超声总论-1.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,湖北医药学院第三临床学院,十堰市人民医院,白姣,超声医学总论,1,一,、,超声波的定义,2,一、超声波的定义,振源 介质 感受器,3,超声波 (,ultrasound),是声源,高速振动，频率很高，每秒次数,在 20000次(,Hz),以上，超过人的,听觉范围，不能被人感受的机械,波。,一、超声波的定义,4,二,、,超声与,压电晶体,5,二、超声与压电晶体,当在石英等晶体上施加压力时，晶体表面上即出现异名电荷。这种物理现象称压电效应(,piezoelectric effect,),。,A B C,6,反之，如将此晶体置于交变电场时，则可发现晶体厚度有所改变，出现强烈的压缩或扩张。这种物理现象称逆压电效应,A B C,二、超声与压电晶体,7,三,、,超声波的,发射与接收,8,利用逆压电效应，诊断超声仪将,高频交流电压信号加在压电晶体上，,使晶体片推动周围介质使之振动，形,成疏密波，产生,1-15,MHz,之超声波。,三,、超声波的发射与接收,(一)超声发射,(,transmit),9,当超声遇有声阻不同之界面而发,生的反射返回后，作用于压电晶体使晶体两侧产生异名电荷，经仪器接,收放大后，在示波屏上形成代表界面,反射强弱的光点与波幅。,三、超声波的发射与接收,(二)超声接收,(,receive),10,11,四,、,有关声波的,几个物理量,12,单位时间内声波在介质中传播的,距离称声速,。,其传播速度在气体中较,小,360,m/s,左右；在液体和人体软组,织中较大，1500,m/s,左右；在固体中,最大，约为4500,m/s,左右。,(,一,),声速,(,velocity of sound,c),四、有关声波的几个物理量,13,频率为单位时间内发射源,振动的次数，亦即超声波通过,介质中某点的疏密波的数目。,(,二,),频率,(,frequency,f),四、有关声波的几个物理量,14,超声发射频率：,成人一般用2.25-3.5,MHz,婴幼儿用5,MHz,腔内超声用3.75-7,MHz,皮肤与表浅器官超声频率为7-10,MHz,冠脉内超声的频率可达20-30,MHz,四、有关声波的几个物理量,15,(,三,),波长,(,wavelength,),指声波在传播过程中一个完整,周期内所通过的距离。,四、有关声波的几个物理量,16,波长,四、有关声波的几个物理量,17,波长、声速与频率之间有密,切的关系，可用公式表示：,声速,(,c),波长,(,),-,频率,(,f),四、有关声波的几个物理量,18,五,、,超声波的,物理性能19,五、超声波的物理性能,(一)方向性,(,指向性,direction),20,(,二)反射,(,reflection),与,透射,(,transmission),五、超声波的物理性能,21,超声在传播中，经过两种不同介,质的界面时，一部分能量由界面处返,回第一介质，此即反射,(,reflection),。,另一部分能量穿过界面，进入第二介,质，此即透射,(,transmission),。,五、超声波的物理性能,22,反射与透射之总值不变，二者之,和与入射总能量相等，但反射之多少,则随界面前后介质的声阻,(,acoustic,impedance),差,异而有所不同。,设：,Z,为声阻，,为密度，,c,为声速,则：声阻(,Z),密度(,),X,声速(,c),五、超声波的物理性能,23,X,五、超声波的物理性能,24,反射系数之大小决定在界面处两,介质声阻之差。设,Z,1,为第一介质之声,阻，,Z,2,为,第二介质之声阻。以式表之：,Z,1,-,Z,2,声强反射系数,R,1,=(-),2,Z,1,+Z,2,五、超声波的物理性能,25,大界面与界面反射,大界面指长度大于声束波长的界,面，入射声束垂直于大界面时，回声,反射强入射声束与大界面倾斜时，回,声反射减弱甚至消失。,五、超声波的物理性能,26,小界面与后散射,小界面指长度小于声束波长的界,面，声束遇红细胞时产生微弱的散射,波，散射波向四面八方分散能量，只,有朝向探头方向的散射（后散射，又称背向散射）才能被仪器检测到。,五、超声波的物理性能,27,(三)吸收与衰减,(,absorption&attenuation),当声波穿过介质时，由于“内摩,擦”或所谓 “粘滞性”，使声能被吸,收、散射而逐渐减弱，声波的振幅,随之减低，此即衰减。,五、超声波的物理性能,28,吸收与衰减的多少和超声的,频率、介质的粘滞性、导热性、,温度及传播的距离等因素有密切,关系。,五、超声波的物理性能,29,频率低者穿透性好，透入较深，但分辨力较低,频率高者穿透性差，透入较浅，但分辨力较高,30,声能随着透入距离增加而减弱,31,五、超声波的物理性能,32,0.18,五、超声波的物理性能,33,组织、体液中蛋白成分尤其胶,原蛋白成分愈高，钙质成分愈多，,衰减愈显著；反之，组织、器官之,中水分含量愈多，衰减愈少。,五、超声波的物理性能,34,衰减程度的一般规律是：,骨(或钙化)软骨 肌腱,肝、肾组织 脂肪 血液 尿液,与胆汁。,五、超声波的物理性能,35,(四)分辨力,(,Resolution),分辨力是指超声检查时能在荧光,屏上被分别显示为两点的最小间距。,依方向不同可分为纵深分辨力与横向,分辨力,(,depth resolution and lateral,resolution),。,五、超声波的物理性能,36,纵深分辨力,是指声束通过介,质中能被显示为,前后两点的最小,间距，高低与发,射脉冲宽度 (即,持续时间)有关,五、超声波的物理性能,37,当发射脉冲(持续时间)较宽，,超过两点的间距两倍时，由于第,一点与第二点回波相重叠，故在,荧光屏上相混成一长形光点。,五、超声波的物理性能,38,只有当脉冲宽度小于两点的,间距时,，,两点回波之间有一间隔，,才能在示波屏上形成两个独立的,光点。,五、超声波的物理性能,39,脉冲宽度大时纵深分辨力低；脉,冲宽度小时纵深分辨力高。又因频率,高者脉冲较窄，频率低者脉冲较宽，,故频率高低间接影响纵深分辨力。现,用,2,MHz,者，其分辨力可达1,mm,左右。,五、超声波的物理性能,40横向分辨力,乃指与声束相垂,直之界面上，能,在荧光屏上被分,别显示之左右两,点的距离,五、超声波的物理性能,41,横向分辨力大小与声束宽窄有密,切关系。当声束直径小于左右两点间,的距离时，此两点即可分别显示；而,大于左右两点间的距离时，则两个物,体合二为一，横向分辨力差，线条变,粗，图像模糊，常可导致误诊。,五、超声波的物理性能,42,探头频率越低，分辨力越低,探头频率越高，分辨力越高,43,除纵深和横向分辨力外，实际上,还有厚度分辨力。因为声束呈柱状，,Y,轴指图像上的左右方向，另在,Z,轴,前后位上即图像的厚度也影响其分辨,力，故,Z,轴上声束粗者分辨力低，声,束细者分辨力高。,五、超声波的物理性能,44,此外超声检查时尚需注意时间,的分辨力问题。在,M,型曲线上时间,分辨力高低，决定于脉冲发射的频,率；在二维超声图像上时间分辨力,高低，决定于图像的帧数。,五、超声波的物理性能,45,(五)多普勒效应,(,Doppler effect),由于发射超声的声源或反射体之,间的相对运动，使反射回来声波频率,和发射声波频率之间出现差异(频移)，,这种现象即多普勒效应。,五、超声波的物理性能,46,五、超声波的物理性能,47,六,、,超声的,生物学效应,48,超声在生物组织内传播过程中，,推动介质分子微粒发生高频机械振,荡，此即由于超声的能量传递或超,声的功率作用，使电能(电功率)转,变为声能(声功率)。,六、超声的生物学效应,49,声功率(,acoustic power):,单位时间内从超声探头内发出,的功率(,W),声强(,intensity):,单位面积上的电功率(,W/cm,2,或,mW/cm,2,),六、超声的生物学效应,50,超声生物学效应及其产生机制：,1、,由于组织的黏滞吸收效应使部分,声能转为热能,2、空化效应,3、使细胞、染色体畸变，器官受损,4、高强聚焦超声对生物组织的破坏,六、超声的生物学效应,51,诊断用超声的安全性和应用原则：,1、,目前使用的超声成像装置的声功率,甚小,，,一般不产生有害的热效应,2、某些,Doppler,装置在无血流灌注的,实验条件下可能引起有一定影响的,生物学效应,六、超声的生物学效应,52,诊断用超声的安全性和应用原则：,3,、,尽可能采用最低的输出功率，缩,短扫描时间，对眼球和胎儿的检,查尤应注意,4,、,妊娠早期一般不宜进行超声检查，,彩色多普勒更应视为禁忌,六、超声的生物学效应,53,ISPPA：,空间峰值时间平均声强,ISPTA：,空间峰值脉冲平均声强,IM：,最大声强,六、超声的生物学效应,54,七,、,人体组织的,声学类型,55,七、人体组织声学类型,由于各个组织的密度和声速有所,不同，其声阻值也有差异。超声通过,声阻有差异的界面时，将发生反射。,根据反射多少，可将人体组织分为四,型：,(一)无反射型、(二)少反射型、,(三)多反射型、(四)全反射型。,56,-,组织器官,密度,(,g/cm,3,),声速,(,m/s),声阻抗,(,10,5,g/mm,2,s),-,生理盐水,1.002 1534,1.537,血液,1.055,1570,1.656,体液,0.9973,1495,1.492,大脑,1.038,1540,1.599,肝,1.050,1570,1.648,肌肉,(,均值,),1.074,1568,1.684,软组织,(,均值,),1.016,1500,1.590,脂肪,0.955,1476,1.410,骨骼,1.800,3380,6.084,肺和肠腔,0.00129,332,0000428,内的气体,-,人体组织密度、声速及声阻抗数值表,七、人体组织声学类型,57,(一)无反射型,液体内无声阻明显差异之界面，,如假设有一界面，因其前后声阻值相,似，其反射系数为0或接近于0，超声,通过相应区域时无何反射。此乃液体,的特点，故称无回声区或液性暗区。,七、人体组织声学类型,58,59,60,(二)少反射型,超声经过结构比较均匀的实质组,织如肝脏、脾脏、甲状腺、睾丸等器,官和组织时，在相应区域即或有些界,面，但声阻差较小，回声较少，此即,少反射型或称低回声区。,七、人体组织声学类型,61,62,63,64,65,66,67,(三)多反射型,超声经过结构杂乱的实质组织如,乳腺时，因结构复杂，界面甚多，其,前后声阻差大，故反射较多且强，光,点更为密集，回声强度亦大，此称多,反射型或谓高回声区。,七、人体组织声学类型,68,七、人体组织声学类型,69,70,71,72,73,74,七、人体组织声学类型,75,(四)全反射型,在软组织与含气组织(如肺、肠腔),交界处，界面前后声阻,相差,3000多倍，,反射系数达 99.,9,，,接近于全部反射，,故不能透入第二介质，使界面后的组织,结构则无法显示，故称全反射型。,七、人体组织声学类型,76,七、人体组织声学类型,77,七、人体组织声学类型,78,八、超声伪像,79,伪像又称伪差（,Artifact,）,超声成像中可出现多种形式的伪差。其成因多与超声的物理特性有关，有的与仪器设计性能及调节有关，有的与人体生理或病理等情况有关。,80,混响伪像,(reverberations),镜面型大界面如其两侧声阻抗差别较大，而第一界面中物质的衰减甚小或厚度甚小时最易发生。,81,混响伪像,(reverberations),82,多次内部混响,(multiple internal reverberations),超声在靶,(target),内部来回反射，形成彗尾征,(comet tail sign),，,利用子宫内彗尾征可以识别金属节育环的存在。,83,部分容积效应,(partial volume effect),因声束宽度太宽，把邻近靶区结构的回声一并显示在声像图上。,84,旁瓣伪像,(side lobe artifact),由超声束的旁瓣回声造成，在结石等强回声两侧出现,85,声影,(acoustic shadow),有强反射或声衰减甚大的靶存在，使超声能量急剧减弱或消失，,致其后方没有超声到达，当然也检测不到回声，称为声影，声影可以,作为结石、钙化和骨骼等存在的诊断依据。,86,后方回声增强,(enhancement of behind echo),当病灶或靶的声衰减甚小时，其后方回声将强于同等深度的周围回声，称为后方回声增强，囊肿和其他液性结构的后方会出现回声增强，可利用它作鉴别诊断。,87,折 射 声 影,(refractive shadow),有时在球形结构的两侧壁后方会各出现一条细狭的声影，称为折射声影，这是因为超声折射，使后方有一小区失照射，没有回声所致，不可误为结石或钙化。,88,镜 面 伪 像,在良好平整的界面前方的靶，声像图上会在界面后方出现一个对称的虚像，切不可当它真的,89,THANK YOU VERY MUCH！,90,