超声基础知识培训(华声医疗)
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201 Z01 2:11:12
FH 2 FR 17
1 0
R98
r
F2.
RF
S
P1
11 1
8
➢ D型
D型（Doppler）
✓ 多普勒成像，以幅度的不同显示⺫标速度的大小，并在时间
轴上展开显示速度随时间的变化。
➢ 特点
✓ 可以较准确地测量血流速度，用于检测心脏及血管的血流动
力学状态。 ✓ 血流运动所引起的频差一般在人耳的听觉范围内，频谱的声 音具有一定的临床诊断意义。
B型（Brightness）
➢ B型
✓ 以亮度的强弱显示组织回波信号的强弱，并采用多声 束扫描法，将各扫描线组成二维灰度图像。 ✓ 二维帧图像以时间展开，形成动态电影。
➢ 特点
✓ 二维断面图像，实时显示组织结构，形象直观。
机械式扇形扫描
➢ B型有机械扫描和电子扫描两种扫描方式
机械 扫描
电子扫描
超声基础知识培训
华声医疗李瑞军
2015-4-16
内容概要
➢ 超声成像的发展 ➢ 超声成像的工程物理基础 ➢ 超声设备的关键指标 ➢ 超声成像关键技术
超声检查的意义
➢ 为什么要做超声检查？
✓ EX. 超市如何挑选⻄瓜？ • 透过表象看本质
➢ 超声检查作为影像显示的一种方式
✓ 内部结构探查 • 体检、产科畸形筛查 ✓ 病变性质辨别 • 肿瘤的良恶性质
➢ 是彩色多普勒血流成像（CDFI）的衍生，信息都是通过 自相关算法得到的。 ➢ 能量
✓ 反映多普勒信号的幅度大小 ✓ 灵敏度较高，显示小血管有利
➢ 方差
✓ 反映多普勒频移的一致性 ✓ 直观反映血流是否存在紊乱
R
0
C 61Βιβλιοθήκη Baidu
Rrs CPA
1IXI0Hz WF 60Hz Med
L TR N
LANT
LATURE
四大影像检查
超声
X光机
CT(断层扫描)
MR(核磁共振)
超声检查的优势
➢ 相对X射线的设备，对身体无创伤或损伤 ➢ 相对CT和MRI,设备技术⻔ 槛低，普及率高 ➢ 软组织分辨率高，0.01mm
➢ 检查费用低廉
超声成像发展史
40年代 A型、M型超声仪 灰阶实时 60年代 超声（B型） 双功能超声仪 （ B型+频谱） 彩色多普勒 80年代 超声仪 （ B型+ 彩色+频谱 ） 90年代 开拓新技术领域
➢ ➢ ➢ ➢ 将图像进行横向拼接 扩大视野 是一种图像处理技术 干泛应用与卫星侦查和天文拍摄
宽景图像的处理过程
➢ 原始图像
宽景图像的处理过程
➢ 拼接（图像一致的区域进行覆盖）
宽景图像的处理过程
➢ 补充和完善
宽景图像的处理过程
➢ 后处理（修饰、润色、平滑）
宽景成像
彩色宽景成像
三维成像
➢ 重建三维
✓ 以幅度的高低显示组织回波信号的强弱。
✓ 操作者个人经验依靠性强
➢ 特点：原理简单，成像粗糙
✓ 容易引起误诊
A型（Amplitude）
幅度信息
振幅
距离 A型超声示意图
从幅度到亮度
幅 度 a b c a a b c 时间
运 静 动 止 目 标
b a c b c
a
b c
M型（Motion）
➢ 以亮度的强弱显示组织回波信号的强弱，同时 在时间轴上展开以显示这些光点的运动轨迹， 反映一维的组织结构和运动信息。 ➢ 特点：一维时间运动曲线图，主要用于分析心 脏和大血管的运动幅度。
C D
'CD
Size
造影剂谐波成像
➢ 造影是指向心血管腔内、空腔脏器内以及组织内注入某种 能产生声学对比效应的物质，以便清晰显示组织结构、血 流状态及病变。
➢ 造影剂微泡被超声波照射，谐振破裂后产生大量谐波。 ➢ 微泡的直径、红细胞的直径----8um ✓ 不能通过肺循环，只能观察右房室的灌注
✓ 体循环，可以观察组织、器官的末梢灌注
➢ B型有机械扫描和电子扫描两种扫描方式
探头阵元序列
电子 扫描
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组织的声学图像
无回声 强回声 低回声
声速的影响
V=1540m/s
V>1540m/s
由于声波在病理 性占位中的传播 速度与周围的软 组织不同，在其 后方产生了时间 差
反射和折射
α β Z1
Z2
➢ 声阻抗Z=介质密度(ρ )×声速(c)
△Z＞0.1%,即会产生反射 ✓ 反射系数Ri=(Z2-Z1)2/(Z2+Z1)2 ✓ 折射系数Ti ＝4Z1Z2/(Z1+Z2)2
肌节段的运动特点
✓ 可以对存储的B型图像电影回放进行回顾性的解
剖M型分析
解剖M型
彩色M型
➢ 彩色多普勒模式下的M型显示
✓ 更加细微的显示在M取样线上的血流速度的变化 和传播 ✓ 在该模式下以血流发生首次频率混叠的等速斜率
VP来评价左心室舒张功能（反映左心室心肌主动
松弛性）
.
CD Goin E r d i y
率>20,000 Hz ➢ 医学超声诊断仪器所用频率 2--10 MHz
➢ c=f· λ 人体软组织平均声速：1540m/s
人体组织密度及声阻抗
组织 脂肪 密度 0.955 声速 1476 声阻抗 1.410
体液
羊水 肝 血液
0.997
1.013 1.050 1.055
1495
1474 1570 1570
Pwt- DdB
组织多普勒
➢ 组织速度多普勒成像TVI
➢ 组织能量多普勒TEI ➢ 组织频谱多普勒TVD ➢ 组织多普勒M型TVM ➢ 组织多普勒加速度成像DTA
0
.055 37dg ‹ •/of/0/ PX Depth=102mm
PX Gate« 2.5mm PWGoin--27dB 3V2c H3.5HHz
➢ 分类
✓ 脉冲多普勒
✓ 连续多普勒
AP 97"J: full 0.5
B F -I-110 GHP
TIS 0.2 US-4(A[ Earotid
20111.03i”1 6 J! 12:55 PI.1
FR U
D4.D
Color
OR9B
PRF7.Jk
.'
.”
-24. 1
'
”
0. D •1B.1
能量、方差多普勒
弹性成像技术
➢ 由日立公司首先推出，对组织的软、硬程度进行甄 别，通过彩色映射后方便观察
✓ 对乳腺肿瘤的良恶性鉴别准确率高达95%
常规灰阶成像
弹性成像
小结
➢ 超声的发展历史 ➢ 传统成像模式
✓ A(幅度)、M(运动)、B(灰阶) ✓ D(多普勒)、C(彩色) ✓ 能量、方差
➢ 新型成像模式
✓ 梯形、宽景、造影、三维 ✓ 组织多普勒、解剖M型 ✓ 造影成像、弹性成像
]@ ]]§[
C DGain D T V
Pwr= 0dB Hlmm=1.9 TlS=0.7
.055
ACUSOH SEQUOIA CZI6 OEMG
DONhELLY, HICHAE L: 1
r 99
9
40mm
.04b
Echo Pwr= 0dB TIS=1.6
C DCoin = 24 DT A
HR= 68bpm
1
方差多普勒
新型成像模式
➢ 成像视角 ➢ 心动图
✓ 梯形成像、宽景成像、三维 ✓ 解剖M型、彩色M型 ✓ 组织多普勒、组织能量多普勒、组织多普勒加速度 ✓ 造影剂谐波成像、组织谐波成像 ✓ 弹性成像
➢ 多普勒信号提取
➢ 谐波
➢ 新原理
j L J
1
E E
M
TE TICLE AN MAG NG
宽景成像
（超声造影、谐波成像、组织多普勒、
三维超声、心脏定量分析技术等）
早期的超声设备
超声成像模式
➢ 传统成像模式
✓ A(幅度)、M(运动)、B(灰阶) ✓ D(多普勒)、C(彩色)
✓ 能量、方差
➢ 新型成像模式
✓ 梯形、宽景、造影、三维
✓ 组织多普勒、解剖M型等
A型（Amplitude）
➢ A 型：幅度调制
DTV
n0
160mm
4:4J:52pm
PWDT| Pwr= 0dB Hlcd×1.7 TIS×1.3
HR= 49bpm Sweep=100mm/s
.055
| J 1i. n”H H'”-”‹PIT ÷L I-!F PL÷
0
3V2c H3.5HHz
DTV DTV
n0
.055
• /V:1. 1+l
406:01 pm
内容概要
➢ 超声成像的发展 ➢ 超声成像的工程物理基础 ➢ 超声设备的关键指标 ➢ 超声成像关键技术
超声成像的工程物理基础
➢ 物理声学特性
✓ 传播 • 传播速度、传播阻抗 • 反射、散射、折射、衍射、衰减、方向性 ✓ 分辨力（率） ✓ 多普勒效应 ✓ 生物效应
➢ 成像的原理
什么是超声波？
➢ 超声波是声波的一种，是机械波，是纵波 ➢ 次声波 ➢ 可闻声波 ➢ 超声波 频率<20 Hz 频率 20--20,000 Hz 频
同色彩饱和度和颜色的彩色图像。
➢ 特点
✓ 可以直观地显示血流的动力学状态。
黑白图像和彩色血流显示
黑白二维图像
彩色血流显示
21
16049_00 1E 1
A
97
M 14
1 L 15-4(A)
a
d
201 5i 03/16 3:12: 55 PM
•2
S
P1
1
14 11
A
B
1
M 14
54-2(B A d
✓ 手动采图
✓ 自由臂采图
➢ 实时三维
✓ 自由臂实时三维 ✓ 二维探头
重建(自由臂)三维
图像采集
三维重构
融合成像
区域提取
重建(自由臂)三维
3D和4D
2
2
F H
H
2
d
解剖M型
➢ 任意角度的M型
✓ 可以任意角度设置取样线，M型取样线可以和心 室⻓ 轴完全垂直，减小了测量的误差 ✓ 可以同时设置多条M型取样线，同时比较多个心
2 H ‘:‘ x H HHH HHH H HH HH H H
B型成像
A
B
1
M
P4-1(A Ad
ard a
201 Z01 2:11:12
FH
FR46 1 0 DR94
11 1
1
凸阵
线阵
C型（Color）
➢ C型
✓ 根据多普勒频移的原理，估算红细胞流动的速度
✓ 根据速度和方向的不同，在二维图像区域内，叠加以不
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1.492
1.463 1.648 1.656
肌肉
水晶体 颅骨 气体
1.074
1.136 1.658 0.00129
1568
1650 3360 333
1.684
1.874 5.570 0.000428
人体组织的声学特性
➢ 无回声
液性无回声： 生理：胆汁 病理：胸腹水 衰减性无回声： 生理：骨骼后 病理：纤维化 均质性无回声： 生理：淋巴结 病理：淋巴瘤 ➢ 低回声 生理：心肌 病理：甲减 ➢ 强回声 生理：包膜 病理：葡萄胎 ➢ 极强回声 生理：气体 病理：结石
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➢ D型
D型（Doppler）
✓ 多普勒成像，以幅度的不同显示⺫标速度的大小，并在时间
轴上展开显示速度随时间的变化。
➢ 特点
✓ 可以较准确地测量血流速度，用于检测心脏及血管的血流动
力学状态。 ✓ 血流运动所引起的频差一般在人耳的听觉范围内，频谱的声 音具有一定的临床诊断意义。
B型（Brightness）
➢ B型
✓ 以亮度的强弱显示组织回波信号的强弱，并采用多声 束扫描法，将各扫描线组成二维灰度图像。 ✓ 二维帧图像以时间展开，形成动态电影。
➢ 特点
✓ 二维断面图像，实时显示组织结构，形象直观。
机械式扇形扫描
➢ B型有机械扫描和电子扫描两种扫描方式
机械 扫描
电子扫描
超声基础知识培训
华声医疗李瑞军
2015-4-16
内容概要
➢ 超声成像的发展 ➢ 超声成像的工程物理基础 ➢ 超声设备的关键指标 ➢ 超声成像关键技术
超声检查的意义
➢ 为什么要做超声检查？
✓ EX. 超市如何挑选⻄瓜？ • 透过表象看本质
➢ 超声检查作为影像显示的一种方式
✓ 内部结构探查 • 体检、产科畸形筛查 ✓ 病变性质辨别 • 肿瘤的良恶性质
➢ 是彩色多普勒血流成像（CDFI）的衍生，信息都是通过 自相关算法得到的。 ➢ 能量
✓ 反映多普勒信号的幅度大小 ✓ 灵敏度较高，显示小血管有利
➢ 方差
✓ 反映多普勒频移的一致性 ✓ 直观反映血流是否存在紊乱
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Rrs CPA
1IXI0Hz WF 60Hz Med
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四大影像检查
超声
X光机
CT(断层扫描)
MR(核磁共振)
超声检查的优势
➢ 相对X射线的设备，对身体无创伤或损伤 ➢ 相对CT和MRI,设备技术⻔ 槛低，普及率高 ➢ 软组织分辨率高，0.01mm
➢ 检查费用低廉
超声成像发展史
40年代 A型、M型超声仪 灰阶实时 60年代 超声（B型） 双功能超声仪 （ B型+频谱） 彩色多普勒 80年代 超声仪 （ B型+ 彩色+频谱 ） 90年代 开拓新技术领域
➢ ➢ ➢ ➢ 将图像进行横向拼接 扩大视野 是一种图像处理技术 干泛应用与卫星侦查和天文拍摄
宽景图像的处理过程
➢ 原始图像
宽景图像的处理过程
➢ 拼接（图像一致的区域进行覆盖）
宽景图像的处理过程
➢ 补充和完善
宽景图像的处理过程
➢ 后处理（修饰、润色、平滑）
宽景成像
彩色宽景成像
三维成像
➢ 重建三维
✓ 以幅度的高低显示组织回波信号的强弱。
✓ 操作者个人经验依靠性强
➢ 特点：原理简单，成像粗糙
✓ 容易引起误诊
A型（Amplitude）
幅度信息
振幅
距离 A型超声示意图
从幅度到亮度
幅 度 a b c a a b c 时间
运 静 动 止 目 标
b a c b c
a
b c
M型（Motion）
➢ 以亮度的强弱显示组织回波信号的强弱，同时 在时间轴上展开以显示这些光点的运动轨迹， 反映一维的组织结构和运动信息。 ➢ 特点：一维时间运动曲线图，主要用于分析心 脏和大血管的运动幅度。
C D
'CD
Size
造影剂谐波成像
➢ 造影是指向心血管腔内、空腔脏器内以及组织内注入某种 能产生声学对比效应的物质，以便清晰显示组织结构、血 流状态及病变。
➢ 造影剂微泡被超声波照射，谐振破裂后产生大量谐波。 ➢ 微泡的直径、红细胞的直径----8um ✓ 不能通过肺循环，只能观察右房室的灌注
✓ 体循环，可以观察组织、器官的末梢灌注
➢ B型有机械扫描和电子扫描两种扫描方式
探头阵元序列
电子 扫描
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组织的声学图像
无回声 强回声 低回声
声速的影响
V=1540m/s
V>1540m/s
由于声波在病理 性占位中的传播 速度与周围的软 组织不同，在其 后方产生了时间 差
反射和折射
α β Z1
Z2
➢ 声阻抗Z=介质密度(ρ )×声速(c)
△Z＞0.1%,即会产生反射 ✓ 反射系数Ri=(Z2-Z1)2/(Z2+Z1)2 ✓ 折射系数Ti ＝4Z1Z2/(Z1+Z2)2
肌节段的运动特点
✓ 可以对存储的B型图像电影回放进行回顾性的解
剖M型分析
解剖M型
彩色M型
➢ 彩色多普勒模式下的M型显示
✓ 更加细微的显示在M取样线上的血流速度的变化 和传播 ✓ 在该模式下以血流发生首次频率混叠的等速斜率
VP来评价左心室舒张功能（反映左心室心肌主动
松弛性）
.
CD Goin E r d i y
率>20,000 Hz ➢ 医学超声诊断仪器所用频率 2--10 MHz
➢ c=f· λ 人体软组织平均声速：1540m/s
人体组织密度及声阻抗
组织 脂肪 密度 0.955 声速 1476 声阻抗 1.410
体液
羊水 肝 血液
0.997
1.013 1.050 1.055
1495
1474 1570 1570
Pwt- DdB
组织多普勒
➢ 组织速度多普勒成像TVI
➢ 组织能量多普勒TEI ➢ 组织频谱多普勒TVD ➢ 组织多普勒M型TVM ➢ 组织多普勒加速度成像DTA
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.055 37dg ‹ •/of/0/ PX Depth=102mm
PX Gate« 2.5mm PWGoin--27dB 3V2c H3.5HHz
➢ 分类
✓ 脉冲多普勒
✓ 连续多普勒
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B F -I-110 GHP
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0. D •1B.1
能量、方差多普勒
弹性成像技术
➢ 由日立公司首先推出，对组织的软、硬程度进行甄 别，通过彩色映射后方便观察
✓ 对乳腺肿瘤的良恶性鉴别准确率高达95%
常规灰阶成像
弹性成像
小结
➢ 超声的发展历史 ➢ 传统成像模式
✓ A(幅度)、M(运动)、B(灰阶) ✓ D(多普勒)、C(彩色) ✓ 能量、方差
➢ 新型成像模式
✓ 梯形、宽景、造影、三维 ✓ 组织多普勒、解剖M型 ✓ 造影成像、弹性成像
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C DGain D T V
Pwr= 0dB Hlmm=1.9 TlS=0.7
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ACUSOH SEQUOIA CZI6 OEMG
DONhELLY, HICHAE L: 1
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40mm
.04b
Echo Pwr= 0dB TIS=1.6
C DCoin = 24 DT A
HR= 68bpm
1
方差多普勒
新型成像模式
➢ 成像视角 ➢ 心动图
✓ 梯形成像、宽景成像、三维 ✓ 解剖M型、彩色M型 ✓ 组织多普勒、组织能量多普勒、组织多普勒加速度 ✓ 造影剂谐波成像、组织谐波成像 ✓ 弹性成像
➢ 多普勒信号提取
➢ 谐波
➢ 新原理
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宽景成像
（超声造影、谐波成像、组织多普勒、
三维超声、心脏定量分析技术等）
早期的超声设备
超声成像模式
➢ 传统成像模式
✓ A(幅度)、M(运动)、B(灰阶) ✓ D(多普勒)、C(彩色)
✓ 能量、方差
➢ 新型成像模式
✓ 梯形、宽景、造影、三维
✓ 组织多普勒、解剖M型等
A型（Amplitude）
➢ A 型：幅度调制
DTV
n0
160mm
4:4J:52pm
PWDT| Pwr= 0dB Hlcd×1.7 TIS×1.3
HR= 49bpm Sweep=100mm/s
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| J 1i. n”H H'”-”‹PIT ÷L I-!F PL÷
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3V2c H3.5HHz
DTV DTV
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406:01 pm
内容概要
➢ 超声成像的发展 ➢ 超声成像的工程物理基础 ➢ 超声设备的关键指标 ➢ 超声成像关键技术
超声成像的工程物理基础
➢ 物理声学特性
✓ 传播 • 传播速度、传播阻抗 • 反射、散射、折射、衍射、衰减、方向性 ✓ 分辨力（率） ✓ 多普勒效应 ✓ 生物效应
➢ 成像的原理
什么是超声波？
➢ 超声波是声波的一种，是机械波，是纵波 ➢ 次声波 ➢ 可闻声波 ➢ 超声波 频率<20 Hz 频率 20--20,000 Hz 频
同色彩饱和度和颜色的彩色图像。
➢ 特点
✓ 可以直观地显示血流的动力学状态。
黑白图像和彩色血流显示
黑白二维图像
彩色血流显示
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54-2(B A d
✓ 手动采图
✓ 自由臂采图
➢ 实时三维
✓ 自由臂实时三维 ✓ 二维探头
重建(自由臂)三维
图像采集
三维重构
融合成像
区域提取
重建(自由臂)三维
3D和4D
2
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解剖M型
➢ 任意角度的M型
✓ 可以任意角度设置取样线，M型取样线可以和心 室⻓ 轴完全垂直，减小了测量的误差 ✓ 可以同时设置多条M型取样线，同时比较多个心
2 H ‘:‘ x H HHH HHH H HH HH H H
B型成像
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凸阵
线阵
C型（Color）
➢ C型
✓ 根据多普勒频移的原理，估算红细胞流动的速度
✓ 根据速度和方向的不同，在二维图像区域内，叠加以不
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水晶体 颅骨 气体
1.074
1.136 1.658 0.00129
1568
1650 3360 333
1.684
1.874 5.570 0.000428
人体组织的声学特性
➢ 无回声
液性无回声： 生理：胆汁 病理：胸腹水 衰减性无回声： 生理：骨骼后 病理：纤维化 均质性无回声： 生理：淋巴结 病理：淋巴瘤 ➢ 低回声 生理：心肌 病理：甲减 ➢ 强回声 生理：包膜 病理：葡萄胎 ➢ 极强回声 生理：气体 病理：结石