超声医学基础

1、超声声学与医学基础超声声学与医学基础G617012常用的超声成常用的超声成像模式：像模式：A型（型（Amplitude modulation）B 型（型（Brightness modulation）M 型（型（Time-motion mode）D型（即型（即 Doppler型）型） G617013最早的工作方式：最早的工作方式：A A型型 A模式：是一种振幅的模式。模式：是一种振幅的模式。 它在显示器上形成垂直偏转的波形图。它在显示器上形成垂直偏转的波形图。G617014最早的工作方式：最早的工作方式：A A型型定义：将回声以波的形式显示出来，为幅度调制型。回声强则波幅高，回声弱则波幅低。td

2、B纵坐标：回声信号强弱横坐标：回声的时间（距离）G617015工作方式：工作方式：B B型型Line 1Line 2Line 3Line 4Line 5Line 6Line 7Line 8B型模型模式式：即：即B超，是超，是一种辉度的模一种辉度的模式，为辉度调制型。回式，为辉度调制型。回声强则光点亮，回声弱则光点暗。声强则光点亮，回声弱则光点暗。换能器换能器监视器监视器Line 1 2 3 4 5 6 7 8 G617016二维灰阶成像二维灰阶成像G617017工作方式：工作方式：M M型型 M模式中的模式中的M表示运表示运动（动（Motion），），M模式通过模式通过B模模式中加入式中加入慢

3、扫查锯齿波，使回声光点从左向右自行移动扫描。慢扫查锯齿波，使回声光点从左向右自行移动扫描。通常通常M模模式用于检测心脏及胎儿的心率。式用于检测心脏及胎儿的心率。皮肤皮肤探头探头时间轴时间轴深度深度G617018工作方式：工作方式：M型型G617019多普勒效应多普勒效应（Doppler） -超超声在探测移动的目标时，其回声的频率会发生声在探测移动的目标时，其回声的频率会发生变变化。利化。利用多普勒效应可检测物体有无运动，及运动用多普勒效应可检测物体有无运动，及运动的方向和速的方向和速度，比度，比如检查有无血流、血流的方向和速如检查有无血流、血流的方向和速度，以及心肌运动。度，以及心肌运动。G6

4、170110 包括：包括： 彩色多普彩色多普勒超声（勒超声（CDFI） 彩色多普勒彩色多普勒能量图（能量图（CPA）or方方向性能量向性能量图图 经颅多普勒（经颅多普勒（TCD） 组织多普勒（组织多普勒（TDI） 多多普普勒型（勒型（D型）超声型）超声G6170111 彩彩色多普勒血色多普勒血流成像（流成像（CDFI）是）是在二维声像图上叠加在二维声像图上叠加彩色实时血流显像彩色实时血流显像 不不同的颜色同的颜色代表代表不同的速不同的速度，通度，通常红色表示朝向探头的常红色表示朝向探头的血流方向，蓝色表示背离探头血流方向血流方向，蓝色表示背离探头血流方向 平均值平均值CFM彩色多普勒成像彩色多

5、普勒成像慢慢快快快快迎向背向色标色标G6170112心脏二尖瓣返流心脏二尖瓣返流彩色多普勒速度图彩色多普勒速度图G6170113l彩色多普勒能量图（彩色多普勒能量图（CDE）利用血流中红细胞的能量分布，即单位面积下红细胞利用血流中红细胞的能量分布，即单位面积下红细胞通过的数量以及信号振幅大小进行成像。通过的数量以及信号振幅大小进行成像。彩色多普勒能量图显示的不是速度参数，而是与血液彩色多普勒能量图显示的不是速度参数，而是与血液散射量相关的能量信号。散射量相关的能量信号。彩色多普勒能量图彩色多普勒能量图G6170114彩色多普勒能量图彩色多普勒能量图G6170115 彩色多普勒方向性能量图彩色多

6、普勒方向性能量图 可同时提取多普勒信号中能量和平均速度的信息，即可以获得血流的方向又可以捕获到低速的血流信息。 彩色多普勒方向性能量图彩色多普勒方向性能量图G6170116彩色多普勒方向性能量图彩色多普勒方向性能量图G6170117多普多普勒频谱包括勒频谱包括PWPW和和CW:CW:速度速度速度范围（宽度）速度范围（宽度）血流量大小血流量大小血流方向血流方向一个心跳周期一个心跳周期宽的速度范围宽的速度范围返流返流时间时间基准线基准线慢慢快快快快迎向迎向背向背向最高峰最高峰收缩收缩舒张舒张舒张结束舒张结束多普勒频谱的含义多普勒频谱的含义G6170118脉冲波多普勒和连续多普勒脉冲波多普勒和连续多

7、普勒连续波多普勒连续波多普勒(CW) Continuous Wave 发射与接收是各自分开的两个晶片发射与接收是各自分开的两个晶片 沿着整个声束的长度监听返回的信沿着整个声束的长度监听返回的信号，无距离分辨号，无距离分辨 测高血流速度不会有混叠现象，最测高血流速度不会有混叠现象，最大量程约大量程约 15 20 m/s皮肤皮肤血管血管v皮肤皮肤血管血管v单晶片单晶片双晶片双晶片脉冲波多普勒（脉冲波多普勒（PW） Pulse Wave 发射和接收是同一个晶片发射和接收是同一个晶片 卓越的距离分辨率卓越的距离分辨率 (Range Resolution) 流速测量上限值受奈奎斯特频率限流速测量上限值受

8、奈奎斯特频率限制制 脉冲重复频率（脉冲重复频率（PRF）决定流速的）决定流速的测量范围，极限约测量范围，极限约 5 7m/sG6170119发射与接收发射与接收优点优点缺点缺点适用部位适用部位脉冲波脉冲波PW一个晶片完成一个晶片完成距离分辨率距离分辨率流速上限低流速上限低腹部、外周腹部、外周血管血管连续波连续波CW一个晶片发射一一个晶片发射一个晶片接收个晶片接收高流速无混高流速无混迭迭无距离分辨无距离分辨率率心脏心脏脉冲波多普勒和连续多普勒脉冲波多普勒和连续多普勒G6170120脉冲波多普勒脉冲波多普勒G6170121连续波多普勒连续波多普勒三尖瓣返流三尖瓣返流G6170122超声诊断技术介绍

9、超声诊断技术介绍 组织多普勒成像组织多普勒成像 (Doppler Tissue Imaging THI) 原理：检测运动组织的多普勒效应原理：检测运动组织的多普勒效应 运动组织包括：运动的心室壁、血管壁、呼运动组织包括：运动的心室壁、血管壁、呼 吸引起的膈肌及肾脏的运动吸引起的膈肌及肾脏的运动G6170123速度（频率速度（频率）振幅（能量）振幅（能量）心肌心肌红细胞红细胞超声诊断技术介绍超声诊断技术介绍组织和血液的多普勒信号特点组织和血液的多普勒信号特点运动目标运动目标速度（频率）速度（频率）振幅（能量）振幅（能量）红细胞红细胞高高低低心肌心肌低低高高G6170124组织多普勒临床应用：组织

10、多普勒临床应用： 评价心功能评价心功能 缺血性心肌病缺血性心肌病 高血压高血压 心脏电生理心脏电生理超声诊断技术介绍超声诊断技术介绍G6170125超声诊断技术介绍超声诊断技术介绍G6170126超声探头种超声探头种类及临床应用类及临床应用线阵（血管、小器官）线阵（血管、小器官）凸阵（腹部、妇产科）凸阵（腹部、妇产科）相控阵扇扫（心脏）相控阵扇扫（心脏）经食管探头经食管探头(TEE)腔内探头（妇产、泌尿）腔内探头（妇产、泌尿）容积探头（三维成像）容积探头（三维成像）G6170127探头构造及工作原理探头构造及工作原理 发射超声波是换能器的逆压电效应发射超声波是换能器的逆压电效应 电电 机械能机

11、械能 接收回声信息是换能器的正压电效应接收回声信息是换能器的正压电效应 机械能机械能 电电 G6170128超声探头扫描方式超声探头扫描方式线扫线扫扇扫扇扫弧扫弧扫G6170129相控阵扫描声束偏转原理相控阵扫描声束偏转原理通过延迟电路控制各晶片震动，产生延迟相位，达到通过延迟电路控制各晶片震动，产生延迟相位，达到使声束实现扇扫的目的使声束实现扇扫的目的探头晶片探头晶片延迟电路延迟电路波震面波震面波震面波震面声束方向声束方向声束方向声束方向G6170130 超宽超宽频带探头：频带探头：在发射时有一很宽的频带范在发射时有一很宽的频带范围，围， 如如2-12MHz 超声探头的频率超声探头的频率G6

12、170131 融融频探头频探头 对接收到的不同深度反射回来的超声信号，通过分频，对接收到的不同深度反射回来的超声信号，通过分频，近场由高频组成，中场由中频组成，远场由低频组成。使近场由高频组成，中场由中频组成，远场由低频组成。使图像远、近、中场均能在保障穿透性的同时，获得最佳的图像远、近、中场均能在保障穿透性的同时，获得最佳的细微分辨力和对比分辨力。细微分辨力和对比分辨力。 变变频探头频探头 一只探头可以切换两三种频率，针对不同的诊断深度选一只探头可以切换两三种频率，针对不同的诊断深度选择择 高频或低频。高频或低频。超声探头的频率超声探头的频率G6170132探头频率与分辨率和穿透力探头频率与

13、分辨率和穿透力低频低频高频高频分辨率分辨率更好更好穿透穿透力力更强更强G6170133几项常用技术的基本概念：几项常用技术的基本概念：1）谐波2）磁共振像素优化技术（xRes）3）实时空间复合成像技术（SonoCT）G6170134谐波谐波基本概念：基本概念： 超声波在人体脏器中传播时，不仅有探头发射的基超声波在人体脏器中传播时，不仅有探头发射的基础频率的超声波础频率的超声波（基波）（基波）传播，并且有与基波频率成倍数传播，并且有与基波频率成倍数的的谐波谐波超声波传播。超声波传播。 如如：基波为：基波为fo，则谐波为，则谐波为nfo。 2MHz 4MHz（二次谐波）（二次谐波） 2MHz 6M

14、Hz（三次谐波）（三次谐波） 谐波频率越高，能量则迅速下降。谐波频率越高，能量则迅速下降。 在在谐波成像时，只检测二次谐波成分作为成像信息，基波谐波成像时，只检测二次谐波成分作为成像信息，基波或更高的谐波都被滤去或不接受。或更高的谐波都被滤去或不接受。G6170135 谐波的类型：谐波的类型： 自然组织谐波成像自然组织谐波成像：Tissue Harmonic Imaging (THI) 利用超声在人体内传播和反射过程中产生的二次谐波信利用超声在人体内传播和反射过程中产生的二次谐波信号进行成像号进行成像 造影剂组织谐波成像造影剂组织谐波成像：Ultrasound contrast agent (

15、UCA） 利用造影剂微泡在超声的作用下产生的二次谐波信号进利用造影剂微泡在超声的作用下产生的二次谐波信号进行成像行成像谐波谐波G6170136优点优点：o 消除近场伪像和噪声干扰消除近场伪像和噪声干扰o 提高穿透力、提高对比分辨率提高穿透力、提高对比分辨率o 临床上对成像困难的病人，可明显改善二维图像质临床上对成像困难的病人，可明显改善二维图像质 量量,增强心内膜、肿块等边界显示增强心内膜、肿块等边界显示谐波谐波G6170137脉冲反向谐波成像脉冲反向谐波成像G6170138谐波谐波G6170139G6170140更好地减少伪像，增强组更好地减少伪像，增强组织边界显示织边界显示 保持高幀频保持

16、高幀频支持支持2D2D模式以及模式以及2D/CFI/Doppler2D/CFI/Doppler三同步模三同步模式式支持支持 3D/4D3D/4D的容积成像和的容积成像和MPRMPR多平面模式多平面模式支持超宽视野成像和造影支持超宽视野成像和造影模式模式 G6170141 新的新的xSTREAMxSTREAM 主机架构使主机架构使临床性能达到新水平临床性能达到新水平 - - 获取并处理获取并处理9 9条扫描线条扫描线 - - 提高了复合成像精确度提高了复合成像精确度, , 更好更好 的空间和对比分辨率，更好的空间和对比分辨率，更好 地抑制噪声地抑制噪声- WideSCAN- WideSCAN技术

17、，扩展了解技术，扩展了解剖结构的显示视野以及测量剖结构的显示视野以及测量范围范围- - 可支持造影和可支持造影和3 3D/4DD/4D成像模式成像模式G6170142G6170143L12-5 L12-5 with SonoCT and XRES iU22 L17-5 with SonoCT and XRES 199820012006G6170144超声技术超声技术的新进展的新进展 三三维超维超声声 - 超超声三维立体空间成像声三维立体空间成像 超宽视野超超宽视野超声声 - 器器官血管等大面积超声成像官血管等大面积超声成像 超声造影超声造影 - 器器官血管等组织灌注分官血管等组织灌注分析析 弹

18、弹性成像性成像 乳腺肿块良恶性鉴别乳腺肿块良恶性鉴别 二二维斑点追踪维斑点追踪 定量心肌节段运动（应变、应定量心肌节段运动（应变、应变率、速度，同步性）变率、速度，同步性）G6170145G6170146q三维超声成像：三维超声成像： 显显示脏器正常与病变结构的立体形态及其动态变化，观示脏器正常与病变结构的立体形态及其动态变化，观察各察各结构的毗邻位置与空间关系，能提供更为丰富的诊断信息。结构的毗邻位置与空间关系，能提供更为丰富的诊断信息。 包包括括： 重建三重建三维（维（3D）：）：采用容积探头及自由臂扫描探头所形成的采用容积探头及自由臂扫描探头所形成的图像。图像。 动态动态三维三维（4D）

19、：采用容积探头获得的动态三维图像。）：采用容积探头获得的动态三维图像。 实实时三维（时三维（Live 3D）：电子矩阵探头，采集体素信息。）：电子矩阵探头，采集体素信息。 超声诊断技术介绍超声诊断技术介绍G6170147Philips iU22G6170148自自由臂查由臂查扫扫分辨率高通用性高扫描手法要求高有限的定量功能飞利浦容积成像领导超声技术的革新领导超声技术的革新G6170149机机械臂扫械臂扫描描飞利浦容积成像领导超声技术的革新领导超声技术的革新分辨率高多种功能目标应用扫描手法简单完整的定量功能G6170150电电子矩阵扫子矩阵扫描描xMATRIX飞利浦容积成像领导超声技术的革新领导

20、超声技术的革新等体素分辨率高级功能特定应用扫描手法简单完整的定量功能G6170151xMATRIX 容积成像改变人们使用超声的方式改变人们使用超声的方式实时容积成像实时容积成像G6170152飞利浦容积成像飞利浦容积成像提高了超声的工作流程提高了超声的工作流程 传统超声的工作流程 容积成像的工作流程G6170153胎儿胎儿31周胎儿面部周胎儿面部G617015454物理触诊探头加压呼吸或心跳运动医生在临床检查中可通过手触诊组织或病变的硬度来评估病变的良恶性早期弹性成像通过探头加压后组织产生的形变来评估组织的硬度弹性成像技术新一代的弹性成像更加敏感准确，通过心跳或呼吸的运动使组织发生形变，用于评

21、估其硬度G6170155乳腺乳腺乳腺导管乳腺导管G617015656飞利浦弹性成像G617015757临床病例临床病例乳腺癌乳腺癌SoftHard弹性成像二维G617015858定量工具应变及应变率可对病变区进行应变分析，并可与对照区（正常组织如腺体）进行对比，评估其与对照区发生形变的比值G6170159超声诊断技术介绍超声诊断技术介绍 超宽视野成像技术超宽视野成像技术 通过探头在皮肤表面做连续的平滑移动来完成实时的图通过探头在皮肤表面做连续的平滑移动来完成实时的图像采集过程。便于对较大范围的病变显示。包括灰阶超宽像采集过程。便于对较大范围的病变显示。包括灰阶超宽视野成像和彩色超宽视野成像。视

22、野成像和彩色超宽视野成像。G6170160超宽视野成像技术应用领域超宽视野成像技术应用领域： 骨骼肌肉系统应用：骨骼肌肉系统应用：大范围显示皮肤、皮下组织、骨骼 肌肉系统的解剖层次，以及肌腱韧带、血管、神经等结构的正常走形及病变范围。 小器官应用：小器官应用：甲状腺、乳腺、睾丸等。 血管系统应用：血管系统应用：跟踪正常血管走行、辨别血栓、鉴定病变 部位的血管分布及血流灌注。G6170161超声诊断技术介绍超声诊断技术介绍乳腺超宽视野成像乳腺超宽视野成像G6170162二二维斑点追踪成像（维斑点追踪成像（2D Speckle）：）： 临床临床应用应用：主要用于心脏。基于：主要用于心脏。基于二二维原始信号的维原始信号的一种技术，应变和应变