超声成像原理
c、强回声:反射比较强,回声明亮,也可 伴有声影或多重反射。纤维组织(包 膜)、结石、钙化灶、气体。
d、高回声:回声强度介于等回声与强回声 之间。
e、无回声:均匀液体内无声阻抗差异的界 面既呈无回声暗区。胆汁、尿液、血液。
正常人体各种组织的回声表现:
1、强回声:气体、骨皮质、软骨组织、纤维结 缔组织
侧,图上为背,图下为腹。
2、纵切:图左为患者头侧,图右为患者足 侧,图上为背,图下为腹。
侧卧位: 1、横切:图左为患者左侧,图右为患者右
侧,图上为背,图下为腹。
2、纵切:图左为患者足侧,图右为患者头 侧,图上为背,图下为腹。
(三)图像分析的内容
观察分析超声图像时,首先应了解切面 方位,以便于认清所包括的解剖结构, 并注意分析以下内容 。
骨>肌肉>肝脾>肾、血液>乳腺>水>脂 肪>肺>空气
(四)超声波的特性
1、方向性:直线传播 2、声衰减现象:扩散、散射、组织对声
能的吸收 3、多普勒效应(Doppler效应):声源
与接受体之间存在相对运动,产生频率 变化。
超声遇到活动的界面,散射或反射回声 的频率发生改变,又名多普勒频移。界 面活动朝向探头时,回声频率升高,呈 正频移;界面活动背离探头时,回声频 衰减低,呈负频移。频移的大小与活动 速度呈正比。
(4)光环——回声呈环状。
(5)光带——回声光点连续排列呈明亮的 带状或线状。
(6)声晕——结节外周呈1~2mm无回声 环形围绕者。肝癌。
(7)声影——声速经过声阻抗差别大及声 衰减系数较大的障碍物时,声能明显衰 减,后方出现条状暗区称为声影,多见 于结石、钙化及致密结缔组织回声之后。
(二)图像方位
两者间的差别量值及正负值; ④显示。
多普勒超声基础
(1)频谱多谱勒 多普勒效应:是奥地利科学家
Doppler于1842年首先提出,用于阐明振 动源与接收器之间存在相对运动时,所 接受的振动频率因为运动而发生改变的 物理现象。
多普勒公式:
2Vcosθ
fR-f0=fd=±
C
将上式改写为:
C(± fd)
5、衍射:又称绕射。超声波通过一到两 个波长的物体,其传播方向将偏离原来 的方向。
6、衰减:吸收、散射、声束扩散 7、多普勒效应(Doppler效应): 8、非线性传播:
(六)超声图像形成
超声传播系通过介质中粒子的机械振动 进行的,它不同于电磁波,故在真空中 不能传播。
人体组织为什么表现为各种图像?
(2)多普勒血流频谱分析基础
①频谱的横轴代表时间s,纵轴代表血流速 度cm/s;
②收缩峰是指在心动周期内达到收缩峰频 移和峰值流速的位置。
③舒张期末是将要进入下一个收缩期的舒 张期最末点
④窗为无频率显示区
⑤中间水平线(横轴线)代表零频移线 (基线),在横轴上方为正频移,表示 血流朝向探头,横轴下方为负频移,表 示血流背离探头。
正压电效应:机械能转变为电能。 负压电效应:电能转变为机械能。
2、超声成像的显示方式
(1)A型:基本已淘汰。 (2)B型:为辉度调制型。也称二维超声。
一个平面由X轴和Y轴形成的坐标表 示,Y轴代表时间,X轴代表范围。将单 条声束传播途径中遇到各个界面所产生 的一系列散射和反射回声的强度,在示 波屏时间轴上以光点的辉度表达。声束
①单声束取样获得界面回声;
②回声辉度调制;
③示波屏y轴为时间轴,代表界面深浅; ④示波屏x轴为另一外加的慢扫描时间基线,代表
在一段时间内的超声与其他有关生理参数的显示 线。
(4)差频回声式
基本工作原理为: ①发射固定频率的脉冲式或连续式超声; ②提取频率已经变化的回声(差频回声); ③将差频回声频率与发射频率相比,取得
1540m/s 三者关系:c=λ*f
(三)人体组织的声学参数
1、密度: 2、声速: 3、声阻抗(Z):介质的密度( ρ )与介质
中声速( c )的乘积。 即:Z=ρ×c (Kg/m2·s)
声阻抗是超声诊断中最基本的物理量, 声像图中各种回声图像都主要由于声阻 抗差别造成。
人体各组织声阻抗值大小排列顺序:
(2)CDFI原理:用运动目标显示技术 和相位检测法,由接收回波分析血流速 的空间分布,并把它的大小、方向用红 蓝绿三种彩色编码和B型成像同时显示。
(5)其它成像显示方式
①能量多普勒(CDE)成像 ②组织多普勒成像 ③三维超声成像 ④非线性血流成像,即二次谐波成像 ⑤声学定量与彩色室壁运动动态显示技术 ⑥声学造影
6、声影:系声路中具有较强声衰减所造 成。
三、图像描述与图像分析
(一)回声的描述与命名 常用超声术语
(1)、描述必须使用规范化超声术语。
牢记常用超声术语
——以回声强度定名
a、弱/低回声:指反射光点辉度较正常脏器或病 灶周围的正常组织的回声光点辉度减低。肾髓 质。
b、等回声或中等回声:指反射光点强度等于正 常组织回声,不增强也不减低。肝脾实质。
9、血流的定性分析:频谱型多普勒和彩 色多普勒技术,可分析血流速度、血流 时相、血流性质和血流途径。
1、因为不同组织声阻抗不同:超声在介 质的传播过程中,遇到两种不同介质, 只要两者的密度或声速不同,在其交界 面即产生声阻抗,其间只要有0.1%的差 值即可产生反射与折射等 。
2、超声具有上述各种物理特性(反射、 折射、散射、衰减、多普勒效应、方向 性、穿透力等)。
1、超声波的发生与接收
压电现象:经过人工极化的压电陶瓷, 在机械力的作用下会在电极表面产生电 荷。反之,若对陶瓷施加以电场,陶瓷 也会产生应变。这种机械能转变为电能, 电能转变为机械能的现象称为压电效应。
2、高回声:肾窦、胎盘、胰腺、肌肉、眼球后 组织、甲状腺实质
3、等回声:肝脾实质、肾皮质 4、低回声:脂肪 5、弱回声:无髓鞘中枢神经系统 6、无回声:液体
以回声形态命名
(1)光点——细小的亮点状,直径小 于3mm。
(2)光斑——直径小于5mm的斑片 状强回声。
(3)光团——直径大于5mm的团状 强回声。
4、后壁及后方回声:由于人体各种正常组织和 病变组织对声能吸收衰减不同,则表现后壁与 后方回声的增强效应或减弱乃至形成后方“声 影”,如衰减系数低的含液性的囊肿或脓肿, 后方回声增强,而衰减系数高的纤维组织、钙 化、结石、气体等则其后方形成“声影”。
5、周围回声强度:当实质性脏器内有占位性病 变时,可致病灶的周围回声的改变。如系膨胀 性生长的病变,则其周围回声呈现较均匀 性增 强或有血管挤压移位;如系浸润性生长的病变, 则其周围回声强弱不均或有血管走向的中断。
2、振铃效应/声尾, 胃肠道及肺部气 体,多次内部反 射形成,又见胆 道积气、胆囊壁 胆固醇结晶后方 的慧尾,节育环 等。
3、镜像效应: 镜面折返虚像。 在大而光滑的 界面产生。
4、侧壁失落效应:大界面回声时入射角度 过大产生。
5、后壁增强效应:由于仪器加入深度增 益补偿而产生。
6、毗邻关系:有无压迫、粘连或浸润。
7、脏器活动情况:脏器的活动可反映脏 器组织的功能状况,如心肌出现缺血和 梗死时,其相应部位的心肌将出现室壁 运动异常。通过观察心脏瓣膜的活动可 判断有无瓣膜狭窄和关闭不全。
8、脏器结构的连续性分析:脏器的连续性 可为疾病诊断提供重要依据。如先天性 室间隔缺损表现为室间隔的连续性中断。
(一)超声波的定义
振动的传播称为波动(波)。波动分为两大类— —机械波和电磁波。
超声波:是指振动频率超过2万Hz的机械波,称 为超声波。
诊断用的超声波频率通常为2.5~10MHz。 横波:质点的振动方向与波的传播方向垂直 纵波:质点的振动方向与波的传播方向平行
(二)超声波的物理参数
1、波长:λ 2、频率:f 3、声速:c。声波在人体中平均速度为
4、非线性传播:
声源所发射的声波在介质中传播遇到界 面时,可发生反射和折射,此即声波在 介质中的线性传播。
当声波遇到不规则界面时,声波在组织 中传播时可发生波形畸变、谐波成分增 多和声衰减系数增大,声波的这种传播 方式称为非线性传播。
5、穿透性:
(五)超声波在人体中的传播
超声波在人体中传播时产生的现象
⑥振幅的高低代表频移的大小,即血流速 度的快慢。
⑦频谱辉度以亮度表示,亮度代表红细胞的数量, 亮度亮表示红细胞数量多,反之,少。
⑧频谱离散度,即频移在垂直方向上的宽度,代 表血流速度分布范围,分布范围大,频谱宽。
⑨层流:频谱窄,光点密集,包络光滑,频谱和 基线之间有空窗。
湍流:频谱宽,光点疏散,包络毛糙,频谱 和基线之间没有空窗。
涡流:双向湍流特征。
速度/频率
收缩期 收缩峰 舒张期末
舒张 期
带宽
窗
时间
速度/频移-时间显示谱图
彩色多普勒血流显像基础
(1)定义: 彩色多普勒血流显像(Color Doppler Flow Imaging,CDFI)——利用自相关 技术,采用伪彩色编码来显示血流的一 种方法。 自相关技术——是检测两个信号间相位 差的一种方法,其目的是检测出血流的 方向和速度。
顺序扫切脏器时,每一单条声束线上的光点群 按次分布在X轴上,形成一切面声像图。 包括3个重要概念: ①回声界面以光点表达;
②各界面回声振幅(或强度)以辉度(灰度)表 达;
③声束顺序扫切脏器时,每一单条声束线上的光 点群按次分布成一切面声像图。
(3)M型:为活动显示型。获得“距离-时间”曲 线。
其原理为:
V=
2 f0 cosθ
× f0
多普勒效应基本条件V不等于0,同时必须
有强的反射源。
0<θ<90度时,cos θ为正值,表示血流方Байду номын сангаас向朝向探头,为正频移。