眼科超声诊断基础

超声换能器的作用机制
❖超声探头--换能器
声源
目标
❖发射：电讯号→换能器→超声波
接收：反射波→换能器→电信号
第一部分 超声成像原理
二、超声波的产生
超声波的近场区( L )： r 为探头半径 L = r2 / λ 近场区为超声盲区
频率高，波长短，呈直线传播
θ
D
近场
远场
D声源直径 θ扩散角
第一部分 超声成像原理
血流指数 眼球病变：视网膜脱离、玻璃体后脱离的鉴别
第一部分 超声成像原理
四、眼用超声诊断仪的种类
4. 超 声 生 物 显 微 镜 UBM （ ultrasound biomicroscopy ） 使用50 -100 Hz超声，探测眼前段 可良好显示角膜、前房和前房角、虹膜和睫 状体、后房、晶状体周边部情况
的距离 mm 声速(C): 声波在介质中每秒传播的距离，
m/s
Ｃ=f ×λ
λ
人体软组织声速平均为1540m/s
C（m/s）
第一部分 超声成像原理 一、超声物理
2．声和超声 人耳能听到声音频率：
20 ~ 20000 Hz — 声音 超声：频率大于 20000 Hz 次声：频率低于 20 Hz
第一部分 超声成像原理 一、超声物理
次声 穿透力强：能穿透空气、海水、土壤，
也能穿透飞机机体、舰艇壳件、坦克车 体，以及坚固的钢筋混凝土构体
第一部分 超声成像原理 一、超声物理
次声波对人体有害：引起烦躁、耳鸣、头痛、 失眠、恶心、视觉模糊、呼吸困难、肝胃功能 失调紊乱；严重四肢麻木、胸部压迫感
如与人的Βιβλιοθήκη Baidu腔、胸和颅腔的固有振动频率一致 时，就会与内脏、大脑等产生共振，甚至危及 性命
超声频率愈高、分辨力愈强、穿透力愈低
眼科超声一般用 7.5 ~ 10 MHz 超声生物显微镜使用 50 ~ 100 MHz
⒋ 超声波的分辨力与穿透力
❖ 频率高，分辨好，穿透差 ❖ 频率低，分辨低，穿透强 ❖ 对应的临床应用：
检测浅表器官，采用高频探头 检测深部脏器，采用低频探头
第一部分 超声成像原理 四、眼用超声诊断仪的种类
第一部分 超声成像原理
三、声的反射与超声成像
3. 衰 减 声波在介质中传播，振幅随传播距 离的增大而减小，这种现象称为声波的衰减 衰减的原因如下： （1）界面反射 ( 2 ) 介质对声波的吸收 （3）散射衰减 （4）声速扩散
第一部分 超声成像原理
三、声的反射与超声成像
4. 超声波的频率、穿透能力、分辨率
眼部超声成像诊断基础
郑州大学 第一附属医院 朱豫
第一部分 超声成像原理
一、超声物理
1．声 波 机械振动：物体在一定的位置作往复运
动叫做机械振动 机械振动在弹性介质中传播称机械波 声波属于机械波
第一部分 超声成像原理 一、超声物理
声波三个基本物理量，即频率，波长和声速 频率（Frequency）每秒钟内振动的次数，以 f 表示，
超声波的特点： 方向性好，几乎沿直线传播 穿透能力强：可切割、凿孔硬质材料 清洗和消毒器械 超声诊断
超声波诊断疾病的特点和优点
USG特点： 对软组织的分辨能力强 信息的显示有多种方法
USG优点： 无损伤、无痛苦、无辐射 实时、快捷、准确、方便
第一部分 超声成像原理 一、超声物理
次声特性 地震、火山爆发、龙卷风、海啸可引发
第一部分 超声成像原理
四、眼用超声诊断仪的种类
3．彩超（Doppler） 可显示血管位置，血流流向、速度、阻力 眼部可测血管为
颈动脉 眼动脉 睫状后动脉 视网膜中央动脉
第一部分 超声成像原理
四、眼用超声诊断仪的种类
3．彩超（Doppler）：用于显示 血管畸形：颈动脉海绵窦瘘、动静脉畸形 缺血性病变：颈动脉炎、眼球和视神经缺血 眼眶肿物：有无血流信号，血流信号丰富程度、
3. 声波在介质中传播的速度 （米/ 秒）
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介质 声速
介质
声速
空气 333
角膜
1500
水
1500
晶状体
1641
钢
6000
房水玻璃体 1532
视网膜
1538
眼肌 1631
脉络膜
1527
眶脂肪 1582
巩膜
1630
颅骨 3360
视神经
1615
大界 面
折射波
超声波的入射、反射和折射示意图
第一部分 超声成像原理
三、声的反射与超声成像
2．衍射（绕射）和散射 声波通过一个大小与其波长相近的障碍物时， 将产生衍射（绕射）
绕射使超声波到达沿直线传播不能到达的区域 绕射使较小的物体不能被超声发现
2. 衍射（绕射）和散射
超声遇界面远小于波长的微小粒子，超 声波将产生散射，人体内的散射源为红 细胞和脏器内的细微结构。
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第一部分 超声成像原理
二、超声波的产生
高频率超声: 人工压电 陶瓷片（酞酸铅、铋）产生
换能器（transducer）： 将电脉冲转换成声脉冲 将声脉冲转换成电脉冲
超声探头：可发射超声波， 也可检测反射回来的声波
单位为赫（Hz） 声速（Speed of sound）：声波在传播介质中的传播速
度，用 c 表示 波长（Wavelength）完成一次周期振动的时间内所传
播的距离，以λ表示 传播超声波的媒介物质叫做介质---眼部组织
第一部分 超声成像原理 一、超声物理
频率( f): 声波每秒振动次数，Hz 波长(λ): 声波在一个振动周期内所通过
1. A型超声（A-mode） 点声速向前传播：遇到一个界
面发生一次反射 回声按返回时间依次以波峰的
形式排列在基线上 – 测距 波峰的高度表示回声的强度 用于眼部生物测量，准确度可
达 0.01 mm
第一部分 超声成像原理
四、眼用超声诊断仪的种类
2．B型超声（B-mode） 机械扇扫 线阵电子开关扫描- 点超声声速机械摆动– 光刀作用 扇扫后部放大失真，但其探头小，眼科使 用方便灵活，分辨力也优于线阵探头 眼科A / B 超诊断仪广泛应用
三、声的反射与超声成像
1．反射与回声 反射：声波入射到两个介质的分界面上
物质大小远远大于波长 两物质声阻差异大于0.1%，产生反射 反射是超声成像的基础，反射==回声 超声在同一均匀物体中传播将不产生反射，即 没有回声（Echo）-- 玻璃体
第一部分 超声成像原理
三、声的反射与超声成像
入射波
反射波
第一部分 超声成像原理
四、眼用超声诊断仪的种类
2．B型超声（B-mode） 超声二维图像任意切面 了解病变所在的位置，
必须适当的进行标注. 目前眼科超声均可显示
至少8个方位
肝脏B超
心脏B超
第一部分 超声成像原理
四、眼用超声诊断仪的种类
3．超声多普勒彩色显示（Doppler） 探头发射固定频率的超声，当探头和反射体之 间有相对运动时，回声频率发生改变，称频移 频移大小和运动速度成正比 -- 测血流速度 向探头运动频率增加（用红色表示） 背探头运动频率减低（兰色表示）