超聲診斷物理特性及超聲偽像

1、整理課件整理課件l超聲醫(yī)學(xué)：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(chǔ)，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(jià)臟器的位置、解剖結(jié)構(gòu)、血流動力學(xué)和功能變化，還可以輔助完成多種介入性治療。整理課件超 聲 醫(yī) 學(xué) Ultrasonic medicineUltrasonic medicine超 聲 治 療 Ultrasonic therapyUltrasonic therapy超 聲 診 斷Ultrasonic diagnosisUltrasonic diagnosis整理課件l1.解剖學(xué)檢查 l2.血流動力學(xué)檢查l3.功能性檢查l4.介入性超聲整理課件l1.無放射性損傷，可視為

2、無創(chuàng)檢查l2.準(zhǔn)確性，超聲解剖與人體解剖結(jié)構(gòu)一致l3.實(shí)時(shí)動態(tài)顯示l4.便捷、所占空間小，可移動l5.經(jīng)濟(jì)性，費(fèi)用較低l6.及時(shí)報(bào)告結(jié)果，短時(shí)間內(nèi)可重復(fù)檢查l7.與受檢者面對面，可及時(shí)了解病人信息l8.高度的操作者及儀器依賴性整理課件19501950s As A型型 ( (A-mode)A-mode) 回聲圖回聲圖 ( (echogram)echogram)1960s M1960s M型型 ( (M-mode)M-mode) M M型超聲心動圖型超聲心動圖 ( (M-mode echocardiograph)M-mode echocardiograph)1970s B1970s B型型 ( (

3、B-mode)B-mode) 聲像圖聲像圖 ( (sonograph , ultrasonograph)sonograph , ultrasonograph)1980s 1980s 雙功雙功( ( duplex) duplex) 聲像圖聲像圖 + + 多普勒頻譜多普勒頻譜 ( (sonograph + Doppler spectrum)sonograph + Doppler spectrum) 1990s 1990s 三功三功( (triplex) triplex) 聲像圖聲像圖+ +多普勒頻譜多普勒頻譜+ +彩色多普勒血流顯示彩色多普勒血流顯示 ( (sonograph + Doppler

4、spectrum+ colour Doppler flow image CDFI)sonograph + Doppler spectrum+ colour Doppler flow image CDFI)1990s 1990s 三維三維 立體聲像圖立體聲像圖 (3 (3 diamentions)diamentions)整理課件l1.超聲造影l(fā)2.介入超聲l3.組織多普勒技術(shù)l4.彈性成像技術(shù)l5.血管內(nèi)超聲l6.超聲組織諧波成像l7.其他，應(yīng)變與應(yīng)變率、斑點(diǎn)追蹤等整理課件超聲的物理特性超聲的物理特性超聲是機(jī)械波，具有波長（超聲是機(jī)械波，具有波長（）、）、頻率（頻率（f f）和傳播速度和傳播速度

5、（）（） f f整理課件超聲的定義：超聲為一種高頻振動的機(jī)械超聲的定義：超聲為一種高頻振動的機(jī)械波，其頻率超過人耳能聽到的聲波頻率的波，其頻率超過人耳能聽到的聲波頻率的上限。上限。人耳可以聽到的聲波頻率：人耳可以聽到的聲波頻率：2020000Hz （20KHz）超聲的頻率：超聲的頻率：20000Hz（20KHz）常用的診斷用超聲頻率：常用的診斷用超聲頻率：2.210MHz整理課件超聲的速度（超聲的速度（c）在不同的組織中的傳播速度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。質(zhì)中其聲速也會發(fā)生改變。一般說

6、，固體物含量多，聲速高；含水多，聲速低；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。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：根據(jù)超聲的傳播速度，把人體組織分為三類： 1，軟組織，軟組織 2，骨與軟骨，骨與軟骨 3，含氣臟器，含氣臟器整理課件超聲的波長（超聲的波長（ ）=c/f在同一介質(zhì)中，聲速恒定，頻率與波長的關(guān)系在同一介質(zhì)中，聲速恒定，頻率與波長的關(guān)系成反比成反比整理課件聲波的發(fā)射：將電脈沖轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動，也即將聲波的發(fā)射：將電脈沖轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動，也即將電能轉(zhuǎn)換成聲能逆壓電效應(yīng)電能轉(zhuǎn)換成聲能逆壓電效應(yīng)聲波的接收：將機(jī)械振動（聲能）轉(zhuǎn)換

7、成電脈沖聲波的接收：將機(jī)械振動（聲能）轉(zhuǎn)換成電脈沖（電能）正壓電效應(yīng)（電能）正壓電效應(yīng)聲波的接收聲波的接收聲波的發(fā)射聲波的發(fā)射換能器（其主要材換能器（其主要材料為壓電晶體）料為壓電晶體）整理課件3.5MHz凸陣探頭凸陣探頭7.5MHz線陣探頭線陣探頭3.5MHz扇形探頭扇形探頭穿刺探頭穿刺探頭腔內(nèi)探頭腔內(nèi)探頭術(shù)中探頭術(shù)中探頭整理課件聲場：探頭發(fā)射的超聲所能達(dá)到的最大深度及其聲場：探頭發(fā)射的超聲所能達(dá)到的最大深度及其 周圍的空間范圍周圍的空間范圍近場：靠近探頭的部分，聲束比較平行近場：靠近探頭的部分，聲束比較平行遠(yuǎn)場：遠(yuǎn)離探頭的部分，聲束開始擴(kuò)散遠(yuǎn)場：遠(yuǎn)離探頭的部分，聲束開始擴(kuò)散聲束：超聲所經(jīng)過

8、的空間聲束：超聲所經(jīng)過的空間束寬：聲束橫斷面的直徑束寬：聲束橫斷面的直徑聲軸：代表聲束主方向的中心軸線聲軸：代表聲束主方向的中心軸線近場近場遠(yuǎn)場遠(yuǎn)場聲軸聲軸整理課件超聲診斷中重要技術(shù)指標(biāo)。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(xì)小目標(biāo)的能力。分類： 軸向分辨力 axial resolution 側(cè)向分辨力 lateral resolution 橫向分辨力 transverse resolution（國內(nèi)誤稱厚度分辨力）整理課件側(cè)向分辨力側(cè)向分辨力橫向分辨力（厚度）橫向分辨力（厚度）軸向分辨力軸向分辨力整理課件密度密度聲速聲速聲特性阻抗（聲特性阻抗（Z） 密度與聲速

9、的乘積密度與聲速的乘積 Z c （ ：密度密度 c :聲速聲速 ）界面界面 不同聲阻抗組織之間形成的接觸面不同聲阻抗組織之間形成的接觸面 大界面：大界面：波長波長 小界面：小界面：波長波長整理課件指向性：當(dāng)聲源直徑大于在人體中傳播指向性：當(dāng)聲源直徑大于在人體中傳播的波長時(shí)，此時(shí)聲束具有指向性的波長時(shí)，此時(shí)聲束具有指向性可以用聲源直徑（可以用聲源直徑（D）與波長（與波長（ ）比值比值衡量衡量 D/ 10,指向性差；指向性差； D/ 20，指向性指向性好好整理課件人體組織對入射超聲可產(chǎn)生多種物理現(xiàn)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象，表現(xiàn)為聲像圖的各種特征整理課件 超超

10、聲聲 散散 射射 scatteringscattering 反反 射射reflectionreflection 折折 射射refractionrefraction 衍衍 射射difrationdifration全反射全反射total reflectiontotal reflection 衰衰 減減attenuationattenuation 會會 聚聚convergenceconvergence人體組織對入射超聲的作用人體組織對入射超聲的作用 H人人 U M A N體體 B O D Y U L T R A S O U N D 發(fā)發(fā) 散散 divergencedivergence多普勒效應(yīng)多普勒

11、效應(yīng) Doppler effectDoppler effect整理課件提示了臟器內(nèi)部細(xì)提示了臟器內(nèi)部細(xì)小結(jié)構(gòu)的回聲信息，小結(jié)構(gòu)的回聲信息，是超聲成像研究內(nèi)是超聲成像研究內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重要依據(jù)部結(jié)構(gòu)的重要依據(jù)整理課件2、反射：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（守斯涅爾（Snell）定律：定律：1.入射和反射回聲在同一入射和反射回聲在同一平面上；平面上；2.入射聲束與反射聲束在法線的兩側(cè)；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入射角與反射角相等 反射的能量大小取決于界面兩反射的能量大小取決于界面兩側(cè)介質(zhì)的聲特性阻抗

12、差。相差側(cè)介質(zhì)的聲特性阻抗差。相差越大，反射率越大，當(dāng)大到一越大，反射率越大，當(dāng)大到一定程度可造成超聲能量的全部定程度可造成超聲能量的全部反射，不再達(dá)到深部組織；相反射，不再達(dá)到深部組織；相反，如果差值較小，反射則較反，如果差值較小，反射則較少，大部分超聲能量透射到深少，大部分超聲能量透射到深部組織，反射能量較低時(shí)可造部組織，反射能量較低時(shí)可造成圖像上不能顯示成圖像上不能顯示整理課件3、折射：折射： 入射聲束遇到大界面其兩側(cè)介質(zhì)的傳播速度不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(shí)，產(chǎn)生同，聲束在經(jīng)過這些組織間的大界面時(shí)，產(chǎn)生聲束前進(jìn)方向的改變。折射角與入射角的

13、正弦聲束前進(jìn)方向的改變。折射角與入射角的正弦比值與界面兩側(cè)的聲速比值相等比值與界面兩側(cè)的聲速比值相等 sina/sinb=c1/c2整理課件4、全反射：全反射：如第二介質(zhì)中的聲速大于第一介如第二介質(zhì)中的聲速大于第一介質(zhì)，則折射角大于入射角。入射角增大至某一質(zhì)，則折射角大于入射角。入射角增大至某一角度時(shí)，可使折射角等于角度時(shí)，可使折射角等于90，即折射聲束與，即折射聲束與界面平行。此時(shí)的入射角名：臨界角。入射角界面平行。此時(shí)的入射角名：臨界角。入射角大于臨界角時(shí)，折射聲束完全返回至第一介質(zhì)，大于臨界角時(shí)，折射聲束完全返回至第一介質(zhì)，稱為全反射。稱為全反射。整理課件整理課件正頻移正頻移負(fù)頻移負(fù)頻移

14、整理課件混響效應(yīng)混響效應(yīng) 聲束掃查體內(nèi)平滑大界面時(shí)，部分聲能量返回聲束掃查體內(nèi)平滑大界面時(shí)，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，探頭表面之后，又與探頭的平滑面再次反射，又第二次進(jìn)入體內(nèi)，形成多次反射?；祉懶?yīng)又第二次進(jìn)入體內(nèi)，形成多次反射?；祉懶?yīng)多見膀胱前壁及膽囊底，大囊腫前壁。多見膀胱前壁及膽囊底，大囊腫前壁。整理課件整理課件 聲束在傳播途徑中，遇到一層甚薄的液體層，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(qiáng)的反射界面為條件，通常在且液體下方有極強(qiáng)的反射界面為條件，通常在胃腸道及肺部。胃腸道及肺部。整理課件整理課件 聲束遇到深部的平滑鏡面時(shí)，鏡面把聲波聲束遇

15、到深部的平滑鏡面時(shí)，鏡面把聲波反射到與之接近的界面，靶標(biāo)的反射回聲沿原反射到與之接近的界面，靶標(biāo)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。顯示形態(tài)相似的聲像圖。整理課件整理課件 大界面回聲具明顯的角度依賴現(xiàn)象。入射大界面回聲具明顯的角度依賴現(xiàn)象。入射角較大時(shí)，回聲轉(zhuǎn)向他側(cè)不復(fù)回探頭，則產(chǎn)生角較大時(shí)，回聲轉(zhuǎn)向他側(cè)不復(fù)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)壁不能纖維包膜，超聲可顯示其前后壁，但側(cè)壁不能顯示。顯示。整理課件l發(fā)生于圓形病灶

16、周圍有纖維包膜（聲速較軟組織高）情況下，當(dāng)入射角大于臨界角時(shí)產(chǎn)生全反射現(xiàn)象，從而導(dǎo)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。整理課件整理課件 聲束在傳播過程中必然隨深度的增加而不斷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(bǔ)償（加入深度增益補(bǔ)償（DGC）調(diào)節(jié)系統(tǒng)。后壁增強(qiáng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。后壁增強(qiáng)效應(yīng)是指在常規(guī)調(diào)節(jié)的效應(yīng)是指在常規(guī)調(diào)節(jié)的DGC系統(tǒng)下所發(fā)生的圖像系統(tǒng)下所發(fā)生的圖像顯示效應(yīng)。顯示效應(yīng)。整理課件整理課件 指在常規(guī)指在常規(guī)DGC正補(bǔ)償調(diào)節(jié)后，在組織內(nèi)病灶正補(bǔ)償調(diào)節(jié)后，在組織內(nèi)