离称声速（C）。

介质不同，超声在介质中的声速度也不同，但是在同一介质中，诊断频段超声波的声速可认为相同。

声波在介质中的传播速度与介质的弹性系数（k）和介质密度（ρ）有关。

其声速与k和ρ比值的平方根成正比，即

式中C为声速，E为杨式模量。

根据物理学意义，c、f、T、λ之间有下列关系：

f＝1/T，c＝λf＝λ/T，λ＝c/f

超声在人体软组织（包括血液、体液）中的声速约为1540m/s；骨与软骨中的声速约为软组织中的2.5倍；而在气体中的声速仅为340m/s左右。

近年来的研究发现，不仅离体组织与活体组织有较大的声速差别，而且使用不同的固定溶液、固定速度也常影响声速。

此外，声速尚与组织温度有关。

通常，非脂肪组织的声速随温度上升而增快，脂肪组织的声速随温度上升而减慢。

当脂肪组织由20o升到40o时，声速可下降15％之多。

在进行精细的研究工作时，这些因素必须予以注意。

（6）超声能量与能量密度：

当超声波在介质中传播时，声波能到达之处的质点发生机械振动和位移。

前者产生动能而后者产生弹性势能。

动能和势能之和组成波动质点的总能量。

也即超声波的能量。

声波在介质中传播的过程，也是能量在介质中传递的过程。

设介质的密度为ρ,声波传播到的质点体积元为△V，其位移为x，△V将鞠有的动能为Wk，产生的势能为Wp。

则：

Wk＝Wp＝1/2ρA2ω2（△V）sin2ω（t－x/c）

△V具有的总能量为：

W＝Wk+Wp＝ρA2ω2（△V）sin2ω（t－x/c）

从表达式中可以看出超声波传播过程中总能量传递方式为：

①介质振动质点的动能和势能随时间同时发生周期性变化。

②振动质点以获得能量又向下一质点放出（传递）能量的方式传递声波。

在超声波的传播中，表示单位体积介质中所具有的能量称为能量密度（w）。

即：

w＝△w/△V＝ρA2ω2sin2ω（t－x/c）

由前所述可知，w也时随时间而变化的。

在一个周期中，其平均值为：

w＝1/2ρA2ω2（单位：

焦耳/厘米3，J/cm3）

即平均能量密度与振幅的平方、角频率的平方和介质密度成正比。

因此，在能量密度一定的情况下，，介质密度越小，振幅越大。

（7）声压：

声压指声波在介质中传播时，介质单位截面积所产生的压力变化，也即介质中有声波传播时的压强与无声波传播时的压强之差。

根据声波传播的特点，声压也周期性变化于正常值与负值之间，一个振动周期的声压为：

Pm＝ρCAω（单位：

N/cm2）

即声强与介质密度（ρ）、振动幅度（A）、振动速度（ω）和传播速度（C）成正比。

（8）声强与声强级别（分贝）：

超声波在介质中传播时，单位时间内通过与传播方向垂直的单位面积的能量，称为超声强度，简称声强（I）。

单位为瓦/厘米2（W/cm2，mW/cm2）。

声强与声场中的能量密度（w）和超声传播速度（C）成正比，即：

I=ρCA2ω2/2

也即声强与振幅的平方、角频率的平方、介质的密度成正比。

声强可以小到每平方厘米数维瓦，也可以大到每平方厘米数千瓦。

人耳对声强变化的分辨能力较差，声强每增加10倍，人耳主观感觉只增加1倍。

为了解决声强很大差别在表示中的不便，在时间应用中，一般采用声强的自然数来表示声强的级别，称其为声强级（L），单位为贝尔（B）。

实际应用中以贝尔的1/10为单位，称为分贝（dB）。

按规定以一个最低可闻声强（I0）为基准来度量实际声强，即：

L＝10lgI/I0（dB）

人耳能感受的声强范围为10-12W/－1W/m2，即声强的级别为0－120dB。

（9）声功率：

声功率指单位时间内通过介质某一截面的声能量。

单位为J/s，即瓦特（W）。

3．什么叫声场、扩散角？

介质中有声波存在的区域称声场。

声源小，频率低的声波呈球面状传播，称为球面波。

如人耳可闻之声波。

声源足够大时，声波呈直线传播称为平面波。

超声探头内振动晶片的直径为其振动波长的20倍以上。

不足以形成完全的平面波，而是具有平面波和球面波的中间性质，集中在一个狭小的立体角内发射，即具有指向性。

直径为D的圆盘振子发射的超声波以距离声源D2/λ（λ为波长）为界，近声源侧近似平面波，称为近场，而远声源侧近似球面波，称为远场。

在近场，因干涉而形成复杂的声场，称Fresnel区。

近场区长度L（单位mm）可以从下列公式计算：

L＝r2/λ或L＝L＝r2f/1.5（在人体软组织中）

其中r为声源半径（mm）;f为频率（MHz）；λ为该介质中波长（mm）。

例如，探头直径为20mm时，发射频率为5MHz，则近场区长度约为333.333mm。

紧接近场区后的远场区，声波开始向周围空间扩散。

扩散声场两侧边缘所形成的角称扩散角（θ）。

扩散角与声源半径及波长有关，表达式为：

sinθ＝0.61λ/r

可见，探头孔径愈大，扩散角愈小，声束扩散愈小。

注意：

近场和远场有其严格的定义。

商用仪器Near和Far调节钮所表示的只是近程和远程增益的调节，不能称其为近场和远场调节。

4．什么叫声轴、声束和束宽？

声轴（beamaxis）为声波传播方向的曲线。

通常与声波发出后介质中声强或声压最大的区带一致，也即声能量密度最大的区带。

声束：

（beam）指声轴周围－6db（－50％）范围内的声场分布区。

束宽：

（beamwidth）指声束横断面的直径。

宽声束（声束较大）时，横向、侧向分辨力差。

非聚焦的声束，横向分辨力等于或大于声源的直径，不能分辨小结构。

为了增加分辨力，B型超声仪器采用声透镜、动态电子聚焦、凹面晶片聚焦发射和接收等多种方式使声束变窄。

经过聚焦的声束，称为聚焦声束。

5．何谓声特性阻抗？

它与声压、声强有何关系？

声特性阻抗（acousticcharacteristicimpedance）是反映介质密度和弹性的物理量，用Z表示。

定义为介质密度ρ和介质中声传播速度C的乘积，即Z＝ρC

对于纵波，也可表达为

Z＝√Bρ（B为介质的弹性模量）

声特性阻抗的单位为瑞利，1瑞利＝980dgn?

s-1?

cm-2

＝1g?

sec-1?

cm-2

特性阻抗与声强与声压存在如下关系：

I＝Pm2/Z=Pm2/ρC

6．何谓声特性阻抗差、声学界面？

如何分类？

两种不同特性阻抗的介质的特性阻抗差值称为这两种介质的声特性阻抗差。

其接触面称声学界面。

根据大小，分为大界面和小界面。

由于多次聚焦超声束的焦区束宽2－3cm，所以通常习惯把直径小于2mm的组织结构界面视为小界面。

对大界面，根据其光滑程度，又可分为光滑界面和粗糙界面，前者也称镜面，后者也称非镜面。

当两种介质的声特性阻抗差大于0.1％时，入射声波即在其界面发生反射和折射。

对于入射声束，界面使其发生反射、折射和/或散射。

此时，界面相当于一个新的声源，称其为二次声源。

7．声反射、声折射、声透射、声散射和声绕射的物理意义是什么？

声反射（acousticreflection）指声波入射到界面上时引起声波部分或全部返回的过程。

反射的条件是界面线度远大于波长。

反射声波的强度和方向与构成界面介质的特性阻抗，入射波声压、入射角等因素有关。

构成界面的两种介质特性阻抗相差（声特性阻抗差）愈大，反射愈强。

入射角等于反射角。

反射的强弱以反射系数表示。

反射系数等于反射波的能量与入射波的能量之比。

在不考虑声能吸收的条件下，声压反射系数（Rp）为：

Rp＝Z2－Z1

Z2＋Z1

声强反射系数（Ri）为：

Ri＝（Z1－Z2）2

Z1＋Z2

式中Z1、Z2分别为构成反射界面的两种介质声特性阻抗。

因为存在反射，所以透射入深层介质的声波能量减少。

声折射（acousticrefraction）指声波在通过不同传播速度的介质传播的过程中发生空间传播方向改变的过程。

声波在大界面上的折射服从折射定律：

即入射角的正弦与折射角的正弦之比，等于界面两侧介质的声束之比，即

Sinα=C1

SinθC2

式中α、θ分别为入射角与折射角，C1、C2分别为第一层和第二层介质的声速。

由表达式可知，入射角声波垂直于界面时，不发生折射。

两种介质的声传播速度决定了折射角的大小。

在C1>C2时，随着入射角的增大，折射角也增大。

假设入射角达到b值时，折射角达到90o，则入射声波在界面上发生全反射。

无透射波进入深层介质。

此时入射角b值称为临界角。

声波经液体入射人体皮肤，临界角为70o－80o，即入射角超过80o，则无透射声波。

声透射（acoustictransmission）指声波穿过介质界面向深层的传播过程。

假定超声波垂直入射，经过三层介质，每层介质的声特性阻抗分别为Z1、Z2、和Z3，第二层介质的厚度为L，波长为λ2,那么，超声通过第二层介质后的强度透射系数（T1）为：

T1＝4Z1Z3

（Z1+Z3）?

cos2θ＋（Z2+Z1Z3）2?

sin2θ

Z2

式中θ＝2πL/λ2，当L极薄时，θ很小，sinθ≈0，cosθ≈1，所以

T1≈4Z1Z3

（Z1＋Z3）2

（Z2+Z1Z3）2

Z2

当Z1=Z3时，T=1。

当中间层极薄时，声波通过的声能损失很小。

超声诊断中涂布极薄的耦合剂，有利于减少声能的损失。

在中间介质的厚度L恰好是声波半波长的整数时，θ＝nπ，sinθ≈0，cosθ≈1，只要Z1=Z3,T1也等于1。

声能通过时损失同样很少。

但是，如果中间层的Z3很小，如空气，即是L极薄，θ很小，由于

变得很大，T1必然很小。

此时，声能丧失太大，难以进入第三层介质。

如果中间层的Z2＝Z1Z3，而且其厚度为四分之一波长的奇数倍，即L＝（2n+1）λ2/4,则θ＝（2π+1）π/2;也即sinθ＝1，cosθ＝0；那么由T1表达式可知

T1＝4Z1Z3

（Z2+Z1Z3）2

Z2

＝4Z1Z3

（√Z1Z3+Z1Z3）2

√Z1Z3

＝1

由此可见，在第二和第三层之间匹配以某种能满足上述厚度和声特性阻抗要求的介质，就能使超声能量很少损失地进入第三层介质。

此为超声换能器使用匹配层的原理和要求。

体内各层界面的反射带来各层组织的声特性阻抗信息。

超声诊断装置从回声强度的高低中提取信息所构成的超声图像，其实只是反映体内不同组织间声特性阻抗差的空间分布，并非独立的生理参量或物理量，这是超声图像诊断的特异性受到很大限制的主要原因。

人体内界面复杂，入射超声波并不都与体内多层界面垂直入射，透射波或多或少都有折射，即超声探头发出的入射超声波由浅而深地通过体内各层界面并非直线传播，然而由反射带回的信息却被超声诊断装置设定为直线构成图像。

因体内各软组织之间的声速和密度相差不大，一般不致产生显著的误差，但当偶尔遇到阻抗差较大的界面时，可能出现折射伪差。

声散射（acousticscattering）：

超声波在传播过程中，遇到界面大小远小于波长的微小粒子，超声波与微粒互相作用后，大部分超声能量继续向前传播，小部分能量激发微粒振动，形成新的点状声源以球面波方式向各个方向发散传播，称为散射。

此时的声场，实际是探头发射后超声波声场与障碍微粒散射波声场的混合。

探头可以在任何角度接收到散射波。

声像图背景中的大量像素即是由散射波造成的。

人体组织内的微粒结构在超声场中发生散射，是形成脏器内部图像的另一声学基础。

多普勒血流仪即是利用血液中的红细胞在声场内有较强的散射，从而获得人体血流的多普勒频移信号。

声衍射（acousticdiffraction）：

超声波通过界面大小与波长相近的障碍物或不连接的介质时发生散射。

散射波又与入射波叠加，形成衍射，导致入射波的波前畸变，或超声波的传播方向偏离，声波绕过障碍物后，仍按直线方向传播，又称绕射。

绕射使得超声波能够到达沿直线传播不能到达的区域。

8．何谓声衰减？

导致声衰减的主要原因有那些？

超声波在介质中传播时，入射的声能随着传播距离的增加而减少，称为声衰减。

导致声衰减的主要原因为扩散、散射和吸收。

扩散衰减指声波随着传播距离的增加向声轴周围扩散而引起的单位面积声能的减少，即声强减弱。

散射衰减是入射的声能发生分散，改变了传播方向，以致原超声波入射方向中的声能减少。

散射衰减与频率的四次方成正比。

因而高频声波衰减很快，穿透力较差。

吸收衰减主要由于介质的粘滞性在声场中产生内部摩擦、弹性迟滞、热传导和弛豫吸收等原因所致。

所以在气体和液体中，吸收衰减主要由内部摩擦和热传导造成，不存在弹性迟滞。

超声波传播中的能量衰减可以用下列公式表示：

Ix＝I0e－2αx

式中I0为最初的声强，Ix为声波经过X距离后的声强；α为衰减系数，其单位是奈倍（Neper），1奈倍＝8.686dB/cm；e为自然对数的底数。

超声能量吸收主要与超声频率和传播距离有关。

在医学上，常用半值层来说明生物组织对声波吸收的特性。

由于体内软组织的吸收衰减与频率呈近似的线性关系，即在超声诊断技术使用的频率范围内，吸收衰减系数α与频率f之比，大致是常数。

若以分贝/（厘米?

兆赫）[dB/（cm?

MHz）]作为单位来表示，颇为方便。

人体不同组织对入射声能的衰减不同。

组织中以蛋白质对声能的衰减最大，特别是胶原蛋白与纤维组织、瘢痕组织更大。

水分衰减最小，故凡含水量较多的组织对超声衰减减低。

随着超声诊断医学的发展，人们试图通过超声衰减系数的测量，来实现组织定性，但至今进展缓慢。

9．何谓惠更斯原理？

如何用惠更斯原理解释球面波和平面波的传播？

波动传播至介质中一些质点时，这些质点同时以相同的相位开始振动，连接这些质点所构成的面称为波阵面或称波前。

波阵面上各点的相位相同，所以波阵面是同相面。

起始于振源并与波动方向一致的直线称为波线或波阵面的法线，波线垂直于波阵面。

即在自由声场中传播的超声。

惠更斯原理认为：

介质中波动传播到达的各个质点被激发产生振动后，这些质点都可视为发射子波的振源，子波的包迹就是随后时刻的新波阵面。

惠更斯原理于1690年提出，是分析和描述声波传播方式最基本原理。

球面波：

指波阵面为同心圆面的波动。

如波动自振源以速度C向所有方向传播，在t时刻的波阵面是以R＝Ct为半径的球面S。

经过△t时间，它的新波阵面可依惠更斯原理求得。

S面上的每一质点作为子波振源，以半径r＝C△t划出许多半球形子波，如图2所示，再作公切于各子波的包络面就得到新的波阵面S1，显然，S1就是以R＝C（t+△t）为半径的球面。

声波就是沿着球面的法线方向离心发散传播。

在自由声场中，球面波某点的声压与该点至声源中心的距离成反比，离声源中心越远，质点振动的声压越小。

平面波：

平面型压电晶片产生的超声波，原始波阵面就是晶体的表面S，若S上的各质点同时同相振动，经过△t时间后，S上每一质点以半径r＝C△t划出许多球面的子波，作公切于子波的包络面就是新的与S平行的波阵面Sa，平面波依此逐层向前传播，传播方向A与Sa垂直（图3A）。

若S上的相邻质点a、b、c、d依次延迟△t振动，则各质点的前半径分别为4C△t、3C△t、2C△t、C△t。

子波包络面所形成的波阵面为Sb，其传播方向为与Sb垂直的B。

与Sa相比，Sb发生偏移，传播方向发生改变（图3B）。

同理若S上的d、c、b、a依次延迟△t振动，则形成图3C所示的波阵面Sc。

所以，控制激励振动源的延迟时间，就可以改变波阵面方向改变的程度。

这就是相控阵换能器振源位置固定而能进行声束扇形扫查的原理。

理想的平面波的波阵面上各点的相位与振幅都应相同。

平面活塞式超声探头（换能器压电晶片）发射的超声波，在其近场区内是平面波，及至远场，平面波开始扩散。

随着与声源的距离增大，平面波的扩散也逐渐严重，到达足够远时，在理论上，平面波势必也演变为球面波。

10．何谓多普勒效应？

接受体接受到的声波频率随接受体与声源相对运动而发生改变。

这一现象在1842年由奥地利科学者Doppler在理论上揭示了它的存在，故称之为“多普勒效应”。

这种变化的频率（增量）称之为多普勒频移（fd）。

若声源的发射频率为f0，接受体与声源的相对运动速度为V，介质的声传播速度为C，由接收体接收到的频率为f，则

fd＝f－f0＝Vf0/C

f＝f0+fd＝（1+V/C）f0

如果被探测组织运动方向与探头发出的声束方向的夹角为θ1，返回的声束方向与运动方向成夹角θ2，则被探测组织运动速度相对于探头的运动速度应分别为vcosθ1和vcosθ2，于是，总频移应为

fd＝Vf0cosθ1/C+Vf0cosθ2/C＝Vf0/C（cosθ1+cosθ2）

因为超声多普勒检查发射和接收为同一探头，所以可认为θ1=θ2。

上述公式即简化为fd＝2Vf0/Ccosθ

由于探头的发射频率和介质的声传播速度是恒定的，所以，Dopple频移就取决于反射和散射体的运动速度和运动方向。

反射体的运动方向朝向声束方向时，fd为正值;反射体的运动方向背向声束方向时，fd为负值;反射体的运动方向与声束垂直时，fd为零;而0o和－180o时，fd的绝对值最大。

由于超声检查常用的发射频率为2－5MHz，而血液流速通常为数厘米到数米，所以fd范围在数百到数千赫兹之间，为人耳所能听到的范围。

如能获得运动体的Doppler频移并知道其方向，我们就能够计算出其运动速度：

V＝Cfd/2f0cosθ

Doppler超声诊断仪就是以这一基本原理为基础设计的。

11．连续多普勒法的原理是什么？

连续多普勒法（continuousDopplertechnique，CWD）是采用探头的一个晶片连续不断的向检查目标发射超声波并用另一晶片同时接收发射和散射的多普勒回波，称连续波多普勒法。

由于发射和接收都是连续的，所以接收的回声能量较脉冲波法大，灵敏度高。

同时，因为不需要像脉冲多普勒法间断快速对回波处理，所以，检查目标的速度不受限制。

但是，连续多普勒没有距离分辨能力，所接收的是整个声束通过径路多普勒回声的混合频谱，不能判断回声的确切部位。

当声束下有两个以上运动速度不同的发射体时，容易混淆，但不影响最快血流速度的显示。

12．脉冲多普勒法的原理是什么？

脉冲多普勒法（pulscwaveDopplertechnique,PWD）综合脉冲波的距离鉴别能力和多普勒技术的速度检测能力，对选定运动目标进行检查的方法，称脉冲多普勒法。

如图4所示，探头间隔发射短脉冲超声波（f0），每秒发射的超声短脉冲个数称脉冲重复频率（PRF），通常为数千赫兹。

当前一个脉冲声波发出后，以门电路电子开关控制接收其回波的时间（T）和每次接收持续的时间（t）。

接收到回波并对回波频谱进行快速分析处理后，再发射下一个脉冲，如此循环工作。

每一个脉冲所占时间很短（1－2μs）。

由于接收时间（T1、T2、T3）人为控制，所以，若发射脉冲后在很短时间（T1）接收，则接收到的是近距离（D1）的回声；若在较长的时间（T2）接收，则接收到较远距离（D2）的回声。

人体软组织平均声速C可认为是不变的，所以，D应为从发射到接收时间内声波往返的距离，即D＝CT/2

于是，控制接收延长时间T，就实现了目标的深度选择，故称为“时间选通”，或“距离选通”。

而控制每次接收回声（收集信号）的时间t的长短，就实现了在声束方向上的取样长度选择。

取样的横截面积取决于超声束的粗细。

取样的体积称为取样容积（samplevolume,SV）。

通过分析处理的多普勒信号包括时间、频率和每隔频率的强度三个信息。

在屏幕上，横坐标表示时间；纵坐标表示频率的高低，即频率幅度，多直接标注为速度；以频移零为基线，上方为正值，表示血流方向朝向探头，下方为负值，表示血流方向背向探头；频移在垂直方向上的宽度（频谱宽度）表示某一时刻取样容积中红细胞速度分布的范围。

频谱宽，速度范围大；频谱窄，速度范围小。

把频谱内无频移信号的部分称为“窗”。

层流的速度范围小，频谱窄（窗大），而湍流的速度范围很大，频谱很宽（充填）。

频率信息的强度是以灰度表示的，其意义为取样容积内相同速度红细胞的多少。

12．什么是尼奎斯特极限频率？

其机制是什么？

根据脉冲多普勒法原理，每次发射短脉冲后的时间间隔必须足够长，即脉冲重复频率（PRF）必须足够低，才能保证有足够的时间接受和处理回声波，否则将引起识别上的混乱。

这就限制了采样的最大深度Dmax。

PRF越高，Dmax就越小；反之，Dmax就愈大。

即

D＝C/2PRFPRF＝C/2D

为了达到不发生混叠的目的，所探查的多普勒频移fd与PRF、Dmax和C之间应满足下列条件：

Dmax2fd

于是，又决定了最大可探查速度Vmax

Vmax＝PRF?

C/4f0cosθ＝C2/8f0Dcosθ

从上述公式可知，探查深度D、探头使用频率f0和血流与声束的夹角θ确定后，所允许接收的最大频移值（fdmax）也就确定了。

将此值称为尼奎斯特（Nyquist）极限频率，即：

fdmax＝PRF/2

当fdmax大于PRF/2时，一方面Doppler频谱出现混叠、折返或模糊频率伪差，另一方面，超出最大测量深度的多普勒信号回声出现在本来不应该有多普勒回声的表浅部位，这种现象称为模糊范围。

13．何谓彩色多普勒血流显像法？

彩色多普勒血流显像（colordopplerflowimaging，CDFI），也称彩色血流图（colorflowmapping，CFM）或彩色血流显像（Colorflowimaging，CFI）。

使用多频道法获取断面不同深度的脉冲多普勒信号，并用高速计算机进行快速傅立叶处理（FFT）和自相关处理，获得血流的二维剖面血流分布状态，把断面图结构和血流在断面图上的流速空间分布状态以色调的变化重叠显示，实现了解剖断面和血流空间和时间分布剖面的实时二维重叠显示，即彩色多普勒血流显像，也称实时多普勒显像法或二维多普勒血流显像法。

彩色多普勒血流显示都采用国际照明委员会规定的彩色图，以红、绿、蓝三色做为基色，其它颜色则由三基色混合而成。

通常把朝向探头运动产生的正向多普勒频谱规定为红色，背离探头运动产生的负向多普勒频谱规定为蓝色，而方向杂乱的湍流规定为绿色。

除用颜色表示血流方向外，速度的快慢，即频移的大小用颜色的亮度来表示，称之为彩色的辉度，所以显示器上所标的彩色辉标为上红下蓝，两端亮中间暗，分别标记血流的方向和平行于探头发射声束的速度分量。