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随着第二代造影剂出现，造影剂作为血池示踪剂，可对组织内的微血管内的回波信号增强，可获得特定的二维结构和微循环灌注和消退情况，有助于临床诊断及鉴别诊断。目前，超声造影技术临床应用范围扩展到了几乎所有实质性脏器，甚至肠管。超声造影临床应用主要有四大方面，即多普勒指示、灌注成像、功能成像和治疗应用。
造影剂增加了多普勒信号强度，弥补了常规多普勒超声检查对低流量、低流速、深部血管、角度影响等检测和评估的缺陷。缓慢给药（1ml/min）有助于获得稳定、持续地增强，减少伪像产生。主要应用于肾脏、肝脏、血管狭窄或闭塞、微血管病变检测。
超声造影成像技术根据组织血流量和体积不同，使检测组织增强程度不同。可用于评估心肌灌注、肝脏和肾脏等脏器的病变。
超声造影剂可用作血池示踪剂。造影剂推注之后，从感兴趣区域提取时间-强度曲线可以计算出功能指标，如峰值时间、峰值强度、对比度增强持续时间和时间-强度曲线等。灌注曲线的斜率与血流量、局部血容量增强相关。
靶向超声造影剂可特异性携带纤维蛋白溶解药物、核苷酸链和化疗药物等。超声能量可通过“声孔效应”增加药物的功效。例如，超声波会增加尿激酶在血栓内的渗透。
超声靶向造影是超声造影的一个重要发展方向。靶向性超声造影剂是以普通造影剂为基础，制备过程中在造影剂表面连接特异性抗体或配体，与靶组织或靶器官表面相应受体结合，使超声微泡选择性聚集于靶组织或靶器官，实现靶向性显影和治疗，提高疾病诊断的准确性和敏感性。现在靶点主要用于炎症、肿瘤血管生成、血栓、缺血再灌注损伤等方面。靶向微泡不但可用于显像，其基于微泡在声场中产生的空化效应和声孔效应介导药物或基因可用于诊断和治疗。