超聲成像原理專家講座

超聲醫(yī)學(xué)超聲成像原理專家講座第1頁總論一、超聲成像基本原理二、圖像偽象三、圖像描述與分析四、不一樣成像觀察、分析及綜合應(yīng)用超聲成像原理專家講座第2頁一、超聲成像基本原理超聲成像原理專家講座第3頁超聲成像原理專家講座第4頁超聲成像原理專家講座第5頁檢驗(yàn)方法超聲成像原理專家講座第6頁超聲成像原理專家講座第7頁超聲成像過程1、探頭發(fā)射超聲波。2、超聲波穿過人體組織器官產(chǎn)生反射、散射等回波被探頭接收。3、經(jīng)過超聲壓電效應(yīng)產(chǎn)生電信號并經(jīng)處理后顯示出來。超聲成像原理專家講座第8頁（一）超聲波定義振動(dòng)傳輸稱為波動(dòng)（波）。波動(dòng)分為兩大類——機(jī)械波和電磁波。超聲波：是指振動(dòng)頻率超出2萬Hz機(jī)械波，稱為超聲波。診療用超聲波頻率通常為2.5~10MHz。橫波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳輸方向垂直縱波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳輸方向平行超聲成像原理專家講座第9頁超聲成像原理專家講座第10頁1、波長：λ2、頻率：f3、聲速：c。聲波在人體中平均速度為1540m/s三者關(guān)系：c=λ*f（二）超聲波物理參數(shù)超聲成像原理專家講座第11頁（三）人體組織聲學(xué)參數(shù)1、密度：2、聲速：3、聲阻抗(Z)：介質(zhì)密度（ρ）與介質(zhì)中聲速（c）乘積。即：Z＝ρ×c(Kg/m2·s）超聲成像原理專家講座第12頁聲阻抗是超聲診療中最基本物理量，聲像圖中各種回聲圖像都主要因?yàn)槁曌杩共町愒斐?。人體各組織聲阻抗值大小排列次序:骨>肌肉>肝脾>腎、血液>乳腺>水>脂肪>肺>空氣超聲成像原理專家講座第13頁（四）超聲波特征1、方向性：直線傳輸2、聲衰減現(xiàn)象：擴(kuò)散、散射、組織對聲能吸收3、多普勒效應(yīng)（Doppler效應(yīng)）：聲源與接收體之間存在相對運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生頻率改變。超聲成像原理專家講座第14頁超聲碰到活動(dòng)界面，散射或反射回聲頻率發(fā)生改變，又名多普勒頻移。界面活動(dòng)朝向探頭時(shí)，回聲頻率升高，呈正頻移；界面活動(dòng)背離探頭時(shí)，回聲頻衰減低，呈負(fù)頻移。頻移大小與活動(dòng)速度呈正比。超聲成像原理專家講座第15頁4、非線性傳輸：聲源所發(fā)射聲波在介質(zhì)中傳輸碰到界面時(shí)，可發(fā)生反射和折射，此即聲波在介質(zhì)中線性傳輸。當(dāng)聲波碰到不規(guī)則界面時(shí)，聲波在組織中傳輸時(shí)可發(fā)生波形畸變、諧波成份增多和聲衰減系數(shù)增大，聲波這種傳輸方式稱為非線性傳輸。5、穿透性：超聲成像原理專家講座第16頁（五）超聲波在人體中傳輸超聲波在人體中傳輸時(shí)產(chǎn)生現(xiàn)象1、反射：大界面對入射超聲產(chǎn)生反射現(xiàn)象。2、全反射：全反射發(fā)生時(shí)不能使聲束進(jìn)入第二介質(zhì)，而出現(xiàn)“折射聲影”。3、折射：因?yàn)槿梭w各種組織、臟器中聲束不一樣，聲束在經(jīng)過這些組織間大界面時(shí)，產(chǎn)生聲束前進(jìn)方向改變，稱為折射。超聲成像原理專家講座第17頁超聲成像原理專家講座第18頁4、散射：小界面對入射超聲產(chǎn)生散射現(xiàn)象。散射無方向性。5、衍射：又稱繞射。超聲波經(jīng)過一到兩個(gè)波長物體，其傳輸方向?qū)⑵x原來方向。超聲成像原理專家講座第19頁6、衰減：吸收、散射、聲束擴(kuò)散7、多普勒效應(yīng)（Doppler效應(yīng)）：8、非線性傳輸：超聲成像原理專家講座第20頁（六）超聲圖像形成超聲傳輸系經(jīng)過介質(zhì)中粒子機(jī)械振動(dòng)進(jìn)行，它不一樣于電磁波，故在真空中不能傳輸。超聲成像原理專家講座第21頁人體組織為何表現(xiàn)為各種圖像？1、因?yàn)椴灰粯咏M織聲阻抗不一樣：超聲在介質(zhì)傳輸過程中，碰到兩種不一樣介質(zhì)，只要二者密度或聲速不一樣，在其交界面即產(chǎn)生聲阻抗，其間只要有0.1％差值即可產(chǎn)生反射與折射等。2、超聲含有上述各種物理特征（反射、折射、散射、衰減、多普勒效應(yīng)、方向性、穿透力等）。超聲成像原理專家講座第22頁1、超聲波發(fā)生與接收壓電現(xiàn)象：經(jīng)過人工極化壓電陶瓷，在機(jī)械力作用下會在電極表面產(chǎn)生電荷。反之，若對陶瓷施加以電場，陶瓷也會產(chǎn)生應(yīng)變。這種機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。正壓電效應(yīng)：機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/p>

負(fù)壓電效應(yīng)：電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。超聲成像原理專家講座第23頁2、超聲成像顯示方式（1）A型：基本已淘汰。（2）B型：為輝度調(diào)制型。也稱二維超聲。一個(gè)平面由X軸和Y軸形成坐標(biāo)表示，Y軸代表時(shí)間，X軸代表范圍。將單條聲束傳輸路徑中碰到各個(gè)界面所產(chǎn)生一系列散射和反射回聲強(qiáng)度，在示波屏?xí)r間軸上以光點(diǎn)輝度表示。聲束超聲成像原理專家講座第24頁次序掃切臟器時(shí)，每一單條聲束線上光點(diǎn)群按次分布在X軸上，形成一切面聲像圖。包含3個(gè)主要概念：①回聲界面以光點(diǎn)表示；②各界面回聲振幅（或強(qiáng)度）以輝度（灰度）表示；③聲束次序掃切臟器時(shí)，每一單條聲束線上光點(diǎn)群按次分布成一切面聲像圖。超聲成像原理專家講座第25頁（3）M型：為活動(dòng)顯示型。取得“距離－時(shí)間”曲線。其原理為：①單聲束取樣取得界面回聲；②回聲輝度調(diào)制；③示波屏y軸為時(shí)間軸，代表界面深淺；④示波屏x軸為另一外加慢掃描時(shí)間基線，代表在一段時(shí)間內(nèi)超聲與其它相關(guān)生理參數(shù)顯示線。超聲成像原理專家講座第26頁（4）差頻回聲式基本工作原理為：①發(fā)射固定頻率脈沖式或連續(xù)式超聲；②提取頻率已經(jīng)改變回聲（差頻回聲）；③將差頻回聲頻率與發(fā)射頻率相比，取得二者間差異量值及正負(fù)值；④顯示。超聲成像原理專家講座第27頁多普勒超聲基礎(chǔ)（1）頻譜多譜勒多普勒效應(yīng)：是奧地利科學(xué)家Doppler于1842年首先提出，用于說明振動(dòng)源與接收器之間存在相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，所接收振動(dòng)頻率因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)而發(fā)生改變物理現(xiàn)象。超聲成像原理專家講座第28頁多普勒公式：2Vcosθ

fR－f0＝fd＝±×f0

C將上式改寫為：C(±fd)

V＝2f0

cosθ超聲成像原理專家講座第29頁多普勒效應(yīng)基本條件V不等于0，同時(shí)必須有強(qiáng)反射源。0<θ<90度時(shí)，cosθ為正值，表示血流方向朝向探頭，為正頻移。90<θ<180度時(shí)，cosθ為負(fù)值,表示血流方向背離探頭，為負(fù)頻移。θ=0或180度時(shí)，cosθ=±1，fd最大。θ=90度時(shí)，cosθ=0，無頻移。超聲成像原理專家講座第30頁（2）多普勒血流頻譜分析基礎(chǔ)①頻譜橫軸代表時(shí)間s，縱軸代表血流速度cm/s；②收縮峰是指在心動(dòng)周期內(nèi)到達(dá)收縮峰頻移和峰值流速位置。③舒張期末是將要進(jìn)入下一個(gè)收縮期舒張期最末點(diǎn)超聲成像原理專家講座第31頁④窗為無頻率顯示區(qū)⑤中間水平線（橫軸線）代表零頻移線（基線），在橫軸上方為正頻移，表示血流朝向探頭，橫軸下方為負(fù)頻移，表示血流背離探頭。⑥振幅高低代表頻移大小，即血流速度快慢。超聲成像原理專家講座第32頁⑦頻譜輝度以亮度表示，亮度代表紅細(xì)胞數(shù)量，亮度亮表示紅細(xì)胞數(shù)量多，反之，少。⑧頻譜離散度，即頻移在垂直方向上寬度，代表血流速度分布范圍，分布范圍大，頻譜寬。⑨層流：頻譜窄，光點(diǎn)密集，包絡(luò)光滑，頻譜和基線之間有空窗。湍流：頻譜寬，光點(diǎn)疏散，包絡(luò)毛糙，頻譜和基線之間沒有空窗。渦流：雙向湍流特征。超聲成像原理專家講座第33頁收縮期收縮峰帶寬窗時(shí)間速度/頻率舒張期舒張期末速度/頻移-時(shí)間顯示譜圖超聲成像原理專家講座第34頁超聲成像原理專家講座第35頁超聲成像原理專家講座第36頁彩色多普勒血流顯像基礎(chǔ)（1）定義：彩色多普勒血流顯像（ColorDopplerFlowImaging，CDFI）——利用自相關(guān)技術(shù)，采取偽彩色編碼來顯示血流一個(gè)方法。自相關(guān)技術(shù)——是檢測兩個(gè)信號間相位差一個(gè)方法，其目標(biāo)是檢測出血流方向和速度。超聲成像原理專家講座第37頁偽彩色編碼——將多普勒信號以紅、藍(lán)、綠三種基色進(jìn)行人為編碼，以紅色表示血流朝向探頭，藍(lán)色表示血流背離探頭，綠色表示血流分散。顯示顏色亮度表示速度大小，色彩明亮表示血流速度快，色彩暗淡表示血流速度遲緩。正向血流紊亂靠近黃色（紅+綠），反向血流紊亂靠近青色（藍(lán)+綠）。這么用三種彩色便顯示了血流方向、速度、及湍流程度。超聲成像原理專家講座第38頁超聲成像原理專家講座第39頁（2）CDFI原理：用運(yùn)動(dòng)目標(biāo)顯示技術(shù)和相位檢測法，由接收回波分析血流速空間分布，并把它大小、方向用紅藍(lán)綠三種彩色編碼和B型成像同時(shí)顯示。超聲成像原理專家講座第40頁（5）其它成像顯示方式①能量多普勒（CDE）成像②組織多普勒成像③三維超聲成像④非線性血流成像，即二次諧波成像⑤聲學(xué)定量與彩色室壁運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)顯示技術(shù)⑥聲學(xué)造影超聲成像原理專家講座第41頁超聲成像原理專家講座第42頁超聲成像原理專家講座第43頁二、圖像偽像（一）定義：因聲學(xué)物理特征、成像技術(shù)、儀器調(diào)整或人體生理/病理情況等原因所造成假像。超聲成像原理專家講座第44頁（二）常見圖像偽像1、混響效應(yīng)：因?yàn)閷掖畏瓷浜?散射造成，常見于體內(nèi)平滑大界面，如腹壁出現(xiàn)混響使膀胱前壁、膽囊底、腎臟、囊腫前壁等表淺部位出現(xiàn)假性回聲。防止/降低：a、側(cè)動(dòng)探頭，防止聲束垂直腹壁，可降低偽像；b、加壓探頭。超聲成像原理專家講座第45頁超聲成像原理專家講座第46頁2、振鈴效應(yīng)/聲尾，胃腸道及肺部氣體，屢次內(nèi)部反射形成，又見膽道積氣、膽囊壁膽固醇結(jié)晶后方慧尾，節(jié)育環(huán)等。超聲成像原理專家講座第47頁3、鏡像效應(yīng)：鏡面折返虛像。在大而光滑界面產(chǎn)生。超聲成像原理專家講座第48頁4、側(cè)壁失落效應(yīng)：大界面回聲時(shí)入射角度過大產(chǎn)生。超聲成像原理專家講座第49頁5、后壁增強(qiáng)效應(yīng)：因?yàn)閮x器加入深度增益賠償而產(chǎn)生。6、聲影：系聲路中含有較強(qiáng)聲衰減所造成。超聲成像原理專家講座第50頁三、圖像描述與圖像分析（一）回聲描述與命名

慣用超聲術(shù)語超聲成像原理專家講座第51頁(1)、描述必須使用規(guī)范化超聲術(shù)語。切記慣用超聲術(shù)語——以回聲強(qiáng)度定名a、弱/低回聲：指反射光點(diǎn)輝度較正常臟器或病灶周圍正常組織回聲光點(diǎn)輝度減低。腎髓質(zhì)。b、等回聲或中等回聲：指反射光點(diǎn)強(qiáng)度等于正常組織回聲，不增強(qiáng)也不減低。肝脾實(shí)質(zhì)。超聲成像原理專家講座第52頁c、強(qiáng)回聲：反射比較強(qiáng)，回申明亮，也可伴有聲影或多重反射。纖維組織（包膜）、結(jié)石、鈣化灶、氣體。d、高回聲：回聲強(qiáng)度介于等回聲與強(qiáng)回聲之間。e、無回聲：均勻液體內(nèi)無聲阻抗差異界面既呈無回聲暗區(qū)。膽汁、尿液、血液。超聲成像原理專家講座第53頁正常人體各種組織回聲表現(xiàn)：1、強(qiáng)回聲：氣體、骨皮質(zhì)、軟骨組織、纖維結(jié)締組織2、高回聲：腎竇、胎盤、胰腺、肌肉、眼球后組織、甲狀腺實(shí)質(zhì)3、等回聲：肝脾實(shí)質(zhì)、腎皮質(zhì)4、低回聲：脂肪5、弱回聲：無髓鞘中樞神經(jīng)系統(tǒng)6、無回聲：液體超聲成像原理專家講座第54頁以回聲形態(tài)命名（1）光點(diǎn)——細(xì)小亮點(diǎn)狀，直徑小于3mm。（2）光斑——直徑小于5mm斑片狀強(qiáng)回聲。（3）光團(tuán)——直徑大于5mm團(tuán)狀強(qiáng)回聲。（4）光環(huán)——回聲呈環(huán)狀。超聲成像原理專家講座第55頁（5）光帶——回聲光點(diǎn)連續(xù)排列呈明亮帶狀或線狀。（6）聲暈——結(jié)節(jié)外周呈1~2mm無回聲環(huán)形圍繞者。肝癌。（7）聲影——聲速經(jīng)過聲阻抗差異大及聲衰減系數(shù)較大障礙物時(shí)，聲能顯著衰減，后方出現(xiàn)條狀暗區(qū)稱為聲影，多見于結(jié)石、鈣化及致密結(jié)締組織回聲之后。超聲成像原理專家講座第56頁（二）圖像方位仰臥位：1、橫切：圖左為患者右側(cè)，圖右為患者左側(cè)，圖上為腹，圖下為背。超聲成像原理專家講座第57頁2、縱切：圖左為患者頭端，圖右為患者足端，圖上為腹，圖下為背。超聲成像原理專家講座第58頁3、冠狀切面：圖左為患者頭側(cè)；圖右為患者足側(cè)。4、斜切：圖左為患者右側(cè)，圖右為患者左側(cè)，圖上為腹，圖下為背。超聲成像原理專家講座第59頁俯臥位：1、橫切：圖左為患者左側(cè)，圖右為患者右側(cè)，圖上為背，圖下為腹。2、縱切：圖左為患者頭側(cè)，圖右為患者足側(cè)，圖上為背，圖下為腹。超聲成像原理專家講座第60頁側(cè)臥位：1、橫切：圖左為患者左側(cè)，圖右為患者右側(cè)，圖上為背，圖下為腹。2、縱切：圖左為患者足側(cè)，圖右為患者頭側(cè)，圖上為背，圖下為腹。超聲成像原理專家講座第61頁（三）圖像分析內(nèi)容觀察分析超聲圖像時(shí)，首先應(yīng)了解切面方位，方便于認(rèn)清所包含解剖結(jié)構(gòu)，并注意分析以下內(nèi)容。超聲成像原理專家講座第62頁1、外形：臟器外形是否腫大或縮小，有沒有形態(tài)失常，如系腫塊，外形為圓形、橢圓形或不規(guī)則形，呈分葉狀或條索形等。2、邊界和邊緣回聲：腫塊有邊界回聲且顯示光滑完整者為含有包膜證據(jù)，無邊界回聲或含糊粗糙形態(tài)不規(guī)則者多為無包膜浸潤性病變?！奥晻灐闭?、“光環(huán)”征等。超聲成像原理專家講座第63頁3、內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征：可分為結(jié)構(gòu)如常，正常結(jié)構(gòu)消失，界面增多或降低，界面散射點(diǎn)大小與均勻度以及其它各種不一樣類型異?；芈暤取?、后壁及后方回聲：因?yàn)槿梭w各種正常組織和病變組織對聲能吸收衰減不一樣，則表現(xiàn)后壁與后方回聲增強(qiáng)效應(yīng)或減弱乃至形成后方“聲影”，如衰減系數(shù)低含液性囊腫或膿腫，后方回聲增強(qiáng)，而衰減系數(shù)高纖維組織、鈣化、結(jié)石、氣體等則其后方形成“聲影”。超聲成像原理專家講座第64頁5、周圍回聲強(qiáng)度：當(dāng)實(shí)質(zhì)性臟器內(nèi)有占位性病變時(shí)，可致病灶周圍回聲改變。如系膨脹性生長病變，則其周圍回聲展現(xiàn)較均勻性增強(qiáng)或有血管擠壓移位；如系浸潤性生長病變，則其周圍回聲強(qiáng)弱不均或有血管走向中止。6、毗鄰關(guān)系：有沒有壓迫、粘連或浸潤。超聲成像原理專家講座第65頁7、臟器活動(dòng)情況：臟器活動(dòng)可反應(yīng)臟器組織功效情況，如心肌出現(xiàn)缺血和梗死時(shí)，其對應(yīng)部位心肌將出現(xiàn)室壁運(yùn)動(dòng)異常。經(jīng)過觀察心臟