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超声基础

超声基础. 利用超声波的物理特性和人体器官组织声学特性相互作用后产生的信息，并将其接收、放大和信息处理后形成图形 ( 声像图、血流流道图 ) 、曲线 (M 型心动图、频谱曲线 ) 或其他数据，借此进行疾病诊断的检查方法，简称 USG(ultrasonography ) 检查法。. 超 声 检 查 (ultrasonic examination). 超 声 的 物 理 基 础. 定 义. 物体的机械性振动在具有质点和弹性的媒介中传播，且引起人耳感觉的波动为声波。. <16Hz ： 次声波 16--20000 Hz ：声 波

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超声基础

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Presentation Transcript

  1. 超声基础

  2. 利用超声波的物理特性和人体器官组织声学特性相互作用后产生的信息，并将其接收、放大和信息处理后形成图形(声像图、血流流道图)、曲线(M型心动图、频谱曲线)或其他数据，借此进行疾病诊断的检查方法，简称USG(ultrasonography )检查法。 超 声 检 查(ultrasonic examination)

  3. 超 声 的 物 理 基 础 定 义 物体的机械性振动在具有质点和弹性的媒介中传播，且引起人耳感觉的波动为声波。 <16Hz ： 次声波 16--20000Hz：声波 >20000Hz：超声波 (ultrasound)

  4. 超 声 波 的 定 义 超过人耳听阈上限的声波，即大于20千赫的称超声波（Ultrasonic wave）简称超声，临床常用的超声频率在2～10 MHz之间。

  5. Ultrasonic diagnostics U L T R A S O U N D H U M A N B O D Y 超　 　声 透 射transmission 反 射reflection 折 射refraction 衍 射　difration 散 射scattering 衰 减attenuation 吸 收absorption

  6. 超 声 的 发 生 。 。。- 。+ 。 。 。- 。+ 逆压电效应(发生) 正压电效应(接收) 在交变电场的作用导致厚度的交替改变从而产生声振动，即由电能转变为声能。 由声波的压力变化使压电晶体两端的电极随声波的压缩(正压)与弛张(负压)发生负电位交替变化。

  7. 逆压电效应(Inverse Piezoelectric effect) 在交变电场的作厂导致厚度的交替改变从而产生声振动，即由电能转变为声能

  8. 正压电效应(Piezoelectric effect) 由声波的压力变化使压电晶体两端的电极随声波的压缩(正压)与弛张(负压)发生负电位交替变化

  9. 利用逆压电效应将电能转换成超声能发射超声，利用正压电效应将超声能量转换成电能接收超声。利用逆压电效应将电能转换成超声能发射超声，利用正压电效应将超声能量转换成电能接收超声。

  10. 超声的物理特性 超声是机械波 具有波长（λ）、频率（f）和传播速度（Ｃ） 　　Ｃ＝ λ· f

  11. 超声的物理特性 超声的频率单位为赫兹（Herze, Hz） 诊断用的超声频率在2.5MHz - 20,0MHz 常用的3.5MHz - 5.0MHz 其单位用兆赫（Mega Herze,MHz）

  12. 超声的物理特性 界面（interface）为两种不同声阻抗介质的接触面。 声阻抗（acoustic impedance）为该介质的密度 （ρ）和声速 （C）的乘积 Z = ρ C

  13. 超声的物理特性 声阻抗（acoustic impedance） Z1 = ρ1 C1 Z2 = ρ2 C2 当Z1与Z2相差0.1%时即有回声反射

  14. 超声的物理特性 超声在介质(medium)中传播遇到界面(interface)会有反射、折射、散射和绕射。 interface Sinθi C1 Sinθt C2 =

  15. 超声的物理特性 Diffraction 衍射或称绕射

  16. 声衍射（声绕射 ） • 由于介质中有障碍物或介质不连续性的存在，超声波在介质内传播过程中，绕过障碍物界面的边缘，继续向前传播，这种现象称为声波的绕射。 • 绕射取决于障碍物与声束边缘间距离。在间距为1～2λ时，产生绕射。

  17. 超声的物理特性 Scattering 散射

  18. 声散射 • 超声波在介质中传播过程中，如遇到小界面D 远小于声波波长λ的声阻抗界面时，则接收入射声束中能量并成为新的二次声源，使得声波能量向四面八方发射，这种现象称为声波的散射

  19. 声衰减（Acoustic attenuation） • 声波在介质内传播过程中，随着传播距离的增大，声波的能量逐渐减少，这一现象称为声衰减。

  20. 声吸收（Acoustic absorption， Sound absorption） • 吸收是声波在人体内传播或反射的过程中，由于体内组织的特性使声能耗失，耗失的能量转换为热能的现象。

  21. A- modeA型 Amplitude mode 　回声以波型显示 幅度调制型 以波幅的高低代表界面反射信号的强弱。 反射强，波幅高。 反射弱，波幅低。 目前巳基本淘汰 Ａ型仪

  22. Brightness mode 辉度调制型 以不同辉度光点反射信号的强弱。 反射强则亮，反射弱则暗。 采用多声束连续扫描，显示脏器的二维图像，是目前使用最为广泛的超声诊断法。

  23. 灰阶（Gray scale） B超图像由不同亮度的像素构成，像素亮度由反射回声的强弱所决定。 黑色：没有反射 灰色：中等反射 白色：反射较强 像素在屏幕上形成不同亮度的层次，既为灰阶。

  24. Motion mode B 型的一种变异型：系在水平偏转板上 加入一对慢扫描锯齿波，使回声光点沿水 平方向扫描，代表时间。保留原来的深度 扫描线

  25. 以单声束取样获得活动界面回声，再以慢扫描方式将某活动界面展开“距离-时间”曲线以单声束取样获得活动界面回声，再以慢扫描方式将某活动界面展开“距离-时间”曲线

  26. 由于探头位置固定，心脏有规律地 收缩和舒张，心脏各层组织和探头间的 距离便发生节律性的改变。随着水平方 向的慢扫描，便把心脏各层组织的回声 展开成曲线，即为M型超声心动图

  27. M型超声心动图

  28. 多普勒效应（Doppler effect） • 声源与物体作相对运动时，频率增高。 • 声源与物体作背向运动时，频率减低。 • 这种声波频率变化的现象为多普勒效应。 • 多普勒频移(Doppler Shift)

  29. 多 普 勒 效 应Doppler effect

  30. 利用声波的多普勒效应，使用多种方式 显示多普勒频移，从而对疾病作出诊断

  31. 人体组织的反射类型 生理性 病理性 无回声型 液性无回声 胆汁 胸腹水 衰减性无回声 骨骼后方 纤维化后方 均质性无回声 淋巴结 淋巴瘤 低回声型 心肌 甲减 强回声型 包膜 葡萄胎 全反射型 气体

  32. 衰减性无回声(Echo free of the attenuation)

  33. 多普勒效应 (Doppler effect) fd = │ f –fo │ = ± 2v ·f o Cos θ/ C f d = ± fd为频移,fo 为入射超声频率 V 为活动物体的速度(血流速度) C 为介质的声速 Cosθ为移动方向与声轴方向的角度余弦 即(血流方向与声束探测方向间的角度余弦)

  34. 均质性无回声 淋巴瘤

  35. B – mode Ｂ型 Brightness mode 回声以光点显示,二维空间展开,成为断面图像。

  36. M – mode M型　Time – motion mode 回声以光点显示，采用时间展开，形成波群曲线。

  37. Ｄ – mode Ｄ型　Doppler mode 频谱显示 超声射向流动的红细胞，接收到红细胞散射回声，提取　Doppler shift （多普勒频移）,经ＦＦＴ处理，形成频谱显示。频谱在 base line　以上者为迎向探头的血流，base line以下者为离开探头的血流。 base line

  38. 彩 色 多 普 勒 血 流 显 示 Color Doppler Flow Imaging CDFI 用自相关处理提取到的多普勒信息,再用伪彩色编码,形成彩色血流图像,叠加到二维声像图上,形成彩色多普勒血流图。

  39. 彩 色 多 普 勒 血 流 显 示 Color Doppler Flow Imaging CDFI 动态实时

  40. 彩 色 多 普 勒 血 流 显 示 Color Doppler Flow Imaging CDFI 动态实时

  41. 彩 色 能 量 图 Color Doppler energy 把提取红细胞散射的多普勒信息，用积分法处理。 彩色图像也叠加在二维声像图上。 此法与红细胞散射的能量强度有关，与频移无关， 故无方向性，不存在混叠。

  42. 声 像 图 的 阅 读 • 无回声区 • echo free area • 低回声区 • hypoechoic area • 等回声区 • isoechoic area • 高回声区 • hyperechoic area • 强回声 • strong echo • 透声区　 • sonolucent

  43. 伪像又称伪差（Artifact） • 超声成像中可出现多种形式的伪差。其成因多与超声的物理特性有关，有的与仪器设计性能及调节有关，有的与人体生理或病理等情况有关。

  44. 混响伪像(reverberations) • 镜面型大界面如其两侧声阻抗差别较大，而第一界面中物质的衰减甚小或厚度甚小时最易发生。

  45. 混响伪像(reverberations)

  46. 多次内部混响 (multiple internal reverberations) 超声在靶(target)内部来回反射，形成彗尾征(comet tail sign)，利用子宫内彗尾征可以识别金属节育环的存在。

  47. 部分容积效应(partial volume effect) 因声束宽度太宽，把邻近靶区结构的回声一并显示在声像图上。

  48. 旁瓣伪像(side lobe artifact) 由超声束的旁瓣回声造成，在结石等强回声两侧出现

  49. 声影(acoustic shadow) 有强反射或声衰减甚大的靶存在，使超声能量急剧减弱或消失， 致其后方没有超声到达，当然也检测不到回声，称为声影，声影可以 作为结石、钙化和骨骼等存在的诊断依据。

  50. 后方回声增强(enhancement of behind echo) 当病灶或靶的声衰减甚小时，其后方回声将强于同等深度的周围回声，称为后方回声增强，囊肿和其他液性结构的后方会出现回声增强，可利用它作鉴别诊断。

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