超声诊断理论基础课件

超声诊断理论基础

UltrasoundDiagnosis超声诊断理论基础

UltrasoundDiagnosis1声波(acousticwave)10-310010310610910121015频率（Hz）10-810-610-410-2100102104106108次声波可听波超声波超声诊断频率范围10-4~1014声波(acousticwave)10-310012超声的概念振动频率>20,000Hz的声波——超声波医用频率2.5—13MHz

超声的概念振动频率>20,000Hz的声波——超声波3超声成像

ultrasonograghy,USG

定义：

利用超声波的物理特性和人体组织器官的声学特性相互作用而产生的信息，经处理后形成图形和曲线，借此进行疾病诊断的一种物理检查方法。超声成像

ultrasonograghy,USG定义：4超声波的特点和优点USG特点：对软组织的分辨能力强信息的显示有多种方法USG优点：

无损伤、无痛苦、无辐射实时、快捷、准确、方便超声波的特点和优点USG特点：5超声发展概况40年代探索阶段50年代A型、M型超声仪70年代灰阶实时超声（B型）双功能超声仪（B型+频谱）80年代彩色多普勒超声仪（B型+彩色+频谱）90年代新技术（超声造影、谐波成像、超高频探头、三维超声等）超声发展概况40年代探索阶段6超声的三个基本物理参数频率(f):声波每秒振动次数，Hz。波长(λ):声波在一个振动周期内所通过的距离，mm声速(C):声波在介质中每秒传播的距离，m/sＣ=f×λλC（m/s）人体软组织声速平均为1540m/s超声的三个基本物理参数频率(f):声波每秒振动次数，Hz7三个基本物理量之间的关系•相同介质中，波长与频率成反比相同介质中，声速c基本相同，因此根据c=λ·f可知波长λ与频率f成反比。频率（MHz）12.5357.510波长（mm）1.50.60.50.30.20.15λ=1.5mm/f

三个基本物理量之间的关系•相同介质中，波长与频率成反比8三个基本物理量之间的关系•不同频率的声波在相同组织中传播，声速基本相同三个基本物理量之间的关系•不同频率的声波在相同组织中传播，9超声的物理特性⒈指向性⒉反射、折射、散射和绕射⒊吸收与衰减⒋分辨力与穿透力⒌多普勒效应超声的物理特性⒈指向性10

近场远场DθD声源直径θ扩散角频率高，波长短，呈直线传播定位探查1.超声波的指向性近场远场DθD声源直径θ扩散角频率高，波长短，11超声波的传播超声波在弹性介质中传播时与其它波动（如光波）类似，也有波的叠加、干涉、反射、透射、折射、散射、衍射以及吸收衰减等特性。以下我们主要介绍在临床诊断中常用的几种传播特性超声波的传播超声波在弹性介质中传播时与其它波122-1.超声波的反射和折射反射1.声阻抗(z)=介质密度(ρ)×声速(c)△Z＞0.1%即可产生反射2.声阻抗差大，反射强折射两种介质内声速不同可产生折射现象结果：导致入射声束的偏转2-1.超声波的反射和折射反射13超声波的入射、反射和折射示意图大界面

折射波

入射波

反射波

超声波的入射、反射和折射示意图大界面折射波入射波反射波142-2.超声波的散射遇界面远小于波长的微小粒子，超声波将产生散射，人体内的散射源为红细胞和脏器内的细微结构。2-2.超声波的散射遇界面远小于波长的微小粒子，超声152-3.超声波的绕射

目标大小约为1～2λ或稍小，超声波将绕过该靶目标继续前进，很少发生反射。2-3.超声波的绕射目标大小约为1～16⒊超声波的吸收与衰减声衰减定义：是指声能随着传播距离而减弱的现象衰减量=频率×深度频率高，衰减重原因：吸收损耗、声束扩散、反射和折射⒊超声波的吸收与衰减声衰减定义：17⒋超声波的分辨力与穿透力频率高，分辨好，穿透差频率低，分辨低，穿透强对应的临床应用：检测浅表器官，采用高频探头检测深部脏器，采用低频探头⒋超声波的分辨力与穿透力频率高，分辨好，穿透差18⒌多普勒效应声源与接收体之间的相对运动引起声波频率发生改变的现象，频率的变化称为频移fdfd=f`-f0=Vcosθf0/c

f0为入射超声频率

f`为回声频率V为物体的运动速度

C为声速cosθ为运动方向与声束方向间的夹角

⒌多普勒效应声源与接收体之间的相对运动引起声波频率19多普勒效应示意图声源目标多普勒效应示意图声源目标20

多普勒效应示例多普勒效应示例21血流信息获取

V=血流速度C=声速

cosθ=血流与探头间夹角血管VC探头θfd=f`-f0=Vcosθf0/c血流信息获取

V=血流速度血管VC探头θfd=f`-22cosθ＜900，血流迎向探头，fd为正值称为正性频移cosθ＞900，血流远离探头，fd为负值称为负性频移夹角对fd值的影响cosθ＜900，血流迎向探头，fd为正值夹角对fd值的影响23超声波的产生声源（acousticsource）：能发出声音的物体称为声源，其产生的基础是振动。在超声诊断中，探头的晶片就是声源，利用逆压电效应产生超声波喇叭振动图像超声波的产生声源（acousticsource）：能发出声24超声波的发射与接收超声诊断仪由探头（换能器）和主机构成超声波的发射与接收均由换能器来完成发射：电讯号→换能器→超声波(逆效应)接收：反射波→换能器→电信号(正效应)超声波的发射与接收超声诊断仪由探头（换能器）和主机构成25逆压电效应示意图+++++++++++++++++

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++++++++++++++++++--+发射超声逆压电效应示意图+++++++++++26正压电效应示意图+++++++++++++++++

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+++++++++++++++++正压负压接收超声正压电效应示意图+++++++++++27超声成像的基本原理声阻抗特性声衰减特性多普勒效应超声成像的基本原理声阻抗特性28人体组织的声学特征无回声（无反射型）—胆汁、尿液、血液低回声（少反射型）—肝、脾强回声（多反射型）—血管壁、结石极强回声（全反射型）—肺、胃肠道人体组织的声学特征无回声（无反射型）—胆汁、尿液、血液29回声类型肝胆汁胆囊壁回声类型肝胆汁胆囊壁30超声成像的检查方法基本检查方法：A型、M型、B型、D型超声成像的检查方法基本检查方法：31Ａ型（超声示波法）机理：以波幅变化反映回声情况特点：一维波形图，不直观用途：鉴别液、实性包块，测距目前临床不再使用Ａ型（超声示波法）机理：以波幅变化反映回声情况32A型超声示意图距离振幅A型超声实例A型超声示意图距离振幅A型超声实例33Ｍ型（超声扫描法）机理：以单声束取样，获得活动界面回声，再以慢扫描方式展开特点：一维－时间运动曲线图用途：分析心脏和大血管的运动幅度Ｍ型（超声扫描法）机理：34M型曲线图M型曲线图35Ｂ型（超声显象法）机理：不同的光点反映回声变化，用切面显示正常组织与异常组织特点：二维断面图像，灰阶/彩阶实时显示，直观用途：及其广泛

Ｂ型（超声显象法）机理：36肝脏B超心脏B超肝脏B超心脏B超37D型（超声多普勒法）机理：利用Doppler原理对心血管内血流进行探测分析频谱多普勒（PW+CW）以频谱曲线显示，检测血流动力学参数

彩色多普勒血流显像（CDFI）

彩色编码实时显示血流方向、速度及血流性质D型（超声多普勒法）机理：利用Doppler原理对心血管内血38二尖瓣血流CDFI二尖瓣血流－PW二尖瓣血流CDFI二尖瓣血流－PW39超声探头与扫查方式常规探头：扇型、线阵型、凸弧型专用探头：腔内探头（食管、直肠、阴道）术中探头穿刺探头超声探头与扫查方式常规探头：扇型、线阵型、凸弧型40探头类型探头类型41超声扫查方式示意图线阵型扇型凸弧型超声扫查方式示意图线阵型扇型凸弧型42凸弧型探头扫查凸弧型B超切面凸弧型探头扫查凸弧型B超切面43扇型探头扫查扇型探头B超切面扇型探头扫查扇型探头B超切面44线阵型探头扫查线阵型B超切面线阵型探头扫查线阵型B超切面45

图像记录和保存方式照片波拉一次成像热敏打印记录录像磁光盘计算机工作站图像记录和保存方式照片46超声检查方法体位：仰卧位、侧卧位、半卧位、站立位途径：体表、腔内、术中(探头表面涂布耦合剂)超声检查方法体位：仰卧位、侧卧位、半卧位、站立位47超声检查前准备根据检查部位的不同而不同⒈腹腔脏器：空腹⒉盆腔脏器：膀胱充盈⒊心脏：忌服影响心肌收缩力的药物⒋表浅器官及外周血管：无须特殊准备超声检查前准备根据检查部位的不同而不同48超声成像的临床应用确定占位病变的物理性质检查脏器的形态、大小及结构测定心功能检测血流监测胎儿生长发育检测积液随访、介入、术中US健康体检、防癌普查等超声成像的临床应用确定占位病变的物理性质49超声成像的局限性图象易受气体和皮下脂肪的干扰对骨骼、肺、肠道的检查受到限制伪像干扰图象显示范围较小超声成像的局限性图象易受气体和皮下脂肪的干扰50谢谢！谢谢！51超声诊断理论基础

UltrasoundDiagnosis超声诊断理论基础

UltrasoundDiagnosis52声波(acousticwave)10-310010310610910121015频率（Hz）10-810-610-410-2100102104106108次声波可听波超声波超声诊断频率范围10-4~1014声波(acousticwave)10-3100153超声的概念振动频率>20,000Hz的声波——超声波医用频率2.5—13MHz

超声的概念振动频率>20,000Hz的声波——超声波54超声成像

ultrasonograghy,USG

定义：

利用超声波的物理特性和人体组织器官的声学特性相互作用而产生的信息，经处理后形成图形和曲线，借此进行疾病诊断的一种物理检查方法。超声成像

ultrasonograghy,USG定义：55超声波的特点和优点USG特点：对软组织的分辨能力强信息的显示有多种方法USG优点：

无损伤、无痛苦、无辐射实时、快捷、准确、方便超声波的特点和优点USG特点：56超声发展概况40年代探索阶段50年代A型、M型超声仪70年代灰阶实时超声（B型）双功能超声仪（B型+频谱）80年代彩色多普勒超声仪（B型+彩色+频谱）90年代新技术（超声造影、谐波成像、超高频探头、三维超声等）超声发展概况40年代探索阶段57超声的三个基本物理参数频率(f):声波每秒振动次数，Hz。波长(λ):声波在一个振动周期内所通过的距离，mm声速(C):声波在介质中每秒传播的距离，m/sＣ=f×λλC（m/s）人体软组织声速平均为1540m/s超声的三个基本物理参数频率(f):声波每秒振动次数，Hz58三个基本物理量之间的关系•相同介质中，波长与频率成反比相同介质中，声速c基本相同，因此根据c=λ·f可知波长λ与频率f成反比。频率（MHz）12.5357.510波长（mm）1.50.60.50.30.20.15λ=1.5mm/f

三个基本物理量之间的关系•相同介质中，波长与频率成反比59三个基本物理量之间的关系•不同频率的声波在相同组织中传播，声速基本相同三个基本物理量之间的关系•不同频率的声波在相同组织中传播，60超声的物理特性⒈指向性⒉反射、折射、散射和绕射⒊吸收与衰减⒋分辨力与穿透力⒌多普勒效应超声的物理特性⒈指向性61

近场远场DθD声源直径θ扩散角频率高，波长短，呈直线传播定位探查1.超声波的指向性近场远场DθD声源直径θ扩散角频率高，波长短，62超声波的传播超声波在弹性介质中传播时与其它波动（如光波）类似，也有波的叠加、干涉、反射、透射、折射、散射、衍射以及吸收衰减等特性。以下我们主要介绍在临床诊断中常用的几种传播特性超声波的传播超声波在弹性介质中传播时与其它波632-1.超声波的反射和折射反射1.声阻抗(z)=介质密度(ρ)×声速(c)△Z＞0.1%即可产生反射2.声阻抗差大，反射强折射两种介质内声速不同可产生折射现象结果：导致入射声束的偏转2-1.超声波的反射和折射反射64超声波的入射、反射和折射示意图大界面

折射波

入射波

反射波

超声波的入射、反射和折射示意图大界面折射波入射波反射波652-2.超声波的散射遇界面远小于波长的微小粒子，超声波将产生散射，人体内的散射源为红细胞和脏器内的细微结构。2-2.超声波的散射遇界面远小于波长的微小粒子，超声662-3.超声波的绕射

目标大小约为1～2λ或稍小，超声波将绕过该靶目标继续前进，很少发生反射。2-3.超声波的绕射目标大小约为1～67⒊超声波的吸收与衰减声衰减定义：是指声能随着传播距离而减弱的现象衰减量=频率×深度频率高，衰减重原因：吸收损耗、声束扩散、反射和折射⒊超声波的吸收与衰减声衰减定义：68⒋超声波的分辨力与穿透力频率高，分辨好，穿透差频率低，分辨低，穿透强对应的临床应用：检测浅表器官，采用高频探头检测深部脏器，采用低频探头⒋超声波的分辨力与穿透力频率高，分辨好，穿透差69⒌多普勒效应声源与接收体之间的相对运动引起声波频率发生改变的现象，频率的变化称为频移fdfd=f`-f0=Vcosθf0/c

f0为入射超声频率

f`为回声频率V为物体的运动速度

C为声速cosθ为运动方向与声束方向间的夹角

⒌多普勒效应声源与接收体之间的相对运动引起声波频率70多普勒效应示意图声源目标多普勒效应示意图声源目标71

多普勒效应示例多普勒效应示例72血流信息获取

V=血流速度C=声速

cosθ=血流与探头间夹角血管VC探头θfd=f`-f0=Vcosθf0/c血流信息获取

V=血流速度血管VC探头θfd=f`-73cosθ＜900，血流迎向探头，fd为正值称为正性频移cosθ＞900，血流远离探头，fd为负值称为负性频移夹角对fd值的影响cosθ＜900，血流迎向探头，fd为正值夹角对fd值的影响74超声波的产生声源（acousticsource）：能发出声音的物体称为声源，其产生的基础是振动。在超声诊断中，探头的晶片就是声源，利用逆压电效应产生超声波喇叭振动图像超声波的产生声源（acousticsource）：能发出声75超声波的发射与接收超声诊断仪由探头（换能器）和主机构成超声波的发射与接收均由换能器来完成发射：电讯号→换能器→超声波(逆效应)接收：反射波→换能器→电信号(正效应)超声波的发射与接收超声诊断仪由探头（换能器）和主机构成76逆压电效应示意图+++++++++++++++++

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+++++++++++++++++正压负压接收超声正压电效应示意图+++++++++++78超声成像的基本原理声阻抗特性声衰减特性多普勒效应超声成像的基本原理声阻抗特性79人体组织的声学特征无回声（无反射型）—胆汁、尿液、血液低回声（少反射型）—肝、脾强回声（多反射型）—血管壁、结石极强回声（全反射型）—肺、胃肠道人体组织的声学特征无回声（无反射型）—胆汁、尿液、血液80回声类型肝胆汁胆囊壁回声类型肝胆汁胆囊壁81超声成像的检查方法基本检查方法：A型、M型、B型、D型超声成像的检查方法基本检查方法：82Ａ型（超声示波法）机理：以波幅变化反映回声情况特点：一维波形图，不直观用途：鉴别液、实性包块，测距目前临床不再使用Ａ型（超声示波法）机理：以波幅变化反映回声情况83A型超声示意图距离振幅A型超声实例A型超声示意图距离振幅A型超声实例84Ｍ型（超声扫描法）机理：以单声束取样，获得活动界面回声，再以慢扫描方式展开特点：一维－时间运动曲线图用途：分析心脏和大血管的运动幅度Ｍ型（超声扫描法）机理：85M型曲线图M型曲线图86Ｂ型（超声显象法）机理：不同的光点反映回声变化，用切面显示正常组织与异常组织特点：二维断面图像，灰阶/彩阶实时显示，直观用途：及其广泛