丁泽超超声成像剖析PPT教案

1、会计学1丁泽超超声成像剖析丁泽超超声成像剖析第1页/共36页第2页/共36页第3页/共36页 当两种介质的声特性阻抗相同或很接当两种介质的声特性阻抗相同或很接近时，为均匀介质，超声波在均匀介质近时，为均匀介质，超声波在均匀介质中传播时，没有反射。中传播时，没有反射。两种介质声特性两种介质声特性阻抗差异很大时，声波几乎全部反射，阻抗差异很大时，声波几乎全部反射，没有透射没有透射。这种情况常发生在气体与软。这种情况常发生在气体与软组织，或软组织和骨骼、结石所组成的组织，或软组织和骨骼、结石所组成的交界面。虽然人体软组织声特性阻抗差交界面。虽然人体软组织声特性阻抗差异很小，但只要有异很小，但只要有1

2、1的声特性阻抗差，的声特性阻抗差，其组成的界面产生的反射波都可被超声其组成的界面产生的反射波都可被超声诊断仪检测出来，所以诊断仪检测出来，所以超声对软组织有超声对软组织有很高的分辨力很高的分辨力。当超声波垂直分界面入。当超声波垂直分界面入射时，可得到最佳的反射效果。射时，可得到最佳的反射效果。第4页/共36页在声源与观察者作相对运动时，声波密集，频率增高；在背向运动时声波疏散，频率减低，这种引起声波频率变化的现象为多普勒效应。在声源与观察者作相对运动时，声波密集，频率增高；在背向运动时声波疏散，频率减低，这种引起声波频率变化的现象为多普勒效应。在声源与观察者作在声源与观察者作相相对运动对运动时

3、，声波时，声波密集密集，频率，频率增高增高；在背向；在背向运动时声波运动时声波疏散疏散，频，频率率减低减低，这种引起声，这种引起声波频率变化的波频率变化的现象现象为为多普勒效应。多普勒效应。第5页/共36页湍流湍流（流速快切紊乱的（流速快切紊乱的血流）血流）层流层流射流第6页/共36页 如湍流血流方向如湍流血流方向朝向探头朝向探头，红色红色+ +绿色绿色将产生将产生黄色黄色，出现以红色为主五色相间的血流图象；，出现以红色为主五色相间的血流图象； 如湍流血流方向如湍流血流方向背向探头背向探头，监色监色+ +绿色绿色将产生将产生青色青色，出现以监色为主五色相间的血流图象；，出现以监色为主五色相间的

4、血流图象；红红+ +绿绿= =黄黄蓝蓝+ +绿绿= =青青红红+ +蓝蓝= =品红品红第7页/共36页正常情况正常情况过二尖瓣或三尖瓣过二尖瓣或三尖瓣为红色血流，为红色血流，过主动脉瓣或肺动过主动脉瓣或肺动脉瓣为蓝色血流脉瓣为蓝色血流-如湍流血流方向朝向探头如湍流血流方向朝向探头（如分流束），红色（如分流束），红色+ +绿色将产生绿色将产生黄色，出现以黄色，出现以红色红色为主五色相间的血流图象为主五色相间的血流图象（舒张期：二狭、三狭，）；（舒张期：二狭、三狭，）； - -如湍流血流方向背向探头（返流束），如湍流血流方向背向探头（返流束），监色监色+ +绿色将产生青色，出现以绿色将产生青色，出

5、现以监色监色为主五色为主五色相间的血流图象（收缩期：主狭、肺狭）相间的血流图象（收缩期：主狭、肺狭）第8页/共36页彩色编码技术是由红、蓝、绿三种彩色编码技术是由红、蓝、绿三种基本颜色组成，当频移为正时，以基本颜色组成，当频移为正时，以红色来表示，而兰色则表示负的频红色来表示，而兰色则表示负的频移。移。在显示屏上以不同彩色显示不同的血流方向和流速。在显示屏上以不同彩色显示不同的血流方向和流速。第9页/共36页 目前的医用超声诊断仪都是利用超声波目前的医用超声诊断仪都是利用超声波照射人体照射人体，通过，通过接收和处理接收和处理载有人体组织或结构性质特征载有人体组织或结构性质特征信息信息的的回波回

6、波，获得，获得人体组织人体组织性质与结构性质与结构的可见的可见图像图像的方法和技术。的方法和技术。特点特点1 1有有高高的软组织分辨力的软组织分辨力2. 2. 具有具有高度的安全性高度的安全性3. 3. 实时成像实时成像：它能高速实时成像，可以：它能高速实时成像，可以观观 察运动的器官，并节省检查时间。察运动的器官，并节省检查时间。4. 4. 使用简便，费用较低，用途广泛。使用简便，费用较低，用途广泛。第10页/共36页第11页/共36页第12页/共36页第13页/共36页分辨率（基本分辨率）分辨率（基本分辨率）：超声的分辨力是指超声诊断超声的分辨力是指超声诊断仪能够区分两个相邻界面之间最仪能

7、够区分两个相邻界面之间最短距离的能力。即短距离的能力。即超声波所能探超声波所能探测物体的最小直径测物体的最小直径。（1 1）纵向分辨力（轴向分辨力）纵向分辨力（轴向分辨力）（2 2）侧向分辨力）侧向分辨力（3 3）横向分辨力（厚度分辨力）横向分辨力（厚度分辨力）第14页/共36页 对某些非对称结晶材料（如石英）进行一定方向的加对某些非对称结晶材料（如石英）进行一定方向的加压或拉伸时，表面的两侧将会出现符号相反的电荷，这种现压或拉伸时，表面的两侧将会出现符号相反的电荷，这种现象称为压电效应。象称为压电效应。 具有此性质的材料称为压电材料，分为压电晶体、极化陶瓷、高分子聚合物和复合材料等。第15页

8、/共36页结晶在其两个受力界面上引起内部正负电荷中心相对位移，结晶在其两个受力界面上引起内部正负电荷中心相对位移，在两个界面产生在两个界面产生等量异号等量异号电荷。电荷。第16页/共36页 在晶体表面施加电场，可引起晶体内部正负电荷中心发生在晶体表面施加电场，可引起晶体内部正负电荷中心发生位移，这一极化位移导致了晶体的几何形变位移，这一极化位移导致了晶体的几何形变。第17页/共36页 对压电晶体施以一对压电晶体施以一交变电场交变电场由于由于逆压电效应逆压电效应，晶片即，晶片即可发生可发生机械性的压缩与扩张机械性的压缩与扩张，推动周围介质，使之，推动周围介质，使之振动振动，发出相应频率的发出相应

9、频率的声波声波。当交变电场的频率。当交变电场的频率大于大于2 2万赫万赫时，压电时，压电晶片即可晶片即可产生超声波产生超声波。超声检查时，探头发出的超声波在人。超声检查时，探头发出的超声波在人体组织中传播，遇到体组织中传播，遇到声阻抗不同的组织构成声阻抗不同的组织构成的界面时，产生的界面时，产生反射反射，反射回声到达探头后，沿电压轴方向对晶片施以一，反射回声到达探头后，沿电压轴方向对晶片施以一定的压力，由于定的压力，由于正压电效应正压电效应，使晶片两侧产生相反电荷，这，使晶片两侧产生相反电荷，这种高频微弱电信号经主机接收并予以种高频微弱电信号经主机接收并予以放大处理放大处理，以不同方式，以不同

10、方式显示于显示于示波屏示波屏上，即形成代表界面回声的不同类型的上，即形成代表界面回声的不同类型的超声超声。第18页/共36页按控制方式分按控制方式分： （1 1）单探头：由圆形单晶片组成，采用几何）单探头：由圆形单晶片组成，采用几何聚焦。主要用于聚焦。主要用于A A、M M型。型。 （2 2）机械探头：利用机械方式使声束扫查，）机械探头：利用机械方式使声束扫查，包括单晶片摆动式、三（四）晶片转动式、环阵探头包括单晶片摆动式、三（四）晶片转动式、环阵探头，主要用于机械扇扫超声诊断仪。，主要用于机械扇扫超声诊断仪。 （3 3）电子探头：多元阵结构）电子探头：多元阵结构 利用电子学原利用电子学原理控

11、制声束扫查。分为：线阵、凸阵、相控阵和面阵理控制声束扫查。分为：线阵、凸阵、相控阵和面阵探头。探头。第19页/共36页第20页/共36页电子探头电子探头 柱形单振元探头结构剖面图柱形单振元探头结构剖面图第21页/共36页 电子线阵探头剖面示意电子线阵探头剖面示意 相控阵探头结构示意相控阵探头结构示意第22页/共36页超声诊断仪类型超声诊断仪类型解剖超声解剖超声 一维：一维： A A超超( (幅度调制型幅度调制型) ) M M超超( (运动显示型运动显示型) ) 二维：二维： B B超超( (辉度调制型辉度调制型) ) 三维：立体三维：立体血流超声血流超声 一维：一维：PWPW超超( (puls

12、e waveformpulse waveform脉冲多普勒脉冲多普勒) ) 二维：彩色多普勒二维：彩色多普勒( (color doppler)color doppler) 三维：立体彩色多普勒三维：立体彩色多普勒其他的还有如：其他的还有如：C C型、型、F F型超声诊断仪，全息超声型超声诊断仪，全息超声诊诊 断仪和超声断仪和超声CTCT第23页/共36页A A超超即幅度调制型即幅度调制型。此法以波幅。此法以波幅的高低代表界的高低代表界面反射信号的面反射信号的强弱，可探测强弱，可探测脏器径线及鉴脏器径线及鉴别病变的物理别病变的物理特性。由于此特性。由于此法过分粗略，法过分粗略，目前巳基本淘目前巳

13、基本淘汰。汰。第24页/共36页B B超超 为辉度调制型。此法以不同辉度光点表示为辉度调制型。此法以不同辉度光点表示界面反射信号的强弱，反射强则亮，反射界面反射信号的强弱，反射强则亮，反射弱则暗。因采用多声束连续扫描，故可显弱则暗。因采用多声束连续扫描，故可显示脏器的二维图像，本法是目前使用最为示脏器的二维图像，本法是目前使用最为广泛的超声诊断法。广泛的超声诊断法。本本质质为为二二维维超超声声第25页/共36页M M型型它是检查运动脏器的结构及其相对运动与时间关系的方法它是检查运动脏器的结构及其相对运动与时间关系的方法第26页/共36页PWPW超（超（脉冲多普勒）脉冲多普勒） 利用声波的多普勒

14、效应，以频谱的方式显示利用声波的多普勒效应，以频谱的方式显示多普勒频移，多与多普勒频移，多与B B型诊断法结合，在型诊断法结合，在B B型图像型图像上进行多普勒采样。当频移为正时，以正向波上进行多普勒采样。当频移为正时，以正向波表示，而负向波则表示负频移。临床多用于检表示，而负向波则表示负频移。临床多用于检测心脏及血管的血流动力学状态，尤其是先天测心脏及血管的血流动力学状态，尤其是先天性心脏病和瓣膜病的分流及返流情况，有较大性心脏病和瓣膜病的分流及返流情况，有较大的诊断价值。的诊断价值。第27页/共36页彩超（彩色多普勒彩超（彩色多普勒） 彩色编码技术是由红彩色编码技术是由红、蓝、绿三种基本颜

15、色、蓝、绿三种基本颜色组成，当频移为正时，组成，当频移为正时，以红色来表示，而兰色以红色来表示，而兰色则表示负的频移。则表示负的频移。在多普勒二维显像的基础在多普勒二维显像的基础上，以实时彩色编码显示上，以实时彩色编码显示血流的方法，即在显示屏血流的方法，即在显示屏上以不同彩色显示不同的上以不同彩色显示不同的血流方向和流速。血流方向和流速。第28页/共36页三维三维 （是用一系列二维彩色多普勒图所重建的彩色图像。）（是用一系列二维彩色多普勒图所重建的彩色图像。）将立体图象以投影图或将立体图象以投影图或透视图表现在平面上的透视图表现在平面上的显示方式，可从各个角显示方式，可从各个角度来观察该立体

16、目标。度来观察该立体目标。第29页/共36页 脉冲式多普勒成象仪结构框图脉冲式多普勒成象仪结构框图第30页/共36页三、几种成像方式的对比三、几种成像方式的对比第31页/共36页第32页/共36页第33页/共36页四、彩超与四、彩超与B B超对比？超对比？彩超分辨率高于彩超分辨率高于B B超，功能更多，检查范围及内容更细超，功能更多，检查范围及内容更细，更广。现代彩超已完全取代了，更广。现代彩超已完全取代了B B超。超。 简单的说就是简单的说就是高清晰度的黑白高清晰度的黑白B B超超再加上彩色多普勒再加上彩色多普勒，既，既具有二维超声具有二维超声结构图像的优点结构图像的优点，又，又同时提供了血

17、流同时提供了血流动力学的丰富信息动力学的丰富信息。可以这样理解，。可以这样理解，普通普通B B超就像黑白照片，彩色超就像黑白照片，彩色B B超就像超就像彩色照片，而三维彩色照片，而三维B B超就像是摄像机超就像是摄像机所拍摄的所拍摄的VCRVCR。普通。普通B B超和彩色超和彩色B B超看超看到的只是一个平面，而三维到的只是一个平面，而三维B B超看到超看到的是胎儿的立体图像，胎儿的前后、的是胎儿的立体图像，胎儿的前后、左右、上下都可以看到，更加全面、左右、上下都可以看到，更加全面、真实且清晰真实且清晰。第34页/共36页五、总结五、总结 从早期超声诊断技术到目前的从早期超声诊断技术到目前的超声多普勒成像技术、三维成像技超声多普勒成像技术、三维成像技术和