超声基础知识培训(华声医疗)PPT课件.pptx

超声基础知识培训 华声医疗李瑞军2015 4 16 3 18 2020 1 内容概要 超声成像的发展 超声成像的 程物理基础 超声设备的关键指标 超声成像关键技术 3 18 2020 2 超声检查的意义 为什么要做超声检查 EX 超市如何挑选 透过表象看本质 超声检查作为影像显 的 种 式 内部结构探查 体检 产科畸形筛查 病变性质辨别 肿瘤的良恶性质 3 18 2020 3 四 影像检查 超声 X光机 CT 断层扫描 MR 核磁共振 3 18 2020 4 3 18 2020 5 超声检查的优势 相对X射线的设备 对 体 创伤或损伤 相对CT和MRI 设备技术 槛低 普及率 软组织分辨率 0 01mm 检查费 低廉 3 18 2020 6 超声成像发展史 40年代60年代 A型 M型超声仪灰阶实时超声 B型 双功能超声仪 B型 频谱 彩 多普勒超声仪 80年代 B型 彩 频谱 90年代 开拓新技术领域 超声造影 谐波成像 组织多普勒 三维超声 脏定量分析技术等 3 18 2020 7 早期的超声设备 3 18 2020 8 超声成像模式 传统成像模式 A 幅度 M 运动 B 灰阶 D 多普勒 C 彩 能量 差 新型成像模式 梯形 宽景 造影 三维 组织多普勒 解剖M型等 3 18 2020 9 A型 Amplitude A型 幅度调制 以幅度的 低显 组织回波信号的强弱 特点 原理简单 成像粗糙 操作者个 经验依靠性强 容易引起误诊 3 18 2020 10 A型 Amplitude 距离A型超声 意图 幅度信息振幅 3 18 2020 11 a bc a 时间 幅度 a bc abc 运动 标 a bc 静 标 从幅度到亮度 c b 3 18 2020 12 M型 Motion 以亮度的强弱显 组织回波信号的强弱 同时在时间轴上展开以显 这些光点的运动轨迹 反映 维的组织结构和运动信息 特点 维时间运动曲线图 主要 于分析 脏和 管的运动幅度 3 18 2020 13 3 18 2020 14 B型 Brightness B型 以亮度的强弱显 组织回波信号的强弱 并采 多声束扫描法 将各扫描线组成 维灰度图像 维帧图像以时间展开 形成动态电影 特点 维断 图像 实时显 组织结构 形象直观 3 18 2020 15 机械式扇形扫描 B型有机械扫描和电 扫描两种扫描 式 机械扫描 3 18 2020 16 电 扫描 B型有机械扫描和电 扫描两种扫描 式 探头阵元序列电 扫描 3 18 2020 17 CCH7 HCOCHHHRH AIY4MHHH1 IMHHCHIY4MHHCRHRRRRHHHHHHHHH11IY CHCOHHRRH2HRRHHHHHRHHHH17 2RHHRRHHH22HRRHHRHHHHHHR HIMS HCIY4MR2 H22 22 2H HHHHHHHHHHHHHH H 1117 7 1I 22H H HCHHR7 HH 2 1111 17 2HH H HHHHH 7 2HRRRHHHHRHHHHRRH HrWrtH6HZ H6HI33XI33 111 ZHH6HHHHHHHHHHHHH66 7 HH6HHHH S S 7 xHH HHHHHHHHHHHH SHHHHHi i EE Xi i A7 2 HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH S 2H xH HHHHHHHHHHHHH R 222Z 22HHHHR7 L HHCCHHHHHHHHHH 7 17 22 HHRHRRHR12RHOCHCHHHHHHHHR RRHHHH7 RHCOCHHHHHHHHH 22HRAHHOORHR07 2HOOHHHHHHOOHHH1 ZHHHHHHHHHHHHHHH ZZH666HHHHHHHHHHHRH HHHHHH 3 18 2020 18 B型成像 3 18 2020 19 BFHFR46DR9410 A1 M P4 1 AAd arda 201Z01 2 11 12 1111 3 18 2020 20 3 18 2020 21 凸阵线阵 3 18 2020 22 C型 Color C型 根据多普勒频移的原理 估算红细胞流动的速度 根据速度和 向的不同 在 维图像区域内 叠加以不同 彩饱和度和颜 的彩 图像 特点 可以直观地显 流的动 学状态 3 18 2020 23 图像和彩 流显 维图像 彩 流显 3 18 2020 24 2 S P1 2116049 001E1 A97 M14 1L15 4 A ad 1 2015i03 16 3 12 55PM 1411 3 18 2020 25 BFH2FR1710 rF2 RF S P1 R98 A1 M14 54 2 BAd 111 ardia 201Z01 2 11 12 8 3 18 2020 26 D型 Doppler D型 多普勒成像 以幅度的不同显 标速度的 并在时间轴上展开显 速度随时间的变化 特点 可以较准确地测量 流速度 于检测 脏及 管的 流动 学状态 流运动所引起的频差 般在 的听觉范围内 频谱的声 具有 定的临床诊断意义 分类 脉冲多普勒 连续多普勒 3 18 2020 27 BF I 110GHPFRUOR9BD4 DColor PRF7 Jk 24 1 20111 03i 16J 12 55PI 1 AP97 J full0 5 TIS0 2US 4 A Earotid 0 D 1B 1 3 18 2020 28 能量 差多普勒 是彩 多普勒 流成像 CDFI 的衍 信息都是通过 相关算法得到的 能量 反映多普勒信号的幅度 灵敏度较 显 管有利 差 反映多普勒频移的 致性 直观反映 流是否存在紊乱 3 18 2020 29 R C61RrsCPA1IXI0HzWF60HzMed LTRNLANT LATURE 0 1 3 18 2020 30 差多普勒 3 18 2020 31 新型成像模式 成像视 梯形成像 宽景成像 三维 动图 解剖M型 彩 M型 多普勒信号提取 组织多普勒 组织能量多普勒 组织多普勒加速度 谐波 造影剂谐波成像 组织谐波成像 新原理 弹性成像 3 18 2020 32 1 jLJ E EANMAGNG MTETICLE 3 18 2020 33 宽景成像 将图像进 横向拼接 扩 视野 是 种图像处理技术 泛应 与卫星侦查和天 拍摄 3 18 2020 34 宽景图像的处理过程 原始图像 3 18 2020 35 宽景图像的处理过程 拼接 图像 致的区域进 覆盖 3 18 2020 36 宽景图像的处理过程 补充和完善 3 18 2020 37 宽景图像的处理过程 后处理 修饰 润 平滑 3 18 2020 38 宽景成像 3 18 2020 39 彩 宽景成像 3 18 2020 40 三维成像 重建三维 动采图 由臂采图 实时三维 由臂实时三维 维探头 3 18 2020 41 重建 由臂 三维 图像采集 三维重构 区域提取 融合成像 3 18 2020 42 重建 由臂 三维 3 18 2020 43 3D和4D 3 18 2020 44 2F Hd 2 2 H 3 18 2020 45 解剖M型 任意角度的M型 可以任意 度设置取样线 M型取样线可以和 室 轴完全垂直 减 了测量的误差 可以同时设置多条M型取样线 同时 较多个 肌节段的运动特点 可以对存储的B型图像电影回放进 回顾性的解剖M型分析 3 18 2020 46 解剖M型 3 18 2020 47 彩 M型 彩 多普勒模式下的M型显 更加细微的显 在M取样线上的 流速度的变化和传播 在该模式下以 流发 次频率混叠的等速斜率VP来评价左 室舒张功能 反映左 室 肌主动松弛性 3 18 2020 48 CDGoin ErdiyPwt DdB 3 18 2020 49 组织多普勒 组织速度多普勒成像TVI 组织能量多普勒TEI 组织频谱多普勒TVD 组织多普勒M型TVM 组织多普勒加速度成像DTA 3 18 2020 50 3 18 2020 51 05537dg of 0 055 PXDepth 102mm PXGate 2 5mmPWGoin 27dB 0n04 4J 52pm 3V2cH3 5HHzDTV 160mm PWDT Pwr 0dBHlcd 1 7TIS 1 3 HR 49bpmSweep 100mm s 3 18 2020 52 0n0 J1i n HH PIT LI FPL 406 01pm 055 055 CDGainDTV V 1 1 l 3V2cH3 5HHzDTVDTV Pwr 0dB Hlmm 1 9 TlS 0 7 3 18 2020 53 DONhELLY HICHAEL 1 ACUSOHSEQUOIACZI6OEMG 04b CD CD 9 Size r99 40mm Echo Pwr 0dBTIS 1 6 CDCoin 24DTA HR 68bpm 3 18 2020 54 造影剂谐波成像 造影是指向 管腔内 空腔脏器内以及组织内注 某种能产 声学对 效应的物质 以便清晰显 组织结构 流状态及病变 造影剂微泡被超声波照射 谐振破裂后产 量谐波 微泡的直径 红细胞的直径 8um 不能通过肺循环 只能观察右房室的灌注 体循环 可以观察组织 器官的末梢灌注 3 18 2020 55 3 18 2020 56 弹性成像技术 由 公司 先推出 对组织的软 硬程度进 甄别 通过彩 映射后 便观察 对乳腺肿瘤的良恶性鉴别准确率 达95 弹性成像 常规灰阶成像 3 18 2020 57 结 超声的发展历史 传统成像模式 A 幅度 M 运动 B 灰阶 D 多普勒 C 彩 能量 差 新型成像模式 梯形 宽景 造影 三维 组织多普勒 解剖M型 造影成像 弹性成像 3 18 2020 58 内容概要 超声成像的发展 超声成像的 程物理基础 超声设备的关键指标 超声成像关键技术 3 18 2020 59 超声成像的 程物理基础 物理声学特性 传播 传播速度 传播阻抗 反射 散射 折射 衍射 衰减 向性 分辨 率 多普勒效应 物效应 成像的原理 3 18 2020 60 什么是超声波 超声波是声波的 种 是机械波 是纵波 次声波 可闻声波 超声波 频率20 000Hz 医学超声诊断仪器所 频率2 10MHz c f 体软组织平均声速 1540m s 3 18 2020 61 体组织密度及声阻抗 3 18 2020 62 体组织的声学特性 回声液性 回声 理 胆汁衰减性 回声 理 骼后均质性 回声 理 淋巴结 病理 胸腹 病理 纤维化 病理 淋巴瘤 3 18 2020 63 组织的声学图像 回声强回声低回声 3 18 2020 64 声速的影响 V 1540m s V 1540m s 由于声波在病理性占位中的传播速度与周围的软组织不同 在其后 产 了时间差 3 18 2020 65 反射和折射 声阻抗Z 介质密度 声速 c Z 0 1 即会产 反射 反射系数Ri Z2 Z1 2 Z2 Z1 2 折射系数Ti 4Z1Z2 Z1 Z2 2 界 阻抗相差越 反射越强 即两者密度相差越 反射越强 Z1 Z2 3 18 2020 66 镜 反射伪像 3 18 2020 67 双重反射 声波在包膜等界 与探头之间反射 形成时序上的双影 3 18 2020 68 多重反射 体与其他组织的声阻抗差异很 应此极易形成反射 声波在 泡内部的多次反射 使得接收到的回波在时序上 直是强回声状态 从 形成声影 3 18 2020 69 声影 回声增强 回声失落 3 18 2020 70 折射伪像 3 18 2020 71 反射和折射的影响 3 18 2020 72 散射 3 18 2020 73 散射 射波通过不均匀的媒质或微 粒 时 产 偏离原 射 向 向各个 向传播的现象称散射 产 散射的三种情况 a 孤 的 点不延续性所引起的球 散射b 粗糙表 上的散射 形成的各孤 球 波合成的散射场c 组 颗粒 细胞 引起的不连续散射 散射场为各 波合成 3 18 2020 74 背向散射 红细胞产 的背向散射 3 18 2020 75 衰减 吸收衰减 声波的振幅由于 内摩擦 或黏滞性 转换成热能使总的能量逐渐减弱 扩散衰减 声束在传播过程中散开 使得单位 积上获得的能量随距离的增加 减少 散射衰减 反射衰减 3 18 2020 76 衰减表达式 声波的声强I0与传播距离x的关系Ix I0 e 2kfxk 组织衰减指数 f 超声频率 x 传播距离 3 18 2020 77 体组织的吸收系数 3 18 2020 78 声波能量的 向性 由于探头的各晶 振荡时在开始的 段距离内产 互相 涉 形成许多 不 的 花瓣 称为旁瓣 5M基波 10M谐波 10M基波 3 18 2020 79 AP100 II1 3TIS0 1USA A Thy AP100 II1 5TIS0 1USA A Thyroid 3 18 2020 80 分辨 和穿透 分辨 指分辨 定间距两个界 的能 频率 则分辨 好 但穿透 差 频率低 则分辨 差 但穿透 好 相互制约 根据临床需要选择探头频率 分辨 分为 横向分辨 轴向分辨 侧向分辨 3 18 2020 81 频率影响分辨 3 18 2020 82 频率的影响 频率越 波束越集中 横向分辨 越好 不能分辨 能分辨 3 18 2020 83 6M 9M 11M 3 18 2020 84 侧向分辨 厚度 1mm 3 18 2020 85 侧向分辨 对超声显 的解剖结构和测量结果有 定影响 3 18 2020 86 3 18 2020 87 声学聚焦 声透镜Y轴聚焦 凹 阵元Y轴聚焦 3 18 2020 88 时间分辨 帧率 130us65us13us1cm5cm10cm 帧频主要受扫描深度和线密度的影响深度20cm 线密度256的 帧图像的成像时间 t 13x20 x256 66556uS 0 066S帧率FR 1 0 066 15 3 18 2020 89 影响帧频的因素 扫描线的数量 扫描密度 扫描宽度 度 扫描的深度 焦点 复合成像 3 18 2020 90 多普勒效应 波源或接收者相对介质运动时引起频移波源运动 接收者运动 相对介质 3 18 2020 91 多普勒效应的计算 接收者运动 波源运动 频差 3 18 2020 92 物效应 超声的 物效应 指在 定强度的超声 决定于辐射声强和辐射时间 在 物体系中传播时 通过 定的相互作 机制 热机制 机械机制 空化机制 致使 物体系的功能和结构发 变化 热指数 TI 机械指数 MI 前绝 多数研究认为合适剂量超声对 体 害 真实声束声强Iob 20mW cm2 空间峰值时间平均声强Ispta 100mW cm2 眼球检查 17mW cm2 胚胎检查 50mW cm2 3 18 2020 93 超声成像的 程物理基础 物理声学特性 传播 分辨 率 多普勒效应 物效应 成像的原理 回波接收系统 换能器 探头 发射和接收 A D转换 波束合成 数字处理 3 18 2020 94 脉冲 回波系统 发射脉冲 接收回波 时间轴发射脉冲的重复周期 a b c 脉冲宽度 a b c代表在 体组织中不同深度的反射体 3 18 2020 95 压电晶体 某些特殊晶体 然 合成 当受到外 的作 产 形变时 会在晶体表 产 电荷的聚集 电荷的聚集 产 电压 这种晶体即为压电晶体 3 18 2020 96 压电晶体 3 18 2020 97 单晶探头和多晶探头 晶体材料在微观上的区别 单晶 只有 种晶型结构 多晶 具有多种晶型结构 般多晶体原材料提纯后可以得到单晶体 单晶和多晶各有优缺点 指向性 灵敏度 3 18 2020 98 正压电效应 F F F F 压 电 机械能转化为电能 施加外 产 形变 形变使电荷聚集 释放外 形变恢复 电荷消失 超声波的接收 3 18 2020 99 负压电效应 超声波发射形成 电 压 电能转化为机械能 施加电压 电荷聚集 产 形变 释放电压 电荷消失 形变恢复 3 18 2020 100 探头的组成 由压电晶体 垫衬 匹配层等组成 利 压电效应及逆压电效应实现电能和机器能转换的器件 3 18 2020 101 侧 向聚焦 声透镜Y轴聚焦 凹 阵元Y轴聚焦 曲 阵元直接聚焦 不是声透镜聚焦提 阵元的灵敏度 3 18 2020 102 探头的种类 3 18 2020 103 扫描线的切换探头 发射与接收 单通道发射接收多通道发射接收 通道延时处理 3 18 2020 104 图象的形成过程 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 3 18 2020 105 延时 延时 对各通道信号的时序处理 发射时 对各通道的发射激励信号进 不同的延时 使各阵元产 的波束同时到达 标点 发射聚焦点 接收时 对各通道的回波信号进 不同的延时 使得波束合成时各通道的回波信号来 同 标点 接收聚焦点 3 18 2020 106 延时 延时的 的 发射聚焦控制声场并集中能量 接收聚焦增强回波并减少 扰 3 18 2020 107 发射聚焦 通过延时 使各阵元的 波合成聚焦与焦点处的波震 形成的声束窄 能量集中 提 图像的横向的分辨 延时控制 3 18 2020 108 接收聚焦 波束合成延 控制波束合成通过延时 使得波束合成时各通道的信号为同 深度的回波信号 增强回波信号同时减少通道间的相互 扰 时 3 18 2020 109 延时实现偏转 探头t 标物t t 3 18 2020 110 数字处理 动态滤波 包络解调 动态压缩 平滑 线相关 边缘增强 数字处理是超声图像的核 决定了产品的档次 3 18 2020 111 内容概要 超声成像的发展 超声成像的 程物理基础 超声设备的关键指标 超声成像关键技术 3 18 2020 112 超声设备的关键指标 探头 显 器 主机 3 18 2020 113 描述探头的指标 阵元数 2 64 80 128 192 256 中 频率 谐波频率 2 5MHz 3 5MHz 5MHz 6 5MHz 7 5MHz 10MHz 12MHz 带宽 宽频探头 6dB带宽 20dB带宽 腹部2 5MHz 腔内5 8MHz 浅表6 10MHz 8 12MHz 相控阵2 4MHz 频相控阵5MHz 3 18 2020 114 CenterFreq 3 05MHz PeakFreq 3 05MHz Bandwidth 6db 1 2 0 2 0MHz65 8 B20db 4 5 1 6 2 9MHa96 4 10 20 2 spectrumPeak3 C5Ml1z 3Frequency MHz 4 B6 2 0 65 8 BZO2 9 6 3 18 2020 115 描述探头的指标 扫描 度 凸 60 70度 扩展成像到80 线阵 扩展10 15度 clover20度 相控阵 80 90度 clover90度 腔内 120 180度 clover145度 扩展170度 开 180度 材料 复合材料 单晶 灵敏度 指向 研发的参数指标 3 18 2020 116 显 器 尺 12 15 对 线长度 例 4 3 业屏 16 9 消费屏 分辨率 像素 800 6001024 7681920 1080 PPI 单位尺 积内的像素点 对 度 动态对 度 1000 12000 1 3 18 2020 117 3 18 2020 118 主机关键参数 通道 物理通道 逻辑通道 多倍波束 2倍波束 4倍波束 16倍波束A D 位数 采样频率 3 18 2020 119 通道 物理通道 超声信号在机器内传播的电路路径 发射 接收 研发 般 来指接收通道 隔离 放 AD转换 常 的通道数 16 32 64 128 超声信号的流 线 类似公路的 道 3 18 2020 120 通道 逻辑通道 因招标 产 的参数 超声 次成像过程中使 到的信号通路 3 18 2020 121 双倍波束 波束合成 超声的回波信号极弱 需要将接收通道 64路 128路 的信号相加 常规 次发射 次接收 只能形成 条波束 对应图像上 条扫描线 双倍波束 多倍波束 超声引擎 双核 多核处理器 3 18 2020 122 波束1波束2延时 双波束合成 多倍信号处理 延时波束1 波束2 发射 次 接收 次 并 处理两条扫描线 延时 参数 1 参数 2 参数 1 延时 参数 2 探头 组织 64倍波束处理器 服务器级别 3 18 2020 123 A D转换 A Analog模拟信号D Digital数字信号 将模拟信号转换为数字信号 合成 滤波 平滑 增强都是基于数字信号的处理 法 A D转换后的数字信号质量越好 图像越好 3 18 2020 124 模拟信号 3 18 2020 125 数字信号 bit 特 进制 Byte字节 六进制 3 18 2020 126 h 3 18 2020 127 采样和恢复 模拟信号 AD转换 DA转换 3 18 2020 128 AD转换的两个指标 Bit位数 决定了数值 幅度 的精细程度 进制 进制的位数 收 采样频率 决定了时间轴的精细程度 14bit62 5MHz 航天军 级的AD 3 18 2020 129 主机关键参数 软指标 增益 动态范围 取样容积 扫描宽度 线密度 焦点数量 3 18 2020 130 内容概要 超声成像的发展 超声成像的 程物理基础 超声设备的关键指标 超声成像关键技术 3 18 2020 131 超声成像关键技术 谐波技术 然谐波 对 谐波 造影谐波 空间复合成像技术sonoCT iBeam 图像增强技术 3 18 2020 132 自然谐波 3 18 2020 133 连续的波形 3 18 2020 134 0 2 0I 5S75IO15I517520I7525 7 7 3 18 2020 135 乐的频谱 3 18 2020 136 谐波效应 f02f0 3f0 频谱深度 压差 传播速度快压差 传播速度慢通过组织后 超声波压 曲线 3 18 2020 137 次谐波的滤波 3 18 2020 138 谐波的声场特性 超声波的发射 基波 谐波 3 18 2020 139 谐波的优点 近场与探头之间的反射少 Transducer Rib Transducer Rib 接收滤波 Rib发射频谱Rib 3 18 2020 140 接收滤波 透过脂肪组织后声场变化 成像效果好 谐波的优点 发射频谱 3 18 2020 141 反相 对 谐波 第一次发射 第一次接收 基波谐波谐波 第二次发射 第二次接收 基波 基波谐波 3 18 2020 142 nc 1 AP100 MI0 8 TIS0 1CS 1 B AdultABD 7 0 AP100 7 NI