彩超调节及超声新技术课件

彩超基本原理与仪器调节

超声新技术安徽省立医院超声科叶圣琪10/27/20221彩超基本原理与仪器调节

超声新技术安徽省立医院超声科彩超基本原理与仪器调节彩色多普勒基础惠更斯原理角度对测量值影响彩超调节10/27/20222彩超基本原理与仪器调节彩色多普勒基础10/22/20222多普勒超声基础-血流动力学基础稳流：流体元素以恒定的速度和方向运动时，这种流动称为稳定流——稳流。在稳流中，流体元素的速度被认定为在时间

t通过的距离s即：s/t在人体血流中，静脉血流和毛细血管内的的血流可看成稳定流动。当流体元素内任何一点的速度大小和方向均随时间而变化时，这种流动称为非稳定流动，在人体内，动脉血流显现脉动的性质，即非稳定流动10/27/20223多普勒超声基础-血流动力学基础稳流：流体元素以恒定的速度和方多普勒超声基础-血流动力学基础粘滞性：在实际流体元素流动时都具有粘滞。由于粘性作用，必须在流体元素上施加一个力，以克服流体阻力。单位时间的流量Q与管端压差△P成正比，与流动阻力R成反比决定流体阻力大小的主要因素是血管的半径r，流体阻力与半径的四次方成反比。半径的微小变化即可引起流体阻力的明显改变。血管的收缩对于调节心血管系统的外周阻力和血流量，显然具有重要的作用10/27/20224多普勒超声基础-血流动力学基础粘滞性：在实际流体元素流动时都多普勒超声基础-血流动力学基础流量：所谓流量是指流体元素在一段时间里通过管腔横截面的体积。由于血管腔是圆形的，因此把血流系统流量Q看作是一圆柱体积，即：Q=A.L式中A为管腔横截面积，L为血柱的长度，即在给定的时间里血流通过的距离。因距离等于速度时间的乘积，即L=V.t，所以，流量Q=V.t.A。对于匀速运动的流体来说，流量等于横截面积A、流速V和时间t三者的乘积。如果流速随时间变化，应将瞬时速度Vi对时间t加以积分，对于非匀速流动的流体，流量等于横截面积A和流速积分的乘积。流量的单位为体积，常用cm3或ml表示10/27/20225多普勒超声基础-血流动力学基础流量：所谓流量是指流体元素在一多普勒超声基础-血流动力学基础流率：流率系指单位时间里的流体体积当流体匀速流动时，流率等于管腔横截面积与流速的乘积。在非匀速流动时，流速qI=A·VI即流率等于横截面积和瞬时流速的乘积流率的单位是流量/时间，常用ml/s或L/min表示当流体流动时，由于粘性作用，流体各处的速度出现差异。在圆筒形容器中，形成层流状相互滑落层流状滑落各流层之间形成速度梯度，不同速度的流层之间相互制约，流体流动时产生内磨擦力的这种性质，称为流体的粘性10/27/20226多普勒超声基础-血流动力学基础流率：流率系指单位时间里的流体多普勒超声基础-血流动力学基础层流：粘性血流在血管中形成稳定的层流时，血细胞在血管中以相同的方向作规则的分层流动，但血管断面上各点的血流速度分布是不相同的，血管中心轴线上，血流速度最大。在血管壁处，速度为零10/27/20227多普勒超声基础-血流动力学基础层流：粘性血流在血管中形成稳定多普勒超声基础-血流动力学基础加速度：在动脉系统中，由于心脏的收缩，血流在收缩早期产生加速度，在收缩晚期产生减速度当血流为稳定流动时，驱动压差与流动阻力相平衡，速度分布为抛物线状。当血流加速时，流体的驱动动压差逐渐增大，粘性磨擦力的作用不断减弱，边界层越来越薄，出现平坦化的流速分布；当血流减速时，流体的驱动压差逐渐减小，粘性磨擦力的作用不断增强，边界层越来越厚，近管壁处甚至出现逆向血流，出现尖峰状的流速分布

10/27/20228多普勒超声基础-血流动力学基础加速度：在动脉系统中，由于心脏多普勒超声基础-血流动力学基础在舒张期恢复到抛物线状的流速分布在动脉系统中，血流的加速度对流速分布的形成起着主要作用在静脉系统中，流速分布一般为抛物线形在周围动脉血管中，舒张期流速分布近似于抛物线形在收缩早期，血流的加速度使流速分布变为平坦形在收缩晚期，血流的减速可导致管壁附近的血流逆转当血液流经的横截面积突然缩小或手扩大时，血流速度剖面产生相应的变化10/27/20229多普勒超声基础-血流动力学基础在舒张期恢复到抛物线状的流速分彩色多普勒基础入口效应：血液流经横截面积突然变小处，会产生会聚形的流速截面，如锥形状管道内血流速分布。由于通过管腔的流量不变，面积的缩小必然导致流速的增加，血流获得较大的动能。粘性磨擦力的作用相对减弱，出现平坦形态的流速分布。这种现象称为人口效应10/27/202210彩色多普勒基础入口效应：血液流经横截面积突然变小处，会产生会彩色多普勒基础

出口效应：当血液流经一个横截面积突然扩大的管腔时，产生扩散形的血流截面，这便是出口效应。流量不变，面积的扩大必然导致流速的减低。这种流速减低主要发生于血流的边缘部分，而血流的中心部分仍以原来的速度流动一段距离，因此形成尖峰形的流速分布。如果血流扩散程度较大，将造成血流与管壁的分离，从而导致涡流

10/27/202211彩色多普勒基础出口效应：当血液流经一个横截面积突然扩彩色多普勒基础弯曲血管：当血流流入一条弯曲的血管时，流体内积压点受到向心力的作用而产生向心加速度。向心力的方向由管腔的外侧缘指向内侧缘，这一向心力由一大小相同但方向相反的压差所平衡，结果导致外侧缘的流速低于内侧缘；当血流沿弯曲管道继续流动时，由于粘性磨擦力的作用，靠近管壁的流速逐渐降低，而管腔中心的流速逐渐升高；血流绕过弯曲的血管后，由于流速较高的中心血流已具有较大的离心惯性，相对不弯曲管道的影响，因此向管腔的外侧缘移动，迫使原位于管腔外侧缘的流速较低的血流移向内侧缘，导致管腔外侧缘的流速高于内侧缘。速度分布沿弯曲管道不断发生改变，产生扭曲形的流速分布

10/27/202212彩色多普勒基础弯曲血管：当血流流入一条弯曲的血管时，流体内积彩色多普勒基础湍流流动：当血流在血管中流动遇到阻塞时，障碍物对流体产生加速和瀑乱的旋涡喷射，血流运动变化反复无常，这便形成湍流，流体分子间相互错杂交换。此时压差和流率之间不遵循泊肃叶流体定律。在心血管系统疾患中，湍流常发生于血流从高压心腔经过窄孔进入低压心腔时。流体能量：理想流体在流管中作稳定流动时，其流体能量为E=P+ρgh+1/2ρv2称为理想流体的柏努利方程

狭窄处血流动力学：ΔP=4V2即为简化的柏努利公式，简化柏努利方程不仅用于计算狭窄口的压差，还用于解释动态压强对于血流梗阻的影响；红细胞的轴向集中；弯曲血管中的流速分布10/27/202213彩色多普勒基础湍流流动：当血流在血管中流动遇到阻塞时，障碍物彩色多普勒基础多普勒检测：提供了人体特定部位有关血流速度和方向的信息。分：频谱多普勒（CW、PW及高脉冲重复频率HPRF三种方式）和CDFI10/27/202214彩色多普勒基础多普勒检测：提供了人体特定部位有关血流速度和方多普勒效应波源移向观察者时频率变高,而在波源远离观察者时频率变低例:火车的汽笛声，当火车接近观察者时，其汽鸣声会比平常更刺耳。你可以在火车经过时听出刺耳声的变化。同样的情况还有:警车的警报声和赛车的发动机声10/27/202215多普勒效应波源移向观察者时频率变高,而在波源远离观察者时频率彩色多普勒基础连续波多普勒：一个晶片发射连续波超声，另一晶片接收回声，接收到的回声相位信息，经放大后作相位检出，最后以两种方式输出，即以频谱曲线和音频表示血流的特征脉冲波多普勒：探头兼作发射、接收用，主振荡器频率经过分频，以形成发射超声的脉冲重复频率(PRF)，作为选通脉冲使探头间断发射／接收，并通过延时来选定探测深度1．血流方向显示在实际检测中，多普勒信息总是包括正向和反向的血流信息。由于正向血流信号的频率比发射频率高，可以得到相位领先的输出信号，而反向血流信号可以得到相位落后的输出信号。血流朝向换能器时频谱被显示在零线上面(正的多普勒频移)，而血流背离换能器而去则显示在零线下边(负的多普勒频移)10/27/202216彩色多普勒基础连续波多普勒：一个晶片发射连续波超声，另一晶片彩色多普勒基础2．血流时间频谱图曲线上横轴代表时间，即血流持续时间，单位为秒(s)，与心电图同步记录可分析血流时相3．血流速度纵轴代表速度(频移)大小，单位为cm/s4．频带宽度表示频移在垂直方向上的宽度，即某一瞬间采样血流中血细胞速度分布范围的大小。如速度分布范围大，频带则宽；如速度分布范围小，频带窄5．频谱灰阶即信号强度，表示某时刻采样容积内血流速度相同的血细胞数目的多少。速度相同的血细胞数目多，则后向散射回声强，灰阶级数高(显示较亮)；反之回声弱，灰阶级数低(显示较暗)

10/27/202217彩色多普勒基础2．血流时间频谱图曲线上横轴CW、PW10/27/202218CW、PW10/22/202218CDFI定义彩色多普勒血流成像(ColorDopplerFlowImaging，CDFI)，是在频谱多普勒(SpectralDoppler)技术基础上发展起来的利用多普勒原理进行血流显像的技术（自相关技术）。与频谱多普勒（傅立叶转换）相比，CDFI是多普勒技术在医学领域应用的重大发展，从只能逐点取样测血流速度发展到用伪彩色编码信号显示血流的流动，使多普勒技术能更直观地显示血流的流动方向、流动速度、流动范围、血流性质、有无返流、分流等

10/27/202219CDFI定义彩色多普勒血流成像(ColorDoppler彩色多普勒能量图彩色多普勒能量图：血流成像对超声入射角度的相对非依赖性，能显示低流量、低流速的血流，能显示平均速度为零的灌注区血流，显示的信号动态范围广，不出现彩色信号混叠现象，不能显示血流的方向、速度快慢及性质10/27/202220彩色多普勒能量图彩色多普勒能量图：血流成像对超声入射角度的相彩色多普勒基础多普勒局限性

1．连续波多普勒的缺陷是无距离选通能力凡超声束遇到的运动目标都能被检测到多普勒频移信息，不能进行定位诊断2．脉冲多普勒的局限性有以下三个方面：(1)脉冲重复频率（PRF）与最大测量速度为了准确显示频移大小和方向，根据采样定理，PRF必须大于多普勒频移(fd)的两倍，即：PRF>2fd，或fd<1／2PRF

1／2PRF称为尼奎斯特频率极限，如果多普勒频移(或换算成血流速度)超过这一极限，脉冲多普勒所测量的频率改变就会出现大小和方向的伪差，即频率失真，或称为频率混淆

10/27/202221彩色多普勒基础多普勒局限性10/22/202221彩色多普勒基础(2)脉冲重复频率与最大采样深度dax=C／2PRF，脉冲重复频率愈高，则两个脉冲的间隔时间愈短，采样深度也愈小；反之则采样深度愈大。这样，为了获得深部的血流信息，就要以减少采样频率为代价(3)距离测量与速度测量当发射超声频率fT一定时，dmax×Vmax的乘积为一常数，探测深度越深，则可测得速度范围便越小，两者互相制约(Vmax为最大测量血流速度)10/27/202222彩色多普勒基础(2)脉冲重复频率与最大采样深度10/22测量深度，PRF，V关系10/27/202223测量深度，PRF，V关系10/22/202223波面波线

惠更斯原理1波的几何描述波动：振动在介质中的传播波面：

（1）在同一振源的波场中（2）振动同时到达的各点具有相同的位相

波面与波线

球面波

平面波10/27/202224波面波线惠更斯原理1波的几何描述波面与波线球面波2.2惠更斯原理的表述原理的要点：提出了次波概念

惠更斯原理10/27/2022252.2惠更斯原理的表述原理的要点：惠更斯原理10/22/2惠更斯原理波的方向的改变目的:减少角度，使测量值更接近真实数据10/27/202226惠更斯原理波的方向的改变10/22/202226角度对测量值的影响V=(Fd*C)/（2F*cosθ）Fd=F收-F发θ角度最好<20度误差6%实际应用<60度10/27/202227角度对测量值的影响V=(Fd*C)/（2F*cosθ）10彩超调节要领：

1、在进行多普勒频谱显示及彩色血流显示时，利用基线移位功能，可增大单向血流速度测量的量程，并克服折返现象，改变机线向上，使其向红色标尺方向调节，结果显示（负向频移）兰色增多，反之则红色增多

2、正确把握彩色显示角度，深度及PRF的关系，避免“彩超”及PW的局限性，发挥其长处，使检测血流信息满足诊断要求

3、选择彩超仪器中灰阶B超和彩色血流不同的频率显像

黑白图像使用高频，彩色图像使用低频，可使复合而成的图像能获得高分辨力，又能提高彩色血流的检出敏感度

10/27/202228彩超调节要领：

1、在进行多普勒频谱显示及彩色血流显示时彩色多普勒的调节技术4彩色图（ColorMap）的选择：心血管系用三色彩图，其他系统用两色彩图5滤波（Filter）条件选择：高速血流用高通滤波，低速血流用低通滤波，检测周围血管用100，心脏用200或以上6速度标尺（Scale）选择；根据所检测血流速度高低，选择相匹配的彩色图速度标尺7取样容积选择：要与血管腔大小匹配，使彩色信号不“溢出”血管外，位于中心或1/310/27/202229彩色多普勒的调节技术4彩色图（ColorMap）的选择：心彩色多普勒的调节技术8彩色信号的增益调节增大增益调节，可使彩色的亮度增大，便于观察，但增益增大后，噪音信号也被放大，对低速低流量的血流检测，增益应适当增大，以便这些血流能清晰地显示9．脉冲重复频率的设定(PRF)脉冲重复频率(PRF)是探头在单位时间内重复发射超声的次数，脉冲重复频率越高，能检测的血流速度越快，但检测深度越浅10消除彩色信号的闪烁:选用适当的滤波条件和速度标尺，缩小取样框，屏隹呼吸

11彩色窗口:增加宽度，成象速度下降。增加长度，降低时间分辨率10/27/202230彩色多普勒的调节技术8彩色信号的增益调节增大增益调节一、探头选择不当引起多普勒血流信号过低（伪像）。为了敏感地显示乳腺癌或甲状腺肿物内彩色血流信号并测速，应选择至少7～7.5MHz的线阵探头；为了显示人肝内门静脉彩色血流信号，可采用3～3.5MHz凸阵探头；为了显示心脏及大血管高速血流信号，宜选用2.5～3.5MHz探头二、角度依赖性血流信号减少伪像。由于CDFI的显示有明显的角度依赖性（Cosθ90。=0），因此在显示诸如主动脉血流时，应尽可能使探头声束不要垂直于血流方向（使θ<60。），否则易产生少血流或无血流信号的假像频谱图的常见伪像及识别10/27/202231频谱图的常见伪像及识别10/22/202231频谱图的常见伪像及识别三、镜面伪像举例：当CDFI显示阴囊精索静脉曲张彩色血流时，在阴囊壁的外面（皮肤—空气界面）出现对称性的彩色血流伪像。用频谱多普勒测量可能发现基线上、下同时出现对称性静脉血流。此类伪像通常并无重要临床意义10/27/202232频谱图的常见伪像及识别三、镜面伪像举例：当CDFI显示阴囊频谱图的常见伪像及识别闪彩伪差：彩色取样框内出现与血液颜色一致的光斑，大小不一，飘忽不定彩色溢出：血流比实际的血管要宽血管假接：能量图，不能显示方向，不同的血管连接在一根倒错：血流速过快或RPF过小所至，表现为同一方向的血流，颜色将发生反转，又称混叠10/27/202233频谱图的常见伪像及识别闪彩伪差：彩色取样框内出现与血液颜色一钙化的血管壁或粥样感化斑块彩色增益过小超声频率过高该处无血流或V小于显示阈值超声束与血流方向垂直多普勒流速范围设置太高滤波设置太高显示不清彩色血流应考虑：10/27/202234钙化的血管壁或粥样感化斑块显示不清彩色血流应考虑：1调节超声仪器工作条件（含彩超）使其达到最佳效果，不应忽略：空间分辨力增高可改善图像质量，但帧频下降

时间分辨力提高，帧频增加，但空间分辨力会下降

选择适度的图像前后处理及动态范围

显示灰阶数越多，图像颗粒越细，灰度越大10/27/202235调节超声仪器工作条件（含彩超）使其达到最佳效果，不应忽略：超声新技术介入造影，诣波成像

三维，四维腔内超声血管内超声高能聚集超声刀（HIFU）组织频移谐波显像全数字化彩超与数字模拟混合超声超声影像信息系统（UIS）10/27/202236超声新技术介入10/22/202236介入超声介入是现代超声医学的一个重要分支。它是以超声显像为监视引导手段进行可疑病灶的穿刺病理活检、液性病变的抽液和置管引流以及肿瘤的局部介入治疗10/27/202237介入超声介入是现代超声医学的一个重要分支。它是以超声显像为监分三大类活检技术：采用目前最先进的自动穿刺活检枪，能对可疑病变进行及时、微创的细胞学、组织学病理诊断，弥补了许多检查仪器在病变定性方面的不足；液性病变的抽液及置管引流技术：利用超声对液性病变的显像优势，能轻松地进行各种治疗，特别是肝、肾囊肿的硬化治疗和肝脓疡的抽脓及置管引流，操作安全、有效、痛苦小、无任何后遗症，具有传统治疗方法无法比拟的优势；肿瘤局部介入治疗:利用微波、射频消融以及注射化学药物等技术使肿瘤坏死，达到与外科局部切除相类似的效果，而且全身损伤小、恢复快、费用低，特别适合于小肝癌、转移性肿瘤、术后复发以及不能接受全身化疗等患者10/27/202238分三大类活检技术：采用目前最先进的自动穿刺活检枪，能对可疑病临床应用

1、胸膜、肺、肝、胰、脾、肾、腹盆腔肿块穿刺活检

甲状腺、乳腺、淋巴结及浅表肿块的穿刺活检

经阴道妇科肿瘤穿刺活检；经直肠前列腺穿刺活检

2、肝脓肿、腹腔积脓、包裹性脓胸的穿刺抽液及置管引流

3、肝囊肿、肾囊肿、多囊肝、多囊肾穿刺抽液硬化治疗

4、卵巢非赘生性囊肿、巧克力囊肿、盆腔包裹性积液穿刺抽液硬化治疗

5、胆道穿刺置管引流；肾盂积水穿刺置管引流，心包积液穿刺置管引流

6、肝脏肿瘤无水酒精注射治疗、射频消融治疗

10/27/202239临床应用1、胸膜、肺、肝、胰、脾、肾、腹盆腔肿块穿刺造影超声声学造影是经静脉注射超声造影剂进入人体，其主要优势在于能清晰显示组织的微循环血流灌注。基于此特点，超声诊断医生根据良恶性肿瘤血流灌注的差异对肿瘤的良恶性做出更准确的鉴别诊断，同时也极大地提高了早期肿瘤以及恶性肿瘤卫星病灶的检出率。它的应用是目前国际最先进的医学影像技术之一，是超声成像的一次革命性进步。它具有实时动态观察、分辩率高、无创、无X线辐射、重复性好等其他影像医学成像技术无法比拟的独特优势。新型造影剂——声诺维，它的直径远远小于红细胞（2.5um），因此能达到全身各脏器的毛细血管网，最后经肺呼出排出体外。目前，超声造影已成为超声领域的重要发展方向10/27/202240造影超声声学造影是经静脉注射超声造影剂进入人体，其主要优势在临床目的1.肿瘤定性诊断：肿瘤血流灌注的差异是良恶性肿瘤临床鉴别诊断的一个极其重要的生物学特征。超声造影能清晰显示肿瘤的微循环血流灌注特性，因此能对肿瘤良恶性做出明确的定性诊断。并可用于肿瘤介入治疗后残余活性部分的判断以及外科治疗后的随访

2.微小病灶的发现：由于达到了对肿瘤微循环显影的水平，超声造影能清晰显示微小肿瘤或其他微小占位。大量研究表明其显示率甚至优于增强CT，这对早期发现癌瘤有特别重要的临床意义，尤其是肝硬化或者有恶性肿瘤病史的患者

3.外周血管病变的诊断：超声造影能清晰显示血管狭窄、闭塞以及血管畸形等病变

4.外伤的快速诊断：由于超声造影能清晰显示微循环的灌注，因此对于外伤引起的创伤性出血，能清晰显示出出血部位和范围。基于同样原理，超声造影亦能对手术后脏器切口处的愈合情况进行监测

5.心脏功能的准确评估：因造影剂能增强整个心腔的显影，故此心内膜边缘会描绘得更加清晰，这些正是评价左心功能以及室壁节段运动功能的重要前提，同时造影剂也可以进入冠状动脉微循环10/27/202241临床目的1.肿瘤定性诊断：肿瘤血流灌注的差异是良恶性超声造影的适应症：1.腹腔实质性脏器、小器官（甲状腺、乳腺）以及腹膜后肿瘤的定性诊断以及早期发现。如肝脏肿瘤术前检查可以判断卫星病灶的数目、位置，避免“抓大放小”，提高治疗效果

2.血管狭窄、闭塞或血管畸形等的明确诊断，以及血栓子良恶性的判断

3.外伤性疾病的明确诊断，腹部闭合性床上怀疑肝脾非完全性破裂时行超声造影可通过观察肝脾实质内是否有造影剂异常灌注、聚集进行判断

4.引导和监测肝脏等实质脏器的微创介入治疗，有助于选择合适的介入治疗窗，避免直接穿刺损伤肝包膜下肿瘤而造成难以控制的出血；肾脏囊肿介入治疗前行超声造影检查可疑明确判断囊性暗区与集合系二者之间的关系

5.心脏二维图像不理想、缺血性心脏病的诊断以及心脏占位病变如肿瘤、血栓等的检测10/27/202242超声造影的适应症：1.腹腔实质性脏器、小器官（甲状腺、超声造影准备工作

超声造影检查前只需遵照常规超声检查医嘱，无需皮试等特殊准备10/27/202243超声造影准备工作超声造影检查前只需遵照常规超声检查医嘱，无谐波成像谐波成像全称为二次谐波显像（Secondharmonicvimaning）,直径小于10μm的气泡通过肺循环，进入体循环，明显增强散射信号。当超声照射到含造影剂的组织，造影剂中气泡在谐振频率附近作大幅度的振动，此时会呈现较强的超声非线性效应。

二次谐波的幅度接近基波，通过减法，获得血管内血流的二次谐波显像（接收回声频率比基波高一位），就可以有效地抑制不含造影剂的组织（视为背景噪声）的回声10/27/202244谐波成像谐波成像全称为二次谐波显像（Secondharm三维，四维三维超声是将连续不同平面的二维图像进行计算机处理，得到一个重建的有立体感的图形。早期的三维重建一次必须采集大量的二维图像(10～50幅)，并将其存在计算机内，进行脱机重建和联机显示，单次三维检查的图像数据所需的存储空间达数十兆字节，成像需要数小时甚至数天时间。近年来由于计算机运行速度的大幅度提高，设备体积的减小以及数据存储空间价格的降低，三维超声与计算机技术的联合使其具备了临床实用性。表面成像在80年代首次应用于胎儿，90年代初期开始了切面重建和三个互交平面成像，容积成像则开始于1991年，所有方法均需应用计算机技术。1994发展了散焦成像，1996年开始了实时超声束跟踪技术，而最新发展的真正的实时三维超声可以称作四维超声(four—dimensionalultr’asound)，数据采集和显示的速率与标准的二维超声系统相接近，即每秒15～30帧，被称作高速容积显像(highspeedultrasoundvolumetl‘icimaging，HSVI)10/27/202245三维，四维三维超声是将连续不同平面的二维图像进行计算机处理，三维超声成像方法1．散焦镜方法(defocusinglensmethod)也称厚层三维图像，装置仅需在凸阵或线阵探头上套上一个散焦镜。用此方法可以对胎儿进行实时观察，然而胎体紧贴宫壁时图像就会重叠，胎儿图像辨别困难2．计算机辅助成像是目前首选的三维成像方法，成像处理过程包括：获取三维扫查数据；建立三维容积数据库；应用三维数据进行三维图像重建3．实时超声束跟踪技术过程类似于三维计算机技术但可以立即成像。仅仅需要定下感兴趣部位的容积范围就可以进行实时三维成像，在扫查过程中实时显示出三维图像，包括表面成像和透明成像。每几秒钟重复扫查一次，可以提供连续的宫内胎儿的实时三维图像，例如可以看到胎儿哈欠样张口动作10/27/202246三维超声成像方法1．散焦镜方法(defocusinglen三维超声波扫描技术新突破1996年三维超声波扫描技术新突破形似开扇窗子，观察病人体内器官。实时观察整个跳动的心脏。选择任何部位，任何角度观察心脏的侧面和横切面。该技术的发明者之一美国北卡罗来纳州杜克大学新兴心血管技术工程研究中心奥拉夫-拉姆先10/27/202247三维超声波扫描技术新突破1996年三维超声波扫描技术新突破1三维超声波扫描技术的特点数百个沙粒大小的陶瓷晶体安在探头。发射高频超声波，超声波同时覆盖所研究（探查）的整个容积，另外数百个沙粒大小的陶瓷晶体接收反射回声。利用高速大规模并行计算机同时处理分析大量的超声回声信息。同时利用先进的微电子线路将回声信息转换、加工为实时数字化图像10/27/202248三维超声波扫描技术的特点数百个沙粒大小的陶瓷晶体安在探头。发实时显示运动的图像实时捕捉跳动的心脏及胎儿活动图像并显示在观察屏幕上。就如在人体开一小窗口，观察人体内脏器官的实际形态及运动情况。可同时调出16个切片的画面，切片的薄、厚和视角都可不同。存储所有的图像、随时观看、分析、教学演示。传送连续实时图像或静态画面到控制或会诊中心10/27/202249实时显示运动的图像实时捕捉跳动的心脏及胎儿活动图像并显示在观三维成像主要步骤1．自动容积扫查即三维扫查，以获取三维数据2．三维数据库的建立3．三维图像重建10/27/202250三维成像主要步骤1．自动容积扫查即三维扫查，以获取三维数据成像模式(1)切面重建10/27/202251成像模式(1)切面重建10/22/202251成像模式(2)容积成像(volumerendering)表面成像模式和透明成像模式10/27/202252成像模式(2)容积成像(volumerendering)成像模式(3)彩色模式：在扫查中采用多普勒方式，可以进行血管内彩色血流三维重建。二维多普勒频谱测量不适用于肿瘤内的低速血流，而三维多普勒能量图不但能够观察组织结构内的血流情况，还可以提供一定容积内血细胞量的间接资料，三维血管成像方法能够跟踪血管走向，区分重叠血管。三维彩色直方图是最近开发出来的能够客观定量分析血流的一个新指标，是指单位体积内代表血管化程度的彩色成分的百分比和代表血流量的平均彩色幅度值，它为定量评估生理和病理情况下的血管生成提供了一个非常重要的手段

10/27/202253成像模式(3)彩色模式：在扫查中采用多普勒方式，可以进行血管腔内超声阴超食道超声—心脏直肠超声—前列腺术中超声—肿瘤定位血管内超声—血管内支架10/27/202254腔内超声阴超10/22/202254血管内超声随着介入心脏病技术的迅猛发展，单靠冠状动脉造影显然不能满足临床需要。20世纪80年代末，超声探头的微型化使血管内超声显像及多普勒技术在临床应用成为可能。它克服了冠状动脉造影的缺点，能精确地分辨血管壁的结构改变，是迄今为止从形态方面活体诊断血管疾病最理想的方法，有“活体组织学”之称。此外还可通过局部血管的血流频谱分析对其储备功能作出判断。所以，目前血管内超声及多普勒技术在冠状动脉介入诊断和治疗方面正在被推广，而且具有广阔的应用前景

10/27/202255血管内超声随着介入心脏病技术的迅猛发展，单靠冠状动脉造影显然冠状动脉病变血管内超声显像血管内超声不仅可以观察血管腔的大小、管壁的组成和病变等形态结构，而且可以观察其收缩和舒张等功能变化；不仅可以对病变进行定性分析，而且还可以进行精确的定量分析，这是离体的组织学检查等其他检查手段所不能相比的。冠状动脉病变包括粥样硬化斑块（可对斑块的性质、特征如软硬、纤维化、钙化和活动性等作出较可靠的定性和定量诊断

）、夹层形成、血栓形成、钙化及瘤样扩张、血管壁内血肿和血管壁内出血等10/27/202256冠状动脉病变血管内超声显像血管内超声不仅可以观察血管冠状动脉内多普勒血流检测有研究表明，在静息时，冠脉狭窄在达到85％之前冠脉血流仍维持在恒定的水平；而充血反应血流在狭窄30％时即开始下降，随着狭窄程度的进展，冠脉血流储备仍能保持在较低的水平，维持正常静息血供，以便在应急的情况下（紧张、活动等）增加血流。多普勒导丝检测的冠脉血流储备是一种不依赖于冠脉造影解剖结构的生理参数，可直接反映血流动力学的功能，弥补冠脉造影仅提供解剖资料的局限性，因此可对血管的疾病状态进行全面准确的分析10/27/202257冠状动脉内多普勒血流检测有研究表明，在静息时，冠脉狭窄在血管内超声在冠状动脉介入治疗中的应用及评价

经皮冠状动脉成形术（PTCA）冠状动脉内支架植入术高频旋磨术定向旋切术10/27/202258血管内超声在冠状动脉介入治疗中的应用及评价经皮冠状动脉成形经皮冠状动脉成形术是一种治疗冠状动脉粥样硬化性管腔狭窄的新的介入性技术，往往为大腿根部从皮肤穿刺，沿股动脉将一根管端有个小球囊的特制导管（叫球囊导管），顺着动脉血液在X线透视下，慢慢送到心脏的冠状动脉，到冠状动脉的狭窄部位时，可将球囊加压到数个大气压之后扩张局部狭窄的病变，使血管内径增大，从而改善心肌供血，缓解胸痛症状并减少心肌梗死发生。这样将血管狭窄的冠状动脉重新成形，称为经皮冠状动脉成形术（英文为percutaneoustransluminalcoronaryangioplasty,PTCA）。PTCA比外科开胸作冠脉搭桥手术简便且痛苦小，是当今治疗冠心病的主要技术之一。美国每年有20万-30万人采用此技术治疗冠心病，我国亦已开展多年10/27/202259经皮冠状动脉成形术是一种治疗冠状动脉粥样硬化性管腔狭窄的新的冠状动脉内支架植入术支架植入术并发症的原因一般是因为支架扩张不完全。由于大多数支架是透X线的，因此冠状脉造影不可能精确地检测支架是否完全扩张贴壁。因而，血管内超声应该是支架植入术时理想的辅助手段。有人在冠脉支架植入术后经过血管内超声观察才得出冠脉造影显示扩张良好的支架仍有80％扩张不理想的结论，建议在植入冠脉支架时应该使用高压扩张，并证明了其确切效果。所以，目前采用高压球囊扩张来放置支架已成为冠脉内支架植入术的常规手段10/27/202260冠状动脉内支架植入术支架植入术并发症的原因一般是因为支架扩高频旋磨术采用高速旋转的带钻石旋磨头，研磨和切削较硬的冠脉斑块物质的方法。常用于几乎完全闭塞的血管病变，并且常常辅以其他的介入治疗技术以取得满意的效果。近来它常被用来消除斑块，尤其是对钙化斑块，并辅以PTCA和支架植入术。冠脉造影只是显示血管的轮廓，对血管壁及斑块的性质提供的信息很少，在检测钙化方面，它不是敏感的方法，也不能区分表浅还是深部钙化。如前所述，血管内超声对斑块钙化的检测有明显的优越性，它可为高频旋磨术提供适应证及判断疗效

10/27/202261高频旋磨术采用高速旋转的带钻石旋磨头，研磨和切削较硬的冠脉斑定向旋切术定向旋切术（directionalcoronaryatherectomy,DCA）从冠状动脉内消除粥样硬化斑块是一种有效的治疗方法。在应用DCA过程中使用血管内超声指导能够提示哪些是斑块，哪些是正常组织，并可以测定斑块的范围和深度，以及斑块的组成。DCA前后血管内超声系列观察，有助于评价病变以及斑块切除的程度10/27/202262定向旋切术定向旋切术（directionalcoronar冠脉内多普勒技术对介入性治疗的评价判断特异性介入治疗的必要性Lesser等回顾了746例在Iowa和Minnesota大学行冠脉成形术的系列病人，发现一部分单支血管病变，根据冠脉造影的结果预行介入治疗，但经冠脉血流储备和（或）跨病灶压力阶差测定提示血流不受限而最终未行介入治疗的病人，随访两年，发现几乎所有的病人未经任何介入治疗，症状自然缓解。对30％～70％中等狭窄的病变，应该根据血流储备或跨病灶压力阶差的测定来决定是否需要行成形术预测急性闭塞球囊扩张后10min内冠脉流速先上升再下降，则冠脉急性闭塞的可能性极大

10/27/202263冠脉内多普勒技术对介入性治疗的评价判断特异性介入治疗的必要性冠脉内多普勒技术对介入性治疗的评价血管内多普勒血流测定在冠脉支架植入术中的应用研究发现，介入治疗后冠脉血流储备≥2.5，以及残余狭窄<35％时，长期预后较好血管内多普勒血流测定在定向冠脉旋切术中的应用定向斑块旋切术后，平均峰值血流速度和平均舒张期/收缩期血流比值的改善程度与冠脉球囊扩张术并不一致。尽管旋切术后冠脉造影上，狭窄程度从76％显著下降至24％，但平均峰值血流速度只有中等程度的增加，平均舒张期/收缩期血流比值增加不明显，其确切原因尚不清楚血管内多普勒血流测定评价PTCA介入治疗术后的效果冠脉血流速度的恢复正常、近远端流速比值的降低以及舒张期与收缩期的峰值流速比值增加是反映PTCA成功的重要指标10/27/202264冠脉内多普勒技术对介入性治疗的评价血管内多普勒血流测定在冠脉高能聚集超声刀（HIFU）HIFU主要利用超声波具有穿透深度大，指向性强、聚焦性能好的特点，通过超声发射器发射的数百束高能超声波（相当于5万台普通B超机），像聚集太阳能一样使焦点汇集在肿瘤组织上，产生瞬间高温（70度—110度）和空化效应，使瘤组织产生不可逆的凝固性坏死。对周围正常组织及全身则无任何损伤和副作用，达到不开刀、不出血、“切除”肿瘤10/27/202265高能聚集超声刀（HIFU）HIFU主要利用超声波具有穿如何识别和锁定肿瘤超声刀拥有一套肿瘤识别系统，它能准确探测到肿瘤的部位和大小，然后把这些影像信息传递到计算机中，计算机在接收到这些信息后能自动锁定肿瘤，在计算机的控制下，超声波能毫无损伤地穿过人体正常组织到达肿瘤组织上，既能杀死肿瘤细胞，又不伤及肿瘤周围的正常组织10/27/202266如何识别和锁定肿瘤超声刀拥有一套肿瘤识别系统，它能准确探测适应症主要适应腹部、盆腔和体表各种肿瘤。主要包括：胰腺癌、肝癌、肾及肾上腺良恶性肿瘤、胃癌、直肠癌、结肠癌、前列腺癌、前列腺增生、膀胱癌、子宫癌、子宫肌瘤、卵巢癌、各种腹部及盆腔转移癌等10/27/202267适应症主要适应腹部、盆腔和体表各种肿瘤。主要包括：胰腺癌、与一般热疗机相比，技术优势①治疗时无疼痛，不用麻醉，病人可以读书、看报、玩游戏机

②对皮肤灼伤率为0，解除了病人的恐惧心理

③治疗深腹部脏器肿瘤、晚期肿瘤未发生任何并发症。治疗肠癌、膀胱癌没有血便、血尿发生；联合化疗、放疗可使肿瘤在短期内脱落

④治疗适应症广泛，几乎包括腹腔、盆腔内的各种实性良恶性肿瘤

⑤单次治疗体积在计算机自控下"累积效应"可扩大到100～150cm3

10/27/202268与一般热疗机相比，技术优势①治疗时无疼痛，不用麻醉，病人可聚焦超声刀与X刀、Y刀比较有什么优势目前医疗市场成为“刀”的肿瘤治疗设备有很多，如Y刀、X刀、中子刀、光子刀等，其实际上都是放射治疗的一种形式。他们只有肿瘤直径在2CM以下时（小于2cm的肿瘤很少）才可能具有像刀一样的功能。这主要是因为：

♦

它们的治疗源是射线，会产生电离辐射波，在破坏肿瘤的同时，正常组织细胞也会受到一定的伤害

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放射线对人体的正常组织细胞损害具有累计效应，超过这一限制剂量就会产生不可逆损害

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对大的肿瘤而言，放射线在肿瘤的分布就相对分散，不可能完全破坏肿瘤细胞，也就依赖于肿瘤细胞对放射的敏感性。♦

放射治疗不能对治疗过程进行实时的监控，就不能立即判断治疗的效果和不能即时的调节治疗的剂量

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放射治疗还可能降低机体的免疫力

由于放射治疗的上述特点，放射治疗常作为一种辅助治疗获姑息治疗，偶尔作为一种主要治疗手段10/27/202269聚焦超声刀与X刀、Y刀比较有什么优势目前医疗市场成为“高温治疗肿瘤的依据①肿瘤组织血管、微循环和生理环境特点决定了肿瘤细胞对热的损伤要比正常组织严重

②肿瘤的血管主要分布在外层，而总的血运较正常组织低80%以上。因此，肿瘤组织受热后散热不良，温度升高明显。这是肿瘤对热敏感的一个重要原因③肿瘤细胞繁殖快，血管生长相对缓慢，构成了瘤体内的缺氧环境，而缺氧细胞对热敏感性高，这是肿瘤对热敏感的另一个重要原因

10/27/202270高温治疗肿瘤的依据①肿瘤组织血管、微循环和生理环境特治疗后肿瘤组织变化高温治疗改变了肿瘤细胞膜的通透性，可直接造成细胞凝固发生热坏死。空腔脏器（如直肠、膀胱）的肿物可发生凝固坏死而排出体外，实质性脏器则表现为生物活性的消失高能超声聚集刀(HIFU)治疗前列腺增生的护理20例-作者邓明,李晓琳,陈小平,刘洪.mht10/27/202271治疗后肿瘤组织变化高温治疗改变了肿瘤细胞膜的通透性，可直接晚期肿瘤患者改善生活质量、延长生命肿瘤组织不同于正常组织细胞，它的血液供应主要集中在外层，中心区域的血液相对较少，处于缺氧状态。放疗对肿瘤周围的富氧细胞杀伤作用较强，而对中心区域的缺氧细胞则束手无策。而热疗则恰恰相反，它对中心区域缺氧细胞敏感而对周围富氧细胞的杀伤能力较差；放射线对细胞分裂中M期细胞最敏感，而热疗则对抗拒放射的S期、G2期细胞敏感。因此，放疗和热疗的联合应用，不但可以提高抗癌疗效，而且还能降低放射剂量，减少放疗损伤

高温可改变细胞膜的通透性，增加药物的渗透与吸收。同时，热疗对化疗药物有增敏作用，增强了化疗效果及对癌细胞的杀伤作用。热疗和化疗的联合应用，使同样剂量的化疗药物其效价成倍、甚至成百倍的上翻，同时也降低了化疗药物的使用剂量和药物的毒副作用。减轻了病人的痛苦，增强了患者与癌魔作斗争的信心，对延长患者的生命，改善生活质量具有非常重要的作用。在抗癌综合治疗过程中，主张先放疗，然后进行热治疗，而后配合全身小剂量化疗。同时，配合中医药和免疫治疗10/27/202272晚期肿瘤患者改善生活质量、延长生命肿瘤组织不同于正常组织细组织频移谐波显像声波在组织中非线性传播时，产生多倍于发射频率（基波）的信号——二次谐波，三次谐波-------但声能变弱：THI采用超宽频带的探头，接收组织通过非线性传播所产生的高频信号及组织细胞的谐波信号，对多频段信号进行实时平行处理，减弱浅层胸壁和肺组织产生的回声，增强较深部心肌组织的回声，改善图像质量，提高信噪比

（a）增强心肌和心内膜显示

（b）增强细微病变的显现力

（c）增强心腔内声学造影剂回声；

（d）增强彩色多普勒信号，肝内血流信号增强效果十分明显；

（e）帮助鉴别肝内血管，了解肝内细小血管病变10/27/202273组织频移谐波显像声波在组织中非线性传播时，产生多倍于发射频

全数字化彩超与数模混合彩超利用信号处理技术，如数字声束行成，相位矫正，二维阵面聚焦等技术获得优质图像；采用多通道，多波束，多频技术提高图像帧速率、分辨力及抑制旁瓣

特点：一、模拟声束聚焦

二、数字波束形成器

10/27/202274全数字化彩超与数模混合彩超利用信号处理技术，如数字声束行数字波束形成器主要特点：

（1）数字式超声发射聚焦，数字式接收聚焦延迟线，并固化为专用的集成电路中，可连续地将超声束聚焦在一个很狭小的范围内，使聚焦精度比常规方式提高10倍以上，——发射时8个焦点以上，接收时每个像素即为焦点——全程（连续）动态聚焦

（2）由模拟延迟线迭加聚焦变为时间型迭加聚焦，准确性提

高，不随距离失真，并减弱旁瓣效应

（3）数字式延时：采样——延时——求和——检测——DSC、

全进程由软件控制，延迟量可分级变换。

（4）数字延时效果：快速、准确、大量。

侧向分辨力提高30%

动态范围增加48%

随机噪声降低1/3

（5）数字式动态变迹

改善声束主瓣与副瓣的相对大小，抑制副瓣（旁瓣），消除副瓣伪象。

发射声波；改变阵孔径上各阵元的激劢电压

接收声波：改变各阵元信号相加前的加权系数10/27/202275数字波束形成器主要特点：

（1）数字式超声发射聚焦，数全数字化彩超三、四倍信号处理技术

对4个相位同时接收回声信号，可提高帧速率

90度显示视角，可达79帧/秒

45度显示视角，可达成158帧/秒

彩色血流显示帧速率可提高3倍，即提高时间分辨力

四、多参数接收，同步高速处理

人体声束特性的差别通过高速接收信号参数的高速运算处理，提取多普勒频谱参数

及二维图像的全部重要参数，可提高彩色多普勒图像的灵敏度、多普勒频谱及B型图像的分辨力10/27/202276全数字化彩超三、四倍信号处理技术

对4个相位同时接收回超声影像信息系统（UIS）超声热敏纸质图像的保存、超声诊断报告的手工书写、报告内容描述的不规范、超声影像及患者就诊信息的手工管理等，是当今超声诊断领域普遍存在的热点问题，也是阻碍超声医学发展比较突出的问题。如何实现超声报告的规范化、超声日常工作管理的科学化以及超声影像信息资源的共享是目前超声医学领域亟待解决和研究的热门课题10/27/202277超声影像信息系统（UIS）超声热敏纸质图像的保存、超声诊断报UIS作用实现超声图像的采集、存储、管理、处理及传输功能，解决历往的热敏图像的存储难题，使超声检查报告规范化（内建丰富且灵活的报告模板）、图文一体化，实现医院超声影像信息的计算机网络化、科学化管理，从而达到在超声科不同区域之间（门诊、病房、急诊）、超声科与临床及其它医技科室之间以及与职能管理部门之间实现超声影像信息资源的有效共享，为远程会诊与视频会义提供有力的基础，促进医疗质量、教学、科研、管理水平和工作效率的提高10/27/202278UIS作用实现超声图像的采集、存储、管理、处理及传输功能，解UIS内置插图四腔心10/27/202279UIS内置插图四腔心10/22/202279UIS最终为了：医生正确标准化报告（模板丰富），保存资料（用于诊断，用于举证倒置）并查找资料写文章，教学（培养接班人）医学学生轻松学习，提高学习兴趣和效率病人快速有序检查，内置叫号并图示和语音双导引10/27/202280UIS最终为了：医生正确标准化报告（模板丰富），保存资料（THANKS向各们同学及进修医师致以热忱的谢意！祝大家学习进步，学有所成，更好的为人民服务10/27/202281THANKS向各们同学及进修医师致以热忱的谢意！祝大家学习进彩超基本原理与仪器调节

超声新技术安徽省立医院超声科叶圣琪10/27/202282彩超基本原理与仪器调节

超声新技术安徽省立医院超声科彩超基本原理与仪器调节彩色多普勒基础惠更斯原理角度对测量值影响彩超调节10/27/202283彩超基本原理与仪器调节彩色多普勒基础10/22/20222多普勒超声基础-血流动力学基础稳流：流体元素以恒定的速度和方向运动时，这种流动称为稳定流——稳流。在稳流中，流体元素的速度被认定为在时间

t通过的距离s即：s/t在人体血流中，静脉血流和毛细血管内的的血流可看成稳定流动。当流体元素内任何一点的速度大小和方向均随时间而变化时，这种流动称为非稳定流动，在人体内，动脉血流显现脉动的性质，即非稳定流动10/27/202284多普勒超声基础-血流动力学基础稳流：流体元素以恒定的速度和方多普勒超声基础-血流动力学基础粘滞性：在实际流体元素流动时都具有粘滞。由于粘性作用，必须在流体元素上施加一个力，以克服流体阻力。单位时间的流量Q与管端压差△P成正比，与流动阻力R成反比决定流体阻力大小的主要因素是血管的半径r，流体阻力与半径的四次方成反比。半径的微小变化即可引起流体阻力的明显改变。血管的收缩对于调节心血管系统的外周阻力和血流量，显然具有重要的作用10/27/202285多普勒超声基础-血流动力学基础粘滞性：在实际流体元素流动时都多普勒超声基础-血流动力学基础流量：所谓流量是指流体元素在一段时间里通过管腔横截面的体积。由于血管腔是圆形的，因此把血流系统流量Q看作是一圆柱体积，即：Q=A.L式中A为管腔横截面积，L为血柱的长度，即在给定的时间里血流通过的距离。因距离等于速度时间的乘积，即L=V.t，所以，流量Q=V.t.A。对于匀速运动的流体来说，流量等于横截面积A、流速V和时间t三者的乘积。如果流速随时间变化，应将瞬时速度Vi对时间t加以积分，对于非匀速流动的流体，流量等于横截面积A和流速积分的乘积。流量的单位为体积，常用cm3或ml表示10/27/202286多普勒超声基础-血流动力学基础流量：所谓流量是指流体元素在一多普勒超声基础-血流动力学基础流率：流率系指单位时间里的流体体积当流体匀速流动时，流率等于管腔横截面积与流速的乘积。在非匀速流动时，流速qI=A·VI即流率等于横截面积和瞬时流速的乘积流率的单位是流量/时间，常用ml/s或L/min表示当流体流动时，由于粘性作用，流体各处的速度出现差异。在圆筒形容器中，形成层流状相互滑落层流状滑落各流层之间形成速度梯度，不同速度的流层之间相互制约，流体流动时产生内磨擦力的这种性质，称为流体的粘性10/27/202287多普勒超声基础-血流动力学基础流率：流率系指单位时间里的流体多普勒超声基础-血流动力学基础层流：粘性血流在血管中形成稳定的层流时，血细胞在血管中以相同的方向作规则的分层流动，但血管断面上各点的血流速度分布是不相同的，血管中心轴线上，血流速度最大。在血管壁处，速度为零10/27/202288多普勒超声基础-血流动力学基础层流：粘性血流在血管中形成稳定多普勒超声基础-血流动力学基础加速度：在动脉系统中，由于心脏的收缩，血流在收缩早期产生加速度，在收缩晚期产生减速度当血流为稳定流动时，驱动压差与流动阻力相平衡，速度分布为抛物线状。当血流加速时，流体的驱动动压差逐渐增大，粘性磨擦力的作用不断减弱，边界层越来越薄，出现平坦化的流速分布；当血流减速时，流体的驱动压差逐渐减小，粘性磨擦力的作用不断增强，边界层越来越厚，近管壁处甚至出现逆向血流，出现尖峰状的流速分布

10/27/202289多普勒超声基础-血流动力学基础加速度：在动脉系统中，由于心脏多普勒超声基础-血流动力学基础在舒张期恢复到抛物线状的流速分布在动脉系统中，血流的加速度对流速分布的形成起着主要作用在静脉系统中，流速分布一般为抛物线形在周围动脉血管中，舒张期流速分布近似于抛物线形在收缩早期，血流的加速度使流速分布变为平坦形在收缩晚期，血流的减速可导致管壁附近的血流逆转当血液流经的横截面积突然缩小或手扩大时，血流速度剖面产生相应的变化10/27/202290多普勒超声基础-血流动力学基础在舒张期恢复到抛物线状的流速分彩色多普勒基础入口效应：血液流经横截面积突然变小处，会产生会聚形的流速截面，如锥形状管道内血流速分布。由于通过管腔的流量不变，面积的缩小必然导致流速的增加，血流获得较大的动能。粘性磨擦力的作用相对减弱，出现平坦形态的流速分布。这种现象称为人口效应10/27/202291彩色多普勒基础入口效应：血液流经横截面积突然变小处，会产生会彩色多普勒基础

出口效应：当血液流经一个横截面积突然扩大的管腔时，产生扩散形的血流截面，这便是出口效应。流量不变，面积的扩大必然导致流速的减低。这种流速减低主要发生于血流的边缘部分，而血流的中心部分仍以原来的速度流动一段距离，因此形成尖峰形的流速分布。如果血流扩散程度较大，将造成血流与管壁的分离，从而导致涡流

10/27/202292彩色多普勒基础出口效应：当血液流经一个横截面积突然扩彩色多普勒基础弯曲血管：当血流流入一条弯曲的血管时，流体内积压点受到向心力的作用而产生向心加速度。向心力的方向由管腔的外侧缘指向内侧缘，这一向心力由一大小相同但方向相反的压差所平衡，结果导致外侧缘的流速低于内侧缘；当血流沿弯曲管道继续流动时，由于粘性磨擦力的作用，靠近管壁的流速逐渐降低，而管腔中心的流速逐渐升高；血流绕过弯曲的血管后，由于流速较高的中心血流已具有较大的离心惯性，相对不弯曲管道的影响，因此向管腔的外侧缘移动，迫使原位于管腔外侧缘的流速较低的血流移向内侧缘，导致管腔外侧缘的流速高于内侧缘。速度分布沿弯曲管道不断发生改变，产生扭曲形的流速分布

10/27/202293彩色多普勒基础弯曲血管：当血流流入一条弯曲的血管时，流体内积彩色多普勒基础湍流流动：当血流在血管中流动遇到阻塞时，障碍物对流体产生加速和瀑乱的旋涡喷射，血流运动变化反复无常，这便形成湍流，流体分子间相互错杂交换。此时压差和流率之间不遵循泊肃叶流体定律。在心血管系统疾患中，湍流常发生于血流从高压心腔经过窄孔进入低压心腔时。流体能量：理想流体在流管中作稳定流动时，其流体能量为E=P+ρgh+1/2ρv2称为理想流体的柏努利方程

狭窄处血流动力学：ΔP=4V2即为简化的柏努利公式，简化柏努利方程不仅用于计算狭窄口的压差，还用于解释动态压强对于血流梗阻的影响；红细胞的轴向集中；弯曲血管中的流速分布10/27/202294彩色多普勒基础湍流流动：当血流在血管中流动遇到阻塞时，障碍物彩色多普勒基础多普勒检测：提供了人体特定部位有关血流速度和方向的信息。分：频谱多普勒（CW、PW及高脉冲重复频率HPRF三种方式）和CDFI10/27/202295彩色多普勒基础多普勒检测：提供了人体特定部位有关血流速度和方多普勒效应波源移向观察者时频率变高,而在波源远离观察者时频率变低例:火车的汽笛声，当火车接近观察者时，其汽鸣声会比平常更刺耳。你可以在火车经过时听出刺耳声的变化。同样的情况还有:警车的警报声和赛车的发动机声10/27/202296多普勒效应波源移向观察者时频率变高,而在波源远离观察者时频率彩色多普勒基础连续波多普勒：一个晶片发射连续波超声，另一晶片接收回声，接收到的回声相位信息，经放大后作相位检出，最后以两种方式输出，即以频谱曲线和音频表示血流的特征脉冲波多普勒：探头兼作发射、接收用，主振荡器频率经过分频，以形成发射超声的脉冲重复频率(PRF)，作为选通脉冲使探头间断发射／接收，并通过延时来选定探测深度1．血流方向显示在实际检测中，多普勒信息总是包括正向和反向的血流信息。由于正向血流信号的频率比发射频率高，可以得到相位领先的输出信号，而反向血流信号可以得到相位落后的输出信号。血流朝向换能器时频谱被显示在零线上面(正的多普勒频移)，而血流背离换能器而去则显示在零线下边(负的多普勒频移)10/27/202297彩色多普勒基础连续波多普勒：一个晶片发射连续波超声，另一晶片彩色多普勒基础2．血流时间频谱图曲线上横轴代表时间，即血流持续时间，单位为秒(s)，与心电图同步记录可分析血流时相3．血流速度纵轴代表速度(频移)大小，单位为cm/s4．频带宽度表示频移在垂直方向上的宽度，即某一瞬间采样血流中血细胞速度分布范围的大小。如速度分布范围大，频带则宽；如速度分布范围小，频带窄5．频谱灰阶即信号强度，表示某时刻采样容积内血流速度相同的血细胞数目的多少。速度相同的血细胞数目多，则后向散射回声强，灰阶级数高(显示较亮)；反之回声弱，灰阶级数低(显示较暗)

10/27/202298彩色多普勒基础2．血流时间频谱图曲线上横轴CW、PW10/27/202299CW、PW10/22/202218CDFI定义彩色多普勒血流成像(ColorDopplerFlowImaging，CDFI)，是在频谱多普勒(SpectralDoppler)技术基础上发展起来的利用多普勒原理进行血流显像的技术（自相关技术）。与频谱多普勒（傅立叶转换）相比，CDFI是多普勒技术在医学领域应用的重大发展，从只能逐点取样测血流速度发展到用伪彩色编码信号显示血流的流动，使多普勒技术能更直观地显示血流的流动方向、流动速度、流动范围、血流性质、有无返流、分流等

10/27/2022100CDFI定义彩色多普勒血流成像(ColorDoppler彩色多普勒能量图彩色多普勒能量图：血流成像对超声入射角度的相对非依赖性，能显示低流量、低流速的血流，能显示平均速度为零的灌注区血流，显示的信号动态范围广，不出现彩色信号混叠现象，不能显示血流的方向、速度快慢及性质10/27/2022101彩色多普勒能量图彩色多普勒能量图：血流成像对超声入射角度的相彩色多普勒基础多普勒局限性

1．连续波多普勒的缺陷是无距离选通能力凡超声束遇到的运动目标都能被检测到多普勒频移信息，不能进行定位诊断2．脉冲多普勒的局限性有以下三个方面：(1)脉冲重复频率（PRF）与最大测量速度为了准确显示频移大小和方向，根据采样定理，PRF必须大于多普勒频移(fd)的两倍，即：PRF>2fd，或fd<1／2PRF

1／2PRF称为尼奎斯特频率极限，如果多普勒频移(或换算成血流速度)超过这一极限，脉冲多普勒所测量的频率改变就会出现大小和方向的伪差，即频率失真，或称为频率混淆

10/27/2022102彩色多普勒基础多普勒局限性10/22/202221彩色多普勒基础(2)脉冲重复频率与最大采样深度dax=C／2PRF，脉冲重复频率愈高，则两个脉冲的间隔时间愈短，采样深度也愈小；反之则采样深度愈大。这样，为了获得深部的血流信息，就要以减少采样频率为代价(3)距离测量与速度测量当发射超声频率fT一定时，dmax×Vmax的乘积为一常数，探测深度越深，则可测得速度范围便越小，两者互相制约(Vmax为最大测量血流速度)10/27/2022103彩色多普勒基础(2)脉冲重复频率与最大采样深度10/22测量深度，PRF，V关系10/27/2022104测量深度，PRF，V关系10/22/202223波面波线

惠更斯原理1波的几何描述波动：振动在介质中的传播波面：

（1）在同一振源的波场中（2）振动同时到达的各点具有相同的位相

波面与波线

球面波

平面波10/27/2022105波面波线惠更斯原理1波的几何描述波面与波线球面波2.2惠更斯原理的表述原理的要点：提出了次波概念

惠更斯原理10/27/20221062.2惠更斯原理的表述原理的要点：惠更斯原理10/22/2惠更斯原理波的方向的改变目的:减少角度，使测量值更接近真实数据10/27/2022107惠更斯原理波的方向的改变10/22/202226角度对测量值的影响V=(Fd*C)/（2F*cosθ）Fd=F收-F发θ角度最好<20度误差6%实际应用<60度10/27/2022108角度对测量值的影响V=(Fd*C)/（2F*cosθ）10彩超调节要领：

1、在进行多普勒频谱显示及彩色血流显示时，利用基线移位功能，可增大单向血流速度测量的量程，并克服折返现象，改变机线向上，使其向红色标尺方向调节，结果显示（负向频移）兰色增多，反之则红色增多

2、正确把握彩色显示角度，深度及PRF的关系，避免“彩超”及PW的局限性，发挥其长处，使检测血流信息满足诊断要求

3、选择彩超仪器中灰阶B超和彩色血流不同的频率显像

黑白图像使用高频，彩色图像使用低频，可使复合而成的图像能获得高分辨力，又能提高彩色血流的检出敏感度

10/27/2022109彩超调节要领：

1、在进行多普勒频谱显示及彩色血流显示时彩色多普勒的调节技术4彩色图（ColorMap）的选择：心血管系用三色彩图，其他系统用两色彩图5滤波（Filter）条件选择：高速血流用高通滤波，低速血流用低通滤波，检测周围血管用100，心脏用200或以上6速度标尺（Scale）选择；根据所检测血流速度高低，选择相匹配的彩色图速度标尺7取样容积选择：要与血管腔大小匹配，使彩色信号不“溢出”血管外，位于中心或1/310/27/2022110彩色多普勒的调节技术4彩色图（ColorMap）的选择：心彩色多普勒的调节技术8彩色信号的增益调节增大增益调节，可使彩色的亮度增大，便于观察，但增益增大后，噪音信号也被放大，对低速低流量的血流检测，增益应适当增大，以便这些血流能清晰地显示9．脉冲重复频率的设定(PRF)脉冲重复频率(PRF)是探头在单位时间内重复发射超声的次数，脉冲重复频率越高，能检测的血流速度越快，但检测深度越浅10消除彩色信号的闪烁:选用适当的滤波条件和速度标尺，缩小取样框，屏隹呼吸

11彩色窗口:增加宽度，成象速度下降。增加长度，降低时间分辨率10/27/2022111彩色多普勒的调节技术8彩色信号的增益调节增大增益调节一、探头选择不当引起多普勒血流信号过低（伪像）。为了敏感地显示乳腺癌或甲状腺肿物内彩色血流信号并测速，应选择至少7～7.5MHz的线阵探头；为了显示人肝内门静脉彩色血流信号，可采用3～3.5MHz凸阵探头；为了显示心脏及大血管高速血流信号，宜选用2.5～3.5MHz探头二、角度依赖性血流信号减少伪像。由于CDFI的显示有明显的角度依赖性（Cosθ90。=0），因此在显示诸如主动脉血流时，应尽可能使探头声束不要垂直于血流方向（使θ<60。），否则易产生少血流或无血流信号的假像频谱图的常见伪像及识别10/27/2022112频谱图的常见伪像及识别10/22/202231频谱图的常见伪像及识别三、镜面伪像举例：当CDFI显示阴囊精索静脉曲张彩色血流时，在阴囊壁的外面（皮肤—空气界面）出现对称性的彩色血流伪像。用频谱多普勒测量可能发现基线上、下同时出现对称性静脉血流。此类伪像通常并无重要临床意义10/27/2022113频谱图的常见伪像及识别三、镜面伪像举例：当CDFI显示阴囊频谱图的常见伪像及识别闪彩伪差：彩色取样框内出现与血液颜色一致的光斑，大小不一，飘忽不定彩色溢出：血流比实际的血管要宽血管假接：能量图，不能显示方向，不同的血管连接在一根倒错：血流速过快或RPF过小所至，表现为同一方向的血流，颜色将发生反转，又称混叠10/27/2022114频谱图的常见伪像及识别闪彩伪差：彩色取样框内出现与血液颜色一钙化的血管壁或粥样感化斑块彩色增益过小超声频率过高该处无血流或V小于显示阈值超声束与血流方向垂直多普勒流速范围设置太高滤波设置太高显示不清彩色血流应考虑：10/27/2022115钙化的血管壁或粥样感化斑块显示不清彩色血流应考虑：1调节超声仪器工作条件（含彩超）使其达到最佳效果，不应忽略：空间分辨力增高可改善图像质量，但帧频下降

时间分辨力提高，帧频增加，但空间分辨力会下降

选择适度的图像前后处理及动态范围

显示灰阶数越多，图像颗粒越细，灰度越大10/27/2022116调节超声仪器工作条件（含彩超）使其达到最佳效果，不应忽略：超声新技术介入造影，诣波成像

三维，四维腔内超声血管内超声高能聚集超声刀（HIFU）组织频移谐波显像全数字化彩超与数字模拟混合超声超声影像信息系统（UIS）10/27/2022117超声新技术介入10/22/202236介入超声介入是现代超声医学的一个重要分支。它是以超声显像为监视引导手段进行可疑病灶的穿刺病理活检、液性病变的抽液和置管引流以及肿瘤的局部介入治疗10/27/2022118介入超声介入是现代超声医学的一个重要分支。它是以超声显像为监分三大类活检技术：采用目前最先进的自动穿刺活检枪，能对可疑病变进行及时、微创的细胞学、组织学病理诊断，弥补了许多检查仪器在病变定性方面的不足；液性病变的抽液及置管引流技术：利用超声对液性病变的显像优势，能轻松地进行各种治疗，特别是肝、肾囊肿的硬化治疗和肝脓疡的抽脓及置管引流，操作安全、有效、痛苦小、无任何后遗症，具有传统治疗方法无法比拟的优势；肿瘤局部介入治疗:利用微波、射频消融以及注射化学药物等技术使肿瘤坏死，达到与外科局部切除相类似的效果，而且全身损伤小、恢复快、费用低，特别适合于小肝癌、转移性肿瘤、术后复发以及不能接受全身化疗等患者10/27/2022119分三大类活检技术：采用目前最先进的自动穿刺活检枪，能对可疑病临床应用

1、胸膜、肺、肝、胰、脾、肾、腹盆腔肿块穿刺活检

甲状腺、乳腺、淋巴结及浅表肿块的穿刺活检

经阴道妇科肿瘤穿刺活检；经直肠前列腺穿刺活检

2、肝脓肿、腹腔积脓、包裹性脓胸的穿刺抽液及置管引流

3、肝囊肿、肾囊肿、多囊肝、多囊肾穿刺抽液硬化治疗

4、卵巢非赘生性囊肿、巧克力囊肿、盆腔包裹性积液穿刺抽液硬化治疗

5、胆道穿刺置管引流；肾盂积水穿刺置管引流，心包积液穿刺置管引流

6、肝脏肿瘤无水酒精注射治疗、射频消融治疗

10/27/2022120临床应用1、胸膜、肺、肝、胰、脾、肾、腹盆腔肿块穿刺造影超声声学造影是经静脉注射超声造影剂进入人体，其主要优势在于能清晰显示组织的微循环血流灌注。基于此特点，超声诊断医生根据良恶性肿瘤血流灌注的差异对肿瘤的良恶性做出更准确的鉴别诊断，同时也极大地提高了早期肿瘤以及恶性肿瘤卫星病灶的检出率。它的应用是目前国际最先进的医学影像技术之一，是超声成像的一次革命性进步。它具有实时动态观察、分辩率高、无创、无X线辐射、重复性好等其他影像医学成像技术无法比拟的独特优势。新型造影剂——声诺维，它的直径远远小于红细胞（2.5um），因此能达到全身各脏器的毛细血管网，最后经肺呼出排出体外。目前，超声造影已成为超声领域的重要发展方向10/27/2022121造影超声声学造影是经静脉注射超声造影剂进入人体，其主要优势在临床目的1.肿瘤定性诊断：肿瘤血流灌注的差异是良恶性肿瘤临床鉴别诊断的一个极其重要的生物学特征。超声造影能清晰显示肿瘤的微循环血流灌注特性，因此能对肿瘤良恶性做出明确的定性诊断。并可用于肿瘤介入治疗后残余活性部分的判断以及外科治疗后的随访

2.微小病灶的发现：由于达到了对肿瘤微循环显影的水平，超声造影能清晰显示微小肿瘤或其他微小占位。大量研究表明其显示率甚至优于增强CT，这对早期发现癌瘤有特别重要的临床意义，尤其是肝硬化或者有恶性肿瘤病史的患者

3.外周血管病变的诊断：超声造影能清晰显示血管狭窄、闭塞以及血管畸形等病变