组织谐波成像（THI）可以在一些显示欠佳的情况下提高图像质量，但是对于显示较好的物体可能反而会使图像质量下降。THI是利用高振幅超声波脉冲在组织中传播时的非线性特性，即在传播过程中会逐渐变形（图2-22；Whittingham，1999）。这种脉冲波的变形导致返回的脉冲频率成分与发射脉冲有显著不同。图2-22D显示这些谐波（2f，3f等）的能量谱。
图2-22
A.无变形的脉冲及其频谱；B.其中心频率为f；C.大振幅信号在组织中传播过程中逐渐变形；D.变形的脉冲中含有基波f的谐波（2f，3f等）
［引自：European Radiology 9（Suppl 3），Tissue harmonic imaging，1999，S323-326，T.A.Whittingham］
要使用谐波成像必须使基波与谐波分开。有两种方法来实现：频率过滤或者脉冲反相技术。滤波设置是通过设置接收器的中心频率为发射脉冲中心频率的2倍来实现的，如图2-23所示。通常用于THI的发射脉冲较常规成像的脉冲频率低。如在腹部，常规成像的中心频率约为3.5MHz，而在THI中心频率可能为1.75MHz来产生3.5MHz的谐波。随着近年来探头敏感性的提高，可以使用宽带探头来发射中心频率为f的超声波，并选择性接收中心频率为2f的谐波。
图2-23 组织谐波成像
宽带探头可以发射中心频率为f的脉冲（A）并只接收中心频率为2f的谐波来进行成像（C）
[引自：European Radiology 9（Suppl 3），Tissue harmonic imaging，1999，S323-326，T.A.Whittingham]
反相法是在每条扫描线上均使用两个脉冲，第2个脉冲为第1个脉冲的反相形式。如果这些脉冲进行线性传播，对回声进行叠加则它们会互相抵消（图2-24A～C）。但是如果出现非线性传播，这些脉冲将不会互相抵消［因为在正压（密波）时将会较负压（疏波）时产生更多的非线性变形］，将产生不能互相抵消的谐波信号（图2-24D～F）。脉冲反相谐波较滤波的优势在于允许使用更短的脉冲，以提高轴向分辨力。但是由于每条扫描线均需发射两组脉冲，帧频将会下降。因为非线性传播只在高振幅脉冲中出现，所以低振幅回声（如由于多重反射导致的混响伪像及栅瓣或者旁瓣伪像）不产生谐波。在常规成像中，这些假的回声会导致伪像。但是这些回声中很少或者不含有谐波，所以使用THI时无法被探测到。图2-25显示的是使用谐波成像对主动脉成像，其成像效果较常规成像好。
图2-24 脉冲反相技术
若无变形的脉冲声波（A）与无变形的反相脉冲（B）叠加，则它们会互相抵消（C）；非线性传播导致的声波（D）与其反相脉冲（E）叠加，将不会互相抵消，可产生谐波，谐波频率为基波的2倍（F）
图2-25 组织谐波成像可以提高图像质量
A.主动脉常规成像；B.组织谐波成像，成像效果更好
（陈香梅 王金锐）
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