《超声基础》PPT课件.ppt

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1、超声诊断基础,附二院 影像教研室 张峰,一 概论,-现代三大医学影像诊断技术之一,US-首选,CT,MRI,优势：无创、精确、方便。医学领域的地位 重要性：专业、沟通、横向、浪费、扬长避短,超声(ultrasound),一 概论,超声检查(ultrasonic examination),主要用途,检测器官的大小、形状、物理特性及某些功能状态；,检测心血管的结构、功能与血流动力学状态；,鉴定占位病灶的物理特性及部分病理特性；,检测有无积液存在，并初步估计积液量；,随访药物或手术治疗后各种病变的动态变化；,应用介入性超声进行辅助诊断或某些治疗。,1880年，法国人发现压电效应；1917年，法国人应

2、用压电原理进行超声探测，1921年发展成声纳。1942年，奥地利人使用A型超声装置，用穿透法探测颅脑.1952年，美国人开始研究超声显像法，并于1954年将B超应用于临床。1954年，瑞典人用M型检查心脏。1956年，日本人首先将多普勒效应原理应用于超声诊断，利用连续波多普勒法判断心脏瓣膜病。1959年，研制出脉冲多普勒超声。1983年，日本ALoka公司首先研制成功彩色血流图（CFM）1990年，奥地利公司制成3D扫描器，并使之商品化。,一 概论,超声技术的发展,1958年12月上海六院首先报道用A型超声探伤仪（用于工业）检测肝、胃等。1960年上海第一医学院首先制成了A型超声诊断仪，中山医

3、院用它检测200余例病人。1961年和1962年北京、武汉等地先后将B型超声应用于临床。1961年上海中山医院制成M型超声诊断仪，同年上海第三人民医院应用连续多普勒探测心脏1964年周永昌用M型超声描记早孕的胎心，较国外早3年1965年北京军区总医院用多普勒探测胎心1974年我国开始应用实时超声1982年李翔应用脉冲式多普勒诊断先心分流疾病,一 概论,我国的超声事业的发展,声波,二 超声的物理基础,定义(definition),物体的机械性振动在具有质点和弹性的媒介中传播,且引起人耳感觉的波动为声波。,20000Hz：超声波(ultrasound),振源：声带、鼓面介质：空气、人体组织接收：鼓

4、膜、换能器,目前应用于医学诊断超声波频率在120兆赫(MHz),其中又以214MHz最为常用。,声波,波长(wavelength)：两个相邻振动波 峰间的距离为波长()。频率(frequency):一秒内出现振动波 的次数为频率(f)，其单位为赫 兹(Hz)。波速(wave velocity):每秒声波传播 的距离为波速(C)，C=f声阻(impedance):为介质的密度()和声速的乘积(Z)，Z=C,物理量(physical quantity),二 超声的物理基础,超声特性,反射与折射(reflection&refraction),超声波入射到比波长大的界面且有一定声阻差时，就会产生反射。

5、如遇两声速不同的介质时可引起传播方向的改变，即为折射。,界面：两个介质的分界面,声阻差：两个介质声阻抗 的差值,入射角：声波入射到界面 的角度,二 超声的物理基础,超声特性,散射与绕射(scattering&diffraction),1）绕射：如界面不大，可与 超声波波长相比，则声波将绕过该界 面继续向前传播。,2）散射：如物体的直径小于 超声波的波长时，则声波向物体的四 面八方辐射。,二 超声的物理基础,超声特性,衰减(attenuation),原因：反射、散射和吸收。,声能随着距离增加而减少。,二 超声的物理基础,定义：声源与接收器在连续介质中存在着相对运动时声 波频率将发生改变。,多普勒

6、效应(Doppler effect),超声特性,二 超声的物理基础,超声特性,多普勒效应(Doppler effect),在声源与观察者作相对运动时，声波密集，频率增高；在背向运动时声波疏散，频率减低，这种引起声波频率变化的现象为多普勒效应。,二 超声的物理基础,超声特性,多普勒效应(Doppler effect),探头工作时，换能器发出超声波，由运动着的红细胞发出散射回波，再由接收换能器接收此回波。,在超声医学诊断中，超声多普勒技术可用于检测心血管内的血流方向、流速和湍流程度、横膈的活动以及胎儿的呼吸等。,二 超声的物理基础,图像特征,分辨力(resolution),纵向分辨力(longit

7、udinal resolution)：为区别声束轴线上两个物体的距离，与超声的频率有关。,横向分辨力(transverse resolution)：是区分处于与声束轴线垂直平面两个物体的能力，与声束的宽度有关。,超声仪的分辨力是指能够分辨有一定间距的界面的能力。,二 超声的物理基础,图像特征,纵向分辨力(longitudinal resolution),探头频率越高，分辨力越高。,然而频率与穿透性(penetrability)呈反比。,二 超声的物理基础,图像特征,哪个探头频率最高？这些探头用在什么方面？,二 超声的物理基础,图像特征,灰阶(greyscale),显示屏上最黑到最亮的灰度等级差

8、，取决于信号的强度。灰阶级数越多，图像的层次越丰富，图像细节的表现能力越强。,显示屏上的灰标,灰阶是将声信号的幅度调制光点亮度，以一定的灰阶级来表示探测结果的显示方式。,二 超声的物理基础,对某些非对称结晶材料进行一定方向的加压或拉伸时，其表面将会出现符号相反的电荷，这种现象称为压电效应。,具有此性质的材料称为压电材料，分为压电晶体、极化陶瓷、高分子聚合物和复合材料等。,一、换能器的原理,-压电效应,探头原理,二 超声的物理基础,正压电效应,结晶在其两个受力界面上引起内部正负电荷中心相对位移，在两个界面产生等量异号电荷。,定义：由外力作用引起的电介质表面荷电效应，称为正压电效应。,探头原理,三

9、 超声诊断原理,逆压电效应,定义：由在外场作用下，晶体将产生几何变形，称为逆压电效应(亦称电致伸缩效应)。,在晶体表面施加电场，可引起晶体内部正负电荷中心发生位移，这一极化位移导致了晶体的几何应变。,探头原理,三 超声诊断原理,超声换能器(ultrasound transducer),利用逆压电效应将电能转换成超声能发射超声，利用正压电效应将超声能量转换成电能接收超声。,定义：是将电能转换成超声能，同时将也可将超声能转 换成电能的一种器件。,探头原理,三 超声诊断原理,仪器类型,解剖超声 一维：A超(amplitude mode)M超(motion mode)二维：B超(brightness

10、mode)三维：立体,血流超声 一维：PW超(pulse waveform)如经颅超声TCD 二维：彩色多普勒(color doppler)三维：立体彩色多普勒,超声诊断仪的类型,(type of ultrasonic diagnostic equipment),四 超声检查方法,仪器类型,A超(Amplitude mode),即幅度调制型。此法以波幅的高低代表界面反射信号的强弱，可探测脏器径线及鉴别病变的物理特性。由于此法过分粗略，目前巳基本淘汰。,四 超声检查方法,原理是在其X轴偏转板上加慢扫描系统，使代表界面反射的前后跳动的光点顺时间而展开，其轨迹在示波屏上形成曲线，称超声心动图曲线。,

11、仪器类型,M超(Motion mode),超声以辉度显示心脏与大血管各界面的反射，本质为一维超声。,四 超声检查方法,仪器类型,B超(brightness mode),即辉度调制型。此法以不同辉度光点表示界面反射信号的强弱，反射强则亮，反射弱则暗。因采用多声束连续扫描，故可显示脏器的二维图像，本法是目前使用最为广泛的超声诊断法。,四 超声检查方法,仪器类型,三维(three-dimensional ultrasound imaging),将立体图象以投影图或透视图表现在平面上的显示方式，可从各个角度来观察该立体目标。,四 超声检查方法,仪器类型,PW超(pulse waveform),利用声波

12、的多普勒效应，以频谱的方式显示多普勒频移，多与B型诊断法结合，在B型图像上进行多普勒采样。当频移为正时，以正向波表示，而负向波则表示负频移。临床多用于检测心脏及血管的血流动力学状态，尤其是先天性心脏病和瓣膜病的分流及返流情况，有较大的诊断价值。,四 超声检查方法,仪器类型,彩色多普勒(color doppler),彩色编码技术是由红、蓝、绿三种基本颜色组成，当频移为正时，以红色来表示，而兰色则表示负的频移。,系在多普勒二维显像的基础上，以实时彩色编码显示血流的方法，即在显示屏上以不同彩色显示不同的血流方向和流速。,四 超声检查方法,仪器类型,三维(three-dimensional ultra

13、sound imaging),是用一系列二维彩色多普勒图所重建的彩色图像。,四 超声检查方法,声学类型,五 超声的临床基础,人体组织的反射类型,无回声 液性无回声：生理：胆汁 病理：胸腹水 衰减性无回声：生理：骨骼后 病理：纤维化 均质性无回声：生理：淋巴结 病理：淋巴瘤 低回声 生理：心肌 病理：甲减 高回声 生理：包膜 病理：葡萄胎 强回声 生理：气体 病理：结石,反射类型,液性无回声(Fluid echoless),胆汁,腹水,五 超声的临床基础,反射类型,衰减性无回声(Echo free of the attenuation),结石,声影,五 超声的临床基础,反射类型,均质性无回声,淋

14、巴瘤,五 超声的临床基础,反射类型,低回声(Low level echo),肿瘤,五 超声的临床基础,反射类型,高回声(High leveI echo),集合系统,五 超声的临床基础,反射类型,强回声(Strong echo),五 超声的临床基础,声像图特点,人体组织的正常声像图特点,皮 肤：强回声带。脂肪组织：皮下、体内呈低回声，混杂时为强回声。纤维组织：与其它组织交错分布呈强回声。肌肉组织：长轴呈纹状，短轴呈斑点状。血 管：呈无回声管道，动脉壁回声强，静脉反之。骨 骼：骨皮质光带 后有声影。,(Characteristic of the Normal tissue),五 超声的临床基础,声

15、像图特点,皮肤(Skin),正常皮肤均呈线状回声表现。需观察皮肤有无增厚、变薄或凸出、凹陷时应通过水耦合方式进行。,五 超声的临床基础,声像图特点,脂肪组织(Fatty tissue),正常皮下脂肪及体内层状分布的脂肪呈低水平回声。当有筋膜包裹时，在脂肪与筋膜之间有时显出强回声界限。,五 超声的临床基础,声像图特点,纤维组织(Fibro-tissue),体内纤维组织与其他组织交错分布，一般回声较强。,某些排列均匀的纤维组织其回声相对较弱。,五 超声的临床基础,声像图特点,肌肉组织(Muscle tissue),正常肌肉组织的回声较脂肪组织强，质地亦较粗糙，各层肌肉纤维影像清楚，长轴呈条纹状，短

16、轴呈斑点状。,五 超声的临床基础,声像图特点,血管(Blood Vessel),正常血管呈无回声管状结构，动脉管壁厚，回声强，搏动明显。静脉管壁薄，回声弱，搏动不明显。,五 超声的临床基础,声像图特点,骨骼(Skeleton),成骨近探头侧的骨皮质回声反射很强，后方拖有声影，骨内结构显示不清。软骨的表现为两带状回声之间呈为低回声区。,五 超声的临床基础,常用切面,常用的扫查切面,(1)纵向扫查。(2)横向扫查。(3)斜向扫查。(4)冠状面扫查。,五 超声的临床基础,常用切面,纵向扫查(sagittal plane),即扫查面与人体的长轴平行。,五 超声的临床基础,常用切面,横向扫查(trans

17、verse plane),即扫查面与人体的长轴相垂直。,五 超声的临床基础,常用切面,斜向扫查(oblique plane),即扫查面与人体的长轴成一定角度。,五 超声的临床基础,常用切面,冠状面扫查(coronal plane),即扫查面与人体的额状面平行。,五 超声的临床基础,静态二维图像计算机重建 静态三维（立体）图像动态三维 四维图像,六 超声诊断进展,三维超声,三维、四维超声成像,将超声造影剂经末梢静脉注入，在超声检测时，超声造影剂产生去强烈的反射（散射）回声，可用于识别心内解剖结构、肿瘤的血流灌注情况等，并用于疾病诊断。,六 超声诊断进展,超声造影,超声造影,运用心导管技术，以安装在心导管顶端的微型超声探头对血管进行超声成像，属有创性超声技术或介入性超声技术。,六 超声诊断进展,血管内超声成像,血管内超声成像,六 超声诊断进展,超声机器,机器越来越美，给力,小 结,总 论,一、声波的定义、物理特性,二、多普勒效应,三、人体组织的声学分型,四、超声诊断仪的种类,thank you,