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1、2021/6/9,1,2021/6/9,2,一、影像技术,第一章 概论,-现代三大医学影像诊断技术之一,US-首选,CT,MRI,优势：无创、精确、方便。医学领域的地位 重要性：专业、沟通、横向、浪费、扬长避短,超声(ultrasound),2021/6/9,3,一、影像技术,第一章 概论,超声检查(ultrasonic examination),主要用途,检测器官的大小、形状、物理特性及某些功能状态;,检测心血管的结构、功能与血流动力学状态;,鉴定占位病灶的物理特性及部分病理特性；,检测有无积液存在，并初步估计积液量；,随访药物或手术治疗后各种病变的动态变化；,应用介入性超声进行辅助诊断或某
2、些治疗。,2021/6/9,4,一、声波,第二章超声的物理基础,定义(definition),物体的机械性振动在具有质点和弹性的媒介中传播,且引起人耳感觉的波动为声波。,20000Hz：超声波 (ultrasound),振源 ：声带、鼓面 介质：空气、人体组织 接收：鼓膜、换能器,2021/6/9,5,一、声波,第二章超声的物理基础,波长(wavelength)：两个相邻振动波 峰间的距离为波长()。 频率(frequency):一秒内出现振动波 的次数为频率(f)，其单位为赫 兹(Hz)。 波速(wave velocity):每秒声波传播 的距离为波速(C)，C=f 声阻(impedance
3、):为介质的密度() 和声速的乘积(Z)，Z=C,物理量(physical quantity),2021/6/9,6,二、超声特性,第二章超声的物理基础,反射与折射(reflection & refraction),超声波入射到比波长大的界面且有一定声阻差时，就会产生反射。如遇两声速不同的介质时可引起传播方向的改变，即为折射。,界面：两个介质的分界面,声阻差：两个介质声阻抗 的差值,入射角：声波入射到界面 的角度,2021/6/9,7,三、超声特性,第二章超声的物理基础,散射与绕射(scattering & diffraction),1）绕射：如界面不大，可与 超声波波长相比， 则声波将绕过该
4、界 面继续向前传播。,2）散射：如物体的直径小于 超声波的波长时， 则声波向物体的四 面八方辐射。,2021/6/9,8,三、超声特性,第二章超声的物理基础,衰减(attenuation),原因：反射、散射和吸收。,声能随着距离增加而减少。,2021/6/9,9,定义：声源与接收器在连续介质中存在着相对运动时声 波频率将发生改变。,多普勒效应(Doppler effect),第二章超声的物理基础,三、超声特性,2021/6/9,10,三、超声特性,第二章超声的物理基础,多普勒效应(Doppler effect),在声源与观察者作相对运动时，声波密集，频率增高；在背向运动时声波疏散，频率减低，这
5、种引起声波频率变化的现象为多普勒效应。,2021/6/9,11,三、超声特性,第二章超声的物理基础,多普勒效应(Doppler effect),探头工作时，换能器发出超声波，由运动着的红细胞发出散射回波，再由接收换能器接收此回波。,在超声医学诊断中，超声多普勒技术可用于检测心血管内的血流方向、流速和湍流程度、横膈的活动以及胎儿的呼吸等。,2021/6/9,12,四、图像特征,第二章超声的物理基础,分辨力(resolution),纵向分辨力(longitudinal resolution)： 为区别声束轴线上两个物体的距离，与超声的频率有关。,横向分辨力(transverse resolutio
6、n)： 是区分处于与声束轴线垂直平面两个物体的能力，与声束的宽度有关。,超声仪的分辨力是指能够分辨有一定间距的界面的能力。,2021/6/9,13,四、图像特征,第二章超声的物理基础,纵向分辨力(longitudinal resolution),探头频率越高，分辨力越高。,然而频率与穿透性(penetrability)呈反比。,2021/6/9,14,四、图像特征,第二章超声的物理基础,灰阶(greyscale),显示屏上最黑到最亮的灰度等级差，取决于信的强度。灰阶级数越多，图像的层次越丰富，图像细节的表现能力越强。,显示屏上的灰标,灰阶是将声信号的幅度调制光点亮度，以一定的灰阶级来表示探测结
7、果的显示方式。,2021/6/9,15,对某些非对称结晶材料进行一定方向的加压或拉伸时，其表面将会出现符号相反的电荷，这种现象称为压电效应。,具有此性质的材料称为压电材料，分为压电晶体、极化陶瓷、高分子聚合物和复合材料等。,一、换能器的原理,-压电效应,第三章 超声仪器,一、探头原理,2021/6/9,16,正压电效应,结晶在其两个 受力界面上引起内部正负电荷中心相对位移，在两个界面产生等量异号电荷。,定义：由外力作用引起的电介质表面荷电效应，称为正压电效应。,一、探头原理,第三章 超声仪器,2021/6/9,17,逆压电效应,定义：由在外场作用下，晶体将产生几何变形，称为n逆压电效应(亦称电
8、致伸缩效应)。,在晶体表面施加 电场，可引起晶体内部正负电荷中心发生位移，这一极化位移导致了晶体的几何应变。,一、探头原理,第三章 超声仪器,2021/6/9,18,超声换能器(ultrasound transducer),利用逆压电效应将电能转换成超声能发射超声，利用正压电效应将超声能量转换成电能接收超声。,定义：是将电能转换成超声能，同时将也可将超声能转 换成电能的一种器件。,一、探头原理,第三章 超声仪器,2021/6/9,19,二、仪器类型,第三章 超声仪器,解剖超声 一维：A超(amplitude mode) M超(motion mode) 二维：B超(brightness mode
9、) 三维：立体,血流超声 一维：PW超(pulse waveform) 如经颅超声TCD 二维：彩色多普勒(color doppler) 三维：立体彩色多普勒,超声诊断仪的类型,(type of ultrasonic diagnostic equipment),2021/6/9,20,二、仪器类型,第三章 超声仪器,A超(Amplitude mode),即幅度调制型。此法以波幅的高低代表界面反射信号的强弱，可探测脏器径线及鉴别病变的物理特性。由于此法过分粗略，目前巳基本淘汰。,2021/6/9,21,原理是在其X轴偏转板上加慢扫描系统，使代表界面反射的前后跳动的光点顺时间而展开，其轨迹在示波屏
10、上形成曲线，称超声心动图曲线。,二、仪器类型,第三章 超声仪器,B超(Motion mode),超声以辉度显示心脏与大血管各界面的反射，本质为一维超声。,2021/6/9,22,二、仪器类型,第三章 超声仪器,B超(brightness mode),即回辉度调制型。此法以不同辉度光点表示界面反射信号的强弱，反射强则亮，反射弱则暗。因采用多声束连续扫描，故可显示脏器的二维图像，本法是目前使用最为广泛的超声诊断法。,2021/6/9,23,二、仪器类型,第三章 超声仪器,三维(three-dimensional ultrasound imaging),将立体图象以投影图或透视图表现在平面上的显示方
11、式，可从各个角度来观察该立体目标。,2021/6/9,24,二、仪器类型,第三章 超声仪器,PW超(pulse waveform),利用声波的多普勒效应，以频谱的方式显示多普勒频移，多与B型诊断法结合，在B型图像上进行多普勒采样。当频移为正时，以正向波表示，而负向波则表示负频移。临床多用于检测心脏及血管的血流动力学状态，尤其是先天性心脏病和瓣膜病的分流及返流情况，有较大的诊断价值。,2021/6/9,25,二、仪器类型,第三章 超声仪器,彩色多普勒(color doppler),彩色编码技术是由红、蓝、绿三种基本颜色组成，当频移为正时，以红色来表示，而兰色则表示负的频移。,系在多普勒二维显像的
12、基础上，以实时彩色编码显示血流的方法，即在显示屏上以不同彩色显示不同的血流方向和流速。,2021/6/9,26,二、仪器类型,第三章 超声仪器,三维(three-dimensional ultrasound imaging),是用一系列二维 彩色多普勒图所重建 的彩色图像。,2021/6/9,27,全数字技术，技术先进。图像清晰，高分辨率，高穿透力。 数字波束形成技术(DBF),数字波束形成技术处理所得到的图像不失真，边缘清晰，是传统模拟波束形成技术不可比拟的。,2021/6/9,28,数控动态频率扫描技术（DFS）,发射 宽频带的探头实现多频同时发射； 接收 系统内的数字化自适 应带通滤波器，根据检查部位深浅差异，自动选择最佳的接收频率。 作用：有效解决了分辨率和穿透力的矛盾，在一幅图像上同时实现最高的穿透力和最佳的分辨率。,2021/6/9,29,高精度实时逐点动态接收聚焦(DRF),作用： 大大改善了远近场的图像颗粒均匀度和提高整场组织的分辨率，达到理论的极限水平。,2021/6/9,30,实时动态孔径成像（RDA）,作用： 获得远近场一致高分辨率,2021/6/9,31,实时动态声束变迹技术 (DRA）,作用： 有效降低背景噪声，获得最高信噪比，实现高清晰度图像。,2021/6/9,32,谢谢各位,thank you,
