第四章 超声成像(第一节至第四节)
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超声成像原理和技术
超声成像原理和技术
第22页
六、质量指标－－探头性能参数(书172页）
居里点: 压电材料发生压电效应临界温度。 频率常数fc: 确定晶片几何尺寸主要参数。谐振状态。 电容常数 : 表示晶片介电性能参数。极间电容越小越好。 发射系数D: 电能转变成机械能，压力恒定时，单位电场强度
改变引发应变改变。 接收系数G: 机械能转变成电能，电位移恒定，单位压力引发
超声成像原理和技术第16页源自（三）成像原理1、雷达测距原理 界面位置判定:L=Ct/2 t－超声波在人体往返距离回波时间，表示界面位置， C－超声波在人体组织中传输速度 2.回波大小与界面出组织声阻抗或密度相关，界面一定反
射超声波大小一定，能够依据回波强弱判定界面处参数； 只要密度有改变地方有反射，能够探测，设备质量高， 低决定能否识别微小改变回波大小表示介质声阻抗改变 （密度改变）。
超声成像原理和技术
第14页
3.超声波在介质中传输规律
反射：反射系数=（Z2-Z1）/（Z2+Z1）
全反射 与 反射强烈
折射：
衍射：
干涉 与 驻波
散射：
声学界面：声阻抗不一样两组织形成。
条件：声学界面几何尺寸与超声波波长比较。
声阻抗Z：与介质密度 和超声波传输速度C相关， 人体组织按声阻抗分类（低，中，高）。
合理选择荧光屏余辉时间。 人体器官组织解剖图像展示在荧光屏上。
超声成像原理和技术
第39页
显示器参数书（178页）
象素，灰阶，扫描线性是显示器 质量参数。 亮度 对比度与灰阶 分辨率 几何尺寸: 对角线
超声成像原理和技术
第40页
彩色显像原理与彩色显象管
彩色显像管: 三基色原理:
超声成像原理和技术
第四章超声成像第一节至第四节
B型：帧扫描与声线实际位置严格对应
显示断面图像
辉度调制 声束运动
一、辉度调制式断面图像的形成
5.三种超声成像比较
B超成像原理图
M超、A超成像原理图
二、B型超声成像中的电子扫描
1.电子线性扫描 以电子开关或全数字化系统控制由若干个晶片并联 起来组成的探头阵元组顺序发射来实现。
(1)常规扫描
n个阵元构成阵元组 m个阵元构成线阵 (m一n＋1)条扫描线组 成一帧线性扫描图像
d 1 ct
2
脉冲宽度愈小，纵向可辨距离d愈小，轴向分辨率 愈高
四、B超图像及质量评价
轴向可分辨示意图 轴向分辨不清示意图
四、B超图像及质量评价
(3)侧向分辨力 超声换能器长轴方向的分辨力
超声换能器短轴方向的分辨力称为横向分辨力
线阵、面阵及相控阵 换能器有侧向分辨力与横 向分辨力之区别
单晶或环型换能器侧 向分辨力与横向分辨力相 等
(3)取样定理
PRF 2 f d max
(4)脉冲重复频率对血流测量的限制
由
fd
2vcos
c
f0
得Байду номын сангаас
vmax Rmax
c2
8 f0 cos
最大可测流速vmax与最大可测深度Rmax相互制约
d：晶片中心距离；
t：延迟时间； ：合成声束偏转角度
t 1 d sin
c
c：人体中的声速
相控阵扇形扫描原理图
二、B型超声成像中的电子扫描
扫描按时差对各晶片接收回波进行时差补偿，然后叠加 获得目标空间位置正确信息，完成相控阵扇形扫描信号 接收。
相控阵接收原理图
三、B型超声成像中的图像处理
超声成像原理精品PPT课件
16
附：声场与方向性
由于超声的能量大，穿透力强，成束状 向前传播，这就是超声波的束射性（或方向 性）。从声源发出的超声波最近的一段声束 几乎平行，这段区域为近场区。远离此区后， 声束向前稍有扩散，为远场区。扩散的声束 与平行声束间形成的夹角叫做扩散角（θ）。
2020/10/22
17
L
L大，指向性好
探头原理
定义：是将电能转换成超声能，同时将也可将超声能转 换成电能的一种器件。
2006年6月5日星期一
收超声能 超声，转利 声能利换用 。量用成逆
转正超压 换压声电 成电能效 电效发应 能应射将 接将超电
15
超声场特性 P171 1、声轴 2、声束 3、束宽 4、近场及特性 5、远场及特性
2020/10/22
(电场—变形)
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。
13
超声仪器
探头原理
原理：对压电晶体施以一交变电场由于逆
压电效应，晶片即可发生机械性的压缩与扩张，
推动周围介质，使之振动，发出相应频率的声 波。当交变电场的频率大于2万赫时，压电晶 片即可产生超声波。超声检查时，探头发出的
2020/10/22成像原理
强 反 射 回 声
弱 浅
即幅度调制型 。此法以波幅的高 低代表界面反射信 号的强弱，可探测 脏器径线及鉴别病 变的物理特性。由 于此法过分粗略， 目前巳基本淘汰。
深 23
第二章超声的物理基础
四、图像特征
P182
灰阶是将声信号的幅度调制光点亮度，以一定的灰 阶级来表示探测结果的显示方式。
2020/10/22
20
超声波的分辨率、透射性均与 超声频率有关， ——频率越高，波长越短，分辨率越
医学影像学课件超声成像
卵巢肿瘤诊断
通过超声成像可以明确卵巢肿瘤的 大小、形态以及与周围组织的关系 ，有助于卵巢肿瘤的诊断和分期。
心血管疾病诊断
心瓣膜病诊断
超声成像技术可以清晰地显示 心脏瓣膜的形态和功能，诊断 心瓣膜病，如二尖瓣狭窄、主
动脉瓣关闭不全等。
先天性心脏病诊断
通过超声成像技术可以确诊大 部分先天性心脏病，如室间隔
医学影像Hale Waihona Puke 课件超声成像xx年xx月xx日
contents
目录
• 超声成像的基本原理 • 超声成像技术 • 临床应用 • 医学影像学中超声成像的优缺点 • 相关技术和未来发展
01
超声成像的基本原理
超声波的基本特性
频率范围
超声波的频率范围通常在20,000赫 兹（Hz）至1,000,000赫兹（Hz） 之间。
糖尿病并发症诊断
超声成像技术可以显示糖尿病患者 的血管病变和下肢动脉狭窄等情况 ，有助于糖尿病并发症的诊断和预 防。
其他疾病诊断及辅助诊断
腹部疾病诊断
超声成像技术可以显示腹腔内 的脏器和病变情况，有助于腹 部疾病的诊断，如肝囊肿、胰
腺炎等。
浅表器官疾病诊断
超声成像技术可以清晰地显示 浅表器官的形态和结构，如眼 睛、肌肉、骨骼等，有助于浅 表器官疾病的诊断和治疗。
3D/4D超声、高分辨率超 声、超声分子成像等。
人工智能辅助诊断
深度学习、医学影像分析 等。
远程会诊和培训
通过云平台实现医学影像 的远程诊断和医生培训。
技术前沿
医学影像组学
利用大样本医学影像数据，挖掘疾病早期特征和疗效评估指标。
功能成像
研究器官或组织的生理功能及代谢过程的无创检测技术。
通过超声成像可以明确卵巢肿瘤的 大小、形态以及与周围组织的关系 ，有助于卵巢肿瘤的诊断和分期。
心血管疾病诊断
心瓣膜病诊断
超声成像技术可以清晰地显示 心脏瓣膜的形态和功能，诊断 心瓣膜病，如二尖瓣狭窄、主
动脉瓣关闭不全等。
先天性心脏病诊断
通过超声成像技术可以确诊大 部分先天性心脏病，如室间隔
医学影像Hale Waihona Puke 课件超声成像xx年xx月xx日
contents
目录
• 超声成像的基本原理 • 超声成像技术 • 临床应用 • 医学影像学中超声成像的优缺点 • 相关技术和未来发展
01
超声成像的基本原理
超声波的基本特性
频率范围
超声波的频率范围通常在20,000赫 兹（Hz）至1,000,000赫兹（Hz） 之间。
糖尿病并发症诊断
超声成像技术可以显示糖尿病患者 的血管病变和下肢动脉狭窄等情况 ，有助于糖尿病并发症的诊断和预 防。
其他疾病诊断及辅助诊断
腹部疾病诊断
超声成像技术可以显示腹腔内 的脏器和病变情况，有助于腹 部疾病的诊断，如肝囊肿、胰
腺炎等。
浅表器官疾病诊断
超声成像技术可以清晰地显示 浅表器官的形态和结构，如眼 睛、肌肉、骨骼等，有助于浅 表器官疾病的诊断和治疗。
3D/4D超声、高分辨率超 声、超声分子成像等。
人工智能辅助诊断
深度学习、医学影像分析 等。
远程会诊和培训
通过云平台实现医学影像 的远程诊断和医生培训。
技术前沿
医学影像组学
利用大样本医学影像数据，挖掘疾病早期特征和疗效评估指标。
功能成像
研究器官或组织的生理功能及代谢过程的无创检测技术。
医学影像学课件超声成像
医学影像学课件超声 成像
汇报人：
日期:
目录
CONTENTS
• 超声成像概述 • 超声成像技术分类 • 超声成像设备及操作流程 • 常见疾病超声诊断 • 超声成像在特殊病例中的应用 • 超声成像新技术与发展趋势
01
超声成像概述
超声成像原理
01
02
03
超声波的产生
超声波是由高频率声波（ ＞20,000赫兹）组成的， 可以通过压电效应或其他 机制产生。
03
超声成像设备及操 作流程
超声成像设备组成
主机
超声主机是超声设备的核心，负责发送和接收超 声信号，处理并显示图像。
探头
超声探头是发射和接收超声波的部件，分为凸阵 、线阵、相控阵等多种类型。
电源和电缆
为设备提供电源和信号传输。
超声探头选择与使用
探头类型选择
根据检查部位和目的，选择合适 的探头类型，如腹部探头、心脏
图像记录与分析
医生根据显示的图像，进行分析和记录，出具诊断报告。
04
常见疾病超声诊断
肝胆疾病超声诊断
脂肪肝
01
超声可检测肝脏脂肪变，表现为肝脏回声增强、增粗，不均匀
分布。
肝硬化
02
超声可观察肝脏形态变化，如肝脏大小、边缘、表面平整度等
，以及门静脉扩张情况。
肝癌
03
超声可检测肝脏占位性病变，观察病变大小、形态、边界及内
胃癌
超声可检测胃壁增厚、肿块等病变。
泌尿系统疾病超声诊断
肾结石
超声可检测肾脏结石，观察结石大小、形态、位置等情况 。
肾囊肿
超声可检测肾脏囊肿，观察囊肿大小、形态、位置等情况 。
膀胱肿瘤
超声可检测膀胱占位性病变，观察病变大小、形态、边界 及内部回声等特征。
汇报人：
日期:
目录
CONTENTS
• 超声成像概述 • 超声成像技术分类 • 超声成像设备及操作流程 • 常见疾病超声诊断 • 超声成像在特殊病例中的应用 • 超声成像新技术与发展趋势
01
超声成像概述
超声成像原理
01
02
03
超声波的产生
超声波是由高频率声波（ ＞20,000赫兹）组成的， 可以通过压电效应或其他 机制产生。
03
超声成像设备及操 作流程
超声成像设备组成
主机
超声主机是超声设备的核心，负责发送和接收超 声信号，处理并显示图像。
探头
超声探头是发射和接收超声波的部件，分为凸阵 、线阵、相控阵等多种类型。
电源和电缆
为设备提供电源和信号传输。
超声探头选择与使用
探头类型选择
根据检查部位和目的，选择合适 的探头类型，如腹部探头、心脏
图像记录与分析
医生根据显示的图像，进行分析和记录，出具诊断报告。
04
常见疾病超声诊断
肝胆疾病超声诊断
脂肪肝
01
超声可检测肝脏脂肪变，表现为肝脏回声增强、增粗，不均匀
分布。
肝硬化
02
超声可观察肝脏形态变化，如肝脏大小、边缘、表面平整度等
，以及门静脉扩张情况。
肝癌
03
超声可检测肝脏占位性病变，观察病变大小、形态、边界及内
胃癌
超声可检测胃壁增厚、肿块等病变。
泌尿系统疾病超声诊断
肾结石
超声可检测肾脏结石，观察结石大小、形态、位置等情况 。
肾囊肿
超声可检测肾脏囊肿，观察囊肿大小、形态、位置等情况 。
膀胱肿瘤
超声可检测膀胱占位性病变，观察病变大小、形态、边界 及内部回声等特征。
超声成像原理PPT课件
超声波在人体中传播时产生的现象
1、反射：大界面对入射超声产生反射现 象。
2、全反射：全反射发生时不能使声束进 入第二介质，而出现“折射声影”。
3、折射：由于人体各种组织、脏器中的 声束不同，声束在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。
精选
17
精选
18
4、散射：小界面对入射超声产生散射现 象。散射无方向性。
（1）A型：基本已淘汰。 （2）B型：为辉度调制型。也称二维超声。
一个平面由X轴和Y轴形成的坐标表 示，Y轴代表时间，X轴代表范围。将单 条声束传播途径中遇到各个界面所产生 的一系列散射和反射回声的强度，在示 波屏时间轴上以光点的辉度表达。声束
精选
24
顺序扫切脏器时，每一单条声束线上的光点群 按次分布在X轴上，形成一切面声像图。
1、波长：λ 2、频率：f 3、声速：c。声波在人体中平均速度为
1540m/s 三者关系：c=λ*f
精选
11
（三）人体组织的声学参数
1、密度： 2、声速： 3、声阻抗(Z)：介质的密度（ ρ ）与介质
中声速（ c ）的乘积。 即：Z＝ρ×c (Kg/m2·s）
精选
12
声阻抗是超声诊断中最基本的物理量， 声像图中各种回声图像都主要由于声阻 抗差别造成。
5、衍射：又称绕射。超声波通过一到两 个波长的物体，其传播方向将偏离原来 的方向。
精选
19
6、衰减：吸收、散射、声束扩散 7、多普勒效应（Doppler效应）： 8、非线性传播：
精选
20
（六）超声图像形成
超声传播系通过介质中粒子的机械振动 进行的，它不同于电磁波，故在真空中 不能传播。
Doppler于1842年首先提出，用于阐明振 动源与接收器之间存在相对运动时，所 接受的振动频率因为运动而发生改变的 物理现象。
医学影像学课件超声成像
浅表器官超声成像
总结词
用于检查甲状腺、淋巴结等浅表器官的形态和结构。
详细描述
浅表器官超声成像是一种无创、无痛、无辐射的检查方法，广泛应用于浅表器官的检查。通过高频超 声探头，可以清晰地显示甲状腺、淋巴结等浅表器官的形态和结构，对于诊断浅表器官疾病具有重要 的价值。
肌肉骨骼超声成像
总结词
用于检查肌肉、肌腱、韧带、关节等部位的形态和结构。
无创无痛
常规超声成像技术是一种 无创、无痛、无辐射的检 查方法，对人体无任何伤 害。
适用范围广
常规超声成像技术适用于 全身多个器官和组织的检 查，如腹部、妇科、心血 管等。
彩色多普勒超声成像技术
血流检测
彩色多普勒超声成像技术能够检测组 织中的血流速度、方向和血管分布情 况。
定量分析
彩色多普勒超声成像技术可以对血流 进行定量分析，提供更准确的诊断依 据。
未来超声成像技术的展望
新型探头材料和设计
研发更先进的探头材料和设计，以提高 超声波的穿透力和分辨率。
实时动态监测
实现实时动态的超声成像监测，为手 术导航、介入治疗等领域提供更有效
的支持。
个性化成像方案
根据患者的具体情况，制定个性化的 超声成像方案，提高诊断的针对性和 准确性。
跨界融合创新
推动超声成像与其他领域（如生物学 、物理学）的跨界融合创新，开拓超 声成像技术的更多应用领域。
05
案例分析
案例一：肝血管瘤的超声诊断
总结词
肝血管瘤的超声诊断是医学影像学中常 见的案例，通过超声成像技术可以清晰 地观察肝脏内部结构，为诊断提供有力 依据。
VS
详细描述
肝血管瘤是一种常见的肝脏良性肿瘤，超 声成像技术可以清晰地显示出肿瘤的大小 、形态、位置以及与周围组织的关系。在 超声诊断中，医生可以通过观察肝血管瘤 的回声、血流情况等特征，结合患者的临 床表现，对肝血管瘤做出准确的诊断。
超声波成像学习.pptx
Z匹 Z晶 Z皮 , l匹 (2n 1)匹／4
② 增加换能器的带宽 ③ 隔开晶体和人体，保护晶体，免受机械、化学
损坏；保护人体，免受激励电压的伤害。 （2）要求
① 衰减系数低 ② 耐磨损 （3）材料
环氧树脂、二酊脂、乙二氨等
第50页/共55页
4．电极、导线
（1） 作用 传输电信号
（2） 结构 晶体两面的银层为电极，各引出一根导线
超声发展概况
40年代 50年代 70年代
80年代
90年代
探索阶段 A型、M型超声仪 灰阶实时超声（B型） 双功能超声仪（ B型+频谱） 彩色多普勒超声仪 （ B型+ 彩色+频谱）
新技术 （超声造影、谐波成像、
超高频探头、三维超声等）
第2页/共55页
第一章 医学超声学基础
▪ 第一节 超声波的定义及特性
第22页/共55页
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 发生改变的现象，频率的变化称为频移fd
fd = f`- f0 = Vcosθf0/c
f0 为入射超声频率 V 为物体的运动速度
f` 为回声频率 C 为声速
cosθ为运动方向与声束方向间的夹角
第23页/共55页
声源
目标
多普勒效应示意图
▪
1、横波：质点的振动方向和波的传播方向垂
直的波；
▪
2、纵波：质点的振动方向和波的传播方向一
致的波；
第7页/共55页
第8页/共55页
第四节 超声的特征量
▪ 频率和波长； ▪ 声速； ▪ 声压； ▪ 声阻抗： Z=rc ▪ 声强：单位面积通过的声能量。
第9页/共55页
▪ 一、声速：声波在介质中单位时间内传播的距离。
② 增加换能器的带宽 ③ 隔开晶体和人体，保护晶体，免受机械、化学
损坏；保护人体，免受激励电压的伤害。 （2）要求
① 衰减系数低 ② 耐磨损 （3）材料
环氧树脂、二酊脂、乙二氨等
第50页/共55页
4．电极、导线
（1） 作用 传输电信号
（2） 结构 晶体两面的银层为电极，各引出一根导线
超声发展概况
40年代 50年代 70年代
80年代
90年代
探索阶段 A型、M型超声仪 灰阶实时超声（B型） 双功能超声仪（ B型+频谱） 彩色多普勒超声仪 （ B型+ 彩色+频谱）
新技术 （超声造影、谐波成像、
超高频探头、三维超声等）
第2页/共55页
第一章 医学超声学基础
▪ 第一节 超声波的定义及特性
第22页/共55页
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 发生改变的现象，频率的变化称为频移fd
fd = f`- f0 = Vcosθf0/c
f0 为入射超声频率 V 为物体的运动速度
f` 为回声频率 C 为声速
cosθ为运动方向与声束方向间的夹角
第23页/共55页
声源
目标
多普勒效应示意图
▪
1、横波：质点的振动方向和波的传播方向垂
直的波；
▪
2、纵波：质点的振动方向和波的传播方向一
致的波；
第7页/共55页
第8页/共55页
第四节 超声的特征量
▪ 频率和波长； ▪ 声速； ▪ 声压； ▪ 声阻抗： Z=rc ▪ 声强：单位面积通过的声能量。
第9页/共55页
▪ 一、声速：声波在介质中单位时间内传播的距离。
医学影像学课件超声成像
缺点
影响因素
超声成像的清晰度和准确性受多种因素的影响，如患者的体型、器官位置、气体干扰等。
检查时间
超声检查时间较长，需要患者保持静止状态，对于一些不耐受的患者可能会感到不适。
结果解读
超声检查结果的解读需要专业的医学知识和经验，因此需要专业的医生进行诊断和分析。
05
超声成像的未来发展
技术改进
01
随着电子技术和计算机技术的发展，超声设备的性能将得到极 大提升，具备更高的分辨率和更快的扫描速度。
便携式超声设备
设备小型化、便携化，使得超声设备可以灵活应用于各种环境 和场景。
网络化超声设备
通过互联网技术，实现超声设备的远程操作和维护，提高设备 使用效率。
应用拓展
新型治疗技术
研究和发展新型超声治疗技术，如超声消融、超声碎石 等，提高治疗效果。
医学影像学课件超声成像
xx年xx月xx日
目录
• 超声成像概述 • 超声成像设备 • 超声成像技术临床应用 • 超声成像的优缺点 • 超声成像的未来发展
01
超声成像概述
超声成像原理
1 2 3
超声波的产生
超声波是由压电效应产生的，通过发射探头对 特定频率的电信号进行压缩，然后将其转换为 机械振动，从而产生超声波。
用于诊断子宫、卵巢和输卵管的病变，如子宫肌瘤、卵巢囊 肿和输卵管积水等。
早期妊娠超声成像
用于诊断早期妊娠的发育情况，如胚胎位置、胎心搏动和胚 胎大小等。
心内科超声成像
心脏结构超声成像
用于诊断心脏的结构性病变，如心脏肥大、心脏瓣膜病变和心包积液等。
心功能超声成像
用于评估心脏的功能性病变，如心力衰竭、心肌缺血和心脏舒张功能等。
超声成像基本原理简介
第一节超声成像基本原理简介一．一. 二维声像图（two dimensionalultrasonograph, 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。
连续多幅声像图在屏幕上显示，便可观察到动态的器官活动。
由于体内器官组织界面的深浅不同，使其回声被接收到的时间有先有后，借此可测知该界面的深度，测得脏器表面的深度和背面的深度，也就测得了脏器的厚度。
回声反射（reflection）的强弱由界面两侧介质的声阻抗（acoustic impedance）差决定。
声阻抗相差甚大的两种组织（即介质，medium），相邻构成的界面，反射率甚大，几乎可把超声的能量全部反射回来，不再向深部透射。
例如空气—软组织界面和骨骼—软组织界面，可阻挡超声向深层穿透。
反之，声阻抗相差较小的两种介质相邻构成的界面，反射率较小，超声在界面上一小部分被反射，大部分透射到人体的深层，并在每一层界面上随该界面的反射率大小，有不同能量的超声反射回来，供仪器接收、显示。
均匀的介质中不存在界面，没有超声反射，仪器接收不到该处的回声，例如胆汁和尿液中就没有回声，声像图上出现无回声的区域，在排除声影和其他种种原因的回声失落后，就应认为是液性区。
界面两侧介质的声阻抗相差0.1%，即有超声反射，声阻抗为密度和声速的乘积，所以在病理状态下，超声检查是一种极为灵敏的诊断方法。
超声成像（ultrasonic imaging）还与组织的声衰减（acoustic attenuation）特性有关。
(完整版)超声成像原理
适度充盈膀胱
2020/2/16
65
腔内超声检查
四、超声检查新技术
2020/2/16
66
四、超声检查新技术
定义：将含有微小气泡的对比剂经血管注入人体内， 使相应的心腔大血管和靶器官显影。
2020/2/16
67
四、超声检查新技术
将立体图象以投影图或 透视图表现在平面上的显示 方式，可从各个角度来观察 该立体目标。
1. 外形 2. 边界和边缘回声 3. 内部结构 4. 后壁及后方回声 5. 周围回声强度 6. 毗邻关系 7. 脏器活动情况及脏器结构的连续性 8.血流的定性及定量分析
2020/2/16
49
USG 分 析 注 意 点
1.伪像的识别和利用 2. 注意临床思维 3. 注意动态观察
2020/2/16
50
2020/2/16
58
第四节 超声检查技术
一、常用技术
二维 2020/2/16 彩色多普勒显像
脉冲多普勒
59
二、常用切面
(1)纵向扫查。 (2)横向扫查。 (3)斜向扫查。 (4)冠状面扫查。
2020/2/16
60
即扫查面 与人体的长轴 平行。
2020/2/16
二、常用切面
61
即扫查面 与人体的长轴 相垂直。
2020/2/16
56
三、后方回声增强
当病灶声衰减很小
时，其后方回声将 强于同等深度的周 围回声，称为后方 回声增强，囊肿和 其他液性结构的后 方会出现回声增强， 可利用它作鉴别诊 断。
2020/2/16
57
四、侧壁声影和回声失落
声束通过囊肿边缘或 肾上、下极侧边时， 可以由于折射产生边 缘声影或由于全反射 出现侧壁回声失落。
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65
腔内超声检查
四、超声检查新技术
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66
四、超声检查新技术
定义：将含有微小气泡的对比剂经血管注入人体内， 使相应的心腔大血管和靶器官显影。
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67
四、超声检查新技术
将立体图象以投影图或 透视图表现在平面上的显示 方式，可从各个角度来观察 该立体目标。
1. 外形 2. 边界和边缘回声 3. 内部结构 4. 后壁及后方回声 5. 周围回声强度 6. 毗邻关系 7. 脏器活动情况及脏器结构的连续性 8.血流的定性及定量分析
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49
USG 分 析 注 意 点
1.伪像的识别和利用 2. 注意临床思维 3. 注意动态观察
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50
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58
第四节 超声检查技术
一、常用技术
二维 2020/2/16 彩色多普勒显像
脉冲多普勒
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二、常用切面
(1)纵向扫查。 (2)横向扫查。 (3)斜向扫查。 (4)冠状面扫查。
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60
即扫查面 与人体的长轴 平行。
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二、常用切面
61
即扫查面 与人体的长轴 相垂直。
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三、后方回声增强
当病灶声衰减很小
时，其后方回声将 强于同等深度的周 围回声，称为后方 回声增强，囊肿和 其他液性结构的后 方会出现回声增强， 可利用它作鉴别诊 断。
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四、侧壁声影和回声失落
声束通过囊肿边缘或 肾上、下极侧边时， 可以由于折射产生边 缘声影或由于全反射 出现侧壁回声失落。
医用物理学(第四章__振动和波动及超声波成像的物理原理)
回复力 f= - k x =ma （其中，k-弹簧系数；“ - ”表示f与x反向）
（2）运动学
加速度
2
k a x m
k 2 ( ) m
d x 2 d 2x x 2x 0 二阶常微分方程 dt 2 dt 2
（3）振动方程
位移 x = Acos（ωt+φ） = Asin（ωt+φ+π/2） 其中： A--（振幅）、ω--（角频率）、 φ--（初位相）均为常数。
(3)固定t(t=t0),讨论y=f(x)—波形图→
2x y A cos(t 0 ) 2x A cos[(t 0 ) ]
即，波形图为t时刻的瞬时照片。其波形曲 线按余弦周期变化，它反映了波动具有 空间分布的周期性（当x为的整数倍时， 位相相同）。
（4）一般情况，y=f(t,x)
1 x 2 2 2 E p v A sin [ (t ) ] 2 u x 2 2 2 E Ek E p v A sin [ (t ) ] u
电磁振动在空间的传播过程。 光波、无线电波、微波、X射线
机械波和电磁波在本质上有区别，但都是波，有着共同的规律。
最简单、最基本的波动-----简谐波
第四节
简 谐 波
（simple harmonic wave）
一、波的产生和分类
二、机械波的基本概念
三、简谐波的波动方程
四、简谐波的能量与强度
一、波的产生和分类
1、波动的定义
振动在传播介质中的传播过程。 2、分类
横波：x u 机械波（水、声） （1）经典波 电磁波（电、光） 纵波：x // u
（2）物质波：现代物理基础之一
二、机械波的基本概念
（2）运动学
加速度
2
k a x m
k 2 ( ) m
d x 2 d 2x x 2x 0 二阶常微分方程 dt 2 dt 2
（3）振动方程
位移 x = Acos（ωt+φ） = Asin（ωt+φ+π/2） 其中： A--（振幅）、ω--（角频率）、 φ--（初位相）均为常数。
(3)固定t(t=t0),讨论y=f(x)—波形图→
2x y A cos(t 0 ) 2x A cos[(t 0 ) ]
即，波形图为t时刻的瞬时照片。其波形曲 线按余弦周期变化，它反映了波动具有 空间分布的周期性（当x为的整数倍时， 位相相同）。
（4）一般情况，y=f(t,x)
1 x 2 2 2 E p v A sin [ (t ) ] 2 u x 2 2 2 E Ek E p v A sin [ (t ) ] u
电磁振动在空间的传播过程。 光波、无线电波、微波、X射线
机械波和电磁波在本质上有区别，但都是波，有着共同的规律。
最简单、最基本的波动-----简谐波
第四节
简 谐 波
（simple harmonic wave）
一、波的产生和分类
二、机械波的基本概念
三、简谐波的波动方程
四、简谐波的能量与强度
一、波的产生和分类
1、波动的定义
振动在传播介质中的传播过程。 2、分类
横波：x u 机械波（水、声） （1）经典波 电磁波（电、光） 纵波：x // u
（2）物质波：现代物理基础之一
二、机械波的基本概念
第四章 超声成像
二、超声成像设备
不同类型超声诊断仪的配置有所差异，但 基本配置包括换能器（亦称探头）、主机和 相应的处理软件及图像显示和记录系统。
• 1．超声探头 是在主机控制下完成超声波的发射与 接受的部件。探头有多种类型：
• 依声束驱动方式分为机械探头和电子探头；
• 依使用类别分为检查心脏的扇形探头和环阵探头， 检查腹部用的线阵探头、凸阵探头和梯形探头，检 查小器官的高频（7～15MHz）线阵探头，以及各 种腔内探头、穿刺探头和术中探头等。
• 彩色多普勒血流显像（CDFI）是利用多普勒效应 原理，获得二维超声切面内多点的频移信号，以 彩色方式进行显示，并叠加在相匹配的二维灰阶 图像上。CDFI上，应用红、蓝、绿三色显示血流 的频移信号，其中朝向探头的正向血流通常以红 色表示，背离探头的负向血流则以蓝色表示，而 湍流的方向复杂多变，为五彩镶嵌样色彩。血流 速度越快则色彩越明亮，速度越慢则色彩越暗淡 。因此，CDFI能够直观血流的分布、速度和方向 。
• 2．彩色多普勒能量图 该技术是利用血管内红细胞等运动 散射体的频移信号强度或能量为成像参数，进行二维彩色 成像的方法。与CDFI不同，色彩的亮度不再代表血流速 度，而是与产生频移信号的红细胞数有关。该技术常与声 学造影技术合用，以观察脏器的血流灌注情况。
• 3．腔内超声检查 包括经食管超声心动图、血管内超声、 经直肠超声和经阴道超声等，用以检查相应和毗邻脏器的 病变。
g． h同一例，g胎儿矢状面二维灰阶超声图， h胎儿的三维超声的立体显示
• 3．M型（motion mode）超声 为单声束B 型扫描中取样获得活动界面回声，再以慢 扫描方法将活动界面展示，则反射光点在 显示屏上自左向右移动显示，而获得“距 离¨时间”曲线。M型超声亦属于灰度调制 型显示，主要用于检查心脏和动脉等搏动 器官。
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半间距飞跃组合扫描示意图
二、B型超声成像中的电子扫描
(6)1/4间距扫描
¼间距扫描示意图
二、B型超声成像中的电子扫描
2.相控阵扇形性扫描
利用线(或面)阵式换能器阵元发射时有一定的相位延迟，
使合成声束的轴线与线阵平面中心线有一夹角，随夹角的 变化可实现扇形扫描。
d：晶片中心距离； t：延迟时间； ：合成声束偏转角度
二、B型超声成像中的电子扫描
1.电子线性扫描 以电子开关或全数字化系统控制由若干个晶片并联
起来组成的探头阵元组顺序发射来实现。
(1)常规扫描 n个阵元构成阵元组 m个阵元构成线阵 (m一n＋1)条扫描线组 成一帧线性扫描图像
常规扫描示意图(m=5)
二、B型超声成像中的电子扫描
(2)隔行扫描 防止前一次回波对后一次扫描干扰 相邻阵元组错开两个阵元 第一声束是1、2、……n
PRF 2 f d max
(4)脉冲重复频率对血流测量的限制
2 vcos 由 fd f0 c
得
vmax Rmax
c2 8 f 0 cos
四、B超图像及质量评价
4.时间分辨力
单位时间成像的幅数，即帧频，表示时间分辨力 帧频越高，获取图像的时间越短，即成像速度越快， 其时间分辨力越高 时间分辨力的极限
c N RF 2
多声束技术可突破上式的极限
合理选择R、F和N
四、B超图像及质量评价
5.清晰均匀性 (1)对比清晰度
显示相似振幅、不同灰阶细微差别回声的能力 低对比度条件下、鉴别软组织和细微结构的能力 (2)图像均匀性 整个显示画面的均匀程度
识别方法：侧动探头、加压探测
四、B超图像及质量评价
3)旁瓣伪像 旁瓣和主瓣同时检测物体，两者回声重复造成
旁瓣伪像示意图
（a）膀胱内有旁瓣伪像；（b）膀胱内无伪像 旁瓣伪像
四、B超图像及质量评价
4)声影 前方有强反射或声衰 减很大的物质存在， 在其后方出现声线不 能达到的区域。
胆结石声像图
四、B超图像及质量评价
第二声束是3、4、……n＋2
先扫描奇数线，再扫描偶数线 每帧图像由(m一n＋1)条扫描线构成
隔行扫描示意图(m=5，n=80)
二、B型超声成像中的电子扫描
(3)飞跃扫描
飞跃扫描示意图(m=5)
二、B型超声成像中的电子扫描
(4) 半间距扫描
半间距扫描示意图
二、B型超声成像中的电子扫描
(5)半间距飞跃组合扫描
医学影像物理学
第四章 超声成像
主编：南京医科大学 吴小玲 编者：新疆医科大学 马远新 锦州医科大学
一、反射和散射回波 二、超声成像的三个物理假定
一、反射和散射回波
1.反射回波 人体组织和脏器的声速、声特性阻抗不 同，界面上产生反射声波(回波，也称
生对被检者摆位及运动状态的合理指导，从而有效控制 图像质量。
第四节 频谱多普勒
一、连续波多普勒 二、脉冲波多普勒
一、连续波多普勒
接收频率与发射频率之
差即为多普勒频移fd
2 vcos fd f0 c
连续波多普勒示意图
流速的测量值只取决于多普勒频移值
最大可测血流速度受数字模拟转换器工作速度的限制。
不同类型后方回声示意图
四、B超图像及质量评价
(2)伪像分类 1)混响伪像 多次反射形成
（a）胆囊内显示混响伪像； （b）胆囊内无混响伪像 混响伪像
识别方法：侧动探头、加压探测
四、B超图像及质量评价
2)切片厚度伪像 也称容积伪像
（a）胆囊内显示切片厚度伪像；（b）胆囊内无切片厚度伪像 切片厚度伪像
二、M型超声成像
M型超声心动图（二尖瓣波群）
可进行多种心功能参数的测量 不能获得真正的二维解剖图像 不适用于静态脏器诊查
仅适用于以探头为顶点的90°扇面内
二、M型超声成像
解剖M 型超声成像：利用
计算机软件，逐帧将任意方
向的取样线与每条声束线交 叉点的灰度值及位置信息提 取出来，并加以显示，实现 了二维时序图像中任意方向
回波)，通常界面两侧介质声学性质差
异不大，大部分超声穿过界面继续传播
，至新界面处又产生回波，反射回波主
要携带位置信息。
超声反射回波
一、反射和散射回波
2.散射回波
超声与人体组织脏器相互作用时，其波前方向、幅度、相
位及频率会因组织的非均匀性而发生变化，产生散射回波
，主要携带组织的细微结构信息。 超声成像的信息主要由反射回波和散射回波所携带，如幅 度、频率、相位、时间等含有目标的多种信息。
二、脉冲波多普勒
2.脉冲重复频率对血流测量的限制 脉冲重复频率(PRF)也称采样频率，一般为几千Hz。
(1) 最大探测深度Rmax 下一次脉冲发射之前最后到达换能器的回波信号对应 的位置深部。
Rmax
c 2 PRF
PRF c 2 Rmax
不发生距离模糊的条件
二、脉冲波多普勒
(2)最大多普勒频移fdmax 最大流速vmax产生的多普勒频移 (3)取样定理
距离(横轴)正比于反射界面位 置或界面之间的距离.
超声回波成像
二、M型超声成像
辉度调制回波 光点显示回波
光点的强弱代表回波
信号幅度的大小 垂直扫描线(深度方向
，纵轴)多个界面的回波形
成一系列垂直亮点。
M型超声成像原理图
在水平方向（横轴）展开，可构成一幅各反射界面位
置及回波强度随时间变化的活动曲线图。
3.时间增益补偿
时间增益补偿依据假设③建立，按衰减的幅度进行补偿， 增益与扫描时间成正比。
时间增益补偿
第二节 A型超声成像与M型超声成像
一、A型超声成像 二、M型超声成像
四、B超图像及质量评价
一、A型超声成像
幅度调制回波
脉冲波表示反射回波
脉冲的幅度(纵轴)代表反
射回波的强度
脉冲的位置或脉冲之间的
1 t d sin c
c：人体中的声速
相控阵扇形扫描原理图
二、B型超声成像中的电子扫描
扫描按时差对各晶片接收回波进行时差补偿，然后叠加 获得目标空间位置正确信息，完成相控阵扇形扫描信号 接收。
相控阵接收原理图
三、B型超声成像中的图像处理
1.动态范围 在回波信号既不被噪声淹没也不饱和的前提下，允许仪器 接收放大回波信号幅度的变化范围。
一般仪器在40～60dB 动态范围越大，所显示影像的层次越丰富，影像越清晰
三、B型超声成像中的图像处理
2.数字扫描变换器
将回波的模拟信号转换为数字信号，进行图像后处理。 (1)像素亮度后处理 (2)空间后处理
(3)时间后处理
(4)图像冻结
四、B超图像及质量评价
1.声像图特征
(1)根据图像中的不同灰阶，把回波信号分为：强回声、
(3)侧向分辨力
超声换能器长轴方向的分辨力 超声换能器短轴方向的分辨力称为横向分辨力 线阵、面阵及相控阵 换能器有侧向分辨力与横 向分辨力之区别 单晶或环型换能器侧 向分辨力与横向分辨力相 等
空间分辨力示意图
四、B超图像及质量评价
3.对比度分辨力
是对超声图像中相邻两个结构能够加以区分程度的 量度 超声图像对比度是画面上相邻两个结构亮度之比，主 要取决于反射特性和纹理 反射特性主要由生物组织的阻抗特性决定 两种组织的声特性阻抗差越大，其反射强度越大，其 对比度也越好
一、反射和散射回波
3.超声诊断技术
(1)基于回波扫描的超声诊断技术 利用超声在不同组织中产生的反射和散射回波强度成像。 获取解剖学范畴检测组织形态学信息。 (2)基于多普勒效应的超声诊断技术 利用超声在运动物体散射或反射声波的频移信息成像。 获取器官功能和血流动力学信息。
二、超声成像的三个物理假定
四、B超图像及质量评价
6.伪像 (1)伪像形成的原因
实际情况下 三个物理假定难满足 技术限制、方法不全 诊断上的主观偏差
四、B超图像及质量评价
1)图像形状与位置失真
声速不同造成散射体位置失真 声特性阻抗差异较大产生反射失真
圆柱体后成像示意图
四、B超图像及质量评价
2)图像亮度失真 声束传播路径上媒质的不均匀性，声速与声衰减变化 及界面存在，改变回波强弱，而改变亮度。 反射或折射回声与原区 域回声叠加引起亮度增强造 成图像失真。
B型超声成像原理图
一、辉度调制式断面图像的形成
2.扫描
声束线沿特定方向的快速移动 线形扫描 扇形扫描
声束的线形扫描与扇形扫描
一、辉度调制式断面图像的形成
3.B型超声心动图
快速连续不断地扫描，可以实现实时动态显示，满足实时 动态显示运动性脏器(心脏)二维形态的B型超声成像也称二 维超声心动图。
二维超声心动图（舒张期）
10)折射伪像
（a）胆囊壁重复伪像；（b）胆囊壁无重复伪像 折射伪像示意图 折射伪像
四、B超图像及质量评价
11)声速失真 通过低声速结构的回声接收到得晚，而通过高声速结构的 回声接收到得早，结果使深部的图像失真。平整的表面变 得不平整；甚至使小结构不能显示。
声速失真伪像示意图
四、B超图像及质量评价
1.三个物理假定 ① 声束在介质中直线传播。
估计成像方位
② 各介质中声速均匀一致。 估计成像层面
③ 各种介质中介质吸收系数均匀一致。
确定增益补偿等技术参数
二、超声成像的三个物理假定
2.脉冲回波测距
回波位置与往返路程和声速的关系
ct l 2
t ：回波时间 l ：声源至界面距离
脉冲回波测距示意图
二、超声成像的三个物理假定
侧后折射声影(乳腺)
四、B超图像及质量评价
8)多途径反射伪像 声束非垂直入射到组织内某界面，并反射偏离到另一界 面(不在声束传播方向上)，然后再反射直至被接收，显 示的位置与目标实际位置相差甚远。