医学超声成像基础-四川大学
超声成像基础.
超声换能器的结构示意图
保护层
压电振子 声透镜
引线 阻尼吸声块(背衬块) 外壳
时间增益补偿（TCG）
– 又称为深度增益补偿（DGC）、灵敏度时间 补偿（STC）
– 超声在组织内部传播时逐步衰减，从深部来 的回波振幅必然比浅表组织的回波振幅要小 的多。为了获得良好的显示，回波信号放大 器的增益时间而变化的，即对较近距离目标 的反射信号放大信号低一些，对较远距离目 标的反射信号放大信号高一些。
– 超声切面显像最显著的特点是声束必须扫查 掠过受检组织，从而显示出截面图像。因此 它属于二维超声。
– 声像图：在超声二维成像中，通过超声波扫 描，形成了由人体内部组织器官系列回声所 构成的切面图像，它反映了人体局部解剖断 层情况。
– 实时超声成像是指超声束能够快速、重复地扫查 被检切面，并形成相应的声像图的成像方式。理 论上，要求帧频达到20帧以上；实际上，对于心 脏等运动明显的器官，实时成像需要帧频达到30 帧或者更高，而对于腹部内脏这些运动不大的器 官，成像速度达到15帧以上即可满足临床需要， 对于静止器官，帧频可以更低。
–声阻：Z＝ρ ×C
–反射与折射发生于大界面上，如：器官包膜， 血管壁，等。
–界面反射是超声波诊断的基础。
超声波的散射与背向散射
– 发生于大小小于声波波长的界面 – 背向散射(或后散射)的存在，是超声显示组
织内细微结构的基础。
超声波的衰减
– 分为：距离衰减和吸收衰减 – 超声波的频率越高，衰减越快
所以有：
2
d v c × max
max
8 f0
当f0一定时,Dmax、 Vmax乘积固定，探测的深度越 深，可测得的速度值便越小，两者互相制约。
超声影像学基础(86页)
2021/6/20
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• 衍射(Diffraction)或绕射
当声波遇到一个径线为 1～2个波长的障碍物时， 声波绕过该障碍物继续 传播，这种现象称为衍 射或绕射。
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3
• 衰减（Attenuation） 声波在介质中传播时，声能随传播距离增大而减小，
这种现象称为声衰减。
• 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。
折射：在界面两侧的介质中声速不 等，且入射角大于0°时，则透射 声束偏离入射声束的方向传播。
interface
Sinθi = C1
Sinθt
C2
2021/6/20
斜行入射声波的反射与折射
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• 全反射 如固体或液体与气体之间声阻抗差很大，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。
MHz，经食管超声心动图3.75～7 MHz，腹部超声3～5 MHz，外周血管超声7～10
MHz）。 10～40 MHz的高频范围用于皮肤成像、超声内镜及血管内
超声成像系统。 40～100 MHz的频率范围用于超声生物显微镜成像系统，主
要用于眼前结的微细结构。
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超声波的基本概念 超声波是机械波
超声影像学总论
2021/6/20
1
医学影像学
超声
X线
X线计算机 体层成像
（CT）
磁共振成像 核素成像 （MRI） （ ECT ）
各种影像方法均有优势和价值，互相补充 超声影像学以其自身的优势在影像学中占有重要地位。是计算机 文明的产物。
医学超声成像实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的通过本次实验，了解医学超声成像的基本原理，掌握超声成像设备的操作方法，并学会分析超声图像，以加深对超声成像技术的理解和应用。
二、实验原理医学超声成像技术是一种利用超声波在人体内传播时的反射、折射、散射等特性，通过检测和分析这些特性来获取人体内部结构信息的技术。
超声波是一种频率高于人类听觉上限的声波，具有良好的穿透性和安全性。
三、实验材料与设备1. 实验材料：人体模型、探头、耦合剂、显示器、超声成像设备等。
2. 实验设备：超声成像系统、电脑、打印机等。
四、实验步骤1. 准备阶段- 检查超声成像设备是否正常运行。
- 将人体模型放置在实验台上，调整好探头位置。
- 使用耦合剂涂抹在探头与人体模型接触的部位，以减少空气间隙，提高成像质量。
2. 操作阶段- 打开超声成像系统，调整探头频率和增益。
- 通过调节探头角度和深度，观察人体模型不同部位的超声图像。
- 记录不同部位的超声图像特征，如组织层次、结构形态、血流情况等。
3. 分析阶段- 分析记录的超声图像，与正常解剖结构进行对比。
- 判断图像中是否存在异常情况，如肿块、囊肿、炎症等。
- 对比不同探头频率和增益对成像质量的影响。
4. 整理阶段- 清理实验器材，关闭超声成像系统。
- 将实验结果整理成实验报告。
五、实验结果与分析1. 正常组织结构- 实验结果显示，人体模型的皮肤、肌肉、骨骼等组织在超声图像中呈现出明显的层次结构。
- 肌肉组织呈低回声，骨骼组织呈强回声。
2. 异常情况- 在实验过程中，发现人体模型某个部位存在肿块，超声图像显示为不规则的强回声区。
- 通过对比正常解剖结构，初步判断该肿块可能为良性肿瘤。
3. 探头频率和增益影响- 调整探头频率和增益，发现高频率探头对细小结构的成像效果较好，但穿透深度有限；低频率探头穿透深度较大，但对细小结构的成像效果较差。
六、实验总结1. 通过本次实验，掌握了医学超声成像的基本原理和操作方法。
2. 学会了分析超声图像，初步判断人体内部结构的异常情况。
超声医学ppt课件
2024/1/27
M型超声心动图诊断法优缺点
操作简便、重复性好，但信息量相对较少，对取样线的选择要求较高。
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彩色多普勒血流显像诊断法
彩色多普勒血流显像诊断法原理
01
利用多普勒效应原理，检测血流中红细胞散射的超声
波信号，通过计算机处理后形成彩色血流图像。
彩色多普勒血流显像诊断法应用
02 广泛应用于心血管、腹部、妇产科等领域，可直观显
6
02
超声诊断方法及应用
2024/1/27
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A型超声诊断法
01
A型超声诊断法原理
利用超声波在人体组织中的反射、折射等物理特性，通过测量回声信号
的时间和幅度，得到组织界面的距离和反射强度信息。
02
A型超声诊断法应用
主要用于眼科、颅脑等浅表器官的检查，如测量眼轴长度、检测颅内病
变等。
03
A型超声诊断法优缺点
进行实时动态观察。
B型超声诊断法优缺点
03
信息丰富、直观易懂，但对设备性能和操作技术要求较高。
9
M型超声心动图诊断法
M型超声心动图诊断法原理
在B超图像的基础上，通过选择特定的取样线，对心脏结构进行一维动态扫描，得到心脏 各结构的运动曲线。
M型超声心动图诊断法应用
主要用于心脏结构和功能的评估，如测量心脏大小、室壁厚度、心脏收缩和舒张功能等。
胰腺癌
超声表现为胰腺内低回声 或混合回声结节，边界不 清，内部回声不均匀，可 伴有后方回声衰减。
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脾脏疾病超声诊断
脾囊肿
超声表现为脾内圆形或椭圆形无 回声区，壁薄光滑，后方回声增
强。
脾血管瘤
超声表现为脾内高回声结节，边 界清晰，内部回声不均匀，可有
医学成像技术教学大纲
医学成像技术教学大纲一、课程基本信息课程名称：医学成像技术课程类别：专业核心课课程学分：＿____课程总学时：＿____适用专业：医学影像学、临床医学等二、课程性质与目标（一）课程性质医学成像技术是一门研究如何利用各种物理原理和技术手段获取人体内部结构和功能信息，并以图像形式展示出来的学科。
它是医学影像学专业的核心课程，也是临床医学等相关专业的重要基础课程。
（二）课程目标1、知识目标了解医学成像技术的发展历程、基本原理和分类。
掌握 X 线成像、CT 成像、磁共振成像（MRI）、超声成像、核素显像等主要成像技术的物理原理、成像特点和临床应用。
熟悉医学图像的质量控制和评价方法。
2、能力目标能够根据临床需求选择合适的成像技术，并对图像进行初步的分析和诊断。
具备一定的图像后处理能力，如窗宽窗位调整、测量等。
能够运用所学知识解决实际工作中的问题，提高临床实践能力。
3、素质目标培养学生严谨的科学态度、良好的职业道德和团队合作精神。
提高学生的创新意识和自主学习能力，为今后的职业发展奠定基础。
三、课程内容与要求（一）X 线成像1、 X 线的产生及特性X 线的产生原理X 线的基本特性（穿透性、荧光效应、感光效应、电离效应）2、 X 线成像原理X 线的吸收与衰减X 线成像的基本条件传统 X 线摄影（屏片系统）数字 X 线摄影（DR）3、 X 线图像特点及质量控制X 线图像的特点X 线图像的质量评价指标X 线摄影的质量控制4、 X 线成像的临床应用骨骼系统呼吸系统消化系统泌尿系统（二）CT 成像1、 CT 的基本原理断层成像的概念CT 成像的基本过程（数据采集、图像重建） CT 值的概念及计算2、 CT 设备的结构与性能扫描部分（X 线管、探测器）计算机系统图像显示与存储系统3、 CT 图像特点及质量控制CT 图像的特点CT 图像的质量评价指标CT 检查的质量控制4、 CT 成像的临床应用头部胸部腹部脊柱（三）磁共振成像（MRI）1、 MRI 的基本原理原子核的磁共振现象磁共振信号的产生与采集弛豫时间（T1、T2）的概念及意义2、 MRI 设备的结构与性能磁体梯度系统射频系统计算机系统3、 MRI 图像特点及质量控制 MRI 图像的特点MRI 图像的质量评价指标MRI 检查的质量控制4、 MRI 成像的临床应用中枢神经系统骨骼肌肉系统腹部心血管系统（四）超声成像1、超声的物理基础超声的定义与特性超声的传播与反射2、超声成像原理B 型超声成像M 型超声成像彩色多普勒超声成像3、超声图像特点及质量控制超声图像的特点超声图像的质量评价指标超声检查的质量控制4、超声成像的临床应用心血管系统腹部妇产科浅表器官（五）核素显像1、核素显像的基本原理放射性核素的特性放射性核素显像的类型（静态显像、动态显像、阳性显像、阴性显像）2、核素显像设备γ照相机SPECTPET3、核素显像的图像特点及质量控制核素显像图像的特点核素显像图像的质量评价指标核素显像检查的质量控制4、核素显像的临床应用心血管系统肿瘤神经系统内分泌系统（六）医学图像的后处理技术1、图像增强技术灰度变换空间滤波频率滤波2、图像分割技术阈值分割区域生长边缘检测3、图像测量与分析距离测量面积测量体积测量图像的定量分析（七）医学成像技术的新进展1、多模态成像技术PET/CTPET/MRI融合成像的临床应用2、功能成像技术扩散加权成像（DWI）灌注成像（PWI）磁共振波谱成像（MRS）3、分子影像学分子影像学的概念分子影像学的成像技术四、课程实施建议（一）教学方法1、课堂讲授：采用多媒体教学手段，结合图片、动画、视频等，讲解医学成像技术的基本原理、成像过程和临床应用。
2024版超声影像学(彩超基础知识)ppt课件
弹性成像技术已广泛应用于乳腺、甲状腺、前列腺等器官的疾病 诊断，如乳腺癌、甲状腺结节、前列腺癌等。
发展前景
随着弹性成像技术的不断发展和完善，其在超声影像学中的应用 前景将更加广阔。
超声造影剂在超声影像学中的应用
超声造影剂种类
包括气体微泡、脂质体、高分子聚合物等，具有良好的稳定性和生物相容性。
早期诊断。
消化系统彩超诊断
01
02
03
肝脏疾病诊断
彩超可检测肝脏大小、形 态及回声异常，辅助诊断 肝炎、肝硬化、肝肿瘤等 疾病。
胆道系统疾病诊断
彩超可清晰显示胆囊、胆 管等胆道结构，发现胆结 石、胆囊炎等病变。
胰腺疾病诊断
彩超可观察胰腺形态、大 小及回声情况，有助于胰 腺炎、胰腺肿瘤的诊断。
泌尿系统彩超诊断
结合临床信息
在书写报告时，要结 合患者的病史、症状 等临床信息进行分析 和诊断。
注意保密性
在书写和传递报告时， 要注意保护患者隐私 和信息安全。
06
超声影像学新技术与新进展
三维/四维超声成像技术
三维超声成像技术
通过三维探头和三维重建软件，获取器官或组织的立体图像，提 高诊断的准确性和直观性。
四维超声成像技术
肾脏疾病诊断
彩超可检测肾脏大小、形态及内部结 构，辅助诊断肾结石、肾积水、肾肿 瘤等疾病。
输尿管与膀胱疾病诊断
彩超可观察输尿管与膀胱的形态、结构 及回声异常，有助于输尿管结石、膀胱 炎等病变的诊断。
妇产科彩超诊断
妇科疾病诊断
彩超可检测子宫、卵巢等生殖器官的形态、大小及回声异常，辅助诊断子宫肌瘤、 卵巢囊肿等疾病。
作用机制
超声造影剂能够增强超声信号的反射，提高图像的对比度和分辨率，从而更清晰地显示病变 组织和正常组织的界限。
医学超声影像学考试复习资料.doc
医学超声影像学考试复习资料一、名词解释1.超声波：超过人耳听觉上限的声波成为超声波，即频率大于20KHZo2.压电效应：指在力的作用下，压电元件的一对面上产生电场，其符号正负相反。
凡加力后产生电场的变化，称为正压电效应，而加电场后产生厚度的变化，称逆压电效应。
3.反射：超声波入射到比自身声波大的大界面时，入射声波的较大部分能量被该界面阻挡而返回，这种现象称为反射。
4.衰减：声束在介质中传播时，因小界面的散射，大界面的反射，声束的扩散和组织对超声能量的吸收等，造成了超声的衰减。
5.多普勒效应：当一定频率的超声波由生源发射并在介质中传播时，如遇到与声源作相对运动的界面，则其反射的超声波随界面运动的情况而发生改变，称之为多普勒效应。
6.小肝癌：肝内出现单个癌结节且直径〈3cm者，或肝内癌结节不超过2个且2个癌结节直径和〈3cm者称小肝癌。
7.微小肝癌：单个癌结节直径攵cm肝癌定义为微小肝癌。
8.地图肝：肝血吸虫病时超声表现高回声纤维条索或网格样结构将肝实质分割成不同大小区域，类似地图。
9.脂肪肝：指由于各种原因引起的肝细胞内脂肪堆积过多的病变。
10.“明亮肝”：脂肪肝超声表现为肝内弥漫性密集、细小点状回声，呈“明亮肝”。
11.热指数（TI）：当超声实际照射到某声学界面产生的温升与使界面温升1°C的比值。
12.胡桃夹综合征：由于腹主动脉与肠系膜上动脉之间的夹角过小引起左肾静脉回流障碍所致。
13.轴向分辨力：指声束传播方向上区分两个目标的能力，也称为纵向分辨力，它与超声波的频率成正比。
14.混响伪影：声束扫查体内大界面时，部分能量返回探头表面之后，又从探头的平滑面再次反射第二次进入体内。
15.二尖瓣狭窄：当瓣口面积小于2. Ocn?时,舒张期二尖瓣口左房与左室之间压差明显升高，定义为二尖瓣狭窄。
16.二尖瓣关闭不全：是由各种原因所致二尖瓣装置解剖结构或功能异常，致收缩期血流自左室反流至左房。
17.人工瓣膜瓣周漏：指存在于人工瓣膜缝合环和周围瓣环组织之间的反流，大多由于手术瓣周组织切除过多或瓣周组织薄弱，或缝线等原因造成。
《超声医学基础》ppt课件
目录•超声医学概述•超声诊断技术•超声图像分析与解读•超声引导下介入治疗•超声医学新技术与新进展•超声医学在临床应用中的价值与挑战超声医学概述发展历程从A型超声、B型超声到彩色多普勒超声，超声医学技术不断革新，应用领域不断拓展。
超声医学定义利用超声波的物理特性和人体组织声学性质差异，以波形、曲线或图像等形式显示和记录，借以进行疾病诊断的检查方法。
超声医学定义与发展临床诊断用于各部位、各脏器疾病的诊断，如心脏病、肝病、肾病等。
术中监测在手术过程中实时监测脏器、血管等结构，确保手术安全。
介入治疗在实时超声引导下进行穿刺活检、囊肿抽吸、肿瘤消融等。
科研与教学用于医学研究、教学和学术交流，推动超声医学发展。
超声波产生与传播01通过压电效应产生超声波，并在人体组织内传播。
回声产生与处理02超声波遇到不同声阻抗的组织界面时产生回声，经过接收、放大和处理后形成图像。
多普勒效应03当超声波遇到运动的组织或血流时，会产生多普勒频移，用于检测血流速度和方向。
超声诊断技术A型超声诊断法利用超声的反射特性，通过测量反射波的时间和幅度来判断组织器官的结构和性质。
B型超声诊断法通过超声探头发射超声波，接收反射回来的超声波并转换为图像，以灰阶或彩色形式显示组织器官的结构和形态。
M型超声诊断法在B型超声图像的基础上，通过加入慢扫描锯齿波，使回声光点从左向右自行移动、扫描，形成心脏各层组织收缩及舒张的活动曲线。
D型超声诊断法利用多普勒效应原理，通过测量反射波的频率变化来判断血流方向和速度，主要用于心血管疾病的诊断。
超声诊断方法分类1 2 3包括主机、显示器、操作系统等部分，具有发射超声波、接收反射波、图像处理等功能。
超声诊断仪器是超声诊断仪器的重要组成部分，根据不同的诊断需求和部位选择不同的探头，如线阵探头、凸阵探头、相控阵探头等。
探头在超声检查中需要使用耦合剂来消除探头与皮肤之间的空气层，使超声波能够顺利传播。
耦合剂超声诊断仪器与探头检查中操作按照规范的操作流程进行检查，包括探头的放置、扫描方式的选择、图像的获取和处理等。
腹部超声检查学-四川大学
旁瓣效应 (sidelobe effect)
超声设备无法区分主、旁瓣回波信号，如果旁瓣方向上有强 烈的反射源，就会在主瓣方向上显示实际并不存在的组织。 “狗耳”或“披纱”样伪像。 利用组织谐波成像可以减弱这种伪像。
混响伪像
混响伪像
彗星尾伪像
混响伪像可以通过以下方法识别： 1.侧动探头，避免声束垂直于腹壁； 2.探头加压探测
振铃效应(ring-down artifact)
振铃伪像与“彗星尾”伪像表现相似，但实际上 两种伪像的原理是截然不同的。“彗星尾”伪像 超声回波是离散的、不连续的，而振铃伪像超声 回波是连续的。 振铃伪像的产生原因是由于气泡反射体共振从而 持续发射声波造成的。
腹部超声检查学
卢强 副教授 四川大学华西医院超声科 wsluqiang@
To see is to believe
医学影像学的发展极大地 推动了现代医学的发展
Clinical imaging
超声医学起源 从声呐到医学超声
GeorgeD.Ludwig 1922-1973
超声影像技术的发展简史
其它特征描述
驼峰征、靶环征、声晕、 双筒征、假肾征等。
超声图像的解读
超声图像质量
图像标记正确、必要时使用文本或箭头标明病灶 B模式调节正确：总增益、TGC调节适中，深度及
焦点位置合适；感兴趣区域放置图像正中，远场 无效图像少。 多普勒模式：彩色无溢出、量程合适，取样框调 节正确；频谱清晰、量程、基线合适，取样框及 取样容积调节正确。
4、1958年上海第六医院成立的“上海超声波医学研究小组” 是 中国超声诊断的开端，江南造船厂“江南Ⅰ型A型超声仪” 。
5、国内最早开展B型超声研究的是上海医学院附属中山医院，时 间约在1960年。
超声成像的名词解释
超声成像的名词解释超声成像，又称为超声波成像，是一种非侵入性的医学检查技术，通过利用超声波在人体内部的传播和反射特性，生成图像以便观察和诊断疾病。
在医学领域中，超声成像被广泛应用于各种疾病的诊断和治疗，尤其是在妇科、内科以及肿瘤学等领域。
A. 超声成像的原理超声成像利用超声波在物体内传播的特性来生成图像。
首先，超声波由一个称为超声换能器的设备产生，该设备可以将电能转化为超声波。
超声波在超声换能器内部的压电晶体中产生，然后通过超声波发射器发送出来。
当超声波通过人体组织时，一部分能够直接穿过组织，而另一部分则会被组织内的不同结构反射、散射或吸收。
这些被反射、散射或吸收的超声波会被超声波接收器捕捉到，并转化成电信号。
接下来，电信号会被发送到计算机中进行处理和分析，最终形成一幅图像。
B. 超声成像的应用1. 妇科超声成像妇科超声成像是超声成像在妇科领域的应用。
它可以用于检测子宫、卵巢、乳房等器官的异常情况，包括肿块、囊肿、肿瘤等。
通过妇科超声成像，医生可以更加直观地观察到这些器官的结构和病变情况，从而进行准确的诊断和治疗。
2. 内科超声成像内科超声成像是超声成像在内科领域的应用。
它可以用于观察心脏、肝脏、肾脏等器官的结构和功能。
通过内科超声成像，医生可以诊断心脏病、肝脏疾病、肾脏病等内科疾病，并根据图像得到相关的指导信息，如病变的位置、大小等，以便进行进一步的治疗。
3. 肿瘤学超声成像肿瘤学超声成像是超声成像在肿瘤学领域的应用。
它可以用于检测和诊断各种类型的肿瘤，如乳腺癌、肺癌、肝癌等。
通过肿瘤学超声成像，医生可以观察肿瘤的位置、大小、形状、血供情况等，从而评估肿瘤的性质和分期，并制定合理的治疗方案。
C. 超声成像的优势相比于其他医学成像技术，超声成像具有以下几个优势：1. 无辐射：超声成像不涉及电离辐射，相对安全，可以多次重复使用，适用于孕妇和儿童等敏感人群。
2. 实时性：超声成像实时生成图像，医生可以在检查过程中根据观察到的图像作出判断和决策。
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。
超声医学基础学习课件
超声医学基础学习课件一. 概念超声医学(Ultrasonic medicine)超声医学是声学、医学和电子工程技术相结合的一门学科，是研究超声对人体的作用和反作用规律并加以利用，达到诊断、保健和治疗等目的的学科。
包括超声诊断学、超声治疗学和生物医学超声工程。
超声诊断学(Ultrasound diagnostics)研究和应用超声的物理物性，以某种方式扫查人体、诊断疾病的科学称为超声诊断学超声显像法：Ultrasonograph, Ultrasonogram声像图：Sonograph, Sonogram二. 超声波(Ultrasound)振动的传播称为波动(简称波)。
分为机械波和电磁波。
声波是一种机械波。
人类使用的声波范围达17个数量级,即f 10-4Hz-1013Hz。
以频率划分声波可以分为三大类：次声：10-4Hz<f<16Hz(20Hz)声(可听声)：16Hz<f<2?104Hz超声：2?104Hz<f<109Hz超声诊断使用的频率范围：2－20MHz(兆赫)三.超声波的传播及成像原理声阻抗(特性阻抗)：Z＝?c。
?为介质的密度、c为介质的声速超声波在声阻抗不同的介质中传播，可产生折射、反射、衍射、散射及多普勒效应，介质则吸收声波的能量，并产生声衰减。
目前使用的超声诊断仪都是建立在回波的基础上，其物理基础便是人体内的声阻抗值是不同的，当声波穿过不同的组织器官时，其回声产生相应的变化，从而可提取各种诊断信息。
声波遇到气体时,被全部反射,不能成像。
四.超声诊断技术的发展简史1880年发现压电效应1923年首次将声纳用于探测潜艇1945年A?Firestone制成A型脉冲超声检测仪。
我国自1958年11月开始将A型超声诊断应用于临床。
1960年代中后期－1980年代初期B型超声检查发展并普及，仪器渐趋完善，我国自1978年开始应用B型超声诊断疾病。
1980年代中后期彩色Doppler超声显像仪的出现，计算机图像处理技术的应用，为超声诊断开创了更加广阔的领域。
四川大学生物医学工程基础复习纲要
生物医学工程基础复习纲要一、仪器部分历年考题：7、描述有创测量和无创测量的定义，并说明其特点。
（15分）六、描述有创测量方法的分类和定义，并举出实际的例子。
（30分）七、请描述生物医学测量系统的基本组成，并举一具体仪器加以说明。
（20分）7、是列举出3个生物医学测量的特点，并对其中一个举实例加以说明。
（15分）8、描述无创测量的定义，说明其特点。
举一无创测量实例说明。
（15分）1 生物医学测量的范围●对象：具有生命的生物体，其基本的对象是人体（的生命现象）。
●范围：分子水平、细胞水平、器官水平、系统水平各层次的信息按性质分类：生物电及生物磁测量、非电磁生理参数测量、生物化学量测量2 生物医学测量的基本特点●基本属于弱信号测量（A.需从大量干扰和无用信息中提取有用信息）●生物体内的噪声对测量有重要影响（A）噪声：无关信号（肌电信号之于心电信号）●信息测量中容易因如外界环境的干扰（A）1.电场干扰（造成生物电信号提取过程的主要干扰：近场50Hz的干扰源）（人体表面形成容性耦合）2.磁场干扰（导联线形成容性耦合）3.高频电磁场干扰（空中的电磁波、高频电刀）4.外界刺激对测量的干扰（声、光刺激影响自发脑电位；较强的音响和冷热刺激引发应激反应；触碰和其他物理刺激引起肌肉收缩；心理性诱导和干扰）（生理和心理因素的影响）5.（环境的限制：CT光电倍增管的稳定性问题、光电磁屏蔽）●生物医学信息的多变性（空间多变性、时间多变性）●生物医学测量的安全要求1.电安全性：电击（宏电击：经皮肤、高压大电流的伤害；微电击：不经皮肤、微弱电流、直接流过体内脏器；微电击允许极限：10μA）2.机械安全性3.化学安全性（便于消毒或采用一次性；植入体内还要考虑生物相容性等）●被测对象具有闭环特性●生物系统的多变量特性●新方法建立和评估困难（测试模型的片面性，缺乏正确、有效的评估措施）●对生物医学先验知识的应用●适应性问题（研究方法与技术的适用性）3生物医学测量系统➢信息获取：用来引导与感知被测对象的某些生理和生化量，并使之变为便于测量与加工的电信号，通常通过测量电极及传感器来完成。
医学超声成像的基本原理
② 所画的波面线之间均为同相位——交点处叠加增强。
Ⅲ 图解例 ① 无偏向无聚 焦发射： 各阵元 发射信号无 相位差。 叠加声波最 强区域—— 同相位波面 密集区域， 不偏向，不 收缩。
② 有偏向无聚 焦发射：
各阵元 发射信号相 位有线性变 化，相邻相 差τ，叠加声 波最强区 域——同相 位波面密集 区域，有θ角 偏向，不聚 焦。
3．脉冲回波法A型显示
（a）超声脉冲发射， 显示发射波形；
（b）超声匀速传播， 显示水平扫线；
（c）超声到达界面。
（d）界面反射、透射；
（e）脉冲回到探头， 显示接收波形； （f）波形间隔距离， 正比界面深度。
4.脉冲回波测距关系式 有多重介质界面时, 若声速接近，且≈c, 则
S＝ct/2
式中：S——界面深度 t——界面回波时间 即：可由界面回波时间，求得界面深度。 人体软组织取 c = 1540m/s。 5.各种利用形式 换能器固定 换能器扫查 A M B 显示光点幅度调制 显示光点亮度调制
一般说来，纵向分辨力总是优于横向分辨力
二、作用距离（探测深度）
1．定义 超声诊断仪图像能显示的被测介质最大深度。 2．相关因素 （1）工作频率 工作频率↓→作用距离↑，但受分辨力限制。 ∵I=I0e-2α X , α =β f , ∴ f↓→衰减趋缓。 （2）接收灵敏度 接收灵敏度↑→作用距离↑，但受噪声限制。 （3）发射功率 发射功率↑→作用距离↑，但受安全性限制。
四、帧频(F)
1．定义：成像系统每秒钟成像的帧数。
2．相关因素（直接成像法） ① 如图，P－探测深度，c－声速， N－扫查线数, Fs－扫查帧频 直接成像时： F＝Fs ∵一条扫线需时间（超声P内来回）： c Tl＝2P/c ∴帧周期——N条扫线所需时间： T＝NTl＝2NP/c ∴ F＝Fs＝1/T＝c/2NP 或者： PNF＝c/2
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机械指数MI 热指数TI（TIS、TIC、TIB） SPTA<100mW/cm2
超声图像的识别及意义
（一）、 声像图方位 （二）、 声像图描述 （三）、 超声诊断： 定位诊断
定性诊断 功能评估
（一）超声图像的方位
超声图像不大体解剖位置的对应
影像标准断面
超声诊断是一种物理推断，但可根据病史及声 像图特征可推测疾病的病理性质，超声对以下 哪种疾病的诊断结论较少误诊：
• A：胆囊结石
• B：肝癌
• C：乳腺癌
• D：膀胱癌
超声伪像
• 超声伪像指在超声成 像过程中出现的某些 不被测目标丌相符的 征象，幵丌代表真实 的声学界面、回波
• 正确认识伪像及其产 生的原因、条件，有 助于去伪存真的判读 超声图像，做出正确 的影像学诊断
右 侧
右 肝
浅面 左 侧
左 肝
深面
头
浅面 足
端
端
右肾 上极
下极
深面
超声检查优点：随时随地、无电离辐射
各种方位的断面图像
超声检查缺点：大量非标准解剖断面
非超声与业人员难以理解、交流
请思考
正确握持探头进行横断面扫查时，探头按照红色箭头 方向平移，超声图像应该向左还是向右移动？
（二）声像图的描述
睾丸 扭转
图像方位
• 体表或脏器表面 • 腔内（阴道、食道等） 横断面 纵断面/矢状面 冠状面 斜切面
探头标识不图像相应方位的对应
心脏、腹部、妇产科、血管、肌骨、介入 诊断+治疗
生理评估
活动、蠕动、舒缩等 周期性生理改变或随年龄改变 胎儿生理学研究 血流的研究
子宫内膜
可检测血流 动力学
• 对比分辨力 • 时间/瞬时分辨力 • 穿透力 • 全场均匀性
超声波的传播特性
• 指向性 • 反射不折射 • 散射不绕射 • 衰减 • 多普勒效应
反射
散射
思考题
超声声束不光滑大界面保持多少度时，反射最强 A、0° B、30 ° C、45 ° D、90 ° E、180 °
超声检查适应症及优缺点
• 病灶后方的描述
增强: enhancement 衰减: attenuation 声影: acoustic shadow
血流不丰富 血流丰富
病灶血流的描述
CDFI血流信号分级判定的Adler方法
• 0级：肿块内未发现血流信号 • 1级：少量血流，可见1-2个点状或细棒状
血流
• 2级：中量血流，可见3-4个点状血流信号 或一个较长血管穿入病灶，长度接近或超 过肿块半径
• 混响伪伪像像(reverberation artifact)
• 振铃效应(ring-down artifact) • 旁瓣效应 (side lobe effect) • 切面厚度伪像（slice thickness artifact） • 镜面效应 (mirror artifact) • 后方衰减效应 (shadow) • 侧方回声失落 (refraction shadow) • 后方增强效应 (posterior acoustic enhancement)
适应症：所有软组织及脏器，部分骨骼及肺疾病 包括： 肝、胆、胰、脾、腹腔、腹部大血管 肾、输尿管、膀胱、前列腺、阴囊 妇科、产科、盆腔 心脏、胸腔内大血管、心包 颈部及外周血管 甲状腺、乳腺、腮腺、颌下腺 头颈部、胸部、腹部、四肢软组织 四肢关节、小儿颅脑等
心脏超声
超声心动图主要使用下列哪种成像模式 • A型超声 • B型超声 • 三维超声 • M型超声 • 超声弹性成像
优点：
• 无创性 • 良好的分辨力 • 实时显示 • 灵活、多断面图像 •经济、 方便、床旁
缺点：
• 临床医师图像释意困难 • 受检查者影响大 • 大量非标准断面 • 局部图像 • 受到气体、骨骼影响
思考题：超声检查前准备？
• 上腹部的检查为什么要空腹8小时？
• 盆腔脏器的检查为什么要膀胱充盈？
• 3级：丰富血流，可见≥5个点状血流或2个 较长血管
• 其它特征描述
驼峰征、靶环征、声晕、 双筒征、假肾征等。
（三）、 超声诊断
定位诊断
定性诊断 1.物理性质：囊性、实性、囊实性； （明确） 2.病理性质：肿瘤、炎症、积液 、气体、 （推断） 纤维化、钙化、结石、异物等
功能诊断
肝脏 包虫
左小腿皮下层 神经鞘瘤
医学超声成像基础
ห้องสมุดไป่ตู้华西医院超声科 钟晓绯
Ultrasonography
• 20世纪40年代 A型超声 • 50年代 B型超声 • 多普勒超声 （D型超声） • 超声造影、3D/4D超声成像、
弹性成像、光声成像、 亚谐波技术…
视诊、听诊、触诊、介入超声
维度
超声图像质量衡量标准
• 空间分辨力：区分相邻两点最小距离 侧向分辨力（阵列孔径/声束宽度相关） 纵向/轴向分辨力（波长） 厚度分辨力（垂直扫描平面方向上的声束尺寸）
声像图的特征/征象
• 回声分布 • 回声形状 • 病灶边界 • 病灶内部回声 • 病灶后方回声 • 病灶位置不毗邻 • 病灶血流
回声分布均匀 回声分布不均匀
回声形状：点状、斑状、团状、带状、条状、环状等
形状规则 边界清晰
形状不规则 边界不清晰
病灶物理性质的判定
实质性(solid)：病灶内部有回声 囊性(cystic)： 暗区内无任何回声 混合型(complex)：有回声成分不无回声区幵存
回 声强度
1. 无回声（anechoic/echolucent）－液体 2. 等回声(isoechoic)－肝实质 3. 弱回声(hypoechoic)－肾实质 4. 强回声(hyperechoic/echogenic)－骨、钙化、
结石、气体
-echoic • Hyper• Iso- 肝脏 • Hypo• An- 液体
多次反射伪像（混响）
• 遇到反射较强的平整大界面时， 声波在探头不反射界面之间来 回传播，声像图上表现为一系 列等距离回波 振铃伪像，主要见于胃肠、 肺
腹部超声
妇产科超声
浅表器官和血管超声
喜水 怕气
喜软 怕硬
超声梱查学“两个点”、“六个字”
• 两方点：“手、心” • 六个字：有无、性质、关系
ALARA原则 As low as reasonable achievable
• 机械效应 • 热效应 （低、长辐照） • 空化效应（高、短辐照）