医学影像诊断学 超声诊断学(大课)

第一章 超声基础
目wenku.baidu.com要求
掌握超声诊断成像原理 了解超声影像技术的发展动态及 其在医学影像技术中的地位
声波的定义
物体的机械性振动在具有质点 和弹性的媒介中的传播现象称 为波动（即振动的传播），而 引起人耳听觉器官有声音感觉 的波动则称为声波（Sonic wave, sound wave）。
超声波的定义
三者的关系
c=f·λ或λ=c/f
超声波的物理性能
束射性或指向性：由于超声波频率很高，波长很短，故在 介质中呈直线传播，具有良好的束射性或指向性。
反射、折射、散射：当声波从一种介质向另一种介质传播 时，如果两者的声阻抗不同，就会在其分界面上产生反射 或折射。当两种不同介质的声阻抗差大于0.1%时，便能 产生超声反射。 如果界面的尺寸小于声束的直径，为小界面。入射超声遇 到小界面时，发生散射现象。 绕射：声波在传播过程中，如遇到直径小于超声半个波长 的障碍时，其声波会绕过障碍物而继续传播为绕射。
超声的诊断基础
超声诊断的主要原理是利用超声波在生 物组织中的传播特性，亦即从超声波与 生物组织相互作用后的声信息中提取所 需的医学信息。当利用超声诊断仪向人 体组织中发射超声波，遇到各种不同的 物理界面时，便可产生不同的反射、散 射、折射、吸收和衰减的信号差异。将 这些不同的信号差异加以接收放大和信 息处理，显示各种可供分析的图像，从 而进行医学诊断。
声阻抗（Acoustic impedance） 是用来表示
介质传播超声波能力的一个重
要的物理量，其数值的大小由 介质密度ρ与声波在该介质中 的传播速度C的乘积所决定， 即： Z=ρ·C ，单位为Kg／ m2·s。可以理解为声波在介 质中传播时所受到的阻力。
非线性传播：在传统的超声成像过程中，由于超声成
吸收与衰减：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。此 种现象称为超声的衰减。超声诊断仪有TGC装 置，目前是补偿超声传播时能量的衰减。
多普勒效应：当声源和介质界面发生相对运动 时，介质接收到的频率与声源的固有频率之间 会产生一定差异（频移），这种现象称为多普 勒效应。 声阻抗特性、声衰减特性和多普勒效应是超声 成像的最基本的物理特性。
超声波（基波）外.还有整倍于（2倍.3倍…）基波频 率的波-谐波
超声诊断仪的基本组成及构造
超声诊断仪最基本的结构分为I、 II、III、IV四个部分；I产生高频 脉冲交变电压；II探头，发射超 声并接收超声；III回声信息的接 收、处理部分；IV为显示器， 显示回声的信息。
超声换能器
超声仪器
频谱多普勒仪（连续式多普勒、脉冲式多普勒 ） CW：一维频谱显示、探头由二个晶片组成， 用于检测高速血流
PW：一维频谱显示，由单晶片组成，兼收发。 常与二维超声结合，用于检测血流速度、方向、 性质等。
彩色多普勒血流显像：以二维光点显示，以彩 色代表血流方向、性质及速度。彩色多普勒仪 都具有B型、M型、连续波、脉冲波多普勒功 能、可根据需要任意选用。
超声诊断仪的类型
A型超声诊断仪属一维超声、回声强度以振 幅显示、探头由单晶片构成，主要用于腹部、 头颅、眼、胸腔等检查。 B型超声诊断仪二维光点显示，探头由多晶 片组成，以光点显示。
M型超声诊断仪是一维光点显示、光点的亮 度代表回声的强度，探头单晶片，用于心脏、 胎心、血管检查、
A型
B型
B型
M型
超声诊断学
昆明医科大第二附属医院 超声诊断科
医学影像诊断学是一门新兴的医学诊断技术，它包括超声显像、普 通X线诊断、CT、核素成像、磁共振成像等。目前超声诊断已成为 一门成熟的学科，在临床诊断与治疗决策上发挥着重要作用。
1880年Curie兄弟发现了压电效应，压电 效应可产生超声波。 1937年，Dussik设计了第一台实用的超 声成像仪。 1949年美国的Howry和Bliss集成了第一 台B超仪器。 20世纪60年代，美国Physionics生产了 第一台商用B超扫描仪。
10、小界面：界面尺寸小于超声束直径，呈散射。
超声波的产生
超声波----机械波，物体的机械振动产生 换能器----压电晶体 正压电效应----声能→电能（回声接收器） 逆压电效应----电能→声能（超声发生器）
超声波有三个基本物理量
频率（f）单位时间内质点振动的次数，一般以每秒振动次 数表示，单位为赫兹，每秒振动1次为1赫兹。 波长（λ）声波传播过程中相邻的两个周期中，对应点的 距离或相邻的两个波峰或波谷间的距离。 声速（c）在单位时间内声波在介质中传播的距离，常用 单位为m/s或cm/s。人体软组织平均声速为：1540m/s， 或近似于是1500m/s。
人耳的听阈范围，其振动频率为20赫 （Hertz;Hz）~20千赫（KHz）。超过 人耳听阈上限的声波，即大于20千赫 的称超声波（Ultrasonic wave）简称 超声，临床常用的超声频率在2～10 MHz之间。
基本概念
1、超声成像 是利用超声波的物理特性和人体器官组织的声 学特性相互作用后产生的信息,并将其接收.放大和信息处理 后形成图形.曲线或其它数据,借此进行疾病诊断的检查方法. 2、介质:是传播声音的媒介物.如空气.液体.固体等. 3、均匀介质:声场内介质声阻抗一致. 4、非均匀介质:声场内介质声阻抗不一致.
5、声源:是能发声的物体.在超声成像中,探头晶体片振动产 生超生波.故探头晶体片就是声源. 6、声场:超声振动波及的范围.
7、界面：两种不同声阻抗物体的接触面.
8、界面反射： 超声在非均匀介质中传播时.从一种介质 进入另一种介质.即通过界面时.就有反射.
9、大界面：界面尺寸大于超声束直径，呈镜面反射。
像的反射波频率与发射波频率相同，反射波的强度随 发射波的强度呈正比例地增加或减少，即两者间呈一 种线性关系。实际上，超声波在组织中传播时呈非线 性传播。超声波在组织中传播时形成压缩区和稀疏区. 前者压力高.后者压力低.两者压力差引起超声波传播速 度的改变.这种超声波传播速度不同导致波形变形导致 谐波产生.超声波在组织中传播时.除与发射频率一样的