大学精品课件:超声诊断学.ppt
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- 大学 精品 课件 超声 诊断
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1、2020/4/3,1,超声诊断学基础,2020/4/3,2,超声诊断学基础,超声医学概况 超声诊断技术的发展简史 超声物理和超声成像原理 超声诊断仪器分类及用途 超声诊断技术的相关知识,2020/4/3,3,超声医学概况,超声医学(Ultrasound medicine): 是声学、医学和电子工程技术 相结合的一门新兴学科 包括 超声诊断学 超声治疗学 生物医学超声工程,2020/4/3,4,超声医学概况,超声诊断(Ultrasound diagnosis) 是研究和应用超声的物理特性,以某种方式扫查人体、诊断疾病的科学 超声诊断是医学影像学的一个重要分支,2020/4/3,5,超声医学概况,
2、超声诊断学的特点: 具有实时性、无创性、分辨率高、成像 速度快、操作简便、价格低廉等特点 尤其对软组织分辨率高 彩色多普勒血流显象(CDFI)可实时显示 心脏血管及其他脏器的血流动力学改变,2020/4/3,6,超声诊断技术的发展简史,2020/4/3,7,超声诊断技术的发展简史,2020/4/3,8,超声诊断技术的发展简史,思考声 纳(sonar) 军事、捕鱼 工 业 探 伤 超 声 诊 断 仪,2020/4/3,9,超声诊断技术的发展简史,1945年AFirestone 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。,2020/4/3,10,超声诊断技
3、术的发展简史,60年代中后期80年代初期超声发展并普及, 仪器渐趋完善 1972年开始应用B型超声(Brightness)诊断疾病 1984年实时灰阶超声(Realtime)应用于临床,2020/4/3,11,超声诊断技术的发展简史,二维图像,2020/4/3,12,超声诊断技术的发展简史,80年代中后期彩色多普勒超声(CDFI)显像仪的出现及计算机图像处理技术的应用,为超声诊断开创了更广阔的领域。,2020/4/3,13,超声诊断技术的发展简史,超声新技术,彩色多普勒超声 腔内超声 能量多普勒超声 介入性超声 谐波成像技术 三维超声技术 超声造影技术,2020/4/3,14,胎儿腹部,胎儿头
4、颅,空间复合成像 CRI,2020/4/3,15,2020/4/3,16,Conservative Imaging SonoVue (MI=0.1),2020/4/3,17,GCT of tendon sheath,2020/4/3,18,2020/4/3,19,男,7岁,左大腿疼痛3月余,伴肿胀1月 左股骨下段成骨肉瘤,化疗前,2020/4/3,20,左股骨下段成骨肉瘤(化疗前),2020/4/3,21,化疗前软组织肿块,2020/4/3,22,化疗前: 2.041.07cm 化疗后: 1.350.70cm,2020/4/3,23,化疗前,化疗后,2020/4/3,24,化疗后骨包壳形成 化
5、疗后囊性变,2020/4/3,25,化疗后囊性变,2020/4/3,26,化疗后囊性变,2020/4/3,27,2次化疗后 停止化疗后,2020/4/3,28,Exceptional IQ for Better Visualization,10 weeks,先进三维,表面三维,2020/4/3,29,A 型超声,2020/4/3,30,复合式超声诊断仪器,1954年,复合式超声水浴诊断仪试验成功,2020/4/3,31,二十世纪六、七十年代超声仪器,2020/4/3,32,二十世纪八十年代超声仪器,2020/4/3,33,The New Ultrasonography,2020/4/3,34,
6、什么是超声波 超声波的基本特性 超声波的物理参数 超声波的产生与传播,超声物理基础,2020/4/3,35,声音(sound),什么是超声波,2020/4/3,36,什么是超声波,20-20000Hz-可听声(Audio) 20000Hz-超声波(ultrasound/ultrasonic wave),2020/4/3,37,动物和超声波,2020/4/3,38,超声的物理基础,什么是超声波 超声波的基本特性 超声波的物理参数 超声波的产生与传播,2020/4/3,39,超声波的基本特性,1、超声波是一种机械波,由物体机械运动 所产生 2、声源(sound sources):产生声波的物体 3
7、、介质(medium):是传播声音的媒介物 4、声波必需在弹性介质(气体/液体/ 固体)中传导,真空中是不能传播的,2020/4/3,40,超声波的物理参数,1、三个基本物理参数: 声速(C):某一振动于单位时间内在介质 中传播的距离(m/s) 频率(f):在单位时间内质点完成全振动 的次数(Hz) 波长():在一个振动周期内,波动传播 的距离,2020/4/3,41,超声波的物理参数,2、声速、波长和频率的关系 c = * f = c / f 超声在同一种介质中传播,波长和频率成反比,2020/4/3,42,超声波的物理参数,3、声速与介质的关系: 同一介质: 声速仅与介质的性质有关,而与声
8、波频率无关。 人体内影响声速的主要因素是组织密度, 密度较大的组织声速也快 相同频率的超声在不同介质中传播其声速不同, 在人体软组织中平均为1540m/s。,2020/4/3,43,超声波的物理参数,4、波长与介质的关系: 不同频率超声在同一种介质中传播, 频率高,波长短,穿透力差,分辨力好 频率低,波长长,穿透力好,分辨力差,2020/4/3,44,超声波的物理参数,5、其他参数: 声压:单位面积上介质受到的压力 声强:单位时间内,通过垂直于传播方向上单位 面积上的超声能量 超声对人体的安全阈值:小于10mW/cm2 声功率:代表超声的能量,决定于超声的质量 (波长)和数量(声强) 声阻抗:
9、,2020/4/3,45,超声波的物理参数,声阻抗(acoustic impedance): 是声波在介质中传播时所受到的阻力, 为介质密度与该介质声速的乘积, z = c 不同介质有不同声阻抗,反映该介质的 声学特性 物质的声阻抗值是固体液体气体,2020/4/3,46,超声波的物理参数,声阻抗差: 两种不同介质声阻抗的差异值。 决定入射超声如何分配,声阻抗差大则反射多,反之则小 在介质中声阻抗差值达1/1000时, 入射 的超声波就能反射回来 是超声诊断的物理基础,2020/4/3,47,超声的物理基础,什么是超声波 超声波的基本特性 超声波的物理参数 超声波的产生与传播,2020/4/3
10、,48,超声波的产生,超声波是由物体机械振动而产生的一 种机械波。 发射和接受超声的部件称为换能器, 也叫探头(probe) 应用正负压电效应原理实现电能 和超声能相互转换,2020/4/3,49,压电效应( Piezoelectric effect ),Basic Materials,Lens,Piezo Cell ( Element ),Cable,Piezo Effect,Element / Pitch Size,2020/4/3,50,超声波的产生,正压电效应: 机械压力 压电材料 产生电荷,负压电效应: 交变电场 压电材料 机械振动,压电效应 (piezoelectricity ef
11、fect),2020/4/3,51,声波的产生和传递,声源(sound ; source) 发声体 介质(acoustic medium) 传递媒体(propagation) 界面( boundary ) 接受和反射体,2020/4/3,52,超声波的传播,直线传播(straight transmission ) 反射 (reflect) 绕射 (diffraction ) 折射(refraction ) 散射(dispersion ) 衰减(attenuation ) 吸收(absorbtion ),2020/4/3,53,反射(reflect),声波在两种密度不同的物质交界处发生反射; 超
12、声图像是超声波在声界面反射信号的图像;,2020/4/3,54,声波衰减的相关因素,声波传播距离 超声波传递介质均匀程度 超声波声波界面的性质和数量,因声衰减,深方结构显示不清,甚至消失,2020/4/3,55,超声波的传播:,多普勒效应(Doppler effect):,2020/4/3,56,Christian Johan Doppler,奥地利数学家和天文学家,2020/4/3,57,2020/4/3,58,超声波的传播:,多普勒效应(Doppler effect): 当声源作用于相对运动的物体时,反射回来的频率与发出的频率不一致,发生了频移的现象,这种频移称为多普勒效应,是奥地利天文学
13、家Doppler首先发现而命名。,2020/4/3,59,超声检查原理及常用的检查方式,2020/4/3,60,The types of US,A-mode: Amplitude modulation; B-mode: brightness modulation; 2-dimensional gray scale US Cmode: color Doppler ultrasound Dmode: Doppler ultrasound Emode: color Doppler energy ultrasound Mmode: motion mode,2020/4/3,61,超声检查方式,1、A型
14、(Amplitude mode)超声诊断法,简 称A超。是将回声以波的形式显示出来, 根据回波的高低、多少、形状及 有无进行诊断。因其一维波形 显示的局限性, 目前仅用于 眼科检查。,2020/4/3,62,超声检查方式,2、B型(Brightness mode) 超声诊断法,简称B超。 是将回声信号以光点的 形式显示为二维图像,以光点的辉度表示回声 的强弱,通常分为32 256级灰阶,目前广泛 应用于临床的是实时显像(Real-time imaging),2020/4/3,63,超声检查方式,切 面,2020/4/3,64,超声检查方式,断面解剖,2020/4/3,65,超声检查的方式,3、
15、M型(Motion type)超声诊断法:是B型超声的一种特殊显示方式即M型超声心动图。 以曲线的形式,反映某一点的不同深度 运动的特点(时间运动曲线)。,2020/4/3,66,超声检查的方式,4、彩色多普勒显像: 彩色多普勒血流显像(CDFI) 在二维图像基础上用彩色图像实时显示血流(或流体)的方向和相对速度的超声诊断技术 彩色多普勒组织显像(CDTI) 在二维图像基础上用彩色图像 实时显示运动组织的运动方向 和相对速度的超声诊断技术 通常设定 流向探头的血流为红色, 背离探头的血流为蓝色,2020/4/3,67,2020/4/3,68,彩色多普勒血流显像,2020/4/3,69,彩色多普
16、勒超声的临床意义,判断血流的方向及性质 (层流、湍流或涡流) 测定血流速度及各种指数 (PS、ED、RI、PI) 在心血管疾病的诊断中, 测定是否存在分流与反流, 并定量估测,2020/4/3,70,彩色多普勒超声的临床意义,判断血管是否狭窄或闭塞 是否有血栓形成 检测肿瘤内血管,为鉴别 肿瘤的良恶性提供参考 移植肾排异反应的判断,2020/4/3,71,超声检查的方式,频谱多普勒超声 连 续 多 普 勒,2020/4/3,72,彩色多普勒及频谱多普勒血流显像,2020/4/3,73,彩色多普勒及频谱多普勒血流显像,2020/4/3,74,超声检查方式的种类,6、彩色多普勒能量图(Color
17、Doppler energy, CDE) 又称超声血管造影 (Ultrasonic angiography) 是彩色多普勒超声 技术的发展 成像原理是提取和 显示RBC的散射能量 是利用多普勒信号的 强度为信息来源的,2020/4/3,75,超声检查方式的种类,6、彩色多普勒能量图 (Color Doppler energy, CDE) 主要特点:与CDFI比较 显示血管连续性好较完整显示血管树/网,特 别是对微小血管和弯曲迂回血管 不受流速、血管方位、探测角度的影响 不存在彩色混叠现象 显示信号动态范围广,能显示CDFI所不能显 示的低流量和低流速血流,利于末稍血流、低 速血流信号的显示,2
18、020/4/3,76,超声检查方式的种类,彩色多普勒能量图临床应用:,2020/4/3,77,超声诊断仪,2020/4/3,78,超声诊断仪器原理框图,面板,发射 与接收,探头,中央控制单元(含DSC),监视器,控制信号,视频信号,控制信息,增益控制,2020/4/3,79,HDI Digital Broadband Beamformer,RF Sig. Proc. Module,Cineloop Memory,Signal Proc.,Acquisition,Display,Control,Video Bus,Control Bus,Echo Detect. Module,Doppler M
19、odule,Color Flow Module,Scan Convert Module,M-mode Module,Video Output Module,System CPU,超声仪器工作原理,Display,Scanhead,2020/4/3,80,超声诊断仪的基本构成,探头Probe:(换能器Transducer) 发射并接收超声波 主机: 包括基本电路、计算机信号处理器等 检出回声物理参数变化,然后以某种 方式在显示器上显示 显示器:显示各种类型的 超声图像 操作台,电缆,2020/4/3,81,Probe Category,Basic Knowledge,Linear Sector
20、Convex,2020/4/3,82,2020/4/3,83,超声诊断仪的基本构成,2020/4/3,84,超声诊断基础知识,频率和分辨率、穿透力的关系 穿透力: 超声在人体中传播时,能量不断衰减, 衰减到一定程度时,不能产生可被接受 的反射 穿透力主要与超声频率有关,2020/4/3,85,超声诊断基础知识,频率和分辨率、穿透力的关系 频率高,分辨率高,图像清晰,穿透能力差 频率低,分辨率差,图像粗糙,穿透能力强 针对不同部位的诊断,可选择不同频率的 超声探头,2020/4/3,86,探头种类与频率,超声诊断常用频率2-12MHz 心脏 1-5MHz 腹部脏器 2.5-8MHz 术中超声 5
21、-12MHz 浅表小器官 7-15MHz 血管内超声 20-30MHz 超声显微镜 40-100MHz,2020/4/3,87,超声诊断的基本方式,2020/4/3,88,超声诊断图像的方位,纵向 头侧 足侧,横向 右侧 左侧,浅表,深方,2020/4/3,89,2020/4/3,90,2020/4/3,91,超声诊断基础知识超声常用术语,B型超声回声概念: 象素(pixel):回声的基本单位(回声点),2020/4/3,92,超声诊断基础知识超声常用术语,灰度(gray)从最亮到最暗的象素变化过程 白-较白-灰-较暗-暗-最暗 灰阶(gray scale)灰度的等级, 一般分成: 16,32
22、,64,128,256.,2020/4/3,93,超声诊断基础知识超声常用术语,超声回声分级: 强回声:灰标最高部分,最亮 高回声:灰标中上部分,较亮 等回声:灰标中间水平,中等亮度 低回声:灰标中下水平, 弱回声:灰标低、回声点稀少,暗淡 无回声:正常条件下,无回声点出现,2020/4/3,94,强回声( Hyperechogenic )特征和形成的条件,灰标最高级 在声像图上显示为极亮的 点状或团块回声伴有声影 常见于: 气体和软组织界面 胸膜-肺界面(含气肺表面), 气体和胃肠内膜界面等 2. 高密度物质表面: 结石、骨骼、金属异物,2020/4/3,95,高回声特征和形成的条件,灰标较
23、高级水平,无声影出现: 常见于: 1. 血管瘤、错构瘤等 2. 肝脾包膜、软组织间界面等 3. 其它:较致密物质或组织, 如肌腱;胃肠壁第1、3、5层; 脂肪肝等),2020/4/3,96,高回声特征和形成的条件,2020/4/3,97,等回声( Isoechogenic)特征和形成的条件,灰标中等部分 病灶与周围组织的回声强度一致或近似,与邻近组织 不易区分,给诊断带来一定困难。 常见于: 正常的肝脏、脾脏实质 部分肿瘤实质, 稠厚的胆汁淤积,2020/4/3,98,低回声( Hypoechogenic )特征和形成的条件,灰标中等和最暗之间部分 在二维图像上显示为暗淡的点状回声区 常见于:
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