彩超技術(shù)概述諧波成像實(shí)用教案

1、彩色彩色(cis)多普勒超聲診斷儀成像技術(shù)多普勒超聲診斷儀成像技術(shù)二維灰階成像二維灰階成像頻譜多普勒系統(tǒng)（頻譜多普勒系統(tǒng)（PW、CW）彩色多普勒血流成像（彩色多普勒血流成像（CDFI、CDE、CCD、TDI）諧波成像（自然組織諧波成像（自然組織(zzh)諧波、造影劑諧波）諧波、造影劑諧波）三維成像功能單元三維成像功能單元第1頁(yè)/共16頁(yè)第一頁(yè)，共17頁(yè)。諧波諧波(xi b)根據(jù)法國(guó)數(shù)學(xué)家傅立葉(MFourier)分析(fnx)原理證明：任何重復(fù)的波形都可以分解為含有基波頻率和一系列為基波倍數(shù)的諧波的正弦波分量。諧波是正弦波，每個(gè)諧波都具有不同的頻率，幅度和相角。諧波頻率是基波頻率的整倍數(shù)。第2

2、頁(yè)/共16頁(yè)第二頁(yè)，共17頁(yè)。二次諧波二次諧波(xi b)成像成像(second harmonic imaging,SHI) 超聲波在生物組織及人體臟器內(nèi)傳播時(shí)，不僅有從探頭發(fā)射的基礎(chǔ)頻率的超聲波（基波）傳播，并且(bngqi)有此基波頻率的諧波傳播，當(dāng)諧波頻率為基波頻率的2倍時(shí)，稱為2次諧波，諧波頻率越高其能量下降越迅速。 超聲成像時(shí)，只檢測(cè)二次諧波作為成像信息，其它頻率信息被濾去或不接收，這種成像方式稱為二次諧波成像。第3頁(yè)/共16頁(yè)第三頁(yè)，共17頁(yè)。 諧波產(chǎn)生諧波產(chǎn)生(chnshng)的物理基礎(chǔ)的物理基礎(chǔ)隨著非線性學(xué)論理的發(fā)展，對(duì)超聲波在人體組織(zzh)傳播的研究表明：超聲波與人體組織

3、(zzh)（介質(zhì)）作用，其傳播、反射（和散射）時(shí)都具有非線性效應(yīng)。這種非線性效應(yīng)使發(fā)射的基波頻率f0會(huì)出現(xiàn)nf0頻率的諧波(n=1, 2, 3)。 第4頁(yè)/共16頁(yè)第四頁(yè)，共17頁(yè)。傳播時(shí):發(fā)射超聲波的中心頻率為f0，其能量比較高，在彈性介質(zhì)中非線性傳播時(shí)，不僅含有f0的基波，而且有2 f0的諧波。反射時(shí):在超聲造影成像時(shí)聲波沖擊造影劑微泡，微泡可能在2倍或更高倍數(shù)的聲波頻率上振動(dòng)，作為新的聲源而發(fā)射2f0的諧波反回到探頭。接收(jishu)造影劑的這種二次諧波就能很好地顯示造影劑回聲信號(hào)。這種非線性現(xiàn)象主要表現(xiàn)有三個(gè)方面：第5頁(yè)/共16頁(yè)第五頁(yè)，共17頁(yè)。 1) .聲波速度(sd)的非線性改

4、變諧波的產(chǎn)生 介質(zhì)(jizh)的壓縮與疏松脈沖(michng)波傳播過程中產(chǎn)生諧波示意圖第6頁(yè)/共16頁(yè)第六頁(yè)，共17頁(yè)。2) .2) .諧波能量的非線性改變： 超波在彈性介質(zhì)中傳播時(shí)，不僅產(chǎn)生諧波頻率，而且諧波頻率能量隨傳播距離而呈非線性改變。在近場(chǎng)表淺處，超聲波僅由基波頻率組成。但傳播后，能量會(huì)在二次諧波頻率處產(chǎn)生。 其基波強(qiáng)度隨傳播距離而減少，但諧波強(qiáng)度呈非線性改變。在表淺處諧波能量較低，采用諧波成像，可克服來原于腹壁和接近(jijn)(jijn)腹壁的反射和散射的基波偽象，而傳播數(shù)厘米后，諧波能量明顯增加，產(chǎn)生具有一定強(qiáng)度的諧波頻率。 諧波能量(nngling)變化示意圖第7頁(yè)/共16

5、頁(yè)第七頁(yè)，共17頁(yè)。 3).基波能量與諧波能量的非線性改變 諧波頻率(pnl)能量的高低與基波頻率(pnl)能量有關(guān)，弱的基波頻率(pnl)幾乎不產(chǎn)生諧波頻率(pnl)能量，而強(qiáng)的基波產(chǎn)生較大的諧波能量。 這種非線性改變對(duì)于基波能量弱的旁瓣產(chǎn)生的諧波，則極少會(huì)使諧波成像產(chǎn)生旁瓣偽像影響?；?波 能 量 ( n n g l i n g ) 與 諧 波 能 量(nngling)關(guān)系示意圖第8頁(yè)/共16頁(yè)第八頁(yè)，共17頁(yè)。二次諧波(xi b)的接收 二次諧波(xi b)接收是提取2f0的諧波(xi b)回聲信號(hào)，包括自然組織與造影劑的諧波(xi b)信號(hào)。諧波(xi b)信號(hào)的接收示意圖第9頁(yè)/共1

6、6頁(yè)第九頁(yè)，共17頁(yè)。提取(tq)純凈諧波 銳利濾波 反向(fn xin)脈沖 編碼諧波第10頁(yè)/共16頁(yè)第十頁(yè)，共17頁(yè)。諧波成像可以明顯改變超聲圖像質(zhì)量 1)減少(jinsho)近場(chǎng)偽像干擾 表層腹壁或接近腹壁的反射和散射會(huì)產(chǎn)生超聲偽像，但這些偽像基波能量強(qiáng)，而諧波能量極少，當(dāng)采用諧波成像時(shí)，則近場(chǎng)的偽像將大部分被消除。 基波聲束旁瓣會(huì)產(chǎn)生明顯的旁瓣偽像，而二次諧波聲束旁瓣能量與中心聲束能量相比呈反比例降低，即使二次諧波信號(hào)強(qiáng)度放大與基波的信號(hào)強(qiáng)度相當(dāng)時(shí)，二次諧波的旁瓣仍比基波旁瓣低很多。在二次諧波成像時(shí)，就能明顯地消除聲束旁瓣偽像并使主瓣變細(xì)。 基波(j b)二次諧波聲束輪廓示意圖第11

7、頁(yè)/共16頁(yè)第十一頁(yè)，共17頁(yè)。2)2)消除近場(chǎng)混響聲束在表淺組織內(nèi)表層與肋骨之間產(chǎn)生混響, , 對(duì)圖像顯示常出現(xiàn)模糊霧狀改變。因此時(shí)尚未形成明顯的諧波能量，這些混響是由基波頻率的能量形成，當(dāng)聲束穿過表淺層進(jìn)入組織后，諧波信號(hào)能量明顯。在接收時(shí)，消除基波后，二次諧波成像使紊亂和模糊影像被消除，得到了更為(n wi)(n wi)清晰的圖像。自然組織諧波成像不需要注入造影劑，而需要高靈敏度的接收系統(tǒng)。包括探頭的靈敏度和大的動(dòng)態(tài)范圍及信號(hào)處理技術(shù)（提高信/ /噪比及接收微弱諧波信號(hào)的能力）。第12頁(yè)/共16頁(yè)第十二頁(yè)，共17頁(yè)。超聲造影劑（utrasound contrast agent，UCA）諧

8、波(xi b)成像包括： 1)聲速非線性而產(chǎn)生的諧波(xi b)成分，它是聲波在組織中傳播而產(chǎn)生的； 2)基波與諧波(xi b)沖擊UCA微氣泡產(chǎn)生反射與散射的增強(qiáng)信號(hào)，即UCA微泡的反射非線性又產(chǎn)生入射信號(hào)的基波和諧波(xi b)，但接收時(shí)，只接取2f0的諧波(xi b)信號(hào)，但它是二種效果的綜合。即： 頻率為2f0的入射諧波(xi b)和微氣泡對(duì)此反射的二次諧波(xi b)。頻率為f0 的入射基波和微氣泡界面對(duì)比的非線性反射產(chǎn)生的2f0的諧波(xi b)。對(duì)于自然組織諧波(xi b)成像，它包括：聲速非線性而產(chǎn)生的諧波(xi b)即2f0； 基波與非線性界面反射而產(chǎn)生頻率為2f0的諧波(x

9、i b)信號(hào)。兩種諧波(xi b)信號(hào)在諧波(xi b)成像系統(tǒng)中被接收處理及顯示。第13頁(yè)/共16頁(yè)第十三頁(yè)，共17頁(yè)。諧波成像的應(yīng)用選擇諧波成像主要視被檢測(cè)(jin c)目標(biāo)的回波信號(hào)的信噪比比較被測(cè)目標(biāo)回聲信號(hào)的基波與諧波的信噪比，諧波的信噪比大于基波的信噪聲比，采用諧波成像會(huì)使圖像更為清晰。主要臨床應(yīng)用為： 增強(qiáng)心肌和心內(nèi)膜顯示增強(qiáng)心肌和心內(nèi)膜顯示增強(qiáng)細(xì)微病變分辨力，了解心內(nèi)血流狀態(tài)增強(qiáng)細(xì)微病變分辨力，了解心內(nèi)血流狀態(tài)清晰清晰(qngx)顯示血栓輪廓及腹腔深部血管病變邊界顯示血栓輪廓及腹腔深部血管病變邊界增強(qiáng)心腔內(nèi)造影劑回聲增強(qiáng)心腔內(nèi)造影劑回聲清晰清晰(qngx)顯示腹部占位病變顯示腹部占位病變清晰清晰(qngx)顯示腹部含液臟器病變及囊性病變內(nèi)的回聲顯示腹部含液臟器病變及囊性病變內(nèi)的回聲第14頁(yè)/共16頁(yè)第十四頁(yè)，共17頁(yè)。謝謝(xi xie)！第15頁(yè)/共16頁(yè)第十五頁(yè)，共17頁(yè)。感謝您的觀看(gunkn)！第16頁(yè)/共16頁(yè)第十六頁(yè)，共17頁(yè)。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)彩色多普勒超聲診斷儀成像技術(shù)。彩色多普勒血流成像（CDFI、CDE、CCD、TDI