《超聲基礎(chǔ)》課件

超聲診斷的基礎(chǔ)和原理

中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院超聲科高樹熹超聲診斷的基礎(chǔ)和原理

中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院超聲科1

緒論

醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)超聲顯像核素成像放射學(xué)診斷普通X線診斷學(xué)X線電子計算機體層成像（X－CT）磁共振成像（MRI）

緒論

醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)超聲顯像2超聲醫(yī)學(xué)的內(nèi)容臟器的形態(tài)學(xué)診斷和器官的超聲大體解剖功能檢測介入性超聲超聲醫(yī)學(xué)的內(nèi)容臟器的形態(tài)學(xué)診斷和器官的超聲大體解剖3超聲診斷的優(yōu)點1.無放射性損傷2.實時動態(tài)顯示3.取得的信息量豐富4.能發(fā)揮管腔造影功能，不需造影劑可顯示管腔結(jié)構(gòu)5.能取得各個方位的切面圖像6.能準(zhǔn)確判定各種心血管畸形的病變性質(zhì)和部位7.功能檢測：可檢測心臟功能，膽囊收縮功能和胃排空功能8.可對病變進行動態(tài)隨訪觀察9.可以快速獲得結(jié)果超聲診斷的優(yōu)點1.無放射性損傷4超聲診斷的基礎(chǔ)和原理

第一節(jié)診斷超聲的物理特性超聲診斷的基礎(chǔ)和原理

第一節(jié)診斷超聲的物理特性51超聲定義：超聲為物體的機械振動波,屬于縱波,其頻率大于２００００赫茲。

超聲診斷頻率：１－４０ＭＨＺ常用頻率：２.２－１０ＭＨＺ1超聲定義：超聲為物體的機械振動波,屬于縱波,其頻率大于２6超聲波的發(fā)射：屬于逆壓電效應(yīng),把電能轉(zhuǎn)成機械能。超聲波的接收：屬于壓電效應(yīng),把機械能轉(zhuǎn)成電能。超聲波的發(fā)射：屬于逆壓電效應(yīng),把電能轉(zhuǎn)成機械能。7２分辨力:基本分辨力、圖像分辨力基本分辨力：單一聲束線上所測出的分辨兩個細小目標(biāo)的能力軸向分辨力：指沿聲束軸線方向的分辨力。通常用3-3.5MHZ探頭時,軸向分辨在1mm左右。側(cè)向分辨力：指在與聲束軸線垂直的平面上,在探頭長軸的分辨力。其分辨率好壞由晶片形狀、發(fā)射頻率、聚焦效果及距離換能器遠近等因素決定。橫向分辨力（又稱厚度分辨力）：指在與聲束軸線垂直的平面上,探頭短軸方向的分辨力,它與探頭的曲面聚焦及距換能器的距離有關(guān)。橫向分辨率是探頭在橫向方向上聲束的寬度。

２分辨力:基本分辨力、圖像分辨力8圖像分辨力

細微分辨力：顯示兩個細小目標(biāo)的能力

對比度分辨力：顯示回聲信號間微小差別的能力

圖像分辨力93人體組織的聲學(xué)參數(shù)：密度：（ρ）聲速：（c）：固體物質(zhì)含量高者>含纖維組織高者>含水量較高的軟組織>體液>含氣臟器中的氣體。聲特性阻抗（z）Z=ρc聲像圖各種回聲顯像主要由于聲阻抗差別造成,當(dāng)兩種相鄰介質(zhì)的聲特性阻抗差

>0.1%時,聲波即發(fā)生反射和折射。界面：兩種聲阻抗不同的物質(zhì)接觸在一起,形成一個界面。分為小界面，大界面。3人體組織的聲學(xué)參數(shù)：10人體組織對入射超聲的作用：

散射（scattering）小界面對入射超聲產(chǎn)生散射現(xiàn)象。散射無方向性，返回至聲源的回聲能量低。意義：利用血中紅細胞的散射，獲得人體血流的多譜勒頻移信號。人體組織對入射超聲的作用：11反射（reflection）大界面對入射超聲產(chǎn)生反射作用。Snell定律：入射和反射回聲在同一平面上；入射聲束與反射聲束在法線的兩側(cè)；入射角與反射角相等。注意：平滑大界面如入射角過大，可使反射聲束偏離聲源，則回聲失落而在聲像圖上不顯示此一界面。（側(cè)壁回聲失落）反射（reflection）大界面對入射超聲產(chǎn)生反射作用。12

折射（refraction）由于人體各種組織、臟器中的聲速不同，聲束在經(jīng)過這些組織的大界面時，產(chǎn)生聲束前進方向的改變，稱為折射。全反射(totalreflection)如第二介質(zhì)聲速大于第一介質(zhì)，當(dāng)入射角大于臨界角時，折射聲束完全返回第一介質(zhì)，稱全反射。全反射時不能使聲束進入第二介質(zhì)，該區(qū)因失照射而出現(xiàn)折射聲影,。折射（refraction）由于人體各種組織、臟器中的聲速13繞射（diffraction）又名衍射。聲波能繞過障礙物的邊緣前進，此現(xiàn)象稱繞射。衰減(attenuation)聲束在介質(zhì)中傳播時，因小界面散射，大界面的反射，聲束的擴散以及軟組織對超聲能量的吸收等，造成了超聲的衰減。用深度增益補償曲線（DGC曲線）調(diào)節(jié)。會聚(convergence)聲束在經(jīng)越圓形低聲速區(qū)后，可致聲束的會聚。發(fā)散（divergence）聲束在經(jīng)越圓形高聲速區(qū)后，可致聲束的發(fā)散。繞射（diffraction）又名衍射。聲波能繞過障礙物的邊14多譜勒效應(yīng)（Dopplereffect）當(dāng)接受者與聲源發(fā)生相對運動時，接受者接受到的聲波頻率與聲源的頻率不同。聲源接近接受體---------頻率增加聲源遠離接受體---------頻率降低V=C·

fd/(2focosθ)（多普勒效應(yīng)演示）fo多譜勒效應(yīng)（Dopplereffect）當(dāng)接受者與聲源發(fā)生15第二節(jié) 超聲診斷儀的顯示方式及意義

第二節(jié) 超聲診斷儀的顯示方式及意義

161．脈沖回聲式A型(amplitudemodulation)振幅調(diào)制:以探頭接收到的反射超聲脈沖信號的幅度為縱坐標(biāo)，而以超聲脈沖的傳播時間為橫坐標(biāo)的一種顯示方式超聲診斷儀的顯示方式主要有2類5型脈沖回聲式：A、B、M差頻回聲式：D型、D型彩色描繪

1．脈沖回聲式超聲診斷儀的顯示方式主要有2類5型17B型（brightnessmodulation）輝度調(diào)制型。將單條聲束傳播途徑中遇到的各個界面所產(chǎn)生的一系列散射和反射回聲，在示波屏?xí)r間軸上以光點的輝度表達B型（brightnessmodulation）輝度調(diào)制型18M型（time-motionmode）單聲束取樣獲得界面回聲；Y軸為時間軸,代表界面深淺；X軸為外加的慢掃描時間基線。M型（time-motionmode）單聲束取樣獲得界面回192．差頻回聲式①D型（Dopplermode）頻譜多譜勒連續(xù)波式：采樣聲束經(jīng)過途徑中所有血流信號的總和，可檢測高速血流頻譜，但無距離分辨率。脈沖選通門式：通過選擇性的時間延遲，對目標(biāo)點進行定位，具有距離選通能力。②D型彩色描繪(Dopplercolorflowmapping,CFM,CDFI)朝向探頭：紅色，愈往黃色，流速愈高。背離探頭：蘭色，愈往綠色，流速愈高。Nyquist頻率：多譜勒頻移必須小于1/2PRF（pulserepetitionfrequency）,才能準(zhǔn)確顯示頻移的大小和方向，1/2PRF稱為Nyquist頻率2．差頻回聲式20頻譜多譜勒彩色多譜勒頻譜多譜勒彩色多譜勒21頻譜分析內(nèi)容（1）.頻譜的方向：凡朝向探頭流動的血流在基線上方顯示頻譜；凡背離探頭流動的血流在基線下方顯示頻譜；（2）.頻譜的時相：同步ECG顯示，分析頻譜是出現(xiàn)在收縮期，或舒張期，或全心動周期；（3）.頻譜的速度：一般包括峰速度和平均速度；頻譜分析內(nèi)容22（4）.頻譜的形態(tài)：是單峰，雙峰，三峰等。（5）.頻譜的性質(zhì)：層流的頻譜中空，頻帶較窄；湍流的頻譜充填，頻帶較寬；（6）.頻譜的灰度：代表某一時間取樣容積內(nèi)相同速度紅細胞的多少；（7）.頻譜的音頻：一般層流的音調(diào)柔和，樂音樣；湍流的頻譜粗糙，噪音樣。（4）.頻譜的形態(tài)：是單峰，雙峰，三峰等。23《超聲基礎(chǔ)》ppt課件24其他顯示方式3．彩色多譜勒能量圖利用血流中紅細胞的密度、散射強度或能量分布，亦即單位面積下紅細胞通過的數(shù)量以及信號振幅大小進行成像。所顯示的參數(shù)不是速度而是血流中與散射體相對應(yīng)的能量信號。優(yōu)點：顯示的信號不受探測角度因素的影響；可以顯示平均速度為零的灌注區(qū)；顯示的信號動態(tài)范圍廣；能顯示低流量、低流速的血流（敏感性較普通的CDFI高3-5倍）；不受Aliasing現(xiàn)象的影響。缺點：可造成閃爍偽像（如肝左葉受心臟搏動影響，膈頂受肺氣影響）；不能顯示血流方向。其他顯示方式25《超聲基礎(chǔ)》ppt課件264．非線性血流成像（secondharmonicimaging）：利用超聲造影劑（直徑小于10um的微氣泡，可以通過肺循環(huán)），使聲散射信號增強，產(chǎn)生能量較大的二次諧波（頻率為發(fā)射超聲中心頻率的2倍），顯示微血管的低速血流。4．非線性血流成像（secondharmonicimag27超聲造影造影劑按所含氣體的種類可分為：1.含空氣微泡：為增加氣泡的穩(wěn)定性，人們給氣泡加上一層保護膜。保護膜成分的種類很多，如白蛋白、磷脂、半乳糖等，代表有Albunex和Levovist(利聲顯)2.含惰性氣體微泡：微泡的成份采用惰性氣體，如氟烷類、六氟化硫等，穩(wěn)定性更好。代表有Sonovue(聲諾維)、Optison、Echogen等。超聲造影28《超聲基礎(chǔ)》ppt課件29超聲造影的臨床應(yīng)用常規(guī)超聲偶然發(fā)現(xiàn)的病灶慢性肝炎或肝硬化病史的患者存在可疑或已知病灶有惡性腫瘤病史的患者存在可疑或已知病灶引導(dǎo)穿刺活檢評價腫瘤局部治療療效肝移植超聲造影的臨床應(yīng)用30《超聲基礎(chǔ)》ppt課件315．三維成像法三維數(shù)據(jù)的采集三維重建三維顯示三維容積測量5．三維成像法32三維采集三維采集33三維顯示多平面顯示壁龕顯示表面顯示透明顯示

最小回聲模式最大回聲模式X線模式混合模式三維顯示多平面顯示34《超聲基礎(chǔ)》ppt課件35《超聲基礎(chǔ)》ppt課件36《超聲基礎(chǔ)》ppt課件37《超聲基礎(chǔ)》ppt課件38《超聲基礎(chǔ)》ppt課件39《超聲基礎(chǔ)》ppt課件40《超聲基礎(chǔ)》ppt課件41VOCAL功能（虛擬組織計算機輔助分析）

自動結(jié)構(gòu)輪廓檢測和后續(xù)的立體計算（如判斷胸腹腔積液量、膀胱殘余尿量、前列腺體積、胎兒某器官體積）圍繞壞死器官輪廓的虛擬外形構(gòu)建，能定義外形厚度血管化組織的自身計算（彩色體素數(shù)量與灰階體素數(shù)量比較的三維彩色直方圖）VOCAL功能（虛擬組織計算機輔助分析）

自動結(jié)構(gòu)輪廓檢測42《超聲基礎(chǔ)》ppt課件43血管三維顯示有利于觀察臟器及腫瘤血管的立體結(jié)構(gòu)能量模式：三維彩色能量圖（沿觀察方向最高強度的信號被顯示）速度模式：三維超聲彩色多普勒成像（表面最高強度的紅藍信號被顯示）X線模式：計算表面紅色和藍色的平均值，使表面和平均信號的混合得以顯示。血管三維顯示有利于觀察臟器及腫瘤血管的立體結(jié)構(gòu)44《超聲基礎(chǔ)》ppt課件45第三節(jié) 超聲的常見效應(yīng)與圖象偽差

第三節(jié) 超聲的常見效應(yīng)與圖象偽差

461.混響效應(yīng)：聲束掃查體內(nèi)平滑大界面時，部分能量返回探頭表面之后，從探頭的平滑面再次反射。多見于：膀胱前壁，膽囊底、大囊腫的前壁。鑒別：側(cè)動探頭減少偽像；加壓探測，等距離多次反射間的距離變小，壓力減少后，距離又加大。1.混響效應(yīng)：聲束掃查體內(nèi)平滑大界面時，部分能量返回探頭表面47《超聲基礎(chǔ)》ppt課件482振鈴效應(yīng)（ringingeffect）：又名聲尾，聲束在傳播途徑中，遇到甚薄的液體層，且液體下方有極強的聲反射界面。常見于：胃腸道、肺部氣體，膽固醇息肉、宮腔內(nèi)節(jié)育器克服方法：降低近場信號回聲強度；適當(dāng)加壓或改變聲束投射方向；避免近場成像。問題：混響效應(yīng)與振鈴效應(yīng)區(qū)別？原理、產(chǎn)生條件、常見部位2振鈴效應(yīng)（ringingeffect）：又名聲尾，聲束在493鏡像效應(yīng)（mirroreffect）：聲束遇到深部的平滑鏡面時，反射回聲如測及離鏡面較接近的靶標(biāo)后按入射途徑返回探頭，表現(xiàn)為鏡面深部與靶標(biāo)距離相等，形態(tài)相似的聲像圖。常見于橫膈附近。3鏡像效應(yīng)（mirroreffect）：聲束遇到深部的平滑50《超聲基礎(chǔ)》ppt課件514側(cè)壁失落效應(yīng)：當(dāng)入射角較大時，回聲轉(zhuǎn)向他側(cè)不復(fù)回探頭。常見于：囊腫，有包膜的腫瘤。4側(cè)壁失落效應(yīng)：當(dāng)入射角較大時，回聲轉(zhuǎn)向他側(cè)不復(fù)回探頭。525側(cè)后折射聲影：圓形病灶周圍有纖維包膜（聲速較軟組織高）時，則在入射角大于臨界角時產(chǎn)生全反射現(xiàn)象，而在圓形病灶的兩側(cè)側(cè)后方出現(xiàn)直線形或三角形聲影。注意：側(cè)后折射聲影不能推斷病灶性質(zhì)，只能從超聲物理的角度提示病灶具有較高聲速的外壁。常見于：膽囊底及膽囊頸。5側(cè)后折射聲影：圓形病灶周圍有纖維包膜（聲速較軟組織高）時，536后壁增強效應(yīng)（posterialwallenhancementeffect）：在常規(guī)DGC（depthgaincomplement）系統(tǒng)下所發(fā)生的圖象顯示效應(yīng)。當(dāng)液性區(qū)聲衰減特別小時，后壁因“過補償”而回聲增強。常見于：囊腫，膿腫，有些小腫瘤。后方回聲增強6后壁增強效應(yīng)（posterialwallenhance547聲影（acousticshadow）：常規(guī)DGC調(diào)節(jié)下，組織或病灶后方低弱或無回聲區(qū)。常見于：高反射系數(shù)物體（如氣體）高吸收系數(shù)物體（如骨骼、結(jié)石、瘢痕）7聲影（acousticshadow）：常規(guī)DGC調(diào)節(jié)下，558旁瓣效應(yīng)（sidelobeeffect）：指第一旁瓣成像重疊效應(yīng)。（第一旁瓣于主瓣軸間呈10-15度角，能量為主瓣的15%-21%間）常見于：子宮、膽囊、橫膈8旁瓣效應(yīng)（sidelobeeffect）：指第一旁瓣成569部分容積效應(yīng)（partialvolumeeffect）：又稱聲束厚度偽差。病灶尺寸小于聲束寬度，病灶回聲與周圍正常組織重疊。如：小肝囊腫。9部分容積效應(yīng)（partialvolumeeffect）5710.折射重影效應(yīng)聲束經(jīng)過圓形或梭形低聲速區(qū)時，產(chǎn)生折射現(xiàn)象。由于雙側(cè)的內(nèi)向折射，則一個靶標(biāo)可同時被兩處聲束所測到，因此顯示兩個同樣的圖像并列在一起，如同兩個真實的結(jié)構(gòu)，稱為折射重影效應(yīng)。上腹部劍突下橫切時，腹主動脈、腸系膜上靜脈可顯示折射重影效應(yīng)。10.折射重影效應(yīng)58第三章腹部超聲檢查方法學(xué)第一節(jié) 病人準(zhǔn)備

肝膽系統(tǒng)：檢查前晚清淡飲食，當(dāng)日晨禁食水評價膽囊收縮功能及膽管有無梗阻時：脂餐實驗胰腺或腹膜后病變：飲水充盈胃腔作透聲窗婦科、膀胱、前列腺：充盈膀胱第三章腹部超聲檢查方法學(xué)第一節(jié) 病人準(zhǔn)備

肝膽系統(tǒng)59第二節(jié)探頭的種類與功能

探頭頻率高，分辨率好，但穿透力差。線陣：小器官（眼、甲狀腺、乳腺等），皮下表淺組織，血管等凸陣：腹腔臟器（肝、膽、脾、胰、腎、膀胱前列腺等），婦產(chǎn)科扇型：心臟其它：穿刺探頭：腔內(nèi)控頭：經(jīng)直腸探頭，經(jīng)陰道探頭，經(jīng)尿道探頭，經(jīng)食道探頭術(shù)中探頭：第二節(jié)探頭的種類與功能

探頭頻率高，分辨率好，但穿透力差60超聲檢查常用探頭超聲檢查常用探頭61第三節(jié)超聲探測的方法

1.探測方式直接探測法間接探測法：目標(biāo)落入聚焦區(qū)；耦合；保護被探測組織第三節(jié)超聲探測的方法

1.探測方式622.探頭移動的手法順序連續(xù)平行斷面法（編織式掃查）：立體扇型斷面法：十字交叉法（縱橫平面相交掃查法）如鑒別肝囊腫或血管對比加壓掃查法：可鑒別真假腫塊2.探頭移動的手法633.掃查的切面：矢狀掃查（Sagitalscan）橫向掃查（Transversescan）斜向掃查（Obliquescan)冠狀面掃查（Coronaryscan）3.掃查的切面：64仰臥位橫斷面圖像左側(cè)——被檢查者右側(cè)圖像右側(cè)——被檢查者左側(cè)圖像方位的標(biāo)準(zhǔn)：

仰臥位圖像方位的標(biāo)準(zhǔn)：65縱斷面

圖像左側(cè)——被檢查者頭側(cè)圖像右側(cè)——被檢查者足側(cè)縱斷面66斜斷面

傾斜角度不