超声成像原理 (2)ppt课件

超声波医学、1、总论、1、超声波图像基本原理2、图像伪影3、图像描述与分析4、不同图像的观察、分析与综合应用、2、1、超声波图像基本原理、3、4、5、检查方法、6、7、超声波图像过程、1、探头发射超声波。 2 .超声波通过人体的组织器官被探测器接收到反射、散射等回声。 3 .经超声波压电效应产生电信号，处理后显示。 8、(1)超声波的定义、振动的传播称为波动(波)。 波动分为两类机电波和电磁波。 超声波：振动频率超过2万Hz的机械波，称为超声波。 诊断用超声波频率通常为2.510MHz。 横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直的纵波：质点的振动方向与波的传播方向平行，9，10，1，波长：2，频率： f3，声速： c。 声波在人体中的平均速度为1540m/s的关系： c=*f、(二)超声波的物理参数、11、(三)人体组织的声学参数、1、密度： 2、声速： 3、声阻抗(z ) :介质的密度()与介质中声速(c )的乘积。 也就是说，Z=c(Kg/m2s )、12，声阻抗是超声波诊断中最基本的物理量，音像图中的各种回波图像主要取决于声阻抗的不同。 人体各组织声阻抗值大小排序：骨肌肝脾肾，血乳腺脂肪肺空气，13，(4)超声特性，1，方向：直线传播2，声衰减现象：扩散、散射，组织吸收声能3，多普勒效应：声源与受体之间存在相对运动，发生频率变化。 14、超声波遇到活动界面，散射或反射回波的频率发生变化，也称为多普勒频移。 当界面活动朝向探针时，回波频率变高，显示正频移的界面活动远离探针时，回波衰减较低，显示负频移。 频移的大小与活动速度成正比。 15、4、非线性传播：从声源发射的声波在介质中传播而遇到界面时，发生反射和折射，即声波在介质中直线传播。 声波遇到不规则界面时，声波在组织传播时产生波形畸变，谐波分量增加，声衰减系数增大，声波的这种传播方式称为非线性传播。 5、透过性：16、(5)超声波在人体中传播，超声波在人体中传播时发生的现象1、反射：在大界面入射的超声波中发生反射现象。 2、全反射：发生全反射时，声束不进入第二媒体而出现“折射声影”。 3、折射：由于人体各种组织、器官声束不同，声束通过这些组织之间的较大界面时，发生声束行进方向的变化，称为折射。 17、18、4、散射：小界面对入射超声波产生散射现象。 散射没有方向性。 5、衍射：又称衍射。 超声波通过12波长的物体时，其传播方向偏离原来的方向。 19、6、衰减：吸收、散射、声波束扩散7、多普勒效应(Doppler效应):8、非线性传播：20、(6)超声波成像、超声波传播系统是通过介质中粒子的机械振动进行的，与电磁波不同，不能在真空中传播。 21、人体组织为什么表现为各种各样的图像？ 1 .由于不同组织的声阻抗不同：超声波在介质传播过程中遇到两种不同的介质，只要两者的密度和声速不同，其边界面就会产生声阻抗，其间有0.1%的差异就会产生反射和折射等。 2 .超声波具有上述各种物理特性(反射、折射、散射、衰减、多普勒效应、方向性、透射力等)。 22，1，超声波的产生和接收，压电现象：人工极化的压电陶瓷通过机械力在电极表面产生电荷。 相反，如果对陶瓷施加电场，陶瓷也会产生应变。 该机械能转化为电能，电能转化为机械能的现象称为压电效应。 正压电效应：机械能转化为电能。 负压电效应：电能转化为机械能。 23、2、超声波图像的显示方式，(1)A型：基本被淘汰。 (2)B型：亮度调制型。 也称为二维超声波。平面由x轴和y轴的坐标表示，y轴表示时间，x轴表示范围。 在示波器时间轴上用点亮度来表示在一条声束的传播路径中遇到各界面的一系列散射和反射回波的强度。 当依次扫描声带、声带24、脏器时，各个声带线上的点群依次分布在x轴上，形成所有面的音像图。 包括三个重要概念：回波界面用光点表示各界面回波振幅(或强度)用亮度(灰度)表示声波束依次扫描器官时，各条声波束线上的光点群依次分布在全面声像图中。25、(3)M型：主动显示型。 距离-获取时间曲线。 其原理是：采样单声束获得界面回波；回波亮度调制；示波器的y轴为时间轴，表示界面浓淡；示波器的x轴为另一个慢扫描时间的基线，表示某一时间内超声波和其他生理参数的显示线。 26、(4)差频回波式，基本工作原理是发射一定频率的脉冲式或连续式超声波提取频率变化的回波(差频回波)将差频回波频率与发送频率进行比较，取得两者间的差分值和正负值显示。 27、多普勒超声的基础，(1)频谱多普勒效应：揭示奥地利科学家Doppler于1842年首先提出的振动源与接收机之间存在相对运动时，受到的振动频率随运动而变化的物理现象。 28、多普勒式：2VcosfR-f0=fd=f0C上式为： C(fd)V=2f0cos、29、多普勒效应的基本条件v不等于0，同时需要强反射源。 090度时，cos为正值，表示血流的方向朝向探针，是正的频移。 在90180度时，cos为负值，表明血流方向远离探针，为负的频移。 =0度或180度时，cos=1、fd最大。 =90度时，cos=0，无频移。 30、(2)多普勒血流谱分析的基础谱的横轴为时间s，纵轴为血流速度cm/s 收缩峰是指心周期内达到收缩峰的频移和峰流速的位置。 舒张末期是进入下一收缩期的舒张期的最终点，31、窗口表示无频显示区域中间水平线(横轴线)表示零频偏移线(基线)，横轴上方表示正频偏移，血流朝向探针，横轴下方表示负频偏移，血流远离探针。 振幅的高低表示频移的大小，即血流速度的速度。 32、光谱的亮度用亮度来表示，亮度表示红细胞的数量，亮度表示红细胞的数量多，相反地少。 频谱的离散度、即垂直方向的频移的宽度表示血流速度分布范围，分布范围宽，频谱宽度宽。 层流：谱窄，点密集，包络光滑，谱与基线之间有空窗。 湍流：光谱宽、光疏、包络粗、光谱与基线之间无空窗。 涡流：双向湍流特性。 33、收缩期、收缩峰、带宽、窗、时间、速度/频率、扩张期、扩张期、速度/频移-时间显示图、34、35、36、彩色多普勒血流显影的基础，(1)彩色多普勒血流显影(CDFI)是自相关技术自相关技术可以通过用于检测两个信号之间的相位差的一种方式来检测血流的方向和速度。 37、伪彩色代码用红、蓝、绿三原色人为地编码多普勒信号，用红表示血流朝向探针这一点，用蓝表示血流离开探针这一点，用绿表示血流分散。 显示色的亮度表示速度的大小，色亮表示血流速度快，色暗表示血流速度慢。 顺向血流紊乱接近黄色(红绿)，逆向血流紊乱接近青色(蓝绿)。 像这样用三种颜色表示血流的方向、速度、湍流的程度。 38，39，(2)CDFI原理：采用运动目标显示技术和相位检测法，根据接收回波分析血流速度的空间分布，将其大小、方向同时显示为红、蓝、绿三种彩色码和b型图像。40、(5)其他图像显示方式，能量多普勒(CDE )图像组织多普勒图像三维超声波图像非线性血流图像，即二次谐波图像声学定量和色室壁运动动态显示技术声学造影，41、42、43、2，图像伪影，(1)定义声学物理特性、图像技术、仪器调节和人体生理/病理状况等原因引起的伪影。 44，(二)常见图像伪影，1，混响效果：多次反射和散射导致体内平滑大界面常见，如腹壁出现混响，膀胱前壁、胆囊底、肾脏、囊前壁等表浅部位出现假性回声。 回避/减少： a、侧动探针、避免声波束垂直腹壁、减少伪影的b .加压探针。 45，46，2，振铃效应/声尾，胃肠和肺气，多次内反射，胆道积气，胆囊壁胆固醇结晶后方慧尾，避孕环等。47、3、镜像效果：镜面折叠虚像。 产生于一个大的光滑界面。 48，4，侧壁丧失效果：大界面回声时入射角过大。49、5、后壁增强效应：发生于机器加深增益补偿。 6、声影：系声道有强烈声衰。50、3、图像描述与影像分析；(1)回声描述与命名常用超声波术语； 记住常用超声术语，以回声强度识别a，弱/低回声：指反射光斑亮度低于正常器官或病灶周围正常组织的回声光斑亮度。 肾髓质。 b、等回波或中回波：反射光斑强度等于正常组织回波，不增强也不降低。 脾气的本质。 52，c，强回声：反射强，回声明亮，伴有声影和多重反射。 纤维组织(包膜)、结石、钙化灶、气体。 d，高回声：回声强度在等回声和强回声之间。 e，无回声：均匀液体内无声阻抗差异界面呈无回声暗区。 胆汁、尿液、血液。 53、正常人体各组织超声表现： 1、强超声波：气体、骨皮质、软骨组织、纤维结缔组织2、高超声波：肾窦、胎盘、胰腺、肌肉、眼球后组织、甲状腺实质3等超声波：肝脾实质、肾皮质4、低超声波：脂肪5、弱超声波：髓鞘中枢神经系统6、无超声波：液体、54、以超声形态命名(1)斑点 (2)斑点直径小于5mm的斑点状强回声。 (3)光团的直径超过5mm的团状的强烈反响。 (4)环的回波呈环状。 55、(5)光带的回波点呈明亮的带状或线状连续排列。 (6)晕圈结节的外周呈12mm无回声环状的周围。 肝癌。 (7)声影的声速通过声阻抗差大的障碍物和声衰减系数大的障碍物时，声能明显衰减，后方出现条纹状暗区称为声影，多见于结石、钙化及致密的结缔组织回声后。 56，(二)图像方位仰卧位： 1，横断面：图左为患者右侧，图右为患者左侧，图上为腹，图下为背。 57，2，纵向切开：图左为患者头端，图右为患者足端，图上为腹，图下为背。 58、3、冠状断面：图左为患者头侧图右为患者足侧。 4、斜切：图左为患者右侧，图右为患者左侧，图上为腹，图下为背。 59、俯卧位： 1、横断面：图左为患者左侧，图右为患者右侧，图上为背，图下为腹。 2、纵断面：图左为患者头侧，图右为患者足侧，图上为背，图下为腹。 60，侧卧位： 1，横断：图左为患者左侧，图右为患者右侧，图上为背，图下为腹。 2、纵断面：图左为患者足侧，图右为患者头侧，图上为背，图下为腹。 61、(3)观察分析影像内容、超声影像时，首先要了解剖面的方位，认识包括在内的解剖结构，注意分析以下内容。 62，1，外形：脏器外形肿胀或缩小，形态异常，如肿块，外形圆形、椭圆形或不规则，呈分叶状或条索形等。2、边界超声和边缘超声：肿块有边界超声，光滑完整是有包膜的证据，无边界超声或粗糙形态不规则多为无包膜浸润性病变。 “hello”征、“hello”征等。 63，3，内部结构特征：结构正常，正常结构消失，可分为界面增加或减少、界面散射点大小和均匀度、其他各种类型的异常回声等。 4、后壁和后回声：由于人体各种正常组织和病变组织在声能中吸收衰减不同，表现出增强后壁和后回声的效果，衰减系数低的液体囊肿和脓肿、后回声增强，衰减系数高的纤维组织、钙化、结石、气体等在其后方形成“声影”。 64，5，周围回声强度：实质上器官内有占位性病变时，会导致病灶周围回声的变化。 如果是膨胀性生长的病变，其周围的回声均匀性比较强，或者是有血管压迫位移的浸润性生长的病变，其周围的回声强弱不均匀，或者血管流动中断。 6、相邻关系：有无压迫、粘连、浸润。65、7、器官活动情况：器官活动反映器官组织的功能状况，如心肌出现缺血和梗死，其相应部位心肌出现室壁运动异常。 通过观察心脏瓣膜的活动，可以判断瓣膜有无狭窄和封闭不全。 66、8、器官结构连续性分析：器官连续性可为疾病诊断提供重要依据。 先天性室间隔缺损中断了室间隔的连续性。 67，9，血流定性分析：谱型多普勒和彩色多普勒技术可分析血流速度、血流时相、血流性质和血流途径。 10、血流定量分析：多普勒超声心动图的定量分析包括血流量、压差和瓣口面积的测定。 68、69、4，不同成像的观察、分析和综合应用，(1)不同成像的观察、分析、70，各种影像学方法的成像原理不同，其组织学特征在图像上的表现也不同。 x射线图像和CT显示组织器官之间的密度差异，正常组织和病理组织之间的密度差异，MRI显示信号强度的差异。超声波由它们之间不同的声阻抗和衰减差异产生的不同回声构成图像。 71、共同点都是用不同的灰度构成解剖图像。 不同的成像方法中，相同的组织和病变以不同的灰度表现