超聲診斷物理特性以及超聲偽像

1、關于超聲診斷物理特性及超聲偽像第一張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 緒論超聲醫(yī)學：以處理超聲波在人體內所產生的各種回聲信息為基礎，并以不同的可視模式顯示人體臟器、組織結構及血流，用以評價臟器的位置、解剖結構、血流動力學和功能變化，還可以輔助完成多種介入性治療。第二張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月超 聲 醫(yī) 學 Ultrasonic medicine超 聲 治 療 Ultrasonic therapy超 聲 診 斷Ultrasonic diagnosis第三張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲診斷學的主要內容1.解剖學檢查 2.血流動力學檢查3.功能性檢查4.

2、介入性超聲第四張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲檢查特點1.無放射性損傷，可視為無創(chuàng)檢查2.準確性，超聲解剖與人體解剖結構一致3.實時動態(tài)顯示4.便捷、所占空間小，可移動5.經濟性，費用較低6.及時報告結果，短時間內可重復檢查7.與受檢者面對面，可及時了解病人信息8.高度的操作者及儀器依賴性第五張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月發(fā)展史1950s A型 (A-mode) 回聲圖 (echogram)1960s M型 (M-mode) M型超聲心動圖 (M-mode echocardiograph)1970s B型 (B-mode) 聲像圖 (sonograph , ultra

3、sonograph)1980s 雙功( duplex) 聲像圖 + 多普勒頻譜 (sonograph + Doppler spectrum) 1990s 三功(triplex) 聲像圖+多普勒頻譜+彩色多普勒血流顯示 (sonograph + Doppler spectrum+ colour Doppler flow image CDFI)1990s 三維 立體聲像圖 (3 diamentions)第六張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月新技術1.超聲造影2.介入超聲3.組織多普勒技術4.彈性成像技術5.血管內超聲6.超聲組織諧波成像7.其他，應變與應變率、斑點追蹤等第七張，PPT共四十

4、五頁，創(chuàng)作于2022年6月第二章 超聲診斷的基礎及原理超聲的物理特性超聲是機械波，具有波長（）、頻率（f）和傳播速度（） f第八張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲的傳播超聲的定義：超聲為一種高頻振動的機械波，其頻率超過人耳能聽到的聲波頻率的上限。人耳可以聽到的聲波頻率：2020000Hz （20KHz）超聲的頻率：20000Hz（20KHz）常用的診斷用超聲頻率：2.210MHz第九張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲的速度（c）在不同的組織中的傳播速度超聲在同一介質中，其聲速是恒定的，在不同的介質中其聲速也會發(fā)生改變。一般說，固體物含量多，聲速高；含水多，聲速低；含氣臟

5、器中的氣體，聲速最低。根據超聲的傳播速度，把人體組織分為三類： 1，軟組織 2，骨與軟骨 3，含氣臟器第十張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲的波長（ ）=c/f在同一介質中，聲速恒定，頻率與波長的關系成反比第十一張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波的發(fā)射與接收聲波的發(fā)射：將電脈沖轉換成機械振動，也即將電能轉換成聲能逆壓電效應聲波的接收：將機械振動（聲能）轉換成電脈沖（電能）正壓電效應聲波的接收聲波的發(fā)射換能器（其主要材料為壓電晶體）第十二張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月各種探頭（換能器）3.5MHz凸陣探頭7.5MHz線陣探頭3.5MHz扇形探頭穿刺探頭腔內探

6、頭術中探頭第十三張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月聲場聲場：探頭發(fā)射的超聲所能達到的最大深度及其 周圍的空間范圍近場：靠近探頭的部分，聲束比較平行遠場：遠離探頭的部分，聲束開始擴散聲束：超聲所經過的空間束寬：聲束橫斷面的直徑聲軸：代表聲束主方向的中心軸線近場遠場聲軸第十四張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月分辨力 超聲診斷中重要技術指標。分為基本分辨力及圖像分辨力?；痉直媪Γ簡我宦暿€上所測出的分辨兩個細小目標的能力。分類： 軸向分辨力 axial resolution 側向分辨力 lateral resolution 橫向分辨力 transverse resolution（國

7、內誤稱厚度分辨力）第十五張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月軸向分辨力 ：沿聲速軸線方向的分辨力。側向分辨力： 與聲束軸線垂直的平面上， 在探頭長軸方向的分辨力。橫向分辨力： 與聲束軸線垂直的平面上， 在探頭短軸方向的分辨力。側向分辨力橫向分辨力（厚度）軸向分辨力第十六張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月人體組織的聲學參數密度聲速聲特性阻抗（Z） 密度與聲速的乘積 Z c （ ：密度 c :聲速 ）界面 不同聲阻抗組織之間形成的接觸面 大界面：波長小界面：波長第十七張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月指向性：當聲源直徑大于在人體中傳播的波長時，此時聲束具有指向性可以用聲源直徑

8、（D）與波長（ ）比值衡量 D/ 10,指向性差； D/ 20，指向性好第十八張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月人體組織對入射超聲的作用人體組織對入射超聲可產生多種物理現象，表現為聲像圖的各種特征第十九張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 超 聲 散 射 scattering 反 射reflection 折 射refraction 衍 射difration全反射total reflection 衰 減attenuation 會 聚convergence人體組織對入射超聲的作用 H人 U M A N體 B O D Y U L T R A S O U N D 發(fā) 散 divergen

9、ce多普勒效應 Doppler effect第二十張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月1、散射： 遇到小界面時（散射體），散射使入射超聲的能量向各個空間方向分散輻射，故散射無方向性提示了臟器內部細小結構的回聲信息，是超聲成像研究內部結構的重要依據第二十一張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月2、反射： 入射聲束遇到大界面產生反射現象。大界面反射遵守斯涅爾（Snell）定律：1.入射和反射回聲在同一平面上；2.入射聲束與反射聲束在法線的兩側；3，入射角與反射角相等 反射的能量大小取決于界面兩側介質的聲特性阻抗差。相差越大，反射率越大，當大到一定程度可造成超聲能量的全部反射，不再達到深部

10、組織；相反，如果差值較小，反射則較少，大部分超聲能量透射到深部組織，反射能量較低時可造成圖像上不能顯示第二十二張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月3、折射： 入射聲束遇到大界面其兩側介質的傳播速度不同，聲束在經過這些組織間的大界面時，產生聲束前進方向的改變。折射角與入射角的正弦比值與界面兩側的聲速比值相等 sina/sinb=c1/c2第二十三張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月4、全反射：如第二介質中的聲速大于第一介質，則折射角大于入射角。入射角增大至某一角度時，可使折射角等于90，即折射聲束與界面平行。此時的入射角名：臨界角。入射角大于臨界角時，折射聲束完全返回至第一介質，稱為

11、全反射。第二十四張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月5、衰減（衰減為反射、散射及吸收的總和） 衰減與選用的頻率及傳播的深度成正比第二十五張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月6、多普勒效應（DOPPLER）超聲在探測移動目標時，其回聲頻率發(fā)生變化利用多普勒效應可檢測血管內有無血流，及血流方向和血流速度正頻移負頻移第二十六張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月常見的超聲效應與圖像偽差混響效應 聲束掃查體內平滑大界面時，部分聲能量返回探頭表面之后，又與探頭的平滑面再次反射，又第二次進入體內，形成多次反射?；祉懶嘁姲螂浊氨诩澳懩业?，大囊腫前壁。第二十七張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2

12、022年6月混響偽像。（a）圖示超聲波在兩個強反射界面之間重復反射。（b）顯示器顯示多發(fā)等距信號向深場延伸。（c）新生兒可觸性腫物超聲橫斷成像顯示混響偽像（箭）。（d）膽囊超聲長軸成像顯示由羅-阿氏竇內膽固醇結晶引起的彗星尾偽像（箭頭）。這一發(fā)現診斷為膽囊腺肌癥。也可見膽囊結石聲影。 (Myra K. Feldman, MD Sanjeev Katyal, MD Margaret S. Blackwood, MS, RadioGraphics 2009; 29:11791189)第二十八張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月振鈴效應 聲束在傳播途徑中，遇到一層甚薄的液體層，且液體下方有極強

13、的反射界面為條件，通常在胃腸道及肺部。第二十九張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月振鈴偽像。（a）圖示主聲束遇見環(huán)形氣泡伴中心包繞液體。（b）袋狀液體形成的共振引起持續(xù)的聲源，并傳回探頭。（c）顯示器顯示高回聲反射體伴后方線狀回聲。（d）左側臥位膽囊超聲成像顯示十二指腸內的氣體和液體引起振鈴偽像（箭頭）。第三十張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月鏡像效應 聲束遇到深部的平滑鏡面時，鏡面把聲波反射到與之接近的界面，靶標的反射回聲沿原路再次反射回探頭，從而在鏡面兩側距離相等顯示形態(tài)相似的聲像圖。第三十一張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月鏡面?zhèn)蜗?。（a）在此圖中，灰箭頭代表預期的

14、超聲束路徑。這些回波顯示正確。黑箭頭顯示原發(fā)超聲束的另一路徑。在此路徑原發(fā)超聲束首先遇見深方反射界面。（b）深方反射界面的回波延遲返回探頭，在顯示器上錯位。（c）在右肝水平超聲長軸成像顯示肝右葉高回聲病變（光標）和復制的高回聲病變（箭頭）與膈肌等距，位于本應是肺實質的位置。第三十二張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月側壁失落效應 大界面回聲具明顯的角度依賴現象。入射角較大時，回聲轉向他側不復回探頭，則產生回聲失落現象。囊腫或腫瘤其外周包以光滑的纖維包膜，超聲可顯示其前后壁，但側壁不能顯示。第三十三張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月發(fā)生于圓形病灶周圍有纖維包膜（聲速較軟組織高）情況

15、下，當入射角大于臨界角時產生全反射現象，從而導致界面下方第二介質內的失照射，即在圓形病灶的兩側側后方顯示為直線形或銳角三角形的清晰聲影。側后折射聲影第三十四張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十五張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月后壁增強效應 聲束在傳播過程中必然隨深度的增加而不斷增加其衰減，為使聲像圖顯示深淺均勻，儀器上加入深度增益補償（DGC）調節(jié)系統(tǒng)。后壁增強效應是指在常規(guī)調節(jié)的DGC系統(tǒng)下所發(fā)生的圖像顯示效應。第三十六張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月后方回聲增強。（a）圖示超聲束遇見局灶性低衰減物質。這一物質遠端的回聲強度比同一深度成像斷面高。（b）肝橫斷超

16、聲成像顯示無回聲和低衰減的肝囊腫。囊腫深方的肝實質由于后方回聲增強偽像錯誤的顯示為強度增加（箭頭）。第三十七張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月聲影 指在常規(guī)DGC正補償調節(jié)后，在組織內病灶后方所演示的回聲低弱后接近無回聲平直條狀區(qū)。聲影系聲路中具較強衰減體。 高反射體（如氣體）或高吸收系數物體（如骨骼、結石、疤痕）下方具有聲影。第三十八張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月聲影。（a）圖示超聲束遇見高衰減的物質。這一物質遠端的回聲強度比同一深度回聲顯著降低。（b）膽囊長軸超聲成像顯示強回聲膽囊結石后方聲影（箭頭）。第三十九張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第1旁瓣成像重疊效應。旁瓣圖重疊在主瓣圖上，形成虛線或虛圖。旁瓣效應第四十張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月旁瓣偽像。（a）圖示多發(fā)離軸旁瓣聲能遇見一個物體（黑圓）。（b）顯示器假定從離軸物體返回的回波從主聲束發(fā)出，錯位并復制結構。第四十一張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月病灶尺寸小于聲束寬度，或者雖然大于束寬，但部分處聲束內時，則病灶回聲與周圍組織的回聲重疊，產生部分容積效應。部分容積效應第四十二張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年