第一章 超聲成像的緒論課件

第一章超聲成像的緒論醫(yī)學(xué)超聲學(xué)-原理與技術(shù)

第一章超聲成像的緒論第一章超聲成像的緒論第一章超聲成像的緒論超聲圖像PhotocourtesyPhilipsResearch

Ultrasoundexaminationduringpregnancy

第一章超聲成像的緒論第一章緒論1.熟悉超聲的定義、特性及產(chǎn)生機(jī)制4.了解超聲技術(shù)的發(fā)展及趨勢(shì)2.熟悉生物組織對(duì)入射聲束的作用

3.熟悉入射超聲對(duì)生物組織的作用

5.了解超聲診斷的安全性及注意事項(xiàng)

第一章超聲成像的緒論超聲第一章超聲成像的緒論蝙蝠利用超聲導(dǎo)航人們受到啟示聲吶探測(cè)海深、海底暗礁等探測(cè)魚群、潛艇位置等繪水下數(shù)千米地形圖仿生學(xué)第一章超聲成像的緒論直線傳播能量大2、超聲的特點(diǎn)：頻率高1、什么是超聲？高于20000Hz的聲音第一章超聲成像的緒論

醫(yī)學(xué)超聲的優(yōu)點(diǎn)

超聲波成像優(yōu)點(diǎn)無(wú)損傷，無(wú)痛苦，無(wú)電離輻射，可反復(fù)進(jìn)行，尤其適合軟組織診斷，有較高靈敏度和分辨率，是目前唯一能實(shí)時(shí)觀察心臟內(nèi)部結(jié)構(gòu)的臨床檢查方法。超聲波成像特點(diǎn)（1）有高的軟組織分辨力。（2）具有高度的安全性。（3）實(shí)時(shí)成像。超聲的應(yīng)用

（1）超聲檢驗(yàn)（2）超聲處理（3）基礎(chǔ)研究第一章超聲成像的緒論3、超聲的應(yīng)用：⑴超聲導(dǎo)航聲吶⑵穿透能力強(qiáng)①超聲診斷儀②金屬探傷儀⑶破碎能力強(qiáng)①殺菌、消毒②清洗精密零件③將不可混合液體混合如油和水⑷縮短種子發(fā)芽時(shí)間，提高發(fā)芽率；促進(jìn)植物生長(zhǎng)⑸超聲加工如金剛石、玻璃等⑹超聲除塵如煙囪里冒的黑煙第一章超聲成像的緒論醫(yī)學(xué)方面:1、超聲治牙2、超聲診斷儀（B超）3、人體內(nèi)結(jié)石擊碎4、超聲波加濕器（霧化）5、醫(yī)療器械殺菌、消毒第一章超聲成像的緒論

超聲成像發(fā)展史1917年法國(guó)人發(fā)明聲納20世紀(jì)40年代末，超聲用于醫(yī)學(xué)診斷（A型）20世紀(jì)50年代初，臨床使用腦回聲圖，M型超聲心動(dòng)圖20世紀(jì)50年代末，超聲多普勒技術(shù)20世紀(jì)60年代中，B型超聲超聲診斷儀20世紀(jì)80年代，雙功(duplex)聲像圖+多普勒頻譜20世紀(jì)90年代，新技術(shù)，三功(triplex)聲像圖+多普勒頻譜+彩色多普勒血流顯示，三維立體聲像圖及數(shù)字化第一章超聲成像的緒論由黑白灰階超聲成像發(fā)展到彩色多普勒超聲（ColourDoppler）諧波成像、組織多普勒成像等新型成像技術(shù)和各項(xiàng)新的超聲檢查技術(shù)（如腔內(nèi)超聲檢查、器官聲學(xué)造影檢查、介入超聲）逐漸應(yīng)用于臨床。由單純?cè)\斷發(fā)展到診斷與治療兩方面。目前超聲和X線-CT、磁共振與核醫(yī)學(xué)共同組成現(xiàn)代四大醫(yī)學(xué)影像技術(shù)。

超聲成像發(fā)展史第一章超聲成像的緒論

中國(guó)超聲成像發(fā)展史始于1958年秋，誕生地在上海，2008年超聲診斷50周年“上海市第六人民醫(yī)院-中國(guó)超聲診斷發(fā)源地”-衛(wèi)生部長(zhǎng)錢信中超聲診斷診斷與治療第一章超聲成像的緒論

醫(yī)學(xué)超聲設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)

一方面是價(jià)格低廉的便攜式超聲診斷儀大量進(jìn)入市場(chǎng)另一方面是向綜合化、自動(dòng)化、定量化和多功能等方向發(fā)展，介入超聲、全數(shù)字化電腦超聲成像、三維成像及超聲組織定性不斷取得進(jìn)展，使整個(gè)超聲設(shè)備和診斷技術(shù)呈現(xiàn)出持續(xù)發(fā)展的熱潮。

在探頭方面，新型材料、新式換能器不斷推出，如高頻探頭、腔體探頭、高密度探頭相繼問世，進(jìn)一步提高了超聲診斷設(shè)備的檔次與水平。第一章超聲成像的緒論超聲的定義、特性及產(chǎn)生機(jī)制一、定義

1.超聲

是一種機(jī)械波，其頻率在20千赫茲以上。

2.醫(yī)學(xué)診斷用超聲

頻率在2～10兆赫茲范圍的超聲。

3.超聲的特性

◆超聲波可在氣體、液體、固體等介質(zhì)中傳播

◆超聲波可以傳遞很強(qiáng)的能量

◆超聲波在傳播過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生反射、折射、散射、繞射、干涉等現(xiàn)象

◆超聲波在液體介質(zhì)中傳播時(shí)，會(huì)在界面產(chǎn)生沖擊和空化現(xiàn)象

第一章超聲成像的緒論超聲的定義、特性及產(chǎn)生機(jī)制二、超聲的傳播1.傳播速度（c）

由傳播介質(zhì)決定，不同人體組織器官的聲速不同，平均聲速為1540米/秒，其中空氣最?。?50米/秒），骨骼最大（3850米/秒）。2.超聲頻率（f）

由探頭中壓電材料決定，在2～10兆赫茲范圍。3.超聲波長(zhǎng)（λ）

超聲波長(zhǎng)與聲速和頻率滿足關(guān)系式：第一章超聲成像的緒論超聲的定義、特性及產(chǎn)生機(jī)制三、超聲聲束的空間分布

1.聲束

在一個(gè)有限的立體角內(nèi)傳播的超聲

。2.聲軸

聲束的中心線。3.近程區(qū)

靠近探頭區(qū)域，聲束等寬

4.遠(yuǎn)程區(qū)

遠(yuǎn)離探頭區(qū)域，聲束發(fā)散第一章超聲成像的緒論超聲的定義、特性及產(chǎn)生機(jī)制

超聲聲束空間分布示意圖第一章超聲成像的緒論

超聲與生物組織間的相互作用一、生物組織對(duì)入射超聲的作用

（一）兩個(gè)基本概念

◆聲特性阻抗介質(zhì)的密度(ρ)與聲速(c)的乘積，不同組織的聲特性阻抗不一樣。

◆界面

兩種具有不同聲阻抗的介質(zhì)的接觸面。大界面：界面尺寸大于超聲波長(zhǎng)小界面：界面尺寸小于超聲波長(zhǎng)第一章超聲成像的緒論

超聲與生物組織間的相互作用

（二）反射與折射

入射聲束與大界面的作用◆三個(gè)條件方向、截面、角度

◆全反射

兩種介質(zhì)的聲速關(guān)系入射角度◆界面的反射信號(hào)是聲像圖的主要組成部分第一章超聲成像的緒論超聲與生物組織間的相互作用

（三）散射

入射聲束與小界面的作用◆散射回聲強(qiáng)度低

（四）繞射

入射聲束與界面（界面尺寸與超聲波長(zhǎng)大小相當(dāng)）的作用◆繞射使入射聲束發(fā)生方向偏轉(zhuǎn)第一章超聲成像的緒論超聲與生物組織間的相互作用abD

（五）衰減

由于組織對(duì)超聲的吸收造成聲能的減小。

◆不同組織，吸收系數(shù)不同，衰減程度不同；◆相同組織，入射深度越大，衰減越大；

◆相同組織，入射超聲頻率越高，衰減越大。

第一章超聲成像的緒論超聲與生物組織間的相互作用二、入射超聲對(duì)生物組織的作用超聲的生物效應(yīng)

當(dāng)一定劑量的超聲波在生物體內(nèi)傳播時(shí)，通過(guò)超聲與生物組織的相互作用，可以引起生物體的功能、結(jié)構(gòu)或狀態(tài)的變化

1.熱機(jī)制

超聲聲能轉(zhuǎn)換成生物組織的熱能第一章超聲成像的緒論

超聲與生物組織間的相互作用

2.機(jī)械機(jī)制

超聲聲能轉(zhuǎn)換成生物組織的機(jī)械能

3.空化機(jī)制

超聲聲能使生物組織中的氣泡活性改變低聲強(qiáng)長(zhǎng)時(shí)間作用以熱機(jī)制為主高聲強(qiáng)短時(shí)間作用以空化機(jī)制為主第一章超聲成像的緒論超聲的定義、特性及產(chǎn)生機(jī)制二、超聲的產(chǎn)生與接收

1.壓電效應(yīng)

是電能與聲能相互轉(zhuǎn)換的過(guò)程。2.超聲的產(chǎn)生

電場(chǎng)作用到特定的材料兩端引起振動(dòng)，在周圍介質(zhì)中傳播形成超聲，是逆壓電效應(yīng)過(guò)程。3.超聲的接收

聲場(chǎng)作用到特定的材料兩端產(chǎn)生電位差，通過(guò)接收器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，是正壓電效應(yīng)過(guò)程。

第一章超聲成像的緒論超聲的定義、特性及產(chǎn)生機(jī)制

4.壓電材料

能夠產(chǎn)生壓電效應(yīng)的材料。

◆無(wú)機(jī)材料主要包括鈦酸鋇、鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛等。

◆有機(jī)材料

主要由聚偏氟乙烯（PVDF）構(gòu)成，材料聲阻抗與人體接近。

◆混合材料

由壓電陶瓷和有機(jī)壓電材料混合構(gòu)成，機(jī)電耦合系數(shù)大，適宜制作寬帶換能器。第一章超聲成像的緒論超聲的定義、特性及產(chǎn)生機(jī)制

5.換能器（探頭）

◆結(jié)構(gòu)

面材、壓電材料、背材

，核心是壓電材料。

◆種類

體表檢查用探頭；手術(shù)用探頭；體腔檢查用探頭。

第一章超聲成像的緒論超聲診斷的安全性及注意事項(xiàng)三、超聲診斷的安全性及注意事項(xiàng)

1.超聲強(qiáng)度的計(jì)算方式空間平均時(shí)間平均；空間峰值時(shí)間平均；為多個(gè)國(guó)家和組織采用空間平均時(shí)間峰值；空間峰值時(shí)間峰值。2.安全聲強(qiáng)（美國(guó)FDA，我國(guó)超聲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)推薦）

空間峰值時(shí)間平均聲強(qiáng)：小于100毫瓦/平方厘米第一章超聲成像的緒論超聲