超聲診斷理論基礎(chǔ)課件

超聲診斷理論基礎(chǔ)

UltrasoundDiagnosis超聲診斷理論基礎(chǔ)

UltrasoundDiagnosis1聲波(acousticwave)10-310010310610910121015頻率（Hz）10-810-610-410-2100102104106108次聲波可聽波超聲波超聲診斷頻率范圍10-4~1014聲波(acousticwave)10-310012超聲的概念振動(dòng)頻率>20,000Hz的聲波——超聲波醫(yī)用頻率2.5—13MHz

超聲的概念振動(dòng)頻率>20,000Hz的聲波——超聲波3超聲成像

ultrasonograghy,USG

定義：

利用超聲波的物理特性和人體組織器官的聲學(xué)特性相互作用而產(chǎn)生的信息，經(jīng)處理后形成圖形和曲線，借此進(jìn)行疾病診斷的一種物理檢查方法。超聲成像

ultrasonograghy,USG定義：4超聲波的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)USG特點(diǎn)：對(duì)軟組織的分辨能力強(qiáng)信息的顯示有多種方法USG優(yōu)點(diǎn)：

無損傷、無痛苦、無輻射實(shí)時(shí)、快捷、準(zhǔn)確、方便超聲波的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)USG特點(diǎn)：5超聲發(fā)展概況40年代探索階段50年代A型、M型超聲儀70年代灰階實(shí)時(shí)超聲（B型）雙功能超聲儀（B型+頻譜）80年代彩色多普勒超聲儀（B型+彩色+頻譜）90年代新技術(shù)（超聲造影、諧波成像、超高頻探頭、三維超聲等）超聲發(fā)展概況40年代探索階段6超聲的三個(gè)基本物理參數(shù)頻率(f):聲波每秒振動(dòng)次數(shù)，Hz。波長(zhǎng)(λ):聲波在一個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)所通過的距離，mm聲速(C):聲波在介質(zhì)中每秒傳播的距離，m/sＣ=f×λλC（m/s）人體軟組織聲速平均為1540m/s超聲的三個(gè)基本物理參數(shù)頻率(f):聲波每秒振動(dòng)次數(shù)，Hz7三個(gè)基本物理量之間的關(guān)系?相同介質(zhì)中，波長(zhǎng)與頻率成反比相同介質(zhì)中，聲速c基本相同，因此根據(jù)c=λ·f可知波長(zhǎng)λ與頻率f成反比。頻率（MHz）12.5357.510波長(zhǎng)（mm）1.50.60.50.30.20.15λ=1.5mm/f

三個(gè)基本物理量之間的關(guān)系?相同介質(zhì)中，波長(zhǎng)與頻率成反比8三個(gè)基本物理量之間的關(guān)系?不同頻率的聲波在相同組織中傳播，聲速基本相同三個(gè)基本物理量之間的關(guān)系?不同頻率的聲波在相同組織中傳播，9超聲的物理特性⒈指向性⒉反射、折射、散射和繞射⒊吸收與衰減⒋分辨力與穿透力⒌多普勒效應(yīng)超聲的物理特性⒈指向性10

近場(chǎng)遠(yuǎn)場(chǎng)DθD聲源直徑θ擴(kuò)散角頻率高，波長(zhǎng)短，呈直線傳播定位探查1.超聲波的指向性近場(chǎng)遠(yuǎn)場(chǎng)DθD聲源直徑θ擴(kuò)散角頻率高，波長(zhǎng)短，11超聲波的傳播超聲波在彈性介質(zhì)中傳播時(shí)與其它波動(dòng)（如光波）類似，也有波的疊加、干涉、反射、透射、折射、散射、衍射以及吸收衰減等特性。以下我們主要介紹在臨床診斷中常用的幾種傳播特性超聲波的傳播超聲波在彈性介質(zhì)中傳播時(shí)與其它波122-1.超聲波的反射和折射反射1.聲阻抗(z)=介質(zhì)密度(ρ)×聲速(c)△Z＞0.1%即可產(chǎn)生反射2.聲阻抗差大，反射強(qiáng)折射兩種介質(zhì)內(nèi)聲速不同可產(chǎn)生折射現(xiàn)象結(jié)果：導(dǎo)致入射聲束的偏轉(zhuǎn)2-1.超聲波的反射和折射反射13超聲波的入射、反射和折射示意圖大界面

折射波

入射波

反射波

超聲波的入射、反射和折射示意圖大界面折射波入射波反射波142-2.超聲波的散射遇界面遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)的微小粒子，超聲波將產(chǎn)生散射，人體內(nèi)的散射源為紅細(xì)胞和臟器內(nèi)的細(xì)微結(jié)構(gòu)。2-2.超聲波的散射遇界面遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)的微小粒子，超聲152-3.超聲波的繞射

目標(biāo)大小約為1～2λ或稍小，超聲波將繞過該靶目標(biāo)繼續(xù)前進(jìn)，很少發(fā)生反射。2-3.超聲波的繞射目標(biāo)大小約為1～16⒊超聲波的吸收與衰減聲衰減定義：是指聲能隨著傳播距離而減弱的現(xiàn)象衰減量=頻率×深度頻率高，衰減重原因：吸收損耗、聲束擴(kuò)散、反射和折射⒊超聲波的吸收與衰減聲衰減定義：17⒋超聲波的分辨力與穿透力頻率高，分辨好，穿透差頻率低，分辨低，穿透強(qiáng)對(duì)應(yīng)的臨床應(yīng)用：檢測(cè)淺表器官，采用高頻探頭檢測(cè)深部臟器，采用低頻探頭⒋超聲波的分辨力與穿透力頻率高，分辨好，穿透差18⒌多普勒效應(yīng)聲源與接收體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起聲波頻率發(fā)生改變的現(xiàn)象，頻率的變化稱為頻移fdfd=f`-f0=Vcosθf0/c

f0為入射超聲頻率

f`為回聲頻率V為物體的運(yùn)動(dòng)速度

C為聲速cosθ為運(yùn)動(dòng)方向與聲束方向間的夾角

⒌多普勒效應(yīng)聲源與接收體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起聲波頻率19多普勒效應(yīng)示意圖聲源目標(biāo)多普勒效應(yīng)示意圖聲源目標(biāo)20

多普勒效應(yīng)示例多普勒效應(yīng)示例21血流信息獲取

V=血流速度C=聲速

cosθ=血流與探頭間夾角血管VC探頭θfd=f`-f0=Vcosθf0/c血流信息獲取

V=血流速度血管VC探頭θfd=f`-22cosθ＜900，血流迎向探頭，fd為正值稱為正性頻移cosθ＞900，血流遠(yuǎn)離探頭，fd為負(fù)值稱為負(fù)性頻移夾角對(duì)fd值的影響cosθ＜900，血流迎向探頭，fd為正值夾角對(duì)fd值的影響23超聲波的產(chǎn)生聲源（acousticsource）：能發(fā)出聲音的物體稱為聲源，其產(chǎn)生的基礎(chǔ)是振動(dòng)。在超聲診斷中，探頭的晶片就是聲源，利用逆壓電效應(yīng)產(chǎn)生超聲波喇叭振動(dòng)圖像超聲波的產(chǎn)生聲源（acousticsource）：能發(fā)出聲24超聲波的發(fā)射與接收超聲診斷儀由探頭（換能器）和主機(jī)構(gòu)成超聲波的發(fā)射與接收均由換能器來完成發(fā)射：電訊號(hào)→換能器→超聲波(逆效應(yīng))接收：反射波→換能器→電信號(hào)(正效應(yīng))超聲波的發(fā)射與接收超聲診斷儀由探頭（換能器）和主機(jī)構(gòu)成25逆壓電效應(yīng)示意圖+++++++++++++++++

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++++++++++++++++++--+發(fā)射超聲逆壓電效應(yīng)示意圖+++++++++++26正壓電效應(yīng)示意圖+++++++++++++++++

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+++++++++++++++++正壓負(fù)壓接收超聲正壓電效應(yīng)示意圖+++++++++++27超聲成像的基本原理聲阻抗特性聲衰減特性多普勒效應(yīng)超聲成像的基本原理聲阻抗特性28人體組織的聲學(xué)特征無回聲（無反射型）—膽汁、尿液、血液低回聲（少反射型）—肝、脾強(qiáng)回聲（多反射型）—血管壁、結(jié)石極強(qiáng)回聲（全反射型）—肺、胃腸道人體組織的聲學(xué)特征無回聲（無反射型）—膽汁、尿液、血液29回聲類型肝膽汁膽囊壁回聲類型肝膽汁膽囊壁30超聲成像的檢查方法基本檢查方法：A型、M型、B型、D型超聲成像的檢查方法基本檢查方法：31Ａ型（超聲示波法）機(jī)理：以波幅變化反映回聲情況特點(diǎn)：一維波形圖，不直觀用途：鑒別液、實(shí)性包塊，測(cè)距目前臨床不再使用Ａ型（超聲示波法）機(jī)理：以波幅變化反映回聲情況32A型超聲示意圖距離振幅A型超聲實(shí)例A型超聲示意圖距離振幅A型超聲實(shí)例33Ｍ型（超聲掃描法）機(jī)理：以單聲束取樣，獲得活動(dòng)界面回聲，再以慢掃描方式展開特點(diǎn)：一維－時(shí)間運(yùn)動(dòng)曲線圖用途：分析心臟和大血管的運(yùn)動(dòng)幅度Ｍ型（超聲掃描法）機(jī)理：34M型曲線圖M型曲線圖35Ｂ型（超聲顯象法）機(jī)理：不同的光點(diǎn)反映回聲變化，用切面顯示正常組織與異常組織特點(diǎn)：二維斷面圖像，灰階/彩階實(shí)時(shí)顯示，直觀用途：及其廣泛

Ｂ型（超聲顯象法）機(jī)理：36肝臟B超心臟B超肝臟B超心臟B超37D型（超聲多普勒法）機(jī)理：利用Doppler原理對(duì)心血管內(nèi)血流進(jìn)行探測(cè)分析頻譜多普勒（PW+CW）以頻譜曲線顯示，檢測(cè)血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)

彩色多普勒血流顯像（CDFI）

彩色編碼實(shí)時(shí)顯示血流方向、速度及血流性質(zhì)D型（超聲多普勒法）機(jī)理：利用Doppler原理對(duì)心血管內(nèi)血38二尖瓣血流CDFI二尖瓣血流－PW二尖瓣血流CDFI二尖瓣血流－PW39超聲探頭與掃查方式常規(guī)探頭：扇型、線陣型、凸弧型專用探頭：腔內(nèi)探頭（食管、直腸、陰道）術(shù)中探頭穿刺探頭超聲探頭與掃查方式常規(guī)探頭：扇型、線陣型、凸弧型40探頭類型探頭類型41超聲掃查方式示意圖線陣型扇型凸弧型超聲掃查方式示意圖線陣型扇型凸弧型42凸弧型探頭掃查凸弧型B超切面凸弧型探頭掃查凸弧型B超切面43扇型探頭掃查扇型探頭B超切面扇型探頭掃查扇型探頭B超切面44線陣型探頭掃查線陣型B超切面線陣型探頭掃查線陣型B超切面45

圖像記錄和保存方式照片波拉一次成像熱敏打印記錄錄像磁光盤計(jì)算機(jī)工作站圖像記錄和保存方式照片46超聲檢查方法體位：仰臥位、側(cè)臥位、半臥位、站立位途徑：體表、腔內(nèi)、術(shù)中(探頭表面涂布耦合劑)超聲檢查方法體位：仰臥位、側(cè)臥位、半臥位、站立位47超聲檢查前準(zhǔn)備根據(jù)檢查部位的不同而不同⒈腹腔臟器：空腹⒉盆腔臟器：膀胱充盈⒊心臟：忌服影響心肌收縮力的藥物⒋表淺器官及外周血管：無須特殊準(zhǔn)備超聲檢查前準(zhǔn)備根據(jù)檢查部位的不同而不同48超聲成像的臨床應(yīng)用確定占位病變的物理性質(zhì)檢查臟器的形態(tài)、大小及結(jié)構(gòu)測(cè)定心功能檢測(cè)血流監(jiān)測(cè)胎兒生長(zhǎng)發(fā)育檢測(cè)積液隨訪、介入、術(shù)中US健康體檢、防癌普查等超聲成像的臨床應(yīng)用確定占位病變的物理性質(zhì)49超聲成像的局限性圖象易受氣體和皮下脂肪的干擾對(duì)骨骼、肺、腸道的檢查受到限制偽像干擾圖象顯示范圍較小超聲成像的局限性圖象易受氣體和皮下脂肪的干擾50謝謝！謝謝！51超聲診斷理論基礎(chǔ)

UltrasoundDiagnosis超聲診斷理論基礎(chǔ)

UltrasoundDiagnosis52聲波(acousticwave)10-310010310610910121015頻率（Hz）10-810-610-410-2100102104106108次聲波可聽波超聲波超聲診斷頻率范圍10-4~1014聲波(acousticwave)10-3100153超聲的概念振動(dòng)頻率>20,000Hz的聲波——超聲波醫(yī)用頻率2.5—13MHz

超聲的概念振動(dòng)頻率>20,000Hz的聲波——超聲波54超聲成像

ultrasonograghy,USG

定義：

利用超聲波的物理特性和人體組織器官的聲學(xué)特性相互作用而產(chǎn)生的信息，經(jīng)處理后形成圖形和曲線，借此進(jìn)行疾病診斷的一種物理檢查方法。超聲成像

ultrasonograghy,USG定義：55超聲波的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)USG特點(diǎn)：對(duì)軟組織的分辨能力強(qiáng)信息的顯示有多種方法USG優(yōu)點(diǎn)：

無損傷、無痛苦、無輻射實(shí)時(shí)、快捷、準(zhǔn)確、方便超聲波的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)USG特點(diǎn)：56超聲發(fā)展概況40年代探索階段50年代A型、M型超聲儀70年代灰階實(shí)時(shí)超聲（B型）雙功能超聲儀（B型+頻譜）80年代彩色多普勒超聲儀（B型+彩色+頻譜）90年代新技術(shù)（超聲造影、諧波成像、超高頻探頭、三維超聲等）超聲發(fā)展概況40年代探索階段57超聲的三個(gè)基本物理參數(shù)頻率(f):聲波每秒振動(dòng)次數(shù)，Hz。波長(zhǎng)(λ):聲波在一個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)所通過的距離，mm聲速(C):聲波在介質(zhì)中每秒傳播的距離，m/sＣ=f×λλC（m/s）人體軟組織聲速平均為1540m/s超聲的三個(gè)基本物理參數(shù)頻率(f):聲波每秒振動(dòng)次數(shù)，Hz58三個(gè)基本物理量之間的關(guān)系?相同介質(zhì)中，波長(zhǎng)與頻率成反比相同介質(zhì)中，聲速c基本相同，因此根據(jù)c=λ·f可知波長(zhǎng)λ與頻率f成反比。頻率（MHz）12.5357.510波長(zhǎng)（mm）1.50.60.50.30.20.15λ=1.5mm/f

三個(gè)基本物理量之間的關(guān)系?相同介質(zhì)中，波長(zhǎng)與頻率成反比59三個(gè)基本物理量之間的關(guān)系?不同頻率的聲波在相同組織中傳播，聲速基本相同三個(gè)基本物理量之間的關(guān)系?不同頻率的聲波在相同組織中傳播，60超聲的物理特性⒈指向性⒉反射、折射、散射和繞射⒊吸收與衰減⒋分辨力與穿透力⒌多普勒效應(yīng)超聲的物理特性⒈指向性61

近場(chǎng)遠(yuǎn)場(chǎng)DθD聲源直徑θ擴(kuò)散角頻率高，波長(zhǎng)短，呈直線傳播定位探查1.超聲波的指向性近場(chǎng)遠(yuǎn)場(chǎng)DθD聲源直徑θ擴(kuò)散角頻率高，波長(zhǎng)短，62超聲波的傳播超聲波在彈性介質(zhì)中傳播時(shí)與其它波動(dòng)（如光波）類似，也有波的疊加、干涉、反射、透射、折射、散射、衍射以及吸收衰減等特性。以下我們主要介紹在臨床診斷中常用的幾種傳播特性超聲波的傳播超聲波在彈性介質(zhì)中傳播時(shí)與其它波632-1.超聲波的反射和折射反射1.聲阻抗(z)=介質(zhì)密度(ρ)×聲速(c)△Z＞0.1%即可產(chǎn)生反射2.聲阻抗差大，反射強(qiáng)折射兩種介質(zhì)內(nèi)聲速不同可產(chǎn)生折射現(xiàn)象結(jié)果：導(dǎo)致入射聲束的偏轉(zhuǎn)2-1.超聲波的反射和折射反射64超聲波的入射、反射和折射示意圖大界面

折射波

入射波

反射波

超聲波的入射、反射和折射示意圖大界面折射波入射波反射波652-2.超聲波的散射遇界面遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)的微小粒子，超聲波將產(chǎn)生散射，人體內(nèi)的散射源為紅細(xì)胞和臟器內(nèi)的細(xì)微結(jié)構(gòu)。2-2.超聲波的散射遇界面遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)的微小粒子，超聲662-3.超聲波的繞射

目標(biāo)大小約為1～2λ或稍小，超聲波將繞過該靶目標(biāo)繼續(xù)前進(jìn)，很少發(fā)生反射。2-3.超聲波的繞射目標(biāo)大小約為1～67⒊超聲波的吸收與衰減聲衰減定義：是指聲能隨著傳播距離而減弱的現(xiàn)象衰減量=頻率×深度頻率高，衰減重原因：吸收損耗、聲束擴(kuò)散、反射和折射⒊超聲波的吸收與衰減聲衰減定義：68⒋超聲波的分辨力與穿透力頻率高，分辨好，穿透差頻率低，分辨低，穿透強(qiáng)對(duì)應(yīng)的臨床應(yīng)用：檢測(cè)淺表器官，采用高頻探頭檢測(cè)深部臟器，采用低頻探頭⒋超聲波的分辨力與穿透力頻率高，分辨好，穿透差69⒌多普勒效應(yīng)聲源與接收體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起聲波頻率發(fā)生改變的現(xiàn)象，頻率的變化稱為頻移fdfd=f`-f0=Vcosθf0/c

f0為入射超聲頻率

f`為回聲頻率V為物體的運(yùn)動(dòng)速度

C為聲速cosθ為運(yùn)動(dòng)方向與聲束方向間的夾角

⒌多普勒效應(yīng)聲源與接收體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起聲波頻率70多普勒效應(yīng)示意圖聲源目標(biāo)多普勒效應(yīng)示意圖聲源目標(biāo)71

多普勒效應(yīng)示例多普勒效應(yīng)示例72血流信息獲取

V=血流速度C=聲速

cosθ=血流與探頭間夾角血管VC探頭θfd=f`-f0=Vcosθf0/c血流信息獲取

V=血流速度血管VC探頭θfd=f`-73cosθ＜900，血流迎向探頭，fd為正值稱為正性頻移cosθ＞900，血流遠(yuǎn)離探頭，fd為負(fù)值稱為負(fù)性頻移夾角對(duì)fd值的影響cosθ＜900，血流迎向探頭，fd為正值夾角對(duì)fd值的影響74超聲波的產(chǎn)生聲源（acousticsource）：能發(fā)出聲音的物體稱為聲源，其產(chǎn)生的基礎(chǔ)是振動(dòng)。在超聲診斷中，探頭的晶片就是聲源，利用逆壓電效應(yīng)產(chǎn)生超聲波喇叭振動(dòng)圖像超聲波的產(chǎn)生聲源（acousticsource）：能發(fā)出聲75超聲波的發(fā)射與接收超聲診斷儀由探頭（換能器）和主機(jī)構(gòu)成超聲波的發(fā)射與接收均由換能器來完成發(fā)射：電訊號(hào)→換能器→超聲波(逆效應(yīng))接收：反射波→換能器→電信號(hào)(正效應(yīng))超聲波的發(fā)射與接收超聲診斷儀由探頭（換能器）和主機(jī)構(gòu)成76逆壓電效應(yīng)示意圖+++++++++++++++++

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++++++++++++++++++--+發(fā)射超聲逆壓電效應(yīng)示意圖+++++++++++77正壓電效應(yīng)示意圖+++++++++++++++++

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+++++++++++++++++正壓負(fù)壓接收超聲正壓電效應(yīng)示意圖+++++++++++78超聲成像的基本原理聲阻抗特性聲衰減特性多普勒效應(yīng)超聲成像的基本原理聲阻抗特性79人體組織的聲學(xué)特征無回聲（無反射型）—膽汁、尿液、血液低回聲（少反射型）—肝、脾強(qiáng)回聲（多反射型）—血管壁、結(jié)石極強(qiáng)回聲（全反射型）—肺、胃腸道人體組織的聲學(xué)特征無回聲（無反射型）—膽汁、尿液、血液80回聲類型肝膽汁膽囊壁回聲類型肝膽汁膽囊壁81超聲成像的檢查方法基本檢查方法：A型、M型、B型、D型超聲成像的檢查方法基本檢查方法：82Ａ型（超聲示波法）機(jī)理：以波幅變化反映回聲情況特點(diǎn)：一維波形圖，不直觀用途：鑒別液、實(shí)性包塊，測(cè)距目前臨床不再使用Ａ型（超聲示波法）機(jī)理：以波幅變化反映回聲情況83A型超聲示意圖距離振幅A型超聲實(shí)例A型超聲示意圖距離振幅A型超聲實(shí)例84Ｍ型（超聲掃描法）機(jī)理：以單聲束取樣，獲得活動(dòng)界面回聲，再以慢掃描方式展開特點(diǎn)：一維－時(shí)間運(yùn)動(dòng)曲線圖用途：分析心臟和大血管的運(yùn)動(dòng)幅度Ｍ型（超聲掃描法）機(jī)理：85M型曲線圖M型曲線圖86Ｂ型（超聲顯象法）機(jī)理：不同的光點(diǎn)反映回聲變化，用切面顯示正常組織與異常組織特點(diǎn)：二維斷面圖像，灰階/彩階實(shí)時(shí)顯示，直觀用途：及其廣泛