超聲基礎(chǔ)超聲基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課件ppt

1、超聲基礎(chǔ)超 聲 檢 查(ultrasonic examination) 利用超聲波的物理特性和人體器官組織聲學(xué)特性相互作用后產(chǎn)生的信息，并將其接收、放大和信息處理后形成圖形(聲像圖、血流流道圖)、曲線(M型心動(dòng)圖、頻譜曲線)或其他數(shù)據(jù)，借此進(jìn)行疾病診斷的檢查方法，簡(jiǎn)稱USG(ultrasonography )檢查法。 物體的機(jī)械性振動(dòng)在具有質(zhì)點(diǎn)和彈性的媒介中傳播，且引起人耳感覺(jué)的波動(dòng)為聲波。20000Hz：超聲波 (ultrasound)定 義 超 聲 的 物 理 基 礎(chǔ) 超過(guò)人耳聽閾上限的聲波，即大于20千赫的稱超聲波（Ultrasonic wave）簡(jiǎn)稱超聲，臨床常用的超聲頻率在210 M

2、Hz之間。超 聲 波 的 定 義 超 聲 透 射transmission 反 射reflection 折 射refraction 衍 射difration 散 射scattering 衰 減attenuation 吸 收absorption H U M A N B O D Y U L T R A S O U N DUltrasonic diagnostics逆壓電效應(yīng)(發(fā)生) 正壓電效應(yīng)(接收) 在交變電場(chǎng)的作用導(dǎo)致厚度的交替改變從而產(chǎn)生聲振動(dòng)，即由電能轉(zhuǎn)變?yōu)槁暷堋?。- 。+。 。 。- 。+ 由聲波的壓力變化使壓電晶體兩端的電極隨聲波的壓縮(正壓)與弛張(負(fù)壓)發(fā)生負(fù)電位交替變化。超 聲

3、的 發(fā) 生 在交變電場(chǎng)的作廠導(dǎo)致厚度的交替改變從而產(chǎn)生聲振動(dòng)，即由電能轉(zhuǎn)變?yōu)槁暷苣鎵弘娦?yīng)(Inverse Piezoelectric effect) 由聲波的壓力變化使壓電晶體兩端的電極隨聲波的壓縮(正壓)與弛張(負(fù)壓)發(fā)生負(fù)電位交替變化正壓電效應(yīng)(Piezoelectric effect ) 利用逆壓電效應(yīng)將電能轉(zhuǎn)換成超聲能發(fā)射超聲，利用正壓電效應(yīng)將超聲能量轉(zhuǎn)換成電能接收超聲。超聲的物理特性具有波長(zhǎng)（）、頻率（f）和傳播速度（） f超聲是機(jī)械波超聲的物理特性超聲的頻率單位為赫茲（Herze, Hz）診斷用的超聲頻率在2.5MHz - 20,0MHz 常用的3.5MHz - 5.0MHz其單

4、位用兆赫（Mega Herze, MHz） 超聲的物理特性 界面（interface）為兩種不同聲阻抗介質(zhì)的接觸面。 聲阻抗（acoustic impedance）為該介質(zhì)的密度 （）和聲速 （C）的乘積 Z = C當(dāng)Z1與Z2相差0.1%時(shí)即有回聲反射 超聲的物理特性聲阻抗（acoustic impedance） Z1 = 1 C1 Z2 = 2 C2 超聲的物理特性 超聲在介質(zhì)(medium)中傳播遇到界面(interface)會(huì)有反射、折射、散射和繞射。 interfaceSini C1Sint C2=Diffraction 衍射或稱繞射 超聲的物理特性聲衍射（聲繞射 ） 由于介質(zhì)中有障

5、礙物或介質(zhì)不連續(xù)性的存在，超聲波在介質(zhì)內(nèi)傳播過(guò)程中，繞過(guò)障礙物界面的邊緣，繼續(xù)向前傳播，這種現(xiàn)象稱為聲波的繞射。繞射取決于障礙物與聲束邊緣間距離。在間距為12時(shí)，產(chǎn)生繞射。 Scattering 散射 超聲的物理特性聲散射 超聲波在介質(zhì)中傳播過(guò)程中，如遇到小界面D 遠(yuǎn)小于聲波波長(zhǎng)的聲阻抗界面時(shí)，則接收入射聲束中能量并成為新的二次聲源，使得聲波能量向四面八方發(fā)射，這種現(xiàn)象稱為聲波的散射 聲衰減（Acoustic attenuation） 聲波在介質(zhì)內(nèi)傳播過(guò)程中，隨著傳播距離的增大，聲波的能量逐漸減少，這一現(xiàn)象稱為聲衰減。 聲吸收（Acoustic absorption， Sound absorp

6、tion） 吸收是聲波在人體內(nèi)傳播或反射的過(guò)程中，由于體內(nèi)組織的特性使聲能耗失，耗失的能量轉(zhuǎn)換為熱能的現(xiàn)象。 A- mode A型Amplitude mode 回聲以波型顯示型儀 幅度調(diào)制型 以波幅的高低代表界面反射信號(hào)的強(qiáng)弱。 反射強(qiáng)，波幅高。 反射弱，波幅低。 目前巳基本淘汰Brightness mode 輝度調(diào)制型 以不同輝度光點(diǎn)反射信號(hào)的強(qiáng)弱。 反射強(qiáng)則亮，反射弱則暗。 采用多聲束連續(xù)掃描，顯示臟器的二維圖像，是目前使用最為廣泛的超聲診斷法。 B超圖像由不同亮度的像素構(gòu)成，像素亮度由反射回聲的強(qiáng)弱所決定。黑色：沒(méi)有反射灰色：中等反射白色：反射較強(qiáng) 像素在屏幕上形成不同亮度的層次，既為灰

7、階?；译A（Gray scale）Motion mode B 型的一種變異型：系在水平偏轉(zhuǎn)板上加入一對(duì)慢掃描鋸齒波，使回聲光點(diǎn)沿水平方向掃描，代表時(shí)間。保留原來(lái)的深度掃描線以單聲束取樣獲得活動(dòng)界面回聲，再以慢掃描方式將某活動(dòng)界面展開“距離-時(shí)間”曲線 由于探頭位置固定，心臟有規(guī)律地收縮和舒張，心臟各層組織和探頭間的距離便發(fā)生節(jié)律性的改變。隨著水平方向的慢掃描，便把心臟各層組織的回聲展開成曲線，即為M型超聲心動(dòng)圖M型超聲心動(dòng)圖多普勒效應(yīng)（Doppler effect） 聲源與物體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，頻率增高。聲源與物體作背向運(yùn)動(dòng)時(shí)，頻率減低。這種聲波頻率變化的現(xiàn)象為多普勒效應(yīng)。 多普勒頻移(Dopple

8、r Shift)多 普 勒 效 應(yīng)Doppler effect 利用聲波的多普勒效應(yīng)，使用多種方式顯示多普勒頻移，從而對(duì)疾病作出診斷 生理性 病理性 無(wú)回聲型 液性無(wú)回聲 膽汁 胸腹水 衰減性無(wú)回聲 骨骼后方 纖維化后方 均質(zhì)性無(wú)回聲 淋巴結(jié) 淋巴瘤 低回聲型 心肌 甲減 強(qiáng)回聲型 包膜 葡萄胎 全反射型 氣體人體組織的反射類型 衰減性無(wú)回聲(Echo free of the attenuation) 多普勒效應(yīng) (Doppler effect) fd = f fo = 2v f o Cos / C f d = fd 為頻移,fo 為入射超聲頻率V 為活動(dòng)物體的速度(血流速度)C 為介質(zhì)的聲速

9、Cos為移動(dòng)方向與聲軸方向的角度余弦 即(血流方向與聲束探測(cè)方向間的角度余弦)均質(zhì)性無(wú)回聲 淋巴瘤B mode 型 Brightness mode回聲以光點(diǎn)顯示,二維空間展開,成為斷面圖像。M mode M型Time motion mode回聲以光點(diǎn)顯示，采用時(shí)間展開，形成波群曲線。 mode 型Doppler mode頻譜顯示超聲射向流動(dòng)的紅細(xì)胞，接收到紅細(xì)胞散射回聲，提取Doppler shift （多普勒頻移）,經(jīng)處理，形成頻譜顯示。頻譜在 base line以上者為迎向探頭的血流，base line以下者為離開探頭的血流。base line彩 色 多 普 勒 血 流 顯 示Color

10、Doppler Flow Imaging CDFI 用自相關(guān)處理提取到的多普勒信息,再用偽彩色編碼,形成彩色血流圖像,疊加到二維聲像圖上,形成彩色多普勒血流圖。彩 色 多 普 勒 血 流 顯 示 Color Doppler Flow Imaging CDFI動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)彩 色 多 普 勒 血 流 顯 示 Color Doppler Flow Imaging CDFI動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)彩 色 能 量 圖 Color Doppler energy 把提取紅細(xì)胞散射的多普勒信息，用積分法處理。 彩色圖像也疊加在二維聲像圖上。 此法與紅細(xì)胞散射的能量強(qiáng)度有關(guān)，與頻移無(wú)關(guān)， 故無(wú)方向性，不存在混疊。 無(wú)回聲區(qū) ech

11、o free area 低回聲區(qū) hypoechoic area 等回聲區(qū) isoechoic area 高回聲區(qū) hyperechoic area 強(qiáng)回聲 strong echo 透聲區(qū) sonolucent聲 像 圖 的 閱 讀偽像又稱偽差（Artifact） 超聲成像中可出現(xiàn)多種形式的偽差。其成因多與超聲的物理特性有關(guān)，有的與儀器設(shè)計(jì)性能及調(diào)節(jié)有關(guān)，有的與人體生理或病理等情況有關(guān)。 混響偽像(reverberations) 鏡面型大界面如其兩側(cè)聲阻抗差別較大，而第一界面中物質(zhì)的衰減甚小或厚度甚小時(shí)最易發(fā)生。 混響偽像(reverberations)多次內(nèi)部混響 (multiple int

12、ernal reverberations) 超聲在靶(target)內(nèi)部來(lái)回反射，形成彗尾征(comet tail sign)，利用子宮內(nèi)彗尾征可以識(shí)別金屬節(jié)育環(huán)的存在。部分容積效應(yīng)(partial volume effect) 因聲束寬度太寬，把鄰近靶區(qū)結(jié)構(gòu)的回聲一并顯示在聲像圖上。旁瓣偽像(side lobe artifact)由超聲束的旁瓣回聲造成，在結(jié)石等強(qiáng)回聲兩側(cè)出現(xiàn)聲影(acoustic shadow) 有強(qiáng)反射或聲衰減甚大的靶存在，使超聲能量急劇減弱或消失，致其后方?jīng)]有超聲到達(dá)，當(dāng)然也檢測(cè)不到回聲，稱為聲影，聲影可以作為結(jié)石、鈣化和骨骼等存在的診斷依據(jù)。后方回聲增強(qiáng)(enhancement of behind echo) 當(dāng)病灶或靶的聲衰減甚小時(shí)，其后方回聲將強(qiáng)于同等深度的周圍回聲，稱為后方回聲增強(qiáng)，囊腫和其他液性結(jié)構(gòu)的后方會(huì)出現(xiàn)回聲增強(qiáng)，可利用它作鑒別診斷。折 射 聲 影(refractive shadow) 有時(shí)在球形結(jié)構(gòu)的兩側(cè)壁后方會(huì)各出現(xiàn)一條細(xì)狹的聲影，稱為折射聲影，這是因?yàn)槌曊凵洌购蠓接幸恍^(qū)失照射，沒(méi)有回聲所致，不可誤為結(jié)石或鈣化。鏡 面 偽 像 在良好平