超聲設(shè)備-各型超聲原理課件

超聲成像設(shè)備河南大學(xué)淮河醫(yī)院超聲科超聲設(shè)備-各型超聲原理A型超聲診斷儀超聲設(shè)備-各型超聲原理A型超聲診斷儀超聲設(shè)備-各型超聲原理A型超聲診斷儀

原理

當(dāng)聲束在人體組織中傳播遇到不同聲阻抗的臨近介質(zhì)介面時(shí)，在該界面上就產(chǎn)生反射（回聲），當(dāng)遇到一個(gè)界面，產(chǎn)生一個(gè)回聲，該回聲在示波器的屏幕上以波的形式顯示出來(lái)。超聲設(shè)備-各型超聲原理A型超聲診斷儀

原理

即幅度調(diào)制型。此法以波幅的高低代表界面反射信號(hào)的強(qiáng)弱，可探測(cè)臟器徑線及鑒別病變的物理特性。強(qiáng)弱反射回聲淺深超聲設(shè)備-各型超聲原理A型超聲診斷儀

根據(jù)回波的波幅、波密度等特征，可測(cè)得回波所在位置人體臟器的厚度、病灶的深度和大小，還可對(duì)病灶進(jìn)行定性分析原理超聲設(shè)備-各型超聲原理A型超聲診斷儀

診斷基礎(chǔ)

由于人體臟器、組織其正常與異常的物理性質(zhì)及結(jié)構(gòu)不同，形成相應(yīng)的超聲界面，認(rèn)識(shí)這些界面回聲規(guī)律，即A型診斷法的診斷基礎(chǔ)超聲設(shè)備-各型超聲原理A型超聲診斷儀

臨床應(yīng)用腦中線探測(cè)眼球探測(cè)胸膜腔探測(cè)心包積液探測(cè)肝膿腫探測(cè)測(cè)量臟器大小、厚度及判定其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的物理性質(zhì)超聲設(shè)備-各型超聲原理A型超聲診斷儀

缺陷

回波圖只能反映局部組織的回波信息，不能獲得在臨床診斷上需要的解剖圖形，且診斷的準(zhǔn)確性與操作醫(yī)師的識(shí)圖經(jīng)驗(yàn)關(guān)系很大。目前，已幾乎不再生產(chǎn)和使用。超聲設(shè)備-各型超聲原理M型超聲診斷儀

原理

M型超聲的基本結(jié)構(gòu)與A型相同，所不同的是其圖像信息的顯示方式。對(duì)于運(yùn)動(dòng)臟器，由于各界面反射回波的位置及信號(hào)大小是隨時(shí)間而變化的，如果仍用幅度調(diào)制的A型顯示方式，所顯示的波形隨時(shí)間而改變，得不到穩(wěn)定的波形圖。

超聲設(shè)備-各型超聲原理M型超聲診斷儀

原理

采用輝度調(diào)制的方法，使深度方向所有界面反射回波用亮點(diǎn)形式在顯示器垂直掃描線上顯示出來(lái)，隨著臟器的運(yùn)動(dòng)，各層組織和探頭之間的距離也隨之改變，垂直掃描線上的各點(diǎn)將發(fā)生位置上的變動(dòng)，定時(shí)地采樣這些回波并使之按時(shí)間先后在時(shí)間軸上展開。超聲設(shè)備-各型超聲原理M型超聲診斷儀

心搏的M型超聲影像超聲設(shè)備-各型超聲原理M型超聲診斷儀

臨床應(yīng)用M型超聲診斷儀對(duì)人體中的運(yùn)動(dòng)臟器，如心臟、胎兒胎心、動(dòng)脈血管等功能的檢查具有優(yōu)勢(shì)，并可進(jìn)行多種心功能參數(shù)的測(cè)量，如心臟瓣膜的運(yùn)動(dòng)速度、加速度等。但M型顯示仍不能獲得解剖圖像。超聲設(shè)備-各型超聲原理B型超聲診斷儀

B型超聲診斷儀是第二代超聲診斷儀，也是當(dāng)今世界使用最廣泛的超聲診斷儀。超聲設(shè)備-各型超聲原理B型超聲診斷儀超聲設(shè)備-各型超聲原理B型超聲診斷儀

原理

同M型相似，都采用亮度調(diào)制方式來(lái)顯示深度方向所有界面的反射回波信息。它以明暗不同的光點(diǎn)反映回聲變化，在影屏上顯示不同等級(jí)的灰度圖象，強(qiáng)回聲光點(diǎn)明亮，弱回聲光點(diǎn)黑暗，按掃描線逐行顯示隨深度變換的回波信號(hào)，即構(gòu)成一幅二維切面圖象超聲設(shè)備-各型超聲原理B型超聲診斷儀

A型(Amplitudemode)

B型(Brightnessmode)線形掃描（linearscan)超聲設(shè)備-各型超聲原理B型超聲診斷儀線掃和扇掃：線掃適用于腹部臟器，扇形掃描適用于對(duì)心臟的檢查。超聲設(shè)備-各型超聲原理B型超聲診斷儀

診斷基礎(chǔ)

B型超聲診斷是通過(guò)對(duì)一系列切面聲像圖的分析而作出的。分析內(nèi)容：外形邊界回聲內(nèi)部回聲后方回聲比鄰關(guān)系活動(dòng)度和活動(dòng)規(guī)律硬度排空功能超聲設(shè)備-各型超聲原理超聲設(shè)備-各型超聲原理B型超聲診斷儀心臟B超

臨床應(yīng)用超聲設(shè)備-各型超聲原理B型超聲診斷儀

臨床應(yīng)用超聲設(shè)備-各型超聲原理B型超聲診斷儀超聲設(shè)備-各型超聲原理B型超聲診斷儀超聲設(shè)備-各型超聲原理B型超聲診斷儀超聲設(shè)備-各型超聲原理B型超聲診斷儀超聲設(shè)備-各型超聲原理B型超聲診斷儀超聲設(shè)備-各型超聲原理B型超聲診斷儀超聲設(shè)備-各型超聲原理

B型超聲診斷儀超聲設(shè)備-各型超聲原理一、機(jī)械扇形掃描B超儀

超聲波束以扇形方式掃查，可以不受透聲窗口窄小的限制而保持較大的探查范圍。產(chǎn)生高速機(jī)械扇形掃描，通常采用的方法有兩種：?jiǎn)握裨獢[動(dòng)法簡(jiǎn)稱機(jī)械擺動(dòng)法；風(fēng)車式多振元（三個(gè)或四個(gè)晶體換能器）旋轉(zhuǎn)法簡(jiǎn)稱機(jī)械旋轉(zhuǎn)法。多用于對(duì)心臟的探測(cè)。

B型超聲診斷儀超聲設(shè)備-各型超聲原理機(jī)械擺動(dòng)式扇型掃描B超儀

擺動(dòng)式扇掃B超儀探頭利用直流電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)凸輪、曲柄、連桿機(jī)構(gòu)將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往返擺動(dòng)，從而帶動(dòng)單個(gè)晶體換能器在一定角度(30°～90°之間)范圍內(nèi)產(chǎn)生扇形超聲掃描。需要聲媒質(zhì)來(lái)傳遞超聲波，多采用蓖麻油B型超聲診斷儀超聲設(shè)備-各型超聲原理超聲設(shè)備-各型超聲原理B型超聲診斷儀機(jī)械擺動(dòng)式扇型掃描B超儀

缺陷：探頭噪聲較大機(jī)械機(jī)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜使用壽命及掃描的均勻性不盡如人意超聲設(shè)備-各型超聲原理

機(jī)械旋轉(zhuǎn)式扇掃B超儀

采用4個(gè)（或3個(gè)）性能相同的換能器，等角度安放在一個(gè)圓形轉(zhuǎn)輪上，馬達(dá)帶動(dòng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，每個(gè)換能器靠近收/發(fā)窗口時(shí)開始發(fā)射和接收超聲波,各換能器交替工作。B型超聲診斷儀超聲設(shè)備-各型超聲原理B型超聲診斷儀機(jī)械旋轉(zhuǎn)式扇掃B超儀優(yōu)點(diǎn)：

轉(zhuǎn)輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，聲束即可對(duì)人體作3—4次扇形掃描，在顯示器上得到3—4幀圖像。旋轉(zhuǎn)式探頭的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)只需單方向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速均勻，故掃描均勻，噪聲和振動(dòng)都很小，其壽命遠(yuǎn)比擺動(dòng)式探頭長(zhǎng)。超聲設(shè)備-各型超聲原理二、高速電子線形掃描B超儀

將多個(gè)聲學(xué)上相互獨(dú)立的換能器成一線排列稱作線陣，用電子開關(guān)切換接入發(fā)射/接收電路的換能器，使之分時(shí)組合輪流工作，如果這種組合是從探頭的一側(cè)向另一側(cè)順序進(jìn)行的，每次僅有接入電路的那一組被激勵(lì)，產(chǎn)生合成超聲波束發(fā)射并接收，即可實(shí)現(xiàn)電子控制下的超聲波束線性掃描。B型超聲診斷儀超聲設(shè)備-各型超聲原理超聲設(shè)備-各型超聲原理

多振元組合發(fā)射的意義多振元組合發(fā)射：增加近場(chǎng)、增大面積、提高分辨率、靈敏度;單振元發(fā)射：輻射面積小，波束發(fā)散角大，指向性差;B型超聲診斷儀二、高速電子線形掃描B超儀超聲設(shè)備-各型超聲原理1.相控陣掃描原理對(duì)成線陣排列的多個(gè)聲學(xué)上相互獨(dú)立的壓電晶體振元同時(shí)給予電激勵(lì)，可以產(chǎn)生合成波束發(fā)射,且合成波束的方向與振元排列平面的法線方向一致。

B型超聲診斷儀三、電子相控陣扇形掃描B超儀

超聲設(shè)備-各型超聲原理

對(duì)線陣排列的各振元不同時(shí)給予電激勵(lì)，而是使施加到各振元的激勵(lì)脈沖有一個(gè)等值的時(shí)間差τ，合成波束的波前平面與振元排列平面之間，將有一相位差θ，合成波束的方向與振元排列平面的法線方向就有一相位差θ。通過(guò)控制激勵(lì)時(shí)間而實(shí)現(xiàn)波束方向變化的掃描方式，叫做相控陣掃描。

超聲設(shè)備-各型超聲原理三、電子相控陣扇形掃描B超儀

應(yīng)用相控陣列技術(shù)，對(duì)施加于線陣探頭的所有晶體振元的激勵(lì)脈沖進(jìn)行相位控制，亦可以實(shí)現(xiàn)合成波束的扇形掃描，用此技術(shù)實(shí)現(xiàn)波束掃描的B型超聲波診斷儀稱為電子相控陣扇型掃描B超儀。

B型超聲診斷儀超聲設(shè)備-各型超聲原理2.儀器組成與工作原理

偏向角參數(shù)發(fā)生器用于在半個(gè)幀頻周期內(nèi)，等時(shí)差地產(chǎn)生若干個(gè)不同周期的序列脈沖，相位控制器用來(lái)把偏向角參數(shù)轉(zhuǎn)換成相控陣的觸發(fā)信號(hào)。觸發(fā)信號(hào)控制各路脈沖激勵(lì)器，產(chǎn)生激勵(lì)脈沖分別加于探頭各壓電振元，各振元產(chǎn)生超聲波發(fā)射。

三、電子相控陣扇形掃描B超儀

超聲設(shè)備-各型超聲原理超聲設(shè)備-各型超聲原理

發(fā)射間歇時(shí)，各振元的回波信號(hào)，通過(guò)接收延時(shí)電路合成為一路送往接收放大電路處理后進(jìn)行調(diào)輝顯示。三、電子相控陣扇形掃描B超儀

超聲設(shè)備-各型超聲原理

D型超聲成像診斷儀即超聲多普勒診斷儀，是利用聲學(xué)多普勒原理，對(duì)運(yùn)動(dòng)中的臟器和血液所反射回波的多普勒頻移信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)并處理，轉(zhuǎn)換成聲音、波形、色彩和輝度等信號(hào)，從而顯示出人體內(nèi)部器官的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。有連續(xù)式超聲多普勒（continuouswavedoppler)和脈沖式超聲多普勒（pulsedwavedoppler)之分。D型超聲診斷儀超聲設(shè)備-各型超聲原理

采用多元線陣探頭實(shí)現(xiàn)水平面上的綜合掃描，可以獲得某深度的平面C型聲像圖，即顯示的聲像圖與聲束的方向垂直，相當(dāng)于Ｘ線斷層像。也分線掃和扇掃C型超聲診斷儀超聲設(shè)備-各型超聲原理

與Ｃ型診斷儀顯示原理相似，區(qū)別在于：掃查面距探頭的深度是變化的。根據(jù)成像需要，掃查面距探頭的深度可作相應(yīng)變動(dòng)，從而獲得斜面、曲面的圖像。F型超聲診斷儀超聲設(shè)備-各型超聲原理超聲設(shè)備-各型超聲原理超聲多普勒成像儀定義：聲源與接收器在連續(xù)介質(zhì)中存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)聲波頻率將發(fā)生改變。多普勒效應(yīng)(Dopplereffect)超聲設(shè)備-各型超聲原理

在聲源與觀察者作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，聲波密集，頻率增高；在背向運(yùn)動(dòng)時(shí)聲波疏散，頻率減低，這種引起聲波頻率變化的現(xiàn)象為多普勒效應(yīng)。多普勒效應(yīng)(Dopplereffect)超聲多普勒成像儀超聲設(shè)備-各型超聲原理超聲多普勒成像儀多普勒效應(yīng)定義：由奧地利物理學(xué)家克里斯丁?約翰?多普勒于1842年首先提出。當(dāng)振源（聲源）與接受器之間出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，接到的振動(dòng)（聲波）頻率與振源（聲源）的發(fā)射頻率有一定差異，這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。其變化的頻差稱頻移，如界面朝向探頭運(yùn)動(dòng)，頻率升高；若界面背離探頭運(yùn)動(dòng)，則頻率減低；界面運(yùn)動(dòng)越快，頻移數(shù)值越大。心壁、血管壁、瓣膜等的運(yùn)動(dòng)和血液流動(dòng)均可引起多普勒效應(yīng)。超聲設(shè)備-各型超聲原理背離探頭超聲多普勒成像儀多普勒效應(yīng)(Dopplereffect)探頭探頭探頭向探頭運(yùn)動(dòng)聲源界面靜止超聲設(shè)備-各型超聲原理多普勒方程血流速度

fd頻移；f0發(fā)射頻率；C聲速；V血流速度；θ聲束與血流夾角超聲設(shè)備-各型超聲原理θ＜900，血流迎向探頭，fd為正值稱為正性頻移θ＞900，血流遠(yuǎn)離探頭，fd為負(fù)值稱為負(fù)性頻移夾角對(duì)fd值的影響超聲設(shè)備-各型超聲原理超聲多普勒成像儀臨床應(yīng)用探測(cè)血流狀態(tài)，區(qū)分層流和湍流鑒別液性暗區(qū)的性質(zhì)檢測(cè)血流速度估計(jì)壓差估計(jì)血流量超聲設(shè)備-各型超聲原理超聲多普勒成像儀機(jī)理：利用Doppler原理對(duì)心血管內(nèi)血流進(jìn)行探測(cè)分析頻譜多普勒（PW+CW）以頻譜曲線顯示，檢測(cè)血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)

彩色多普勒血流顯像（CDFI）

彩色編碼實(shí)時(shí)顯示血流方向、速度及血流性質(zhì)一維圖二維圖超聲設(shè)備-各型超聲原理超聲多普勒成像儀

臨床上所用的彩色多普勒超聲診斷儀（簡(jiǎn)稱彩超）實(shí)際上是一個(gè)綜合性的超聲診斷系統(tǒng)，它在B型超聲圖像上疊加彩色血流圖，既能顯示人體組織器官的形態(tài)結(jié)構(gòu)，又能反映運(yùn)動(dòng)信息。這樣一個(gè)系統(tǒng)多包含有B型、M型、D型、CDFI和CDE。超聲設(shè)備-各型超聲原理連續(xù)式超聲多普勒CWD超聲診斷儀的探頭中，超聲的發(fā)射和接收采用不同的換能器。其原理如下：接受換能器發(fā)射換能器頻譜分析低通解調(diào)高頻放大顯示、記錄振蕩器超聲設(shè)備-各型超聲原理連續(xù)式超聲多普勒探頭中的一個(gè)換能器發(fā)射某一頻率的連續(xù)超聲波信號(hào)，當(dāng)聲波遇到運(yùn)動(dòng)目標(biāo)中的紅細(xì)胞群，則反射回來(lái)的信號(hào)已是變化了頻率的超聲波混頻、解調(diào)聲音、波形或血流圖

超聲設(shè)備-各型超聲原理連續(xù)式超聲多普勒

多數(shù)的心臟檢查和一些通用的超聲成像系統(tǒng)中，常常使用連續(xù)波多普勒以確保精確測(cè)量心臟內(nèi)高速流動(dòng)的血液

CWD模式下，超聲傳感器單元以傳感器孔徑為中心分割成對(duì)等的兩部分。一半單元用于發(fā)射，產(chǎn)生CWD聚焦波束；另一半單元用于接收，產(chǎn)生聚焦的接收波束。超聲設(shè)備-各型超聲原理連續(xù)式超聲多普勒優(yōu)點(diǎn)：

靈敏度高、速度分辨力強(qiáng)，能測(cè)量很高的血流速度，不受深度的影響。

缺點(diǎn)：

所有的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)都產(chǎn)生了多普勒信號(hào)并混疊在一起，因而不能確定器官組織的位置，難以確定距離，給臨床診斷造成不便。超聲設(shè)備-各型超聲原理脈沖式超聲多普勒工作原理主振蕩器發(fā)送某頻率的連續(xù)脈沖信號(hào)至發(fā)射單元門控電路將連續(xù)脈沖信號(hào)截取成重復(fù)頻率的脈沖段，送至發(fā)射驅(qū)動(dòng)器及探頭接收單元中一路將回波信號(hào)按B型顯示斷面圖像，另一路處理其中多普勒頻移信息，顯示圖形或聲音超聲設(shè)備-各型超聲原理脈沖式超聲多普勒超聲設(shè)備-各型超聲原理PW超(pulsewaveform)

利用聲波的多普勒效應(yīng)，以頻譜的方式顯示多普勒頻移，多與B型診斷法結(jié)合，在B型圖像上進(jìn)行多普勒采樣。當(dāng)頻移為正時(shí)，以正向波表示，而負(fù)向波則表示負(fù)頻移。臨床多用于檢測(cè)心臟及血管的血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)，尤其是先天性心臟病和瓣膜病的分流及返流情況，有較大的診斷價(jià)值。64（脈沖多普勒）超聲設(shè)備-各型超聲原理脈沖式超聲多普勒優(yōu)點(diǎn)能夠?qū)嚯x進(jìn)行分辨可以判定血流的速度和方向缺陷測(cè)高速血流時(shí)，頻譜容易發(fā)生混疊測(cè)定某一位置的血流，了解血流流動(dòng)的詳細(xì)分布較難超聲設(shè)備-各型超聲原理原理

在直觀的二維斷面實(shí)時(shí)影像上，通過(guò)多普勒技術(shù)用彩色圖像實(shí)時(shí)顯現(xiàn)血流方向和相對(duì)速度，提供心血管系統(tǒng)在時(shí)間和空間上的信息。進(jìn)而通過(guò)計(jì)算機(jī)的數(shù)字化技術(shù)和影像處理技術(shù)，使其在影像診斷儀器的構(gòu)架上兼具了生理監(jiān)測(cè)的功能，提供諸如血流速度、容積、流量、加速度、血管徑、動(dòng)脈指數(shù)等極具價(jià)值的信息。彩色多普勒超聲超聲設(shè)備-各型超聲原理彩色多普勒(colordoppler)

彩色編碼技術(shù)是由紅、藍(lán)、綠三種基本顏色組成，當(dāng)頻移為正時(shí)，以紅色來(lái)表示，而蘭色則表示負(fù)的頻移。

系在多普勒二維顯像的基礎(chǔ)上，以實(shí)時(shí)彩色編碼顯示血流的方法，即在顯示屏上以不同彩色顯示不同的血流方向和流速。7/25/202467超聲設(shè)備-各型超聲原理三基色原理朝向探頭運(yùn)動(dòng)的血流—紅色遠(yuǎn)離探頭運(yùn)動(dòng)的血流—藍(lán)色湍動(dòng)的血流—綠色正向湍流接近黃色（紅+綠）反向湍流接近青色（藍(lán)+綠）彩色多普勒(colordoppler)超聲設(shè)備-各型超聲原理（一）層流（朝向探頭-紅，背離探頭-藍(lán)）（二）湍流：(正向-黃紅+綠，負(fù)向-青藍(lán)+綠)（三）射流：層流血管狹窄綠色：代表流速快且紊亂的血流射流探頭湍流探頭彩色多普勒(colordoppler)超聲設(shè)備-各型超聲原理------如湍流血流方向朝向探頭（如分流束），紅色+綠色將產(chǎn)生黃色，出現(xiàn)以紅色為主五色相間的血流圖象（舒張期：二狹、三狹，）；

-----如湍流血流方向背向探頭（返流束），藍(lán)色+綠色將產(chǎn)生青色，出現(xiàn)以藍(lán)色為主五色相間的血流圖象（收縮期：主狹、肺狹）正常情況過(guò)二尖瓣或三尖瓣為紅色血流，過(guò)主動(dòng)脈瓣或肺動(dòng)脈瓣為藍(lán)色血流超聲設(shè)備-各型超聲原理CDFI的特點(diǎn)取樣框內(nèi)的血流狀態(tài)各點(diǎn)的血流方向和速度反映血流性質(zhì)：層流、湍流高速血流或湍流時(shí)出現(xiàn)五彩鑲嵌超聲設(shè)備-各型超聲原理彩超的主要優(yōu)點(diǎn)①能快速直觀顯示血流的二維平面分布狀態(tài)。②可顯示血流的運(yùn)行方向。③有利于辨別動(dòng)脈和靜脈。④彩超有利于識(shí)別血管病變和非血管病變。⑤有利于了解血流的性質(zhì)。⑥能方便了解血流的時(shí)相和速度。⑦能可靠地發(fā)現(xiàn)分流和返流。⑧能對(duì)血流束的起源、寬度、長(zhǎng)度、面積進(jìn)行定量分析。超聲設(shè)備-各型超聲原理對(duì)于彩超認(rèn)識(shí)的幾個(gè)誤區(qū)

誤區(qū)一“彩超出來(lái)的圖像都是彩色的，如同彩電一樣”。

當(dāng)實(shí)施彩超檢查時(shí)，看到監(jiān)視器上僅是二維的黑白圖像，部分病人就會(huì)說(shuō)：“大夫，您這是彩超嗎？怎么沒有色彩呀”？對(duì)于檢查的真實(shí)性表示出了懷疑。其實(shí)，彩超全稱為“彩色多普勒血流顯像（ColourDopplerFlowImaging簡(jiǎn)稱CDFI）”，它是在二維顯像的基礎(chǔ)上應(yīng)用“多普勒效應(yīng)”，把血流賦予了顏色，可以檢測(cè)出關(guān)于血流的一些情況，如血栓、狹窄等，還可據(jù)血流情況鑒別腫瘤良惡性。故如果不檢查血流情況，彩超二維切面與黑白B超沒有本質(zhì)的區(qū)別，只是成像質(zhì)量的差別。如若檢查血流就可以看到色