超声产品原理及临床应用知识.ppt

2019/12/6,0,超声产品原理及临床应用知识,影像产品工程部更新日期：2019年4月8日,1,迈瑞公司质量方针,以脚踏实地的工作作风，奋斗不息的进取精神，科学的管理，先进的技术，开发生产安全、有效、可靠的医疗设备。使全球更多的用户以合理的价格享受到世界水平的医疗设备与服务，让社会、员工和股东共享迈瑞成果。,2,提要,超声基础知识,超声成像模式,超声成像系统,超声技术参数,公司产品构成,3,超声基础知识影像设备,ultrasonic,DR,4,超声基础知识影像设备,5,超声基础知识影像设备,ECT,6,A、应用范围广B、实时显示C、对人体无伤害D、操作比较简便E、重复性好F、收费低,A、不能应用到肺、胃肠含气脏器B、肥胖病人成像质量差C、不能穿透骨骼D、要达到最好效果操作者需要经验,超声基础知识影像设备,7,超声基础知识自然界的声音,20Hz,20KHz,次声波,可听声波,超声波,超声诊断仪所用波段1MHz14MHz,8,医学临床诊断学中用于心脏、血管、血流和胎儿心率等诊断。,超声基础知识超声的应用,9,超声基础知识诊断基础,超声诊断：主要原理是利用超声波在生物组织中的传播特性，不同的组织与器官具有独特的声像图特征。液性结构为无回声暗区。实质性结构为强弱不等的各种回声。均质性实质结构为均匀的低回声或等回声。非均质性结构为混合性回声。钙化或含气性结构则呈极强回声并伴后方声影。,10,超声基础知识声像图特征,液性,均质性,非均质性,钙化,11,超声基础知识物理特性,超声具有反射、散射、折射、衍射、干涉、衰减、方向性和多普勒效应等物理特性。,12,超声基础知识反射、折射,包膜处产生强反射,管壁产生折射伪像,13,超声基础知识干涉,由于探头的各晶片振荡时在开始的一段距离内产生互相干涉，形成许多大小不一的“花瓣”，称为旁瓣。,干涉产生伪影,14,超声基础知识衰减,超声波在人体软组织中的衰减大约1dB/MHz/cm,迈瑞超声产品实用频率波段为2MHz-10MHz。,15,超声基础知识小结,哪些器官超声诊断仪无法进行诊断？要进行浅表器官检查时，使用高频还是低频？,16,超声成像模式,17,超声成像模式A型成像,A型：以幅度的高低显示组织回波信号的强弱。特点：一维成像，原理简单，但对操作者个人经验依靠性强，容易引起误诊。,18,超声成像模式A型成像,a,b,c,运动目标,19,超声成像模式B型成像,B型：以亮度的强弱显示组织回波信号的强弱，并采用多声束扫描法，将各扫描线组成二维灰度图像。特点：二维断面图像，实时显示组织结构，形象直观。,20,超声成像模式B型成像,21,超声成像模式M型成像,M型：以亮度的强弱显示组织回波信号的强弱，同时在时间轴上展开以显示这些光点的运动轨迹，反映一维的组织结构和运动信息。特点：一维时间运动曲线图，主要用于分析心脏和大血管的运动幅度。,22,超声成像模式B+M成像,B+M型：适用于运动脏器，如心脏、血管的探查。,23,超声成像模式C型成像,C型：彩色血流成像，在二维图像区域内，以色彩饱和度的不同显示目标速度的大小，以色彩的颜色显示速度的方向。特点：可以直观地显示血流的动力学状态。,24,超声成像模式C型成像,逆向声头血流,迎向声头血流,乃奎斯特频率极限,25,超声成像模式真彩与伪彩,26,超声成像模式D型成像,D型：多普勒成像，以幅度的不同显示目标速度的大小，并在时间轴上展开显示速度随时间的变化。特点：可较准确地测量血流速度，用于检测心脏及血管的血流动力学状态。,27,超声成像模式D型分类,连续波多普勒（CW）连续发射和接收超声信号，不同深度出现的血流频移，都被叠加起来，不受高速血流限制，所以可检测心脏的高速血流信息，但不能提供距离信息。（以时间换空间）脉冲波多普勒（PW）采用单个换能器以很短的脉冲期发射超声波，在脉冲间歇期内有一“可听期”，具有距离选通能力，但不能提供时间信息。（以空间换时间）高脉冲波重复频率多普勒（HPRF）探头在发射一组超声脉冲波之后，不等采样部位的回声信号反回探头又发射出新的超声脉冲群，这样在一个超声束方向上，沿超声束的不同深度可有一个以上的采样容积。（综合改进型）,28,超声成像模式B+C+D成像,29,超声成像模式其它成像模式,能量、方差多普勒：是彩色多普勒血流成像（CDFI）的衍生，信息都是通过自相关算法得到的。特点：（能量）反映多普勒信号的幅度大小，灵敏度较高，显示小血管有利。（方差）反映多普勒频移的一致性，直观反映血流是否存在紊乱。,30,梯形成像：开拓线阵探头成像视野，增加显示范围，基于扫描线偏转（延时）的原理。宽景成像（iScape）：是一种图像融合技术，对不同位置的图像进行融合，从而增加显示范围，观察到目标物的全貌。,超声成像模式其它成像模式,31,三维（4D）成像：利用二维探头，采集图像并进行实时图像融合，建立三维图像。,图像采集,三维重构,图像分割,成像,ROI提取,超声成像模式其它成像模式,32,解剖M型：可以任意角度设置取样线，可同时比较多个心肌节段的运动特点。彩色M型：更加细微的显示在M取样线上的血流速度的变化和传播。,超声成像模式其它成像模式,33,组织速度多普勒成像（TVI），功能相当于Color。,组织能量多普勒成像（TEI），功能类同于Power。,组织频谱多普勒成像（TVD），功能相当于PW。,组织多普勒M型（TVM），功能相当于PW。,彩色多普勒组织成像（TDI）,超声成像模式其它成像模式,34,谐波成像：由于基波声场旁瓣干扰强，谐波声场旁瓣干扰相对较弱，利用回声（反射或散射）中的二次谐波所携带的人体信息形成的声像图称为超声谐波成像，谐波幅值小，衰减快。,超声成像模式其它成像模式,35,超声成像模式其它成像模式,谐波成像提高信噪比和组织边缘的清晰度，突出细节分辨率。,36,造影谐波成像：是指向心血管腔内、空腔脏器内以及组织内注入某种能产生声学对比效应的物质（造影剂），造影剂微泡被超声波照射，谐振破裂后产生大量谐波，以便清晰显示组织结构、血流状态及病变。,超声成像模式其它成像模式,37,弹性成像：对组织的软、硬程度进行甄别，通过彩色映射后方便观察，对乳腺肿瘤的良恶性鉴别准确率高达95%。,超声成像模式其它成像模式,38,灰阶血流成像：利用数字编码技术对血流、血管及周围软组织进行直接实时观察，并以灰阶方式显示的一种新型影象技术，其帧频和分辨率分别达到彩色模式的三倍和四倍，直接地显示血流动力学变化和血管壁及其周围组织的解剖结构，无血流外溢。,超声成像模式其它成像模式,39,超声成像模式小结,超声基本成像模式总共有几种？静脉血栓、肾结石可用哪些模式进行检查？,40,超声成像系统,41,超声成像系统探头,超声探头：又叫超声换能器，由压电晶体、垫衬、匹配层等组成，利用压电效应及逆压电效应实现电能和机器能转换的器件。,42,超声成像系统阵元,孔径,阵元,阵元:是换能器的基本单元，是由压电晶体打磨切割成的等份振子。孔径:是发射或接收中同时使用的阵元数。,43,超声成像系统压电晶体,44,超声成像系统压电效应,负压电效应,正压电效应,45,超声成像系统扫描方式,机械扫描,电子扫描,探头阵元,46,超声成像系统扫描方式,47,超声成像系统探头种类,凸阵探头,线阵探头,相控阵探头,穿刺探头,腔内探头,术中探头,经食道探头,4D探头,48,超声成像系统探头成像,腹部大凸探头,浅表线阵探头,阴式腔内探头,心脏相控阵探头,胎儿4D探头,三维线阵探头,49,超声成像系统显示器,50,超声成像系统控制面板,标准键盘,功能按键,轨迹球,TGC,编码器,51,超声成像系统控制面板,52,超声成像系统主机,53,超声成像系统信号处理,逻辑控制及信号处理,RX,TX,通道与阵元切换,重复周期,发射,接收,阵元,通道,延时处理及波束合成,54,超声成像系统电子聚焦,焦点,发射电子聚焦,通过控制发射控制信号的逻辑和时序来达到发射聚焦的目的。,55,超声成像系统电子聚焦,56,超声成像系统小结,一般体检时检查肝脏使用的是什么类型的探头？主机中的连续波板与实现哪些检查模式有关？,57,主要技术参数,58,主要技术参数分辨力,轴向分辨力（纵向）：声束长轴方向区分两个细小目标的能力。横向分辨力（径向）：探头长轴方向区分两个细小目标的能力。,59,主要技术参数轴向分辨力,超声波频率越高，轴向分辨力越好。,60,主要技术参数横向分辨力,频率越高，波束越集中，横向分辨力越好。,61,主要技术参数频率对分辨力的影响,62,主要技术参数灰阶,灰阶数越多，图像越细腻。,63,主要技术参数增益,增益：回波信号的放大倍数，图像调节的重要参数。,64,主要技术参数动态范围(对比度),动态范围：最大信号与最小信号幅度的比值，反映信号的丰富程度及接收器的灵敏度(一般用dB表示)。,65,主要技术参数帧频及帧相关,图像帧频：实时动态的超声图像是由一帧帧超声扫描图组合在一起构成的，帧频是指每秒钟组成实时动态超声图像的超声扫描图的帧数。,正常帧频,高帧频,66,主要技术参数图像深度,图像深度：指在超声图像上显示的超声波在人体内扫描的深度。,5MHz,10MHz,67,主要技术参数通道数,通道数：指探头发射超声或接收回波信号的数字化或物理通道。,68,主要技术参数阵元数,阵元数：指探头内发射与接收超声波的晶片数目。,公司产品现有80阵元、128阵元、192阵元产品。,69,主要技术参数迈瑞相关成像技术,DBF全数字波束合成RDA实时动态孔径成像DFS数控动态频率扫描DRA实时动态声束变迹DRF实时逐点动态接收聚焦孔径合成技术双波束合成高斯发射iBeam空间复合成像技术iClear斑点噪声抑制技术,迈瑞相关成像技术,70,主要技术参数DBF全数字波束合成,全数字波束形成技术处理所得到的图像不失真，边缘清晰，这是模拟波束形成技术无法达到的。,数字：A/D变换在波束合成之前,模拟：A/D变换在波束合成之后,71,主要技术参数RDA实时动态孔径成像,提高图象近场分辨率，增强远场穿力。,72,主要技术参数DFS数控动态频率扫描,有效解决了分辨率和穿透力的矛盾,在一幅图像上同时实现最高穿透力和最佳分辨率。,近场使用高频率超声束，提高图象分辨率。远场使用低频率超声束，增强远场穿透力。,73,主要技术参数DRA实时动态声束变迹,最大限度抑制旁瓣效应，有效降低噪声，获得较高信噪比，实现高清晰度成像。,74,主要技术参数DRF实时逐点动态接收聚焦,大大改善了远、近场的图像颗粒均匀度和提高整场组织的分辨率，达到理论的极限水平。,75,主要技术参数孔径合成技术,发射和接收两次或以上，将信号进行合成,以有限的通道成倍增大接收孔径，提高成像质量,但帧频下降一半以上。,76,主要技术参数双波束合成,发射一次，接收一次，并行处理两条扫描线。,77,主要技术参数高斯发射,抑制旁瓣的产生。,78,主要技术参数iBeam空间复合成像技术,普通,iBeam,多角度扫描，减少声影的影响，抑制噪声，增强边缘。,79,主要技术参数iClear斑点噪声抑制技术,在不同的界面反射条件下得到边缘清晰、低噪声的图像，消除伪像的同时，提高组织对比分辨率。,80,主要技术参数iClear+iBeam,iCLear,81,评价一台超声诊断仪的