最全的醫(yī)學(xué)成像原理 全套完整課件課件--超聲成像

第七章超聲成像主要內(nèi)容第一節(jié)超聲的物理根底第二節(jié)超聲成像的根本原理第三節(jié)超聲波成像技術(shù)第一節(jié)超聲的物理根底〔一〕超聲波的概念頻率在2萬赫茲以上的機(jī)械振動波，稱為超聲波〔ultrasonicwave〕，簡稱超聲〔ultrasound〕。能夠傳遞超聲波的物質(zhì)，稱為傳聲介質(zhì)，它具有質(zhì)量和彈性，包括各種氣體、液體和固體；傳聲介質(zhì)有均勻的、不均勻的；有各向同性的、各向異性的等。超聲波在傳聲介質(zhì)中的傳播特點(diǎn)是具有明確指向性的束狀傳播，這種聲波能夠成束地發(fā)射并用于定向掃查人體組織?！捕吵暡ǖ漠a(chǎn)生醫(yī)用高頻超聲波是由超聲診斷儀上的壓電換能器產(chǎn)生的，這種換能器又稱為探頭，能將電能轉(zhuǎn)換為超聲能，發(fā)射超聲波，同時，它也能接受返回的超聲波并把它轉(zhuǎn)換成電信號。探頭具有發(fā)射和接受超聲兩種功能。常用的探頭分為線陣型、扇型、凸陣型?！踩吵暡ǖ母疚锢砹?．頻率〔f〕：是指單位時間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)振動的次數(shù)。單位是赫茲〔Hz〕、千赫〔KHz〕、兆赫〔MHz〕。超聲的頻率在20KHz以上，而醫(yī)學(xué)診斷用超聲的頻率一般在兆赫級，稱為高頻超聲波，常用頻率范圍2～10兆赫。頻率越高，波的縱向分辨力越好。周期〔T〕那么是一個完整的波通過某點(diǎn)所需的時間。有f·T=1。2．波長〔λ〕：表示在均勻介質(zhì)中的單頻聲波行波振動一個周期時間內(nèi)所傳播的距離，也就是一個波周期在空間里的長度。波的縱向分辨力的極限是半波長，因此了解人體軟組織中傳導(dǎo)的超聲波長有助于估計(jì)超聲波分辨病灶大小的能力。3．聲速〔C〕：人體各種軟組織之間聲速的差異很小，約5%左右，所以在各種超聲診斷儀器檢測人體臟器時，假設(shè)各種軟組織的聲速是相等的，即采用了人體軟組織平均聲速的概念。目前，較多采用人體軟組織平均聲速的數(shù)值是1540m/s。實(shí)際上人體不同軟組織臟器及體液的聲速是有差異的，因此聲像圖上顯示的目標(biāo)，無論是臟器或病灶，其位置及大小與實(shí)際的結(jié)構(gòu)相比，都存在誤差，但不致影響診斷結(jié)論，一般可忽略。4．聲強(qiáng)〔soundintensity〕：聲強(qiáng)是指超聲波在介質(zhì)中傳播時，單位時間內(nèi)通過垂直于傳播方向的單位面積的平均能量。聲強(qiáng)的物理意義為單位時間內(nèi)在介質(zhì)中傳遞的超聲能量，或稱超聲功率。聲強(qiáng)小時超聲波對人體無害，聲強(qiáng)超過一定限度，那么可能對人體產(chǎn)生傷害，目前規(guī)定臨床超聲診斷儀平安劑量標(biāo)準(zhǔn)為平均聲強(qiáng)小于10mW/cm2。〔四〕超聲波的傳播1.聲特性阻抗〔acousticcharacteristicimpedance〕：聲特性阻抗〔Z〕定義為平面自由行波在介質(zhì)中某一點(diǎn)處的聲壓〔p〕與質(zhì)點(diǎn)速度〔u〕的比值。在無衰減的平面波的情況下，聲特性阻抗等于介質(zhì)的密度〔ρ〕與聲速〔C〕的乘積。2.聲特性阻抗差與聲學(xué)界面：兩種介質(zhì)的聲特性阻抗差大于1‰時，它們的接觸面即可構(gòu)成聲學(xué)界面。入射的超聲波遇聲學(xué)界面時可發(fā)生反射和折射等物理現(xiàn)象。人體軟組織及臟器結(jié)構(gòu)聲特性阻抗的差異構(gòu)成大小疏密不等、排列各異的聲學(xué)界面，是超聲波分辨組織結(jié)構(gòu)的聲學(xué)根底。3.聲波的界面反射與折射：超聲入射到聲學(xué)界面時引起返回的過程，稱為聲反射〔acousticreflection〕。射向聲學(xué)界面的入射角等于其反射角。而聲波穿過介質(zhì)之間的界面，進(jìn)入另一種介質(zhì)中繼續(xù)傳播的現(xiàn)象，稱為聲透射〔acoustictransmission〕。當(dāng)超聲的入射方向不垂直于兩種介質(zhì)的界面時，它通過界面進(jìn)入另一種介質(zhì)后改變傳播方向的過程，稱為折射〔acousticrefraction〕。4.聲波的衍射和散射：界面反射的條件是界面的尺寸要比聲波的波長大得多，當(dāng)聲波傳播過程中遇到大小與波長相當(dāng)?shù)恼系K物，聲波將繞過該障礙物而繼續(xù)前進(jìn)，這種現(xiàn)象稱為聲衍射〔acousticdiffraction〕，超聲儀無法檢測這類目標(biāo)。因此，超聲波波長越短，能發(fā)現(xiàn)障礙物越小。5.聲衰減：聲波在介質(zhì)內(nèi)傳播過程中，由于介質(zhì)的粘滯性、熱傳導(dǎo)性、分子吸收以及散射等因素導(dǎo)致聲能減少、聲強(qiáng)減弱的現(xiàn)象稱為聲衰減〔acousticattenuation〕。在絕大多數(shù)軟組織中，引起聲衰減的主要原因是聲吸收。在人體組織中衰減程度一般規(guī)律是：骨組織〔或鈣化〕>肌腱〔或軟骨〕>肝臟>脂肪>血液>尿液〔或膽汁〕。組織中含膠原蛋白和鈣質(zhì)越多，聲衰減越大；液體內(nèi)含蛋白成分多時聲衰減大。在超聲診斷的頻率范圍內(nèi)，生物軟組織的聲衰減系數(shù)大多與頻率成正比。超聲波頻率越高，分辨力越好，但衰減越強(qiáng)，穿透力越差；反之，頻率越低，分辨力越差，但衰減越弱，穿透力越強(qiáng)。6.超聲多普勒效應(yīng)：當(dāng)聲源與接受體之間存在相互運(yùn)動時，接受體覺察聲的頻率發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。此多普勒公式中，V為運(yùn)動目標(biāo)的運(yùn)動速度，C為聲速，θ角為入射波和運(yùn)動目標(biāo)運(yùn)動方向之間的夾角。第二節(jié)超聲成像的根本原理超聲成像的特點(diǎn)：1．有高的軟組織分辨力：組織只要有1‰的聲阻抗差異，儀器就能檢測出并顯示其反射回波。目前，超聲成像已能在近二十厘米的檢測深度范圍，獲取優(yōu)于1毫米的圖像空間分辨力。2.具有高度的平安性：當(dāng)嚴(yán)格控制聲強(qiáng)低于平安閾值時，超聲可能成為一種無損傷的診斷技術(shù)，對醫(yī)務(wù)人員更是十分平安。3.實(shí)時成像：它能高速實(shí)時成像，可以觀察運(yùn)動的器官，并節(jié)省檢查時間。4.使用簡便，費(fèi)用較低，用途廣泛。產(chǎn)生超聲波有兩個必要條件：一是要有高頻聲源，二是要有傳播超聲的介質(zhì)。在固體中，超聲振動可以以縱波的形式傳播，也可以以橫波的形式傳播；但在氣體和液體中，因?yàn)榻橘|(zhì)沒有切變彈性，超聲只能以縱波的形式傳播。由于這種特性，超聲波在不同介質(zhì)中傳播時會產(chǎn)生波形的轉(zhuǎn)換。醫(yī)學(xué)上應(yīng)用的超聲成像是靠反射或散射回波來運(yùn)載生物信息的。超聲回波運(yùn)載信息主要包括三個方面：①大界面造成的反射波②小粒子所引起的散射波③生物組織對聲能吸收所導(dǎo)致的回波幅值衰減

第三節(jié)超聲波成像技術(shù)超聲波探測技術(shù)可以分為兩大類，即基于回波掃描的超聲探測技術(shù)和基于多普勒效應(yīng)的超聲探測技術(shù)?；诨夭⊕呙璧某曁綔y技術(shù)主要用于解剖學(xué)范疇的檢測、了解器官的組織形態(tài)學(xué)方面的狀況和變化?；诙嗥绽招?yīng)的超聲探測技術(shù)主要用于了解組織器官的功能狀況和血流動力學(xué)方面的生理病理狀況，如觀測血流狀態(tài)、心臟的運(yùn)動狀況和血管是否栓塞檢查等方面。解剖超聲

一維：A超(幅度調(diào)制型)

M超(運(yùn)動顯示型)

二維：B超(輝度調(diào)制型)

三維：立體

血流超聲

一維：PW超(pulsewaveform脈沖多普勒)

二維：彩色多普勒(colordoppler)

三維：立體彩色多普勒1.脈沖回波檢測技術(shù)基于回波掃描的超聲探測技術(shù)是利用超聲波在傳播路線上遇到介質(zhì)的不均勻界面能發(fā)生不同頻率與密度的回聲波反射的物理特性來檢測回波信號，并對其進(jìn)行接收放大和信號處理，最后在顯示器上顯示超聲檢查圖像。

目前，醫(yī)生們應(yīng)用的超聲診斷方法有不同的形式，可分為A型、B型、M型及D型四大類。

〔1〕A型超聲〔Amplitudemode〕A型顯示是最根本的超聲顯示方式。A型超聲是以波形來顯示組織特征的方法，主要用于測量器官的徑線，以判定其大小?？捎脕龛b別病變組織的一些物理特性。A超主要用于顱腦占位性病變的診斷熒光屏上物理含義Y軸：表示回波強(qiáng)弱X軸：表示超聲波在介質(zhì)中傳播的距離或時間〔2〕M型超聲〔運(yùn)動顯示型〕M型超聲診斷儀〔簡稱M超〕又叫超聲心動儀之稱。M型超聲是用于觀察心臟等活動界面時間變化的一種方法。熒光屏的物理含義：X軸：表示時間〔回波展開時間〕Y軸：y軸距離表示界面位置Z軸：亮點(diǎn)的亮度等級表示回波強(qiáng)弱〔3〕B型超聲B型超聲診斷儀〔(Brightnessmode)簡稱B超〕是目前超聲圖像診斷應(yīng)用最廣泛的機(jī)型。B型超聲是用平面圖形的形式來顯示被探查組織的具體情況。1、成像平面：平行超聲束的平面2、成像原理：如何采集探測平面上一點(diǎn)的密度大小，以及相應(yīng)點(diǎn)的位置坐標(biāo)?；夭〞r間確定一個坐標(biāo)，超聲束的方向〔晶片擺動角度〕確定另一個坐標(biāo)。2.多普勒效應(yīng)的超聲探測技術(shù)多普勒效應(yīng)的超聲探測技術(shù)是利用運(yùn)動物體散射或反射聲波時造成的頻率偏移現(xiàn)象來獲得人體內(nèi)部器官如心臟、血液等動態(tài)檢查信息?！?〕D型超聲D型超聲全名為超聲多普勒血流測量技術(shù)?！?〕彩色多普勒血流顯像儀提取的信號轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色、藍(lán)色、綠色的色彩顯示。彩色多普勒血流顯像儀〔彩超〕能用彩色反映出血流的運(yùn)動狀態(tài)：紅色表示朝向探頭的血流，藍(lán)色表示離開探頭的血流，而湍流的程度用綠色成份的多少表示，色彩的亮度表示速率大小。

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旅游審美文化

7陸游；沈園城上斜陽畫角哀，沈園非復(fù)舊池臺。傷心橋下春波綠，曾是驚鴻照影來。

柴埠溪；情人巖

,如笛卡兒所說:“同一件事情可以使這批人快樂的要跳舞,卻使另一批人傷心的要流淚。〞如菊花中國與西方山水審美觀的差異是十清楚顯的。在人與自然的關(guān)系方面，中國哲學(xué)主張“天人合一〞，“物我一體〞，而西方哲學(xué)那么主張?zhí)烊藢α?，物我對立。這種哲學(xué)觀念的差異，必然導(dǎo)致山水審美觀的分岐。

一〕、中國人特別關(guān)注山水景觀所附載的人文美;而西方那么關(guān)注山水景觀本身的自然美?滕王閣序?“落霞與孤鶩齊飛,秋水共長天一色。〞“關(guān)關(guān)睢鳩，在河之洲，窈窕淑女，君子好逑〞，車爾尼雪夫斯基這樣來描寫水:“水由于它的形狀而顯現(xiàn)出美,遼闊的、一平如鏡的寧靜的水在我們的心理產(chǎn)生宏偉的形象。奔騰的瀑布,它的氣勢是令人震驚的,它的奇怪特殊的形象也是令人神往的。水,由于它的燦爛透明,它的淡青色光輝而令人迷戀,水把四周的一切如畫地反映出來,把這一切屈曲地?fù)u曳著,我們看到的水是第一流的寫生畫家。〞

二〕、中國人的旅游審美集中于抒情的印象重現(xiàn);西方人的旅游審美那么集中于風(fēng)景的對象描寫藝術(shù)家林風(fēng)眠先生提出:東西風(fēng)景畫表現(xiàn)方法的不同,實(shí)那么是東西風(fēng)景審美不同。1，中國的風(fēng)景畫“尺幅之間見深遠(yuǎn)〞,不講究比例尺寸,更接近于概括與含蓄的真實(shí)。

“圖外有畫,咫尺千里,余味無窮〞、“只見片斷,不逞全形〞,以表現(xiàn)情緒為主,各家皆飽覽山色而在情緒濃厚時一發(fā)其胸中之所積,所畫皆系一種印象,從來很少對著畫的。而西方的風(fēng)景畫是對象的描寫,以模仿自然為能事。

2，中國國畫采取非科學(xué)的“散點(diǎn)透視〞方法,

不重陰影明暗,不講層次。立體感不強(qiáng),虛實(shí)也不明晰,但卻氣韻生動,其內(nèi)在精神與韻致得到充分表達(dá),是謂神似。西畫借助焦點(diǎn)透視法,重遠(yuǎn)近層次、陰影明暗,把模仿的逼真性(形似)作為衡量藝術(shù)成敗得失的主要尺度。

3，中國“天人合一〞,高揚(yáng)人的主體精神。認(rèn)為藝術(shù)不在模仿自然,而在表達(dá)受自然感動之“心〞;不在再現(xiàn)外物,而在抒情言志。而西方在于求真，在于再現(xiàn)外物。

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三〕、中國人的風(fēng)景審美其目的在于舒適精神、怡樂性情;西方人的目的在于追求形式美的享受以及光感、色彩、空間感的真實(shí)性。中國南朝詩人陶弘景曾作詩:“山中何所有,嶺上多白云。只可自怡悅,不堪持贈君。〞據(jù)說當(dāng)時的皇帝幾次邀請?zhí)蘸刖跋律阶龉?都遭到他的拒絕。為什么呢?陶弘景以此詩說明了其中的原委。還有陶淵明的:“久在樊籠里,復(fù)得返自然。〞“采菊東籬下,悠然見南山。山氣日夕佳,飛鳥相與還,此中有真意,欲辨已忘言。〞等都讓人感覺到中國古人的審美情趣所在。由此可見,中國人在旅游審美中