超聲診斷物理特性及超聲偽像

關于超聲診斷物理特性及超聲偽像第1頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月第一章緒論超聲醫(yī)學：以處理超聲波在人體內(nèi)所產(chǎn)生的各種回聲信息為基礎，并以不同的可視模式顯示人體臟器、組織結(jié)構(gòu)及血流，用以評價臟器的位置、解剖結(jié)構(gòu)、血流動力學和功能變化，還可以輔助完成多種介入性治療。第2頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月超聲醫(yī)學

Ultrasonicmedicine超聲治療

Ultrasonictherapy超聲診斷Ultrasonicdiagnosis第3頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月超聲診斷學的主要內(nèi)容1.解剖學檢查2.血流動力學檢查3.功能性檢查4.介入性超聲第4頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月超聲檢查特點1.無放射性損傷，可視為無創(chuàng)檢查2.準確性，超聲解剖與人體解剖結(jié)構(gòu)一致3.實時動態(tài)顯示4.便捷、所占空間小，可移動5.經(jīng)濟性，費用較低6.及時報告結(jié)果，短時間內(nèi)可重復檢查7.與受檢者面對面，可及時了解病人信息8.高度的操作者及儀器依賴性第5頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)展史1950sA型(A-mode)

回聲圖(echogram)1960sM型(M-mode)M型超聲心動圖(M-modeechocardiograph)1970sB型(B-mode)

聲像圖(sonograph,ultrasonograph)1980s雙功(duplex)聲像圖+多普勒頻譜

(sonograph+Dopplerspectrum)

1990s三功(triplex)聲像圖+多普勒頻譜+彩色多普勒血流顯示

(sonograph+Dopplerspectrum+colourDopplerflowimageCDFI)1990s三維立體聲像圖

(3diamentions)第6頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月新技術1.超聲造影2.介入超聲3.組織多普勒技術4.彈性成像技術5.血管內(nèi)超聲6.超聲組織諧波成像7.其他，應變與應變率、斑點追蹤等第7頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月第二章超聲診斷的基礎及原理超聲的物理特性超聲是機械波，具有波長（λ）、頻率（f）和傳播速度（Ｃ）Ｃ＝λ·f第8頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月超聲的傳播超聲的定義：超聲為一種高頻振動的機械波，其頻率超過人耳能聽到的聲波頻率的上限。人耳可以聽到的聲波頻率：20～20000Hz（20KHz）超聲的頻率：>20000Hz（20KHz）常用的診斷用超聲頻率：2.2～10MHz第9頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月超聲的速度（c）在不同的組織中的傳播速度超聲在同一介質(zhì)中，其聲速是恒定的，在不同的介質(zhì)中其聲速也會發(fā)生改變。一般說，固體物含量多，聲速高；含水多，聲速低；含氣臟器中的氣體，聲速最低。根據(jù)超聲的傳播速度，把人體組織分為三類：1，軟組織2，骨與軟骨3，含氣臟器第10頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月超聲的波長（λ）λ=c/f在同一介質(zhì)中，聲速恒定，頻率與波長的關系成反比第11頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月超聲波的發(fā)射與接收聲波的發(fā)射：將電脈沖轉(zhuǎn)換成機械振動，也即將電能轉(zhuǎn)換成聲能～逆壓電效應聲波的接收：將機械振動（聲能）轉(zhuǎn)換成電脈沖（電能）～正壓電效應聲波的接收聲波的發(fā)射換能器（其主要材料為壓電晶體）第12頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月各種探頭（換能器）3.5MHz凸陣探頭7.5MHz線陣探頭3.5MHz扇形探頭穿刺探頭腔內(nèi)探頭術中探頭第13頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月聲場聲場：探頭發(fā)射的超聲所能達到的最大深度及其周圍的空間范圍近場：靠近探頭的部分，聲束比較平行遠場：遠離探頭的部分，聲束開始擴散聲束：超聲所經(jīng)過的空間束寬：聲束橫斷面的直徑聲軸：代表聲束主方向的中心軸線近場遠場聲軸第14頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月分辨力

超聲診斷中重要技術指標。分為基本分辨力及圖像分辨力?；痉直媪Γ簡我宦暿€上所測出的分辨兩個細小目標的能力。分類：軸向分辨力axialresolution側(cè)向分辨力lateralresolution橫向分辨力transverseresolution（國內(nèi)誤稱厚度分辨力）第15頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月軸向分辨力：沿聲速軸線方向的分辨力。

側(cè)向分辨力：與聲束軸線垂直的平面上，

在探頭長軸方向的分辨力。

橫向分辨力：與聲束軸線垂直的平面上，在探頭短軸方向的分辨力。

側(cè)向分辨力橫向分辨力（厚度）軸向分辨力第16頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月人體組織的聲學參數(shù)密度聲速聲特性阻抗（Z）

密度與聲速的乘積

Z＝ρc（ρ：密度c:聲速）界面不同聲阻抗組織之間形成的接觸面大界面：>波長 小界面：<波長第17頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月指向性：當聲源直徑大于在人體中傳播的波長時，此時聲束具有指向性可以用聲源直徑（D）與波長（λ）比值衡量

D/λ<10,指向性差；D/λ＝20，指向性好第18頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月人體組織對入射超聲的作用人體組織對入射超聲可產(chǎn)生多種物理現(xiàn)象，表現(xiàn)為聲像圖的各種特征第19頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

超聲散射scattering反射reflection折射refraction衍射difration全反射totalreflection衰減attenuation會聚convergence人體組織對入射超聲的作用

H人UMAN體BODY

ULTRASOUND

發(fā)散divergence多普勒效應Dopplereffect第20頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月1、散射：

遇到小界面時（散射體），散射使入射超聲的能量向各個空間方向分散輻射，故散射無方向性提示了臟器內(nèi)部細小結(jié)構(gòu)的回聲信息，是超聲成像研究內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重要依據(jù)第21頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月2、反射：

入射聲束遇到大界面產(chǎn)生反射現(xiàn)象。大界面反射遵守斯涅爾（Snell）定律：1.入射和反射回聲在同一平面上；2.入射聲束與反射聲束在法線的兩側(cè)；3，入射角與反射角相等

反射的能量大小取決于界面兩側(cè)介質(zhì)的聲特性阻抗差。相差越大，反射率越大，當大到一定程度可造成超聲能量的全部反射，不再達到深部組織；相反，如果差值較小，反射則較少，大部分超聲能量透射到深部組織，反射能量較低時可造成圖像上不能顯示第22頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月3、折射：

入射聲束遇到大界面其兩側(cè)介質(zhì)的傳播速度不同，聲束在經(jīng)過這些組織間的大界面時，產(chǎn)生聲束前進方向的改變。折射角與入射角的正弦比值與界面兩側(cè)的聲速比值相等sina/sinb=c1/c2第23頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月4、全反射：如第二介質(zhì)中的聲速大于第一介質(zhì)，則折射角大于入射角。入射角增大至某一角度時，可使折射角等于90°，即折射聲束與界面平行。此時的入射角名：臨界角。入射角大于臨界角時，折射聲束完全返回至第一介質(zhì)，稱為全反射。第24頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月5、衰減

（衰減為反射、散射及吸收的總和）

衰減與選用的頻率及傳播的深度成正比

第25頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月6、多普勒效應（DOPPLER）

超聲在探測移動目標時，其回聲頻率發(fā)生變化利用多普勒效應可檢測血管內(nèi)有無血流，及血流方向和血流速度

正頻移負頻移第26頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月常見的超聲效應與圖像偽差混響效應

聲束掃查體內(nèi)平滑大界面時，部分聲能量返回探頭表面之后，又與探頭的平滑面再次反射，又第二次進入體內(nèi)，形成多次反射?；祉懶嘁姲螂浊氨诩澳懩业?，大囊腫前壁。第27頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月混響偽像。（a）圖示超聲波在兩個強反射界面之間重復反射。（b）顯示器顯示多發(fā)等距信號向深場延伸。（c）新生兒可觸性腫物超聲橫斷成像顯示混響偽像（箭）。（d）膽囊超聲長軸成像顯示由羅-阿氏竇內(nèi)膽固醇結(jié)晶引起的彗星尾偽像（箭頭）。這一發(fā)現(xiàn)診斷為膽囊腺肌癥。也可見膽囊結(jié)石聲影。

(MyraK.Feldman,MD?SanjeevKatyal,MD?MargaretS.Blackwood,MS,RadioGraphics2009;29:1179–1189)第28頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月振鈴效應聲束在傳播途徑中，遇到一層甚薄的液體層，且液體下方有極強的反射界面為條件，通常在胃腸道及肺部。第29頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

振鈴偽像。（a）圖示主聲束遇見環(huán)形氣泡伴中心包繞液體。（b）袋狀液體形成的共振引起持續(xù)的聲源，并傳回探頭。（c）顯示器顯示高回聲反射體伴后方線狀回聲。（d）左側(cè)臥位膽囊超聲成像顯示十二指腸內(nèi)的氣體和液體引起振鈴偽像（箭頭）。第30頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月鏡像效應

聲束遇到深部的平滑鏡面時，鏡面把聲波反射到與之接近的界面，靶標的反射回聲沿原路再次反射回探頭，從而在鏡面兩側(cè)距離相等顯示形態(tài)相似的聲像圖。第31頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月鏡面?zhèn)蜗?。（a）在此圖中，灰箭頭代表預期的超聲束路徑。這些回波顯示正確。黑箭頭顯示原發(fā)超聲束的另一路徑。在此路徑原發(fā)超聲束首先遇見深方反射界面。（b）深方反射界面的回波延遲返回探頭，在顯示器上錯位。（c）在右肝水平超聲長軸成像顯示肝右葉高回聲病變（光標）和復制的高回聲病變（箭頭）與膈肌等距，位于本應是肺實質(zhì)的位置。第32頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月側(cè)壁失落效應大界面回聲具明顯的角度依賴現(xiàn)象。入射角較大時，回聲轉(zhuǎn)向他側(cè)不復回探頭，則產(chǎn)生回聲失落現(xiàn)象。囊腫或腫瘤其外周包以光滑的纖維包膜，超聲可顯示其前后壁，但側(cè)壁不能顯示。第33頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)生于圓形病灶周圍有纖維包膜（聲速較軟組織高）情況下，當入射角大于臨界角時產(chǎn)生全反射現(xiàn)象，從而導致界面下方第二介質(zhì)內(nèi)的失照射，即在圓形病灶的兩側(cè)側(cè)后方顯示為直線形或銳角三角形的清晰聲影。側(cè)后折射聲影第34頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月第35頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月后壁增強效應

聲束在傳播過程中必然隨深度的增加而不斷增加其衰減，為使聲像圖顯示深淺均勻，儀器上加入深度增益補償（DGC）調(diào)節(jié)系統(tǒng)。后壁增強效應是指在常規(guī)調(diào)節(jié)的DGC系統(tǒng)下所發(fā)生的圖像顯示效應。第36頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月后方回聲增強。（a）圖示超聲束遇見局灶性低衰減物質(zhì)。這一物質(zhì)遠端的回聲強度比同一深度成像斷面高。（b）肝橫斷超聲成像顯示無回聲和低衰減的肝囊腫。囊腫深方的肝實質(zhì)由于后方回聲增強偽像錯誤的顯示為強度增加（箭頭）。第37頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月聲影

指在常規(guī)DGC正補償調(diào)節(jié)后，在組織內(nèi)病灶后方所演示的回聲低弱后接近無回聲平直條狀區(qū)。聲影系聲路中具較強衰減體。高反射體（如氣體）或高吸收系數(shù)物體（如骨骼、結(jié)石、疤痕）下方具有聲影。第38頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月