超声诊断学总论1
1.超声总论总结
由于在人体各种组织、脏器中的声速不同,声束经过这些组织间的大界面时产生声束前进方向的改变,称为折射。
当入射超声与界面垂直,入射角于0,一部分声能循入射途径返回换能器(探头),并在示波屏上出现回波;另一部分能则穿过界面,垂直进入第二种介质,此即为透射。第三种与第四种介质的界面又会发生反射与透射,依此类推,直至声能耗尽。
导致衰减的主要原因有:
⑴在传播方向上的声能分散
⑵吸收
①黏滞吸收
②热传导吸收
吸收与衰减
吸收:超声在介质中传播时,由于介质的粘滞
性、导热性等因素,一部分声能不可逆的转
换成其他形式的能量,使声波能量耗损称为
吸收。
衰减:是指由于界面上的反射、折射、远场扩
散和吸收,使声能随着传播距离而减弱的现
象。
*衰减量=频率×深度
*超声波是一种机械振动,它与一般声波一样,必须在介质中传播,在弹性介质中传播时,主要以纵波的形式传播,依靠介质内粒子产生压缩与稀疏的交替变化传播能量,所以它不能在真空中传播。
超声波(ultrasound)是超过人耳听阈高限值(正常人耳接受声音频率范围为16~20000次/s,即16~20000Hz)的声波。
频率高,衰减重
6.多普勒效应(Doppler effect)
入射超声波遇到活动的界面时,散射与反射回声的频率会发生改变,这种现象称为多普勒效应。
*发射超声频率与反射超声频率之差称为多普勒频移。
界面向着声源运动时,反射频率增高,称正频移;
界面背离声源运动时,反射频率降低,称负频移。
频移的大小与相对运动的速度成正比。
M型诊断仪可丰富、完善扇扫的图像诊断。
M型(超声扫描法)
超声诊断_总论
+++++++++++++++++
-------------
-------------
+++++++++++++++++
+
-发
射
-超
声
+
逆压电效应示意图
接收超声
+++++++++++++++++
-------------
回声类型
肝 胆汁
胆囊壁
超声成像的检查方法
基本检查方法: A型、M型、B型、D型
A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
振幅
A型超声示意图
A型超声实例
距离
M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
谢谢大家!
一. 二. 三. 四. 五. 六. 七. 八. 九. 一○. 一一. 一二. 一三.
树 立 质 量 法 制观念 、提高 全员质 量意识 。20.11.220.11.2Monday, November 02, 2020 人 生 得 意 须 尽欢, 莫使金 樽空对 月。16:12:2216:12:2216:1211/2/2020 4:12:22 PM 安 全 象 只 弓 ,不拉 它就松 ,要想 保安全 ,常把 弓弦绷 。20.11.216:12:2216:12Nov-202-Nov-20 加 强 交 通 建 设管理 ,确保 工程建 设质量 。16:12:2216:12:2216:12Monday, November 02, 2020 安 全 在 于 心 细,事 故出在 麻痹。 20.11.220.11.216:12:2216:12:22November 2, 2020 踏 实 肯 干 , 努力奋 斗。2020年 11月 2日下 午4时 12分20.11.220.11.2 追 求 至 善 凭 技术开 拓市场 ,凭管 理增创 效益, 凭服务 树立形 象。2020年 11月 2日星 期一下 午4时 12分22秒 16:12:2220.11.2 严 格 把 控 质 量关, 让生产 更加有 保障。 2020年 11月下 午4时12分 20.11.216:12November 2, 2020 作 业 标 准 记 得牢, 驾轻就 熟除烦 恼。2020年 11月 2日星 期一4时 12分 22秒16:12:222 November 2020 好 的 事 情 马 上就会 到来, 一切都 是最好 的安排 。下午 4时12分 22秒下 午4时 12分16:12:2220.11.2 专 注 今 天 , 好好努 力,剩 下的交 给时间 。20.11.220.11.216:1216:12:2216:12:22Nov-20 牢 记 安 全 之 责,善 谋安全 之策, 力务安 全之实 。2020年 11月 2日星期 一4时 12分22秒 Monday, November 02, 2020 相 信 相 信 得 力量。 20.11.22020年 11月 2日 星期一 4时12分 22秒 20.11.2
超声总论1
速(C), C=f。 声阻:为介质的密度()和声速 的乘积(Z),Z=C。
需要说明的是: 1.声速只与介质的性质有关,而
与频率无关,也就是说不管什么 样的频率,超声波在同一介质的 声速都是相同的,如1MHz与10MHz 的超声额在人体组织中的声速都 是相同均为1500米/秒。
超声多普勒测定血流的基本原理是: 当入射超声发射到血管内的流动的红 细胞时,作为超声波接收血液颗粒是 运动的,这时出现了第一次多普勒现 象,而被血液颗粒散射的超声波返回 接收器时,作为散射体的血液颗粒相 当超声波的声源,它也是运动的,于 是就出现了第二次多普勒现象。
在超声医学诊断中,超声多普勒
3.超声波具有反射、折射、衍射
和散射特性; 4.超声波在不同介质中分别有不 同的声速和不同的衰减等。
第三节
超声的物理特性
一、超声的物理量 波长:两个相邻振动波峰间的距
离为波长()。 频率:一秒内出现振动波的次数 为频率(f),其单位为赫兹(Hz)。
声速:每秒声波传播的距离为波
技术可用于检测心血管内的血流 方向、流速和湍流程度、横膈的 活动以及胎儿的呼吸等。
第四节
超声诊断仪成像原理
一、压电效应 正压电效应:由机械能转变电能
的称正压电效应, 负压电效应。 由电能转变为机 械能的过程称为逆压电效应。
第二 超声波的产生和接收
超声波的产生是利用探头中的压
电晶体的逆压电效应,当探头中 的压电晶体受到主机仪器产生的 高频交变电压作用时,压电晶体 将在厚度上产生膨缩现象,即机 械振动,这个振动的晶片即成了 超声波的声源。该振动引起邻近 介质形成相间的波,即超声波。
八、可检测心功能、血流量、胆囊 收缩和胃排空功能; 九、能及时取得结果并可反复多次 进行动态随访观察;对危重病人 可在床边检查。
超声诊断学教程总论
超声诊断学教程第一章总论超声医学(ultrasonic medicine)是利用超声波的物理特性与人体器官、组织的声学特性相互作用后得到诊断或治疗效果的一门学科。
向人体发射超声,并利用其在人体器官、组织中传播过程中,由于声的透射、反射、折射、衍射、衰减、吸收而产生各种信息,将其接收、放大和信息处理形成波型、曲线、图像或频谱,籍此进行疾病诊断的方法学,称为超声诊断学(ultrasonicdiagnostics);利用超声波的能量(热学机制、机械机制、空化机制等),作用于人体器官、组织的病变部位,以达到治疗疾病和促进机体康复的目的方法学,称为超声治疗学(ultrasonic therapeutics)。
超声治疗(ultrasonic therapy)的应用早于超声诊断,1922年德国就有了首例超声治疗机的发明专利,超声诊断到1942年才有德国Dussik应用于脑肿瘤诊断的报告。
但超声诊断发展较快,20世纪50年代国内外采用A型超声仪,以及继之问世的B型超声仪开展了广泛的临床应用,至20世纪70年代中下期灰阶实时(grey scale real time)超声的出现,获得了解剖结构层次清晰的人体组织器官的断层声像图,并能动态显示心脏、大血管等许多器官的动态图像,是超声诊断技术的一次重大突破,与此同时一种利用多普勒(Doppler)原理的超声多普勒检测技术迅速发展,从多普勒频谱曲线能计测多项血流动力学参数。
20世纪80年代初期彩色多普勒血流显示(color Doppler flow imaging, CDFI)的出现,并把彩色血流信号叠加于二维声像图上,不仅能直观地显示心脏和血管内的血流方向和速度,并使多普勒频谱的取样成为快速便捷,80 ~ 90年代以来超声造影、二次谐波和三维超声的相继问世,更使超声诊断锦上添花。
第一节超声成像基本原理简介一.一. 二维声像图(two dimensional ultrasonograph, 2D USG)现代超声诊断仪均用回声原理(图1-1-1、图1-1-2、图1-1-3、图1-1-4),由仪器的探头向人体发射一束超声进入体内,并进行线形、扇形或其他形式的扫描,遇到不同声阻抗的二种组织(tissue)的交界面(界面,interface),即有超声反射回来,由探头接收后,经过信号放大和信息处理,显示于屏幕上,形成一幅人体的断层图像,称为声像图(sonograph)或超声图(ultrasonograph),供临床诊断用。
超声诊断学总论
胎 儿 张 嘴
切面超声(二维超声)
切面超声(二维超声)
切面超声(二维超声)
切面超声(二维超声)
切面超声(二维超声)
切面超声(二维超声)
切面超声(二维超声)
切面超声(二维超声)
切面超声(二维超声)
切面超声(二维超声)
三维超声(立体)
三维超声(立体)
二、医学超声的主要功用
游向探头
Frequency decrease 游离探头
人体多谱勒效应
• 发射频率与接收频率之间的差值称频移。 与运动速度成正比。 • 体外检测频移的大小,就可得知血流运动 速度 • 根据这一原理,多普勒技术可用于测量血 流速度、血流方向和血流性质(层流或湍 流) • 多普勒技术包括频谱多普勒和彩色多普勒 成像。
• 可利用超声波的这一特性来 显示不同组织界面、轮廓, 分辨其相对密度。 • 界面的反射是超声诊断的基 础。
第三节 超声诊 断的基础及原 理—人体组织对 超声的作用
2、反射与折射
• 全反射
如固体或液体与气体之间声阻 抗很大,超声检查遇到气体或含钙组织时, 声能几乎全部反射回来
• 所以超声诊断肺等含气组织较困难。 • 耦合剂的作用: • 尽量消除探头和皮肤之间的空气对声波 传播的影响,增加透声性,使图像更清晰。
第三节 超声诊 断的基础及原 理—人体组织对 超声的作用
5、声能的衰减与吸收
• 衰减 :超声波在介质中传播过程中,入射声能量 随着距离的增加而逐渐的减小,主要是由于介质 的吸收、界面的反射与散射、声束远场扩散等原 因引起。
• 吸收:即介质的导热性、粘滞性及介质分子之间 的内摩擦,使声能转换成热能,超声能量逐渐的 减小。不同组织对超声的吸收程度不同,主要与 蛋白质和水含量有关。
13.超声诊断学总论(1)
☻From 1947 when the first ultrasound instrument in the world was used in clinic by Dussik to detect intracranial lesion, the diagnostic ultrasound has been developing dramatically especially in the past two decades.
精品课件
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超声特殊检查及新技术
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超声特殊检查及新技术
● 超声组织定征 探讨组织声学特性与超声表现之间相互关系的基础与临
床应用研究
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超声特殊检查及新技术
● 多普勒组织成像
精品课件
超声特殊检查及新技术
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超声特殊检查及新技术
精品课件
超声特殊检查及新技术
● 声学定量与彩色室壁运动分析
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超声的物理原理
压电效应:piezoelectric effect
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超声成像的医学基础
声学阻抗:acoustic impedance 声学界面:boundary
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超声成像的医学基础
超声生物效应 热效应: 空化效应: 机械效应:
机械指数:mechanical index, MI
纵向分辨力:声波频率 侧向与横向分辨力:波束宽窄与厚薄(数字化波 束形成器) 二维图像对比分辨力:A/D位数:位数越高(如: 10bit,12bit........),灰阶级差越小,愈能反 应脏器细微回声的变化 二维图像细微分辨力:接收放大器通道数: 二维图像时间分辨力:成像帧频
精品课件
超声诊断学-总论
超声诊断学1-超声总论课件
乳腺微创手术
术前
术中的刀
肝癌射频消融术中
肝癌射频消融
射频消融前超声图像
射频消融术中、术后
射频术中
射频术后
肝癌开腹手术后
超声引导的射频消融术后
第四节 图形伪像
什么? 2.简述常见超声伪差的形成原因及临床诊断中
常见的部位。 3.生物组织对入射超声有哪些主要作用? 4.超声探测应遵循的原则和注意事项是什么? 5.超声对生物组织有什么作用?
一、混响效应
➢ 诊断中常见部位: 膀胱前壁、胆囊底部、大 肿瘤前壁、含气的肠道 等
第四节 图形伪差
二、振铃效应
➢ 诊断中常见部位: 胃肠道及肺部、探头与皮 肤局部耦合不好时
第四节 图形伪差
三、镜像效应
➢诊断中常见部位: 横隔附近
第四节 图形伪差
四、侧壁失落效应
➢诊断中常见部位: 囊肿或血管侧壁,肿瘤 包膜
超声总论
广东医学院第一附属医院 超声科
超声诊断仪
❖下面演示超声记录生命的过程
切面超声(二维超声)
膀胱bladder 子宫uterus 着床部位site of implantation
切面超声(二维超声)
妊娠囊gestational sac 子宫uterus 膀胱bladder
❖局限性
对含气体器官显示较差,如肺、骨骼,不如CT、MRI
肥胖患者探查欠佳,较深部位显示欠情,受探头频率限制、 伪像较多。
超声伪象较多,显示范围较小,整体观不如CT、MRI 对操作人员技术有依赖性。
小结
❖ 1、超声诊断学的特点:超声波对人体软组织有 良好的分辨力,有利于识别生物组织的微小病变。
超声医学总论1
3)横向分辨力 指在与声 束轴线垂直的平面上在探头短 轴方向的分辨力(有称厚度分 辨力)。
(2)图像分辨力 指构成整 幅图像的目标分辨力。有细微 分辨力和对比分辨力。
二、人体组织的声学参数 (一)密度(P) 组织、脏器
的声学密度,单位为g/cm3。
2)侧向分辨力 指在与声 束轴线垂直的平面上在探头长 轴方向的分辨力。声束越细, 侧向分辨力越好。
超声波击碎微泡后产生的生物学效应为其增强基因 转染和局部药物释放提供了理论基础
高分子材料 氟碳气体
目的基因
脂质 体 靶 向 连 接 位 点
理想的包裹靶基因或药物的超声微泡造影剂:其表面为高分子材 料,内含氟碳气体、目的基因或药物、阳离子脂质体,其外壳还有靶 向性物质连接位点
现多为双功或多功能超声仪。
第三节 超声治疗设备及新技术 国产高强度聚焦超声(HIFU)
治疗肿瘤系统(超声聚焦刀), 系世界领先的具有我国自主知识 产权的大型超声医疗设备,已销 往国内外。
证实对肝癌、骨肿瘤、乳腺癌 和软组织肿瘤治疗安全有效。
还有超声消融;超声引导微波、 激光、射频治疗肿瘤;超声微泡 造影剂携基因治疗等。
(二)声速(C) 单位为m/s。一般 固体物含量高者声速最高,含纤维组 织(主要成分为胶原纤维)高者,声 速较高,含水量较高的软组织声速较 低,液体声速更低,含气脏器中的气 体声速最低。
(三)声阻抗(Z) 各种回 声图像主要由声阻抗差别造成。 系密度与声速的乘积,单位为 g/cm2.s。
(四)界面 两种声阻抗不同物体 接触在一起时,形成一个界面。接触 面大小名界面尺寸。尺寸小于波长时 名小界面,反之名大界面。
●超声微泡造影剂是一种内含气体的微球,可通过静脉注射 随血流到达机体各组织器官,并可用超声实时监控,增强组织 显影,提高肿瘤的早期诊断率、检诊血管病变等
讲稿--超声诊断学总论
昆明医学院讲稿----总论什么是超声波?超声能做什么?超声诊断的过程?超声波是质点的振动在弹性介质中传播所形成的一种机械压力波。
可听声的振动频率为16-20000 赫芝,而超声的频率在20000 赫芝以上,超过人耳听觉。
超声波的物理性质束射性:超声具有向一个方向传播的特性,好比手电筒的光束一样,称为超声束射性。
界面反射:超声在不均匀介质中传播时,从一种介质进入另一种介质即通过界面时,就有反射,称为界面反射。
衰减:质点振动在介质中传播时,引起能量的传播。
随着传播距离的增加、质点振动的振幅逐渐减少,亦即超声能量逐渐减弱。
人体的超声学结构及超声在人体内的传播规律:人体由软组织、骨骼、液体组成,肺泡和胃肠道内含有气体。
超声能在液体中顺利传播,在其中传播时没有回声,传播距离长。
人体实质性内脏由各种软组织组成,超声在软组织中容易传播,传播距离长,因此超声经实质性脏器时有很多小界面反射回声。
超声在骨骼表面产生强烈的界面反射,超声在骨骼中传播距离极短。
肺和胃肠,含有气体,超声通过时发生多次反射,超声几乎不能进入气体传播。
超声诊断仪的基本结构及超声仪器的主要类型超声诊断仪器最基本的结构可分为I、II、III、IV 四个部分:I 产生高频脉冲交变电压;II 俗称探头,发射超声并接受超声;III为回声信息的接收、处理部分;IV 为显示器,显示回声信息。
超声诊断仪分A 型、B 型、M 型和D 型。
B型超声诊断仪回声信息在显示器(荧光屏)上显示为光点,光点的明暗(即辉度)反映回声强弱。
“辉度调制”英语译为:“Brightnessmoderation”B型的名称由此而来。
M 型(Motion mode):超声为活动显示法所显示的扫描线,为时间运动曲线。
D 型(Doppler mode):D型超声主要用于心脏及大血管血流动力学状态的检测。
V= C.fα÷2fo.cosθ彩色多普勒血流显像(C0lor Doppler Flow Imaging CDFI)彩色多普勒能量图(Color Doppler Energe Imaging CDE)B型超声声像图的形成过程光点的产生光点的排列超声声像图的方位及观察的内容。
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入射超声遇到活动的小界面或大界面后, 散射或反射回声的频率发生改变,此现 象称为多普勒效应
(1)多普勒侧向分辨力:在指在与声束轴 线垂直的平面上,在探头长轴方向上的 分辨力。
(2)多普勒流速分布分辨力:指在声速轴 线上,于距离选通门的取样区内,在瞬 间能对各种不同流速的同时处理、显示 的能力。
侧向分辩力( lateral resolution) 横向分辩力(transverse resolution)
7.轴向分辨力
指沿声束轴线方向的分辨 力。
分辨力佳则在深浅方向上 (轴线方向上)图像点细 小、清晰。
8.侧向分辨力
指在与声束轴线垂直的 平面上,在探头长轴方 向上的分辨力。
声束越细,侧向分辨力 越好。
超声诊断学
第一章 绪论
医学影像诊断学(medical imageology): 主要检查方法:X线、放射性核素、超声 波、CT、MRI。
超声医学是声学、医学和电子工程技术 相结合的一门学科,是医学影像诊断学 中的一种重要的诊断技术。
第一节 超声诊断学的内容与特点
主要内容:
脏器病变的形态学诊断和器官的超 声大体解剖学研究;
应用较高频率超声作信息载体,从人体 内部获得声学参数的信息后,形成图形、 曲线或其他数据,用以分析临床疾病。 (常用为2.2~10MHz间)
二、声源、声束、声场、分辨力
2.声源(sound source):能发生超声 波的物体称为声源。
超声声源亦为超声换能器--超声探头, 由压电元件组成--压电效应(电能与 机械能的相互转换)--发生,接收超声 波。
超声波通过人体后产生的反射回声撞击 至压电元件时,产生正压电效应而呈现 电压变化(与回声强度成正比),反映 体内信息,输入超声诊断仪经信号放大、 处理等过程而形成声像图。
4.声束(soynd beam):
是指从声源发出的声波,一般在一个较小 的立体角内传播。中心轴线称为声轴,是 声波传播的主方向。
5.声场(acoustic field):
探头向前方辐射超声能量所到达的 空间。即超声在弹性介质中传播时 介质中充满超声能量的空间区域。
声场特性
向远方发出的声束中,起始段平行; 到达某一点后开始向两侧扩散,即声 束逐 渐增宽。
近场(near field)
在邻近探头的一段距离内束宽几乎相等,称为 近场区。 近场声束集中,呈圆柱形。指向性、横向分 辨力好。
9.横向分辨力(厚度分辨力)
指在与声束轴线垂直的平面上,在探头 短轴方向的分辨力。
横向分辨力越好,图像上反映组织的切 面情况越真实。
图像分辨力:指构成整幅图像的目标分 辨力。
(1)细微分辨力:显示散射点的大小。与接 收放大器通道数成正比。
(2)对比分辨力:显示回声信号间的细小差 别。
多普勒分辨力:指多普勒系统测定流
(3)多普勒流向分辨力:指在声束轴线的 距离取样区内,能敏感地显示血流方向 的能力。
(4)多普勒最低流速分辨力:指在脉冲式 多普勒系统中,能预测出最低流速的能 力。
多普勒侧向分辨力 多普勒流速分布分
辨力
多普勒流向分辨 力
多普勒最低流速 分辨力
彩色多普勒分辨力
彩色多普勒系统是将血管(心脏)腔内的 血流状态用彩色标示并完全重叠在实时灰 阶声像图上。彩色多普勒分辨力分为: (1)空间分辨力 (2)时间分辨力
部位 检测脏器功能 获取结果及时、重复性强、可做床边检查。
第二节 学习的指导思想、要求与方法
明确诊断 临床思维 重视解剖、病理知识 重视理论联系实践
第三节 超声诊断发展史
2D
彩色 3D
HISTORY OF ULTRASOUND
4D
物理诊断---功能检测---病理组织活检 ---穿刺抽吸,置管引流---射频消融等治疗
功能性检测:如心脏功能、胆囊收 缩功能等;
介入性超声的研究。
超声诊断学的特点:
对于软组织有良好的分辨力,有利于识 别微小病变;
检测活体组织; 显示方法多:B型、M型、多普勒型超声、
3D、4D等
超声诊断的优点:
无创伤性,无放射性损伤 信息量丰富、接近解剖真实结构 实时动态观察 不需要造影剂显示管腔功能(如肝门静脉) 显示小病灶(1~2mm) 取得各种方位的切面图像 准确判定各种先天性心血管畸形的病变性质和
3.压电效应(piezoelectric effect) 正压电效应
逆压电效应
正压电效应:当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极化现象 。机械能---电能
逆压电效应:对晶体施加交变电场 引起晶体机械变形的现象 (增厚、 减薄) 。电能---机械能
超声波是在逆压电效应情况下产生的。 加以高频的(>1MHz)交变电场,压电元 件产生厚、薄间的高频变化,即高频振动 而产生超声波。
远场(far field)
从声束的扩散点开始,即为远场。呈喇叭形。 远场声束向周围空间扩散,其直径不断增加, 但远场横断面上能量分布 比较均匀。
扩散声束边缘线可相交至探头发射面,形 成扩散角;其在每一边缘与近场声束边缘 的延长线间角度称“半扩散角” --θ 。
θ为衡量 声束指向性的重要指标。 θ愈小, 声束扩散愈小,
(1)空间分辨力:指彩色血流信号的边缘光 滑程度以及能在正常管腔内显示的能力、正 确地在空间清晰显示几条血管中血流方向、 流速及血流状态的能力。
指向性愈好。
声束指向性与探头半径有关:半径>5波 长时,声束指向性较好;半径>10波长时, 指向性良好;而半径<5波长时,指向性 差。
分辩力
基本分辨力 图像分辨力
6.基本分辨力:
单一声束线上所测出的分辨两个细小 目标的能力。
轴向分辩力(axial resolution)--纵向 分辩力(longitudinal resolution)
第二章 超声诊断基础及原理
第一节 诊断超声的物理特性 第二节 超声诊断的显示方式及其意义 第三节 常见的超声效应与图像伪差
第一节 诊断超声的物理特性
一、定义
1.超声波(ultrasound): 机械振动波,频率超过人耳听觉的上限阈 值(20000赫兹Hz)的声波。
超声诊断( ultrasound diagnosis):