超声成像原理专家讲座

超声医学超声成像原理专家讲座第1页总论一、超声成像基本原理二、图像伪象三、图像描述与分析四、不一样成像观察、分析及综合应用超声成像原理专家讲座第2页一、超声成像基本原理超声成像原理专家讲座第3页超声成像原理专家讲座第4页超声成像原理专家讲座第5页检验方法超声成像原理专家讲座第6页超声成像原理专家讲座第7页超声成像过程1、探头发射超声波。2、超声波穿过人体组织器官产生反射、散射等回波被探头接收。3、经过超声压电效应产生电信号并经处理后显示出来。超声成像原理专家讲座第8页（一）超声波定义振动传输称为波动（波）。波动分为两大类——机械波和电磁波。超声波：是指振动频率超出2万Hz机械波，称为超声波。诊疗用超声波频率通常为2.5~10MHz。横波：质点振动方向与波传输方向垂直纵波：质点振动方向与波传输方向平行超声成像原理专家讲座第9页超声成像原理专家讲座第10页1、波长：λ2、频率：f3、声速：c。声波在人体中平均速度为1540m/s三者关系：c=λ*f（二）超声波物理参数超声成像原理专家讲座第11页（三）人体组织声学参数1、密度：2、声速：3、声阻抗(Z)：介质密度（ρ）与介质中声速（c）乘积。即：Z＝ρ×c(Kg/m2·s）超声成像原理专家讲座第12页声阻抗是超声诊疗中最基本物理量，声像图中各种回声图像都主要因为声阻抗差异造成。人体各组织声阻抗值大小排列次序:骨>肌肉>肝脾>肾、血液>乳腺>水>脂肪>肺>空气超声成像原理专家讲座第13页（四）超声波特征1、方向性：直线传输2、声衰减现象：扩散、散射、组织对声能吸收3、多普勒效应（Doppler效应）：声源与接收体之间存在相对运动，产生频率改变。超声成像原理专家讲座第14页超声碰到活动界面，散射或反射回声频率发生改变，又名多普勒频移。界面活动朝向探头时，回声频率升高，呈正频移；界面活动背离探头时，回声频衰减低，呈负频移。频移大小与活动速度呈正比。超声成像原理专家讲座第15页4、非线性传输：声源所发射声波在介质中传输碰到界面时，可发生反射和折射，此即声波在介质中线性传输。当声波碰到不规则界面时，声波在组织中传输时可发生波形畸变、谐波成份增多和声衰减系数增大，声波这种传输方式称为非线性传输。5、穿透性：超声成像原理专家讲座第16页（五）超声波在人体中传输超声波在人体中传输时产生现象1、反射：大界面对入射超声产生反射现象。2、全反射：全反射发生时不能使声束进入第二介质，而出现“折射声影”。3、折射：因为人体各种组织、脏器中声束不一样，声束在经过这些组织间大界面时，产生声束前进方向改变，称为折射。超声成像原理专家讲座第17页超声成像原理专家讲座第18页4、散射：小界面对入射超声产生散射现象。散射无方向性。5、衍射：又称绕射。超声波经过一到两个波长物体，其传输方向将偏离原来方向。超声成像原理专家讲座第19页6、衰减：吸收、散射、声束扩散7、多普勒效应（Doppler效应）：8、非线性传输：超声成像原理专家讲座第20页（六）超声图像形成超声传输系经过介质中粒子机械振动进行，它不一样于电磁波，故在真空中不能传输。超声成像原理专家讲座第21页人体组织为何表现为各种图像？1、因为不一样组织声阻抗不一样：超声在介质传输过程中，碰到两种不一样介质，只要二者密度或声速不一样，在其交界面即产生声阻抗，其间只要有0.1％差值即可产生反射与折射等。2、超声含有上述各种物理特征（反射、折射、散射、衰减、多普勒效应、方向性、穿透力等）。超声成像原理专家讲座第22页1、超声波发生与接收压电现象：经过人工极化压电陶瓷，在机械力作用下会在电极表面产生电荷。反之，若对陶瓷施加以电场，陶瓷也会产生应变。这种机械能转变为电能，电能转变为机械能现象称为压电效应。正压电效应：机械能转变为电能。

负压电效应：电能转变为机械能。超声成像原理专家讲座第23页2、超声成像显示方式（1）A型：基本已淘汰。（2）B型：为辉度调制型。也称二维超声。一个平面由X轴和Y轴形成坐标表示，Y轴代表时间，X轴代表范围。将单条声束传输路径中碰到各个界面所产生一系列散射和反射回声强度，在示波屏时间轴上以光点辉度表示。声束超声成像原理专家讲座第24页次序扫切脏器时，每一单条声束线上光点群按次分布在X轴上，形成一切面声像图。包含3个主要概念：①回声界面以光点表示；②各界面回声振幅（或强度）以辉度（灰度）表示；③声束次序扫切脏器时，每一单条声束线上光点群按次分布成一切面声像图。超声成像原理专家讲座第25页（3）M型：为活动显示型。取得“距离－时间”曲线。其原理为：①单声束取样取得界面回声；②回声辉度调制；③示波屏y轴为时间轴，代表界面深浅；④示波屏x轴为另一外加慢扫描时间基线，代表在一段时间内超声与其它相关生理参数显示线。超声成像原理专家讲座第26页（4）差频回声式基本工作原理为：①发射固定频率脉冲式或连续式超声；②提取频率已经改变回声（差频回声）；③将差频回声频率与发射频率相比，取得二者间差异量值及正负值；④显示。超声成像原理专家讲座第27页多普勒超声基础（1）频谱多谱勒多普勒效应：是奥地利科学家Doppler于1842年首先提出，用于说明振动源与接收器之间存在相对运动时，所接收振动频率因为运动而发生改变物理现象。超声成像原理专家讲座第28页多普勒公式：2Vcosθ

fR－f0＝fd＝±×f0

C将上式改写为：C(±fd)

V＝2f0

cosθ超声成像原理专家讲座第29页多普勒效应基本条件V不等于0，同时必须有强反射源。0<θ<90度时，cosθ为正值，表示血流方向朝向探头，为正频移。90<θ<180度时，cosθ为负值,表示血流方向背离探头，为负频移。θ=0或180度时，cosθ=±1，fd最大。θ=90度时，cosθ=0，无频移。超声成像原理专家讲座第30页（2）多普勒血流频谱分析基础①频谱横轴代表时间s，纵轴代表血流速度cm/s；②收缩峰是指在心动周期内到达收缩峰频移和峰值流速位置。③舒张期末是将要进入下一个收缩期舒张期最末点超声成像原理专家讲座第31页④窗为无频率显示区⑤中间水平线（横轴线）代表零频移线（基线），在横轴上方为正频移，表示血流朝向探头，横轴下方为负频移，表示血流背离探头。⑥振幅高低代表频移大小，即血流速度快慢。超声成像原理专家讲座第32页⑦频谱辉度以亮度表示，亮度代表红细胞数量，亮度亮表示红细胞数量多，反之，少。⑧频谱离散度，即频移在垂直方向上宽度，代表血流速度分布范围，分布范围大，频谱宽。⑨层流：频谱窄，光点密集，包络光滑，频谱和基线之间有空窗。湍流：频谱宽，光点疏散，包络毛糙，频谱和基线之间没有空窗。涡流：双向湍流特征。超声成像原理专家讲座第33页收缩期收缩峰带宽窗时间速度/频率舒张期舒张期末速度/频移-时间显示谱图超声成像原理专家讲座第34页超声成像原理专家讲座第35页超声成像原理专家讲座第36页彩色多普勒血流显像基础（1）定义：彩色多普勒血流显像（ColorDopplerFlowImaging，CDFI）——利用自相关技术，采取伪彩色编码来显示血流一个方法。自相关技术——是检测两个信号间相位差一个方法，其目标是检测出血流方向和速度。超声成像原理专家讲座第37页伪彩色编码——将多普勒信号以红、蓝、绿三种基色进行人为编码，以红色表示血流朝向探头，蓝色表示血流背离探头，绿色表示血流分散。显示颜色亮度表示速度大小，色彩明亮表示血流速度快，色彩暗淡表示血流速度迟缓。正向血流紊乱靠近黄色（红+绿），反向血流紊乱靠近青色（蓝+绿）。这么用三种彩色便显示了血流方向、速度、及湍流程度。超声成像原理专家讲座第38页超声成像原理专家讲座第39页（2）CDFI原理：用运动目标显示技术和相位检测法，由接收回波分析血流速空间分布，并把它大小、方向用红蓝绿三种彩色编码和B型成像同时显示。超声成像原理专家讲座第40页（5）其它成像显示方式①能量多普勒（CDE）成像②组织多普勒成像③三维超声成像④非线性血流成像，即二次谐波成像⑤声学定量与彩色室壁运动动态显示技术⑥声学造影超声成像原理专家讲座第41页超声成像原理专家讲座第42页超声成像原理专家讲座第43页二、图像伪像（一）定义：因声学物理特征、成像技术、仪器调整或人体生理/病理情况等原因所造成假像。超声成像原理专家讲座第44页（二）常见图像伪像1、混响效应：因为屡次反射和/散射造成，常见于体内平滑大界面，如腹壁出现混响使膀胱前壁、胆囊底、肾脏、囊肿前壁等表浅部位出现假性回声。防止/降低：a、侧动探头，防止声束垂直腹壁，可降低伪像；b、加压探头。超声成像原理专家讲座第45页超声成像原理专家讲座第46页2、振铃效应/声尾，胃肠道及肺部气体，屡次内部反射形成，又见胆道积气、胆囊壁胆固醇结晶后方慧尾，节育环等。超声成像原理专家讲座第47页3、镜像效应：镜面折返虚像。在大而光滑界面产生。超声成像原理专家讲座第48页4、侧壁失落效应：大界面回声时入射角度过大产生。超声成像原理专家讲座第49页5、后壁增强效应：因为仪器加入深度增益赔偿而产生。6、声影：系声路中含有较强声衰减所造成。超声成像原理专家讲座第50页三、图像描述与图像分析（一）回声描述与命名

惯用超声术语超声成像原理专家讲座第51页(1)、描述必须使用规范化超声术语。切记惯用超声术语——以回声强度定名a、弱/低回声：指反射光点辉度较正常脏器或病灶周围正常组织回声光点辉度减低。肾髓质。b、等回声或中等回声：指反射光点强度等于正常组织回声，不增强也不减低。肝脾实质。超声成像原理专家讲座第52页c、强回声：反射比较强，回申明亮，也可伴有声影或多重反射。纤维组织（包膜）、结石、钙化灶、气体。d、高回声：回声强度介于等回声与强回声之间。e、无回声：均匀液体内无声阻抗差异界面既呈无回声暗区。胆汁、尿液、血液。超声成像原理专家讲座第53页正常人体各种组织回声表现：1、强回声：气体、骨皮质、软骨组织、纤维结缔组织2、高回声：肾窦、胎盘、胰腺、肌肉、眼球后组织、甲状腺实质3、等回声：肝脾实质、肾皮质4、低回声：脂肪5、弱回声：无髓鞘中枢神经系统6、无回声：液体超声成像原理专家讲座第54页以回声形态命名（1）光点——细小亮点状，直径小于3mm。（2）光斑——直径小于5mm斑片状强回声。（3）光团——直径大于5mm团状强回声。（4）光环——回声呈环状。超声成像原理专家讲座第55页（5）光带——回声光点连续排列呈明亮带状或线状。（6）声晕——结节外周呈1~2mm无回声环形围绕者。肝癌。（7）声影——声速经过声阻抗差异大及声衰减系数较大障碍物时，声能显著衰减，后方出现条状暗区称为声影，多见于结石、钙化及致密结缔组织回声之后。超声成像原理专家讲座第56页（二）图像方位仰卧位：1、横切：图左为患者右侧，图右为患者左侧，图上为腹，图下为背。超声成像原理专家讲座第57页2、纵切：图左为患者头端，图右为患者足端，图上为腹，图下为背。超声成像原理专家讲座第58页3、冠状切面：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。超声成像原理专家讲座第59页俯卧位：1、横切：图左为患者左侧，图右为患者右侧，图上为背，图下为腹。2、纵切：图左为患者头侧，图右为患者足侧，图上为背，图下为腹。超声成像原理专家讲座第60页侧卧位：1、横切：图左为患者左侧，图右为患者右侧，图上为背，图下为腹。2、纵切：图左为患者足侧，图右为患者头侧，图上为背，图下为腹。超声成像原理专家讲座第61页（三）图像分析内容观察分析超声图像时，首先应了解切面方位，方便于认清所包含解剖结构，并注意分析以下内容。超声成像原理专家讲座第62页1、外形：脏器外形是否肿大或缩小，有没有形态失常，如系肿块，外形为圆形、椭圆形或不规则形，呈分叶状或条索形等。2、边界和边缘回声：肿块有边界回声且显示光滑完整者为含有包膜证据，无边界回声或含糊粗糙形态不规则者多为无包膜浸润性病变。“声晕”征、“光环”征等。超声成像原理专家讲座第63页3、内部结构特征：可分为结构如常，正常结构消失，界面增多或降低，界面散射点大小与均匀度以及其它各种不一样类型异常回声等。4、后壁及后方回声：因为人体各种正常组织和病变组织对声能吸收衰减不一样，则表现后壁与后方回声增强效应或减弱乃至形成后方“声影”，如衰减系数低含液性囊肿或脓肿，后方回声增强，而衰减系数高纤维组织、钙化、结石、气体等则其后方形成“声影”。超声成像原理专家讲座第64页5、周围回声强度：当实质性脏器内有占位性病变时，可致病灶周围回声改变。如系膨胀性生长病变，则其周围回声展现较均匀性增强或有血管挤压移位；如系浸润性生长病变，则其周围回声强弱不均或有血管走向中止。6、毗邻关系：有没有压迫、粘连或浸润。超声成像原理专家讲座第65页7、脏器活动情况：脏器活动可反应脏器组织功效情况，如心肌出现缺血和梗死时，其对应部位心肌将出现室壁运动异常。经过观察心脏