超聲基礎(chǔ)專題講座

1、超聲基礎(chǔ)第1頁超 聲 檢 查(ultrasonic examination) 利用超聲波物理特征和人體器官組織聲學特征相互作用后產(chǎn)生信息，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型心動圖、頻譜曲線)或其它數(shù)據(jù)，借此進行疾病診療檢驗方法，簡稱USG(ultrasonography )檢驗法。第2頁 物體機械性振動在含有質(zhì)點和彈性媒介中傳輸，且引發(fā)人耳感覺波動為聲波。0Hz：超聲波 (ultrasound)定 義 超 聲 物 理 基 礎(chǔ)第3頁 超出人耳聽閾上限聲波，即大于20千赫稱超聲波（Ultrasonic wave）簡稱超聲，臨床慣用超聲頻率在2.510 MHz之間

2、。超 聲 波 定 義第4頁 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第5頁逆壓電效應(發(fā)生) 正壓電效應(接收) 在交變電場作用造成厚度交替改變從而產(chǎn)生聲振動，即由電能轉(zhuǎn)變?yōu)槁暷堋?。- 。+。 。 。- 。+ 由聲波壓力改變使壓電晶體兩端電極隨聲波壓縮(正壓)與弛張(負壓)發(fā)生負電位交替改變。超 聲 發(fā) 生第6

3、頁 在交變電場作廠造成厚度交替改變從而產(chǎn)生聲振動，即由電能轉(zhuǎn)變?yōu)槁暷苣鎵弘娦?Inverse Piezoelectric effect) 第7頁 由聲波壓力改變使壓電晶體兩端電極隨聲波壓縮(正壓)與弛張(負壓)發(fā)生負電位交替改變正壓電效應(Piezoelectric effect )第8頁 利用逆壓電效應將電能轉(zhuǎn)換成超聲能發(fā)射超聲，利用正壓電效應將超聲能量轉(zhuǎn)換成電能接收超聲。第9頁超聲物理特征含有波長（）、頻率（f）和傳輸速度（） f超聲是機械波第10頁超聲物理特征超聲頻率單位為赫茲（Herze, Hz）診療用超聲頻率在2.5MHz - 10MHz 最慣用3.5MHz - 5MHz其單位用兆

4、赫（Mega Herze, MHz）第11頁 超聲物理特征 界面（interface）為兩種不一樣聲阻抗介質(zhì)接觸面。 聲阻抗（acoustic impedance）為該介質(zhì)密度 （）和聲速 （C）乘積 Z = C第12頁當Z1與Z2相差0.1%時即有回聲反射 超聲物理特征聲阻抗（acoustic impedance） Z1 = 1 C1 Z2 = 2 C2第13頁 超聲物理特征 超聲在介質(zhì)(medium)中傳輸碰到界面(interface)會有反射、折射、散射和繞射。 interfaceSini C1Sint C2=第14頁Diffraction 衍射或稱繞射 超聲物理特征第15頁聲衍射（聲繞

5、射 ） 因為介質(zhì)中有障礙物或介質(zhì)不連續(xù)性存在，超聲波在介質(zhì)內(nèi)傳輸過程中，繞過障礙物界面邊緣，繼續(xù)向前傳輸，這種現(xiàn)象稱為聲波繞射。繞射取決于障礙物與聲束邊緣間距離。在間距為12時，產(chǎn)生繞射。 第16頁 Scattering 散射 超聲物理特征第17頁聲散射 超聲波在介質(zhì)中傳輸過程中，如碰到小界面D 遠小于聲波波長聲阻抗界面時，則接收入射聲束中能量并成為新二次聲源，使得聲波能量向四面八方發(fā)射，這種現(xiàn)象稱為聲波散射 第18頁聲衰減（Acoustic attenuation） 聲波在介質(zhì)內(nèi)傳輸過程中，伴隨傳輸距離增大，聲波能量逐步降低，這一現(xiàn)象稱為聲衰減。 第19頁聲吸收（Acoustic absor

6、ption， Sound absorption） 吸收是聲波在人體內(nèi)傳輸或反射過程中，因為體內(nèi)組織特征使聲能耗失，耗失能量轉(zhuǎn)換為熱能現(xiàn)象。 第20頁A- mode A型Amplitude mode 回聲以波型顯示型儀 幅度調(diào)制型 以波幅高低代表界面反射信號強弱。 反射強，波幅高。 反射弱，波幅低。 當前巳基本淘汰第21頁 B超圖像由不一樣亮度像素組成，像素亮度由反射回聲強弱所決定。黑色：沒有反射灰色：中等反射白色：反射較強 像素在屏幕上形成不一樣亮度層次，既為灰階。灰階（Gray scale）第22頁Brightness mode 輝度調(diào)制型 以不一樣輝度光點反射信號強弱。 反射強則亮，反射弱

7、則暗。 采取多聲束連續(xù)掃描，顯示臟器二維圖像，是當前使用最為廣泛超聲診療法。第23頁 因為探頭位置固定，心臟有規(guī)律地收縮和舒張，心臟各層組織和探頭間距離便發(fā)生節(jié)律性改變。伴隨水平方向慢掃描，便把心臟各層組織回聲展開成曲線，即為M型超聲心動圖第24頁M型超聲心動圖第25頁多普勒效應（Doppler effect） 聲源與物體作相對運動時，頻率增高。聲源與物體作背向運動時，頻率減低。這種聲波頻率改變現(xiàn)象為多普勒效應。 多普勒頻移(Doppler Shift)第26頁多 普 勒 效 應Doppler effect 第27頁多普勒效應 (Doppler effect) fd = f fo = 2v f

8、 o Cos / C f d = fd 為頻移,fo 為入射超聲頻率V 為活動物體速度(血流速度)C 為介質(zhì)聲速Cos為移動方向與聲軸方向角度余弦 即(血流方向與聲束探測方向間角度余弦)第28頁利用聲波多普勒效應，使用各種方式顯示多普勒頻移，從而對疾病作出診療第29頁B mode 型 Brightness mode回聲以光點顯示,二維空間展開,成為斷面圖像。第30頁M mode M型Time motion mode回聲以光點顯示，采取時間展開，形成波群曲線。第31頁 mode 型Doppler mode頻譜顯示超聲射向流動紅細胞，接收到紅細胞散射回聲，提取Doppler shift （多普勒頻

9、移）,經(jīng)處理，形成頻譜顯示。頻譜在 base line以上者為迎向探頭血流，base line以下者為離開探頭血流。base line第32頁彩 色 多 普 勒 血 流 顯 示Color Doppler Flow Imaging CDFI 用自相關(guān)處理提取到多普勒信息,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。第33頁彩 色 多 普 勒 血 流 顯 示 Color Doppler Flow Imaging CDFI動態(tài)實時第34頁彩 色 多 普 勒 血 流 顯 示 Color Doppler Flow Imaging CDFI動態(tài)實時第35頁彩 色 能 量 圖

10、 Color Doppler energy 把提取紅細胞散射多普勒信息，用積分法處理。 彩色圖像也疊加在二維聲像圖上。 此法與紅細胞散射能量強度相關(guān)，與頻移無關(guān)， 故無方向性，不存在混疊。第36頁 無回聲區(qū) echo free area 低回聲區(qū) hypoechoic area 等回聲區(qū) isoechoic area 高回聲區(qū) hyperechoic area 強回聲 strong echo 透聲區(qū) sonolucent聲 像 圖 閱 讀第37頁 生理性 病理性 無回聲型 液性無回聲 膽汁、尿液 胸腹水 衰減性無回聲 骨骼后方 結(jié)石后方 均質(zhì)性無回聲 淋巴結(jié) 淋巴瘤 低回聲型 皮下脂肪 甲減等

11、回聲型 實質(zhì)臟器（肝脾等） 一些占位 強回聲型 包膜、骨骼 結(jié)石 全反射型 氣體人體組織反射類型 第38頁衰減性無回聲(Echo free of the attenuation) 第39頁均質(zhì)性無回聲 淋巴瘤第40頁偽像又稱偽差（Artifact） 超聲成像中可出現(xiàn)各種形式偽差。其成因多與超聲物理特征相關(guān)，有與儀器設(shè)計性能及調(diào)整相關(guān)，有與人體生理或病理等情況相關(guān)。 第41頁混響偽像(reverberations) 鏡面型大界面如其兩側(cè)聲阻抗差異較大，而第一界面中物質(zhì)衰減甚小或厚度甚小時最易發(fā)生。 第42頁混響偽像(reverberations)第43頁屢次內(nèi)部混響 (multiple inte

12、rnal reverberations) 超聲在靶(target)內(nèi)部往返反射，形成彗尾征(comet tail sign)，利用子宮內(nèi)彗尾征能夠識別金屬節(jié)育環(huán)存在。第44頁部分容積效應(partial volume effect) 因聲束寬度太寬，把鄰近靶區(qū)結(jié)構(gòu)回聲一并顯示在聲像圖上。第45頁旁瓣偽像(side lobe artifact)由超聲束旁瓣回聲造成，在結(jié)石等強回聲兩側(cè)出現(xiàn)第46頁聲影(acoustic shadow) 有強反射或聲衰減甚大靶存在，使超聲能量急劇減弱或消失，致其后方?jīng)]有超聲抵達，當然也檢測不到回聲，稱為聲影，聲影能夠作為結(jié)石、鈣化和骨骼等存在診療依據(jù)。第47頁后方回聲增強(enhancement of behind echo) 當病灶或靶聲衰減甚小時，其后方回聲將強于同等深度周圍回聲，稱為后方回聲增強，囊腫和其它液性結(jié)構(gòu)后方會出現(xiàn)回聲增強，可利用它作判別診療。第48頁折 射 聲 影(refractive shadow) 有時在球形結(jié)構(gòu)兩側(cè)壁后方會各出現(xiàn)一條細狹聲影，稱為折射聲影，這是因為超聲折射，使后方有一小區(qū)失照射，沒有回聲所致，不可誤為結(jié)石或鈣化。第49頁鏡 面 偽 像 在良好平整界面前方靶，聲像圖上會在界面后方出現(xiàn)一個對稱虛像，切不可當它真第50頁超聲檢查(ul