超聲成像原理與技術(shù)

超聲成像原理與技術(shù)匯報(bào)人：2024-01-24超聲成像基本原理超聲成像技術(shù)分類超聲成像系統(tǒng)組成超聲成像在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用超聲成像新技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)contents目錄01超聲成像基本原理利用壓電晶體的特性，在交變電場(chǎng)作用下產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，從而發(fā)射超聲波。超聲波在介質(zhì)中（如人體組織）以縱波形式傳播，其傳播速度取決于介質(zhì)的密度和彈性。超聲波的產(chǎn)生與傳播超聲波的傳播壓電效應(yīng)反射折射散射吸收超聲與組織相互作用當(dāng)超聲波遇到不同聲阻抗的組織界面時(shí)，部分能量會(huì)被反射回來，形成回聲。超聲波在組織內(nèi)遇到小于波長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)時(shí)，會(huì)發(fā)生散射現(xiàn)象。超聲波在通過不同聲速的組織時(shí)，傳播方向會(huì)發(fā)生改變。組織對(duì)超聲波的吸收導(dǎo)致聲波能量衰減，與組織的成分和結(jié)構(gòu)有關(guān)?；芈曅盘?hào)的接收利用壓電晶體的逆壓電效應(yīng)，將接收到的超聲振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。信號(hào)放大與濾波對(duì)接收到的微弱電信號(hào)進(jìn)行放大和濾波處理，以提高信噪比。A/D轉(zhuǎn)換將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，以便進(jìn)行后續(xù)的計(jì)算機(jī)處理。圖像處理通過特定的算法對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，重建出反映組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)的超聲圖像?；芈曅盘?hào)的接收與處理02超聲成像技術(shù)分類

A型超聲成像A型超聲成像，也稱為幅度調(diào)制型超聲成像，是最早使用的超聲診斷技術(shù)。它利用超聲波在人體組織中的反射和衰減特性，通過測(cè)量反射波的幅度和時(shí)間關(guān)系，得到組織界面的回聲信息。A型超聲成像主要用于眼科和顱腦疾病的診斷，如測(cè)量眼軸長(zhǎng)度、定位顱內(nèi)病變等。B型超聲成像，也稱為亮度調(diào)制型超聲成像，是目前應(yīng)用最廣泛的超聲診斷技術(shù)。它通過發(fā)送超聲波并接收其反射回波，將回聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為亮度信息，從而在顯示屏上形成二維圖像。B型超聲成像可用于多個(gè)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，如婦產(chǎn)科、心血管、腹部、淺表器官等疾病的診斷。B型超聲成像03M型超聲成像可以實(shí)時(shí)觀察心臟各層結(jié)構(gòu)和瓣膜的運(yùn)動(dòng)情況，以及血管的搏動(dòng)和血流狀態(tài)。01M型超聲成像，也稱為運(yùn)動(dòng)模式超聲成像，主要用于心臟和血管的動(dòng)態(tài)觀察。02它采用單聲束掃描心臟或血管結(jié)構(gòu)，將回聲信號(hào)以時(shí)間作為橫坐標(biāo)、幅度作為縱坐標(biāo)進(jìn)行顯示。M型超聲成像多普勒超聲成像是基于多普勒效應(yīng)原理的超聲診斷技術(shù)。它通過測(cè)量超聲波在人體組織中的反射回波頻率與發(fā)射頻率之間的差異，得到血流速度、方向和血管壁運(yùn)動(dòng)等信息。多普勒超聲成像可用于心血管、腹部、婦產(chǎn)科等多個(gè)領(lǐng)域，尤其在血流動(dòng)力學(xué)的評(píng)估和血管疾病的診斷中具有重要價(jià)值。多普勒超聲成像03超聲成像系統(tǒng)組成壓電換能器將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，產(chǎn)生超聲波；同時(shí)接收返回的超聲波，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。聚焦與掃描通過改變探頭中壓電晶體的形狀和排列，實(shí)現(xiàn)聲束的聚焦和掃描。探頭頻率與分辨率高頻探頭分辨率高，但穿透力弱；低頻探頭穿透力強(qiáng)，但分辨率低。超聲探頭030201高壓脈沖發(fā)生器產(chǎn)生高壓脈沖，驅(qū)動(dòng)壓電換能器發(fā)射超聲波。時(shí)間增益補(bǔ)償（TGC）補(bǔ)償超聲波在傳播過程中的衰減，使圖像均勻一致。接收放大器放大接收到的微弱回波信號(hào)，以便后續(xù)處理。超聲發(fā)射/接收電路A/D轉(zhuǎn)換將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，以便進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理。信號(hào)處理包括濾波、降噪、動(dòng)態(tài)范圍壓縮等，以提高圖像質(zhì)量。圖像處理通過算法對(duì)圖像進(jìn)行增強(qiáng)、偽彩、邊緣檢測(cè)等處理，提高診斷準(zhǔn)確性。圖像顯示將處理后的圖像顯示在監(jiān)視器上，供醫(yī)生觀察和診斷。信號(hào)處理與圖像顯示04超聲成像在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用確定胚胎著床位置，評(píng)估胚胎數(shù)量及胎心搏動(dòng)情況。孕早期檢查孕中期檢查孕晚期檢查測(cè)量胎兒生長(zhǎng)參數(shù)，評(píng)估胎兒生長(zhǎng)發(fā)育情況，篩查胎兒畸形。確定胎位、胎盤位置及成熟度，評(píng)估羊水量及胎兒宮內(nèi)安危。030201婦產(chǎn)科超聲檢查心臟結(jié)構(gòu)與功能評(píng)估觀察心臟大小、形態(tài)、結(jié)構(gòu)及功能，評(píng)估心臟收縮與舒張功能。心臟瓣膜病診斷觀察心臟瓣膜形態(tài)、結(jié)構(gòu)、活動(dòng)情況及血流情況，診斷心臟瓣膜病。先天性心臟病篩查篩查胎兒及新生兒先天性心臟病，如室間隔缺損、房間隔缺損等。心血管超聲檢查觀察肝臟大小、形態(tài)、結(jié)構(gòu)及血流情況，診斷肝炎、肝硬化、肝腫瘤等肝臟疾病。肝臟疾病診斷觀察膽囊大小、形態(tài)、結(jié)構(gòu)及膽汁流動(dòng)情況，診斷膽囊炎、膽結(jié)石等膽道系統(tǒng)疾病。膽道系統(tǒng)疾病診斷觀察胰腺大小、形態(tài)、結(jié)構(gòu)及血流情況，診斷胰腺炎、胰腺腫瘤等胰腺疾病。胰腺疾病診斷腹部超聲檢查觀察乳腺組織結(jié)構(gòu)及血流情況，診斷乳腺增生、乳腺炎、乳腺腫瘤等乳腺疾病。乳腺超聲檢查觀察甲狀腺大小、形態(tài)、結(jié)構(gòu)及血流情況，診斷甲狀腺炎、甲狀腺結(jié)節(jié)等甲狀腺疾病。甲狀腺超聲檢查觀察血管內(nèi)徑、血流速度及血流方向等情況，診斷動(dòng)脈硬化、血管狹窄等血管疾病。血管超聲檢查其他專科超聲檢查05超聲成像新技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)三維超聲成像技術(shù)通過連續(xù)掃描獲取物體的三維數(shù)據(jù)，經(jīng)過計(jì)算機(jī)重建得到三維圖像，提供更直觀、全面的診斷信息。四維超聲成像技術(shù)在三維超聲成像的基礎(chǔ)上，加入時(shí)間維度，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的三維圖像顯示，有助于觀察胎兒的運(yùn)動(dòng)和心臟跳動(dòng)等。三維/四維超聲成像技術(shù)彈性超聲成像技術(shù)彈性超聲成像原理利用超聲在組織中傳播速度與組織彈性相關(guān)的特性，通過測(cè)量超聲信號(hào)在組織中的傳播速度變化來反映組織的彈性信息。臨床應(yīng)用主要用于乳腺、甲狀腺等淺表器官的檢查，可輔助判斷病變的良惡性，提高診斷準(zhǔn)確性。超聲造影劑微泡型造影劑，通過靜脈注射進(jìn)入人體，增強(qiáng)血液的回聲信號(hào)，提高超聲圖像的對(duì)比度和分辨率。臨床應(yīng)用主要用于心臟、血管等部位的檢查，可清晰顯示血流情況，幫助醫(yī)生判斷血管狹窄、堵塞等病變。超聲造影技術(shù)隨著技術(shù)的進(jìn)步，未來超聲成像的分辨率和圖像質(zhì)量將得到進(jìn)一步提高。更高分辨率和圖像質(zhì)量便攜式超聲設(shè)備和無線傳輸技術(shù)的應(yīng)用將使得超聲檢查更加方便、快捷。便攜式和無線化未來發(fā)展趨勢(shì)與挑戰(zhàn)人工智能輔助診斷：結(jié)合人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化的超聲圖像分