超聲產(chǎn)品原理及臨床應(yīng)用知識

關(guān)于超聲產(chǎn)品原理及臨床應(yīng)用知識第1頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六2邁瑞公司質(zhì)量方針以腳踏實地的工作作風(fēng)，奮斗不息的進取精神，科學(xué)的管理，先進的技術(shù)，開發(fā)生產(chǎn)安全、有效、可靠的醫(yī)療設(shè)備。使全球更多的用戶以合理的價格享受到世界水平的醫(yī)療設(shè)備與服務(wù)，讓社會、員工和股東共享邁瑞成果。第2頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六3提要超聲基礎(chǔ)知識1超聲成像模式2超聲成像系統(tǒng)3超聲技術(shù)參數(shù)4公司產(chǎn)品構(gòu)成5第3頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六4超聲基礎(chǔ)知識—影像設(shè)備MRICTultrasonicDR第4頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六5超聲基礎(chǔ)知識—影像設(shè)備第5頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六6超聲基礎(chǔ)知識—影像設(shè)備ECT第6頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六7超聲優(yōu)點A、應(yīng)用范圍廣B、實時顯示C、對人體無傷害D、操作比較簡便E、重復(fù)性好F、收費低超聲缺點A、不能應(yīng)用到肺、胃腸含氣臟器B、肥胖病人成像質(zhì)量差C、不能穿透骨骼D、要達到最好效果操作者需要經(jīng)驗超聲基礎(chǔ)知識—影像設(shè)備第7頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六8超聲基礎(chǔ)知識—自然界的聲音20Hz20KHz次聲波可聽聲波超聲波超聲診斷儀所用波段1MHz~14MHz第8頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六9醫(yī)學(xué)臨床診斷學(xué)中用于心臟、血管、血流和胎兒心率等診斷。超聲基礎(chǔ)知識—超聲的應(yīng)用第9頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六10超聲基礎(chǔ)知識—診斷基礎(chǔ)超聲診斷：主要原理是利用超聲波在生物組織中的傳播特性，不同的組織與器官具有獨特的聲像圖特征。液性結(jié)構(gòu)為無回聲暗區(qū)。實質(zhì)性結(jié)構(gòu)為強弱不等的各種回聲。均質(zhì)性實質(zhì)結(jié)構(gòu)為均勻的低回聲或等回聲。非均質(zhì)性結(jié)構(gòu)為混合性回聲。鈣化或含氣性結(jié)構(gòu)則呈極強回聲并伴后方聲影。第10頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六11超聲基礎(chǔ)知識—聲像圖特征液性均質(zhì)性非均質(zhì)性鈣化第11頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六12超聲基礎(chǔ)知識—物理特性介質(zhì)速度吸收系數(shù)聲阻抗體液1480

m/sec0.002（1MHz）1.492空氣330m/sec12.000(1MHz)0.000428肝臟1550

m/sec1.000（1MHz）1.648骨骼4080

m/sec5.000（1MHz）5.570脂肪1440m/sec0.600（1MHz）1.410肌肉1568m/sec2.300(1MHz)1.684超聲具有反射、散射、折射、衍射、干涉、衰減、方向性和多普勒效應(yīng)等物理特性。第12頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六13超聲基礎(chǔ)知識—反射、折射包膜處產(chǎn)生強反射管壁產(chǎn)生折射偽像第13頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六14超聲基礎(chǔ)知識—干涉由于探頭的各晶片振蕩時在開始的一段距離內(nèi)產(chǎn)生互相干涉，形成許多大小不一的“花瓣”，稱為旁瓣。

干涉產(chǎn)生偽影第14頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六15超聲基礎(chǔ)知識—衰減超聲波在人體軟組織中的衰減大約1dB/MHz/cm邁瑞超聲產(chǎn)品實用頻率波段為2MHz-10MHz。第15頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六16超聲基礎(chǔ)知識—小結(jié)哪些器官超聲診斷儀無法進行診斷？要進行淺表器官檢查時，使用高頻還是低頻？第16頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六17超聲成像模式BrightnessMotionColorDopplerA型AmplitudeC型B型M型D型第17頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六18超聲成像模式—A型成像A型：以幅度的高低顯示組織回波信號的強弱。特點：一維成像，原理簡單，但對操作者個人經(jīng)驗依靠性強，容易引起誤診。第18頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六19超聲成像模式—A型成像abca時間幅度abcabc運動目標(biāo)abc靜止目標(biāo)cb第19頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六20超聲成像模式—B型成像B型：以亮度的強弱顯示組織回波信號的強弱，并采用多聲束掃描法，將各掃描線組成二維灰度圖像。特點：二維斷面圖像，實時顯示組織結(jié)構(gòu)，形象直觀。第20頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六21超聲成像模式—B型成像第21頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六22超聲成像模式—M型成像M型：以亮度的強弱顯示組織回波信號的強弱，同時在時間軸上展開以顯示這些光點的運動軌跡，反映一維的組織結(jié)構(gòu)和運動信息。特點：一維時間運動曲線圖，主要用于分析心臟和大血管的運動幅度。第22頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六23超聲成像模式—B+M成像B+M型：適用于運動臟器，如心臟、血管的探查。第23頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六24超聲成像模式—C型成像C型：彩色血流成像，在二維圖像區(qū)域內(nèi)，以色彩飽和度的不同顯示目標(biāo)速度的大小，以色彩的顏色顯示速度的方向。特點：可以直觀地顯示血流的動力學(xué)狀態(tài)。第24頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六25超聲成像模式—C型成像逆向聲頭血流迎向聲頭血流乃奎斯特頻率極限第25頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六26超聲成像模式—真彩與偽彩第26頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六27超聲成像模式—D型成像D型：多普勒成像，以幅度的不同顯示目標(biāo)速度的大小，并在時間軸上展開顯示速度隨時間的變化。特點：可較準(zhǔn)確地測量血流速度，用于檢測心臟及血管的血流動力學(xué)狀態(tài)。時間軸速度軸第27頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六28超聲成像模式—D型分類連續(xù)波多普勒（CW）連續(xù)發(fā)射和接收超聲信號，不同深度出現(xiàn)的血流頻移，都被疊加起來，不受高速血流限制，所以可檢測心臟的高速血流信息，但不能提供距離信息。（以時間換空間）脈沖波多普勒（PW）采用單個換能器以很短的脈沖期發(fā)射超聲波，在脈沖間歇期內(nèi)有一“可聽期”，具有距離選通能力，但不能提供時間信息。（以空間換時間）高脈沖波重復(fù)頻率多普勒（HPRF）探頭在發(fā)射一組超聲脈沖波之后，不等采樣部位的回聲信號反回探頭又發(fā)射出新的超聲脈沖群，這樣在一個超聲束方向上，沿超聲束的不同深度可有一個以上的采樣容積。（綜合改進型）第28頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六29超聲成像模式—B+C+D成像第29頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六30超聲成像模式—其它成像模式能量、方差多普勒：是彩色多普勒血流成像（CDFI）的衍生，信息都是通過自相關(guān)算法得到的。特點：（能量）反映多普勒信號的幅度大小，靈敏度較高，顯示小血管有利。（方差）反映多普勒頻移的一致性，直觀反映血流是否存在紊亂。第30頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六31梯形成像：開拓線陣探頭成像視野，增加顯示范圍，基于掃描線偏轉(zhuǎn)（延時）的原理。寬景成像（iScape）：是一種圖像融合技術(shù)，對不同位置的圖像進行融合，從而增加顯示范圍，觀察到目標(biāo)物的全貌。超聲成像模式—其它成像模式第31頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六32三維（4D）成像：利用二維探頭，采集圖像并進行實時圖像融合，建立三維圖像。圖像采集三維重構(gòu)圖像分割成像ROI提取超聲成像模式—其它成像模式第32頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六33解剖M型：可以任意角度設(shè)置取樣線，可同時比較多個心肌節(jié)段的運動特點。彩色M型：更加細(xì)微的顯示在M取樣線上的血流速度的變化和傳播。超聲成像模式—其它成像模式第33頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六34組織速度多普勒成像（TVI），功能相當(dāng)于Color。組織能量多普勒成像（TEI），功能類同于Power。組織頻譜多普勒成像（TVD），功能相當(dāng)于PW。組織多普勒M型（TVM），功能相當(dāng)于PW。彩色多普勒組織成像（TDI）超聲成像模式—其它成像模式第34頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六35諧波成像：由于基波聲場旁瓣干擾強，諧波聲場旁瓣干擾相對較弱，利用回聲（反射或散射）中的二次諧波所攜帶的人體信息形成的聲像圖稱為超聲諧波成像，諧波幅值小，衰減快。超聲成像模式—其它成像模式f02f0f0Reception:

f0+

2f0FrequencyIntensityf02f0Filter第35頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六36超聲成像模式—其它成像模式諧波成像提高信噪比和組織邊緣的清晰度，突出細(xì)節(jié)分辨率。普通基波

普通諧波純凈諧波第36頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六37造影諧波成像：是指向心血管腔內(nèi)、空腔臟器內(nèi)以及組織內(nèi)注入某種能產(chǎn)生聲學(xué)對比效應(yīng)的物質(zhì)（造影劑），造影劑微泡被超聲波照射，諧振破裂后產(chǎn)生大量諧波，以便清晰顯示組織結(jié)構(gòu)、血流狀態(tài)及病變。超聲成像模式—其它成像模式第37頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六38彈性成像：對組織的軟、硬程度進行甄別，通過彩色映射后方便觀察，對乳腺腫瘤的良惡性鑒別準(zhǔn)確率高達95%

。超聲成像模式—其它成像模式第38頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六39灰階血流成像：利用數(shù)字編碼技術(shù)對血流、血管及周圍軟組織進行直接實時觀察，并以灰階方式顯示的一種新型影象技術(shù)，其幀頻和分辨率分別達到彩色模式的三倍和四倍，直接地顯示血流動力學(xué)變化和血管壁及其周圍組織的解剖結(jié)構(gòu)，無血流外溢。超聲成像模式—其它成像模式第39頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六40超聲成像模式—小結(jié)超聲基本成像模式總共有幾種？靜脈血栓、腎結(jié)石可用哪些模式進行檢查？第40頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六41超聲成像系統(tǒng)顯示器控制面板探頭主機第41頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六42超聲成像系統(tǒng)—探頭超聲探頭：又叫超聲換能器，由壓電晶體、墊襯、匹配層等組成，利用壓電效應(yīng)及逆壓電效應(yīng)實現(xiàn)電能和機器能轉(zhuǎn)換的器件。第42頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六43超聲成像系統(tǒng)—陣元孔徑陣元陣元:是換能器的基本單元，是由壓電晶體打磨切割成的等份振子。孔徑:是發(fā)射或接收中同時使用的陣元數(shù)。第43頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六44超聲成像系統(tǒng)—壓電晶體第44頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六45超聲成像系統(tǒng)—壓電效應(yīng)

負(fù)壓電效應(yīng)+++---+++++++---------超聲波發(fā)射+++------------+++++++----------+++---FF超聲波的接收+++---FF+++++++---------

正壓電效應(yīng)第45頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六46超聲成像系統(tǒng)—掃描方式機械掃描電子掃描探頭陣元第46頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六47超聲成像系統(tǒng)—掃描方式線掃扇掃弧掃第47頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六48超聲成像系統(tǒng)—探頭種類凸陣探頭線陣探頭相控陣探頭穿刺探頭腔內(nèi)探頭術(shù)中探頭經(jīng)食道探頭4D探頭第48頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六49超聲成像系統(tǒng)—探頭成像腹部大凸探頭淺表線陣探頭陰式腔內(nèi)探頭心臟相控陣探頭胎兒4D探頭三維線陣探頭第49頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六50超聲成像系統(tǒng)—顯示器第50頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六51超聲成像系統(tǒng)—控制面板標(biāo)準(zhǔn)鍵盤功能按鍵軌跡球TGC編碼器第51頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六52超聲成像系統(tǒng)—控制面板第52頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六53超聲成像系統(tǒng)—主機第53頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六54超聲成像系統(tǒng)—信號處理邏輯控制及信號處理RXTX通道與陣元切換重復(fù)周期發(fā)射接收陣元通道延時處理及波束合成第54頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六55超聲成像系統(tǒng)—電子聚焦焦點發(fā)射電子聚焦發(fā)射信號邏輯及時序控制FPGA通過控制發(fā)射控制信號的邏輯和時序來達到發(fā)射聚焦的目的。第55頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六56超聲成像系統(tǒng)—電子聚焦探頭目標(biāo)物ttt第56頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六57超聲成像系統(tǒng)—小結(jié)一般體檢時檢查肝臟使用的是什么類型的探頭？主機中的連續(xù)波板與實現(xiàn)哪些檢查模式有關(guān)？第57頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六58主要技術(shù)參數(shù)第58頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六59主要技術(shù)參數(shù)—分辨力軸向分辨力（縱向）：聲束長軸方向區(qū)分兩個細(xì)小目標(biāo)的能力。橫向分辨力（徑向）：探頭長軸方向區(qū)分兩個細(xì)小目標(biāo)的能力。第59頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六60主要技術(shù)參數(shù)—軸向分辨力超聲波頻率越高，軸向分辨力越好。低頻率高頻率振元振元靶點靶點回波信號回波信號第60頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六61主要技術(shù)參數(shù)—橫向分辨力不能分辨能分辨頻率越高，波束越集中，橫向分辨力越好。第61頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六62主要技術(shù)參數(shù)—頻率對分辨力的影響6M9M11M第62頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六63主要技術(shù)參數(shù)—灰階灰階數(shù)越多，圖像越細(xì)膩。第63頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六64主要技術(shù)參數(shù)—增益增益：回波信號的放大倍數(shù)，圖像調(diào)節(jié)的重要參數(shù)。能量

/放大倍數(shù)第64頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六65主要技術(shù)參數(shù)—動態(tài)范圍(對比度)動態(tài)范圍：最大信號與最小信號幅度的比值，反映信號的豐富程度及接收器的靈敏度(一般用dB表示)。哪一張能更好地再現(xiàn)嬰兒的臉?哪一張能更好地再現(xiàn)嬰兒的臉?DynamicRange窄寬第65頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六66主要技術(shù)參數(shù)—幀頻及幀相關(guān)圖像幀頻：實時動態(tài)的超聲圖像是由一幀幀超聲掃描圖組合在一起構(gòu)成的，幀頻是指每秒鐘組成實時動態(tài)超聲圖像的超聲掃描圖的幀數(shù)。正常幀頻高幀頻第66頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六67主要技術(shù)參數(shù)—圖像深度圖像深度：指在超聲圖像上顯示的超聲波在人體內(nèi)掃描的深度。5MHz10MHz第67頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六68主要技術(shù)參數(shù)—通道數(shù)通道數(shù)：指探頭發(fā)射超聲或接收回波信號的數(shù)字化或物理通道。第68頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六69主要技術(shù)參數(shù)—陣元數(shù)陣元數(shù)：指探頭內(nèi)發(fā)射與接收超聲波的晶片數(shù)目。公司產(chǎn)品現(xiàn)有80陣元、128陣元、192陣元產(chǎn)品。第69頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六70主要技術(shù)參數(shù)—邁瑞相關(guān)成像技術(shù)DBF全數(shù)字波束合成RDA實時動態(tài)孔徑成像DFS數(shù)控動態(tài)頻率掃描DRA實時動態(tài)聲束變跡DRF實時逐點動態(tài)接收聚焦孔徑合成技術(shù)雙波束合成高斯發(fā)射iBeam空間復(fù)合成像技術(shù)iClear斑點噪聲抑制技術(shù)邁瑞相關(guān)成像技術(shù)第70頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六71主要技術(shù)參數(shù)—DBF全數(shù)字波束合成全數(shù)字波束形成技術(shù)處理所得到的圖像不失真，邊緣清晰，這是模擬波束形成技術(shù)無法達到的。數(shù)字：A/D變換在波束合成之前模擬：A/D變換在波束合成之后第71頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六72主要技術(shù)參數(shù)—RDA實時動態(tài)孔徑成像提高圖象近場分辨率，增強遠(yuǎn)場穿力。第72頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六73主要技術(shù)參數(shù)—DFS數(shù)控動態(tài)頻率掃描有效解決了分辨率和穿透力的矛盾,在一幅圖像上同時實現(xiàn)最高穿透力和最佳分辨率。近場使用高頻率超聲束，提高圖象分辨率。遠(yuǎn)場使用低頻率超聲束，增強遠(yuǎn)場穿透力。第73頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六74主要技術(shù)參數(shù)—DRA實時動態(tài)聲束變跡主瓣旁瓣旁瓣加權(quán)參數(shù)ai波束合成公式：10.750.510.751近場中場遠(yuǎn)場最大限度抑制旁瓣效應(yīng)，有效降低噪聲，獲得較高信噪比，實現(xiàn)高清晰度成像。第74頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六75主要技術(shù)參數(shù)—DRF實時逐點動態(tài)接收聚焦大大改善了遠(yuǎn)、近場的圖像顆粒均勻度和提高整場組織的分辨率，達到理論的極限水平。第75頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六76主要技術(shù)參數(shù)—孔徑合成技術(shù)陣元通道存儲器第一次接收完成第二次接收完成波束合成發(fā)射和接收兩次或以上，將信號進行合成,以有限的通道成倍增大接收孔徑，提高成像質(zhì)量,但幀頻下降一半以上。第76頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六77主要技術(shù)參數(shù)—雙波束合成雙波束波束2波束1延時1延時2延時1延時2波束1波束2發(fā)射一次，接收一次，并行處理兩條掃描線。第77頁，共91頁，2022年，5月20日，13點47分，星期六78主要技術(shù)參數(shù)—高斯發(fā)射發(fā)射波形發(fā)射頻譜普通發(fā)射Gaussian發(fā)射抑制旁瓣的產(chǎn)生。第78頁，共91頁，2022年，5