超声基础培训

CAFE
Probe
DBF
Quadrature Demodulator
Cluttre Frequency Post Filter Estimator Processing
CAFE
3 工程项目管理规划 新型的 CAFE 数字信号处理
三维成像技术
➢ 表面成像模式 ➢ 三维容积成像模式（VOCAL、MagiCut）
发送频率 2MHz
接收频率 4MHz
内部器官或组织
3 工程项目管理规划
发送频率 2MHz
接收频率 4MHz
它是通过检测超声造影
二
剂微泡产生的二次谐波
次
来显示微血管低速血流 的声学显像方法，它具
谐
有去除背景噪声，突出
波
检测目标的优点。
3 工程项目管理规划
最 佳 组 织 谐 波
3 工程项目管理规划
它不需要使用造影剂， 通过检测人体组织的谐 波成分提供高对比分辨 力的优质图像。
工程项目 管理
主编：危道军 Magi Cut Plus TM可以剪切掉影像中不需要的部分刘。志并可强
在已存档的三维影像上以X线断层扫描成像的方式逐层显 示，可以逐层观察肿瘤以下的结构。
现代医学超声诊断仪新技术发展特点
3 工程项目管理规划
超声技术的发展历程
1942年 1949年 1950年 1954年 1957年 1973年 80年代
3 工程项目管理规划
发现超声现象 出现二维图像 应用于脑部成像 应用于心脏扫描 多普勒效应 出现脉冲选通技术 彩色多普勒血流成像技术
超声临床应用基础知识
➢ A超（Amplitude modulation display） ➢ M超 ➢ B超（Brightness modulation display） ➢ D超（多谱勒） ➢ 脉冲多谱勒（PW） ➢ 连续多谱勒（CW） ➢ C超（彩色多谱勒）
3 工程项目管理规划
超声多普勒显示示意图 a、多普勒取样部位显示。B多普勒频谱图。Y轴代表频 移（血流速度）。X轴代表时间。
3 工程项目管理规划
脉冲波多普勒：一维、频谱显示，探头由单晶片组成、兼 收、发。常与二维超声相结合，用于检测血流速度、方 向、性质等。
脉冲波多普勒亦以频谱显示，与二维超声相结合，可以选 择心脏或血管内任一部位的小容积血流显示血流实时频 谱。
3 工程项目管理规划
A型回声图示意图
3 工程项目管理规划
A型：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，现 多已淘汰。
图15-1-7 A型回声图示意图回声图轴 (振幅高度)代表 回声强度、X轴代表深度
3 工程项目管理规划
M型超声心动图示意图 和扫描示意图
3 工程项目管理规划
目前常用的超声多普勒有连续波多普（CWD） 、 脉冲波多普勒（PWD）及彩色多普（CDFI）。
（1）连续波多普勒：一维频谱显示、探头内有二 个晶片一收一发，用于检测高速血流。连续波多 普勒以频谱显示，可单独使用，亦可与二维超声 心动图结合。接收取样线经过部位上所有频移信 号，其优点为可以测定高速血流，常用于测定心 脏瓣口狭窄或返流的高速血流。
3 工程项目管理规划
数字波束形成的原理
3 工程项目管理规划
模拟波束形成存在的问题
不精确的时间延迟 非线性衰减 多重反射
t1 t2
S
数字波束形成的意义
•全程像素聚焦 •宽频带 •稳定性 •可编3 工程程项性目管理规划
反射器
S
数字时间延迟
Output
阵元
信号加法器
显示
多声束成像技术
工程项目 管理
主编：危道军 刘志强
它利用脉冲多普勒原理，在心脏或血管内多线、多点取 样，回声经处理后进行彩色编码，显示血流速度剖面 图，以红色代表朝向探头的血流、兰色代表背离探头 的血流、与二维超声心动图套叠显示，可直观地显示 心脏或血管的形态结构及血流信息的实时动态图像， 信息最大，敏感性高，并可引导脉冲或连续多普勒取 样部位，进行定量分析。
超声基础培训
什么是超声波 超声波的特性 超声技术的发展历程 超声临床应用基础知识 探头的种类和特性 超声临床应用技术简介 现代医学超声诊断仪新技术发展特点
3 工程项目管理规划
什么是超声波
➢ 超声波是机械波，由物体机械振动产生。频率高于 20kHz具有波长、频率和传播速度等物量。
➢ 超声波需在介质中传播，其速度因ຫໍສະໝຸດ Baidu质不同而异，在 固体中最快，液体中次之，气体中最慢。
3 工程项目管理规划
多普勒主要用于检测心腔及血管内血 流。
彩色多普勒仪都具有B型、M型、连 续波、脉冲波多普勒功能、根据需 要任意选择使用。
3 工程项目管理规划
探头的种类和特性
3 工程项目管理规划
（一）机械扇扫探头
将单个圆盘形振子(其直径为12mm—20mm)安置在扇 形摆动架上，由电机驱动作扇形摆动扫描的机械扇扫探头． 机械扇扫探头己是八十年代使用的最多的技术；由于超声振 子附着在一个机械摆架上，摆动的角度和摆动频率都受到一 定限止，如它的最大摆动角度只有６０度，比不上现代电子 相控阵凸阵探头的扇扫角度90度，更比不上微凸阵探头 170度，和曲阵探头240度的扇扫角度．在机械扇扫探头 内必须充有探头油，探头油要具有良好声透性，又要是低密 度、低阻力、绝缘性好的液体．机械扇扫探头的使用寿命也 不如相控阵凸阵探头；但是在使用上，两者都不需要移动时 ，就可获得一幅图像．
处理反射信号，产生高帧频、高分辨主率编的：二危维道或军三
维图像。
刘志强
谐波成像技术
OHI最佳谐波成像 双向谐波成像 反向脉冲谐波成像
3 工程项目管理规划
最佳谐波成像技术（OHI）
➢造影剂和非造影剂谐波成像 ➢二次谐波 ➢ 最佳组织谐波
3 工程项目管理规划
非造影式和造影式谐波成像
没有使用造影剂
使用造影剂
3 工程项目管理规划
.M型：一维、光点显示、光点的亮度代 表回声强弱、 探头为单晶片，用于心脏、胎心、血管检查、显示心 脏、血管结构的活动规迹曲线图又称M型超声心动图 。
图15-1-8 M型超声心动图示意图 扫描示意图 M型心动图 Y轴代表深度，X轴代表时间
3 工程项目管理规划
• B型：即使我们所说得B超，它是以二维、光点显示。 图中 切面超声心动图示 a、快速扇形扫描示意， b、切面超声心动图Y轴代表深度，X轴代表心脏长轴。
3 工程项目管理规划
表面模式
真实的、自如旋转的、 带有丰实表面信息的胎儿 面部图，栩栩如生。
3 工程项目管理规划
VOCALTM
虚拟人体器官计算机辅助分析技术
在三个相交平面 上自动进行前列 腺的容积测量
3 工程项目管理规划
MAGICUT PLUS TM
先进的电子编辑软件
图中所示为X线断层扫 描方式逐层显示胎儿 脑部的扫描影像。
频谱可显示血流方向（朝向探头的血流在基线上，背离探 头的血流在基线下），血流性质（正常的层流呈空窗型 如图14-1-5，湍流则呈充填型如图15-1-6），血流 速度（频谱上信号的振幅）、血流持续时间（横座标显 示时间）。
可供定性、定量分析。其特点为所测血流速度受探测深度 及发射频率等因素限制。通常不能测高速血流。
(五) 矩阵式探头
矩阵式探头的振元块是由切割成数百个方块到数千个 方块的矩阵组成．如Philips×4 Matrix型超极矩 阵式探头,是由3000个阵元块组成；它要有150多 个计算机电子板进行接
（六）超声多普勒探头
3 工程项目管理规划
（六）超声多普勒探头
测量血流的超声多普勒探头是双晶片分隔式或分离式的简 易式换能器。探测多普勒频谱的超声多普勒探头也是专 用的.现在许多凸阵、线阵、相控阵及腔内探头均具有 PWD(脉冲多普勒)和HRPF超声多普勒探扫功能,相控 阵探头还具有CWD(连续多普勒) 探扫功能.脉冲多普 勒的脉冲重复频率的应用范围是1kHz—29kHz.
组织谐波技术可有效的 提高空间分辨力，对于 普通显像困难的肥胖人、 老年人、心脏扫查窗很 差的病人尤为有效。
双向谐波成像技术
4Mhz 2Mhz
提高空间分辨率和对比度 图像的中心区域更为清晰
使用于老人和肥胖病人
滤除原始的反射回波信号 接收4MHz的信号
3 工程项目管理规划
反向脉冲谐波成像技术
反相脉冲谐波传送的是两个同类但极性截然相反的脉冲，采用 实时数字存储和相取消技术，生成一真正的谐波信号。可以提高灵 敏度和空间分辨率，使心脏结构更为清晰，尤可提高微量造影剂在 影像上显示的清晰度，为临床医生提供诊断所需的信息。
3 工程项目管理规划
C5-2 C3-7
Ec4-9 P2-5
P3-7
3 工程项目管理规划
S-VAW4 -7
-临床应用-
腹部 产科 妇科 胎儿心脏
3 工程项目管理规划
泌尿科 小器官 胸部 血管 儿科
成人心脏 儿科回波 颅脑横断 肌肉与骨骼
超声临床应用技术简介
➢ 数字波束成形技术 ➢ 谐波成像技术 ➢ 复合闪烁自动消除技术 ➢ 三维成像技术
3 工程项目管理规划
(四)相控阵探头
相控阵探头有多种形状,如图3-1-7-7展示了六种相 控阵探头,其中第1至第4是4种不同频率的相控阵 探头；图中笫６号是一种5.0MHz的经食道对心脏 进行探查的相控阵探头；图中笫５号是一种探测平 面宽度很小，表面接触式相控阵探头，可用于心脏 手术．
3 工程项目管理规划
3 工程项目管理规划
图15-1-10 B型电子线阵显示示意图
a、线阵仪扫描示意，b声象图显示，Y轴代表深度。X轴代表 上下或左右
3 工程项目管理规划
超声多普勒
利用多普勒效应原理检测运动物体。当发射超声 传入人体某一血液流动区，被红细胞散射返 回探头，回声信号的频率可增可减，朝向探 头运动的血流，探头接收到的频率较发射频 率增高，背离探头的血流则频率减低。
3 工程项目管理规划
超声波的特性
➢ 直线传播 ➢ 良好的指向性 ➢ 衰减性 ➢ 反射性 ➢ 多普勒效应
3 工程项目管理规划
多普勒效应：
声源和接收体作相对运动时，接收体在单位时间内收到的 振动次数（频率），除声源发出者外，还由于接收体向 前运动而多接收到（距离/波长个）振动，即收到的频 率增加了。相反，声源和接收体作背离运动时，接收体 收到的频率就减少，这种频率增加和减少的现象称为多 普勒效应
3 工程项目管理规划
图15-1-5 正常脉冲多普勒频谱
左图示超声束经血管内层流血流 右图为所显示 正常血流频谱（空窗型）
3 工程项目管理规划
图15-1-6 脉冲多普勒湍流频谱
左图示超声束经狭窄后的湍流血流。 右图为湍流频谱（充填型）
3 工程项目管理规划
彩色多普勒：二维、光点显示、以伪彩色代表血流方向 、性质及速度。
3 工程项目管理规划
复合闪烁自动消除技术
•CAFE
——“复合自动噪声消除”
在用彩色多普勒检查期间,消除人 为噪声的干扰。
Conventional
Probe
DBF
Quadrature Demodulator
Cluttre Filter
Frequency Post Estimator Processing
3 工程项目管理规划
(二)线阵探头
线阵探头有64、128、256和512振元组成的多种探头 ；由于振元晶片切割的厚度不同，它的使用频率不同， 它的线阵排列的长度也不同 ，工作频率低的,其尺寸就 长一些．
3 工程项目管理规划
（三）凸阵探头
凸阵探头有不同频率、不同弧面尺寸的通用凸阵探头和变 频凸阵探头,还有一种适用小器官的微凸阵探头．凸阵探 头的扇扫角度达80多度,微凸阵探头可应用于小器官探 查,其扇扫角度大于90度. 目前在彩色多普勒超声诊断仪使用变频探头,变频探头的 设计主要适用于一次探扫中，能进行多部位扫描,也适用 于不同体形的超声探查．
多声束成像技术
➢图中所示为多声束成像的基本理论。
➢传统的单声束扫描仪在处理信号时一次只 可发射和接收一个声波脉冲信号，而多声 束扫描仪发射一次信号可接收四个声脉冲 信号，从而得到一无伪影的运动影像。
3 工程项目管理规划
多声束是如何工作的?
--技术背景
工程项目 Output
Output
管理
探头接到信号后，4个声束成形器以并行的方式
接收频率与发射频率之差称多普勒频移或差 频。
多普勒频移（fd）与发射频率（fo）、血流速度 （V）、超声束与血流间夹角（θ）的余弦成 正比，与声速（C）成反比，
3 工程项目管理规划
公式为： V=fd C cosθ/2fo
式中fd、cosθ仪器均可显示，fo及C为已知，可以计算 出V。声束与血流方向平行时可记录到最大血流速度， 声束与血流方向垂直时则测不到血流信号。