超声原理超声诊断原理及图像分析原则.ppt

1、超声诊断原理及图像分析原则,第一节,超声诊断物理基础,超声的传播,超声的定义：超声为一种高频振动的机械波，其频率超过人耳能听到的声波频率的上限。 人耳可以听到的声波频率：2020000Hz （20KHz） 超声的频率：20000Hz（20KHz） 常用的诊断用超声频率：2.510MHz,超声的速度（c）,在不同的组织中的传播速度,超声在同一介质中，其声速是恒定的，在不同的介质中其声速也会发生改变。 一般说，固体物含量多，声速高；含水多，声速低；含气脏器中的气体，声速最低。 根据超声的传播速度，把人体组织分为三类： 1，软组织 2，骨与软骨 3，含气脏器,超声的波长（ ） =c/f 在同一介质中

2、，声速恒定，频率与波长的关系成反比,超声波的发射与接收,声波的发射：将电脉冲转换成机械振动，也即将电能转换成声能逆压电效应 声波的接收：将机械振动（声能）转换成电脉冲（电能）正压电效应,声波的接收,声波的发射,换能器（其主要材料为压电晶体）,各种探头（换能器）,3.5MHz凸阵探头,7.5MHz线阵探头,3.5MHz扇形探头,穿刺探头,腔内探头,术中探头,声场,声场：探头发射的超声所能达到的最大深度及其 周围的空间范围 近场：靠近探头的部分，声束比较平行 远场：远离探头的部分，声束开始扩散 声束：超声所经过的空间 束宽：声束横断面的直径 声轴：代表声束主方向的中心轴线,近场,远场,声轴,人体组

3、织的声学参数,密度 声速 声阻抗（Z） 传递介质中某点的声压和该点的速度比值 Z c （ ：密度 c :声速 ） 界面 不同声阻抗组织之间形成的接触面 大界面：波长小界面：波长,指向性：当声源直径大于在人体中传播的波长时，此时声束具有指向性 可以用声源直径（D）与波长（ ）比值衡量 D/ 10,指向性差； D/ 20，指向性好,人体组织对入射超声的作用,人体组织对入射超声可产生多种物理现象，表现为声像图的各种特征,1、散射： 遇到小界面时（散射体），散射使入射超声的能量 向各个空间方向分散辐射，故散射无方向性,提示了脏器内部细小结构的回声信息，是超声成像研究内部结构的重要依据,2、反射： 入射

4、声束遇到大界面产生反射现象。大界面反射遵守Snell定律：1，入射和反射回声在同一平面上；2，入射声束与反射声束在法线的两侧；3，入射角与反射角相等 反射系数：R（Z2Z1）/（Z2Z1）,3、折射： 入射声束遇到大界面其两侧介质的传播速度不同，声束在经过这些组织间的大界面时，产生声束前进方向的改变。折射角与入射角的正弦比值与界面两侧的声速比值相等 sina/sinb=c1/c2,4、全反射：如第二介质中的声速大于第一介质，则折射角大于入射角。入射角增大至某一角度时，可使折射角等于900，即折射声束与界面平行。此时的入射角名：临界角。入射角大于临界角时，折射声束完全返回至第一介质，称为全反射。

5、,5、衰减（衰减为反射、散射及吸收的总和） 衰减与选用的频率及传播的深度成正比,6、多普勒效应（DOPPLER）超声在探测移动目标时，其回声频率发生变化利用多普勒效应可检测血管内有无血流，及血流方向和血流速度,正频移,负频移,入射超声对人体组织的作用 生物效应和安全剂量 空间峰值时间平均声强（SPTAI） （通常规定SPTAI100mw/cm2 ）,第二节,超声成像原理,超声成像包括以下步骤,单轴声束的声照射入人体 声束的扫查 人体组织对入射超声的反应回声 回声的放大与前处理 数字扫描转换器（DSC） 显示和纪录,1、声照射指电脉冲经探头压电晶体产生超声脉冲沿声轴向前发射。,2、声束的扫查,线

6、扫 指声束在人体体表进行直线式移动，相邻各条声束间等距又平行；获得一幅矩形声像图,扇扫 指声束在人体体表并不位移，而作角度变换，相邻各条声束间等长又偏角相等；获得一幅扇形声像图,弧扫 指声束对准体内某一深度处的目标，而沿体表不同自然曲度作弧形位移；获得一幅一断较长的纵切图或者整个腹部的横切全图,各种探头与其形成的声像图,3、回声辉度调制 4、回声放大及前处理 5、数字扫描转换器（DSC） 6、显示和记录,常见的超声效应与图像伪差,混响效应 声束扫查体内平滑大界面时，部分声能量返回探头表面之后，又与探头的平滑面再次反射，又第二次进入体内，形成多次反射。混响效应多见膀胱前壁及胆囊底，大囊肿前壁。,

7、振铃效应,声束在传播途径中，遇到一层甚薄的液体层，且液体下方有极强的反射界面为条件，通常在胃肠道及肺部。,镜像效应,声束遇到深部的平滑界面时，反射回声如测及离镜面较近靶标后按入射途径反射折返回探头。此时在声像图所显示者，为镜面深部与此靶标距离相等形态相似的声像图。连同声束扫查时所显示该靶标的实际图形一并显示。常见于横膈附近。,侧壁失落效应,大界面回声具明显的角度依赖现象。入射角较大时，回声转向他侧不复回探头，则产生回声失落现象。囊肿或肿瘤其外周包以光滑的纤维包膜，超声可显示其前后壁，但侧壁不能显示。,后壁增强效应,声束在传播过程中必然随深度的增加而不断增加其衰减，为使声像图显示深浅均匀，仪器上

8、加入深度增益补偿（DGC）调节系统。后壁增强效应是指在常规调节的DGC系统下所发生的图像显示效应。,声影,指在常规DGC正补偿调节后，在组织内病灶后方所演示的回声低弱后接近无回声平直条状区。声影系声路中具较强衰减体。 高反射体（如气体）或高吸收系数物体（如骨骼、结石、疤痕）下方具有声影。,第三节,声像图分类,A型（Amplitude modulation） B型（Brightness modulation） M型（Time-motion mode） 彩色多普勒（Color Doppler） 能量多普勒（Power Doppler） 频谱多普勒（Spectral Doppler） 三维超声（3D

9、 US）,以帧频分 实时图、准实时图及静止图 以扫查及显示方式分 扇扫、线扫、弧扫、复合扫等 以象素分 低象素、中象素及高象素图 以灰阶分 无灰阶、低灰阶、灰阶、高灰阶图,第四节,超声检查的方法学,检查前准备,病人准备 如检查胆囊时需空腹，使胆囊充盈；胰腺检查时需饮水充盈胃腔作为透声窗。 如膀胱，妇科或前列腺检查时要充盈膀胱 超声仪或探头的选择,探测方式和途径,探测方式 直接探测法：探头与受检的皮肤或粘膜直接接触 间接探测法：在探测时，探头与人体之间插入水囊或其他材料 探测途径 经体表、经腔内或术中,图像标准方位,仰卧位,横断面 图像左侧示被检查者的右侧结构，图像右侧示被检查者左侧结构，图像上

10、方为近腹部结构，下方为近背部结构,纵断面 图像左侧示被检查者的头部结构，图像右侧示被检查者足侧结构，图像上方为近腹部结构，下方为近背部结构,斜断面 如斜断面接近横断面，则以上述横断面为标准；斜断面近乎纵断面，则以纵断面所示为标准,冠状断面,近似于纵断面，图像的左侧为头端，右侧为足端，如右冠状断面，图像的上方为右侧的结构，图像的下方为接近左侧的结构,常用体位,第六节,图像分析方法,超声回声的描述,强回声 反射系数大于50以上，灰度明亮，后方常伴声影，如结石和各种钙化斑 高回声 反射系数大于20左右，灰度较明亮，后方不伴声影，如肾窦和纤维组织等 等回声 灰阶强度呈中等水平，如正常肝脾等实质脏器的回声,低回声 呈灰暗水平回声，如肾